Контроль технологических напряжений в изделиях из высокопрочных сталей методом магнитных шумов

• Автор: Народицкий, Александр Михайлович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с. : ил.

1. ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНИЯ МЕТОДА МАГНИТНЫХ ШУМОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ВЫСОКОПРОЧНЫХ КОНСТРУКЦИОННЫХ СТАЛЕЙ
1.1. Эффект Баркгаузена и комплекс проблем управления технологическими напряжениями
1.2. Анализ физических особенностей контроля с
использованием магнитных шумов
1.3. Анализ информативных параметров и моделей
сигналов магнитного шума
1.4. Проблемы практической реализации метода магнитных шумов для контроля напряженного
состояния металлоизделий
Выводы
2. АНАЛИЗ МАГНИТНЫХ ШУМОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УРОВНЯ НАЦРЯЖЕНИЙ В ВЫСОКОПРОЧНЫХ СТАЛЯХ
2.1. Статистическая модель формирования энергетических характеристик магнитных шумов
2.2. Анализ взаимосвязи параметров магнитных шумов с
уровнем микро- и макронапряжений
2.3. Прибор «АФС» для контроля методом магнитных шумов
2.4. Исследование взаимосвязи параметров магнитных шумов
с уровнем микро- и макронапряжений
2.4.1. Эксперимент и оборудование
2.4.2. Исследование зависимости параметров магнитных
шумов от уровня микронапряжений

2.4.3. Исследование зависимости параметров магнитных
шумов от уровня макронапряжений
Выводы
3. КОНТРОЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МАГНИТНЫХ ШУМОВ
3.1. Исследование возможности контроля труб из стали ШХ15
на склонность к овализации
3.2. Разработка методики контроля труб при производстве подшипниковых колец
3.3. Исследование возможности контроля технологических напряжений при сборке корпусов из стали ЭП
3.4. Разработка методики контроля технологических
напряжений при сборке корпусов
Выводы
4. СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ,
ИСПОЛЬЗУЮЩИХ МАГНИТНЫЕ ШУМЫ
4.1. Первичные преобразователи для магнитошумового
контроля с круговой диаграммой перемагничивания
4.2. Методика градуировки магнитошумового прибора
для контроля технологических напряжений
4.3. Исследование влияния макронапряжений на толщину информативного слоя при магнитошумовом контроле
4.4. Компьютеризированная система магнитошумового
контроля механических напряжений
Выводы
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЯ

Высокий технический уровень и эффективность производства в металлургических и металлообрабатывающих отраслях промышленности обеспечивается созданием и освоением ресурсосберегающих технологий с улучшением качества продукции. Значительные резервы в этой области связаны с научно обоснованным подходом к задаче регулирования напряженного состояния металлоизделий, существенно влияющего на надежность и долговечность техники, технологичность и металлоемкость конструкций, что подтверждает актуальность проблемы.
Эффективным подходом к анализу и регулированию остаточных напряжений в металлопродукции является системный подход, одну из ключевых позиций которого занимают вопросы измерений или контроля напряженного состояния металлоизделий на каждом этапе технологического процесса с учетом послеоперационной технологической наследственности. Контроль остаточных напряжений в заготовках и готовых деталях дает возможность выявлять изделия с недопустимым уровнем напряжений и проводить их технологическую доработку, используя различные методы воздействия на величину и распределение остаточных напряжений (ОН). Важную роль играет контроль и в процессе отработки технологии изготовления металлопродукции, позволяя выбрать оптимальные, с точки зрения ОН, способы и режимы формообразования деталей.
Наиболее целесообразное решение этой задачи связано как с совершенствованием традиционных методов неразрушающего контроля (НК), так и с развитием сравнительно новых методов, таких как метод эффекта Баркгаузена (ЭБ), который получил в промышленности название метод магнитных шумов (МШ).
Имеются отличительные особенности в физике этого явления от других электромагнитных методов контроля: источником электромагнитного или акустического излучения является сам контролируемый объект по причине

метод среднего выпрямленного [10]. Схема управления интегратором осуществляет сброс интегратора и перепись результата измерения в аналоговое запоминающее устройство, где результат хранится в течение всего периода перемагничивания и визуально отсчитывается с помощью схемы цифровой индикации 15. При реализации режимов (2.8) и (2.9) аналоговые ключи 8 и 10 постоянно находятся в открытом состоянии.
На рис.2.9 показаны временные диаграммы, иллюстрирующие принцип действия прибора АФС-3: е^) - выходной сигнал широкополосного усилителя; е2 (^ - выходной сигнал детектора; е3(1) - выходной сигнал порогового элемента 7; е4(0 - выходной сигнал ждущего мультивибратора, е5(0 - выходной сигнал аналогового ключа 10; е6(0 - выходной сигнал аналогового ключа 8.
Конструкция прибора, размещение на лицевой панели органов управления и индикации обеспечивают удобство эксплуатации как в лабораторных, так и в цеховых условиях. Наличие выходных согласующих устройств позволяет использовать прибор в комплексе с различными средствами обработки и отображения информации.
Важной отличительной особенностью разработанного прибора является возможность изменять в широких пределах режим перемагничивания контролируемых изделий как по частоте, так и по амплитуде тока перемагничивания. В сочетании с регулируемыми уровнем амплитудной селекции и интервалом 0 временной селекции [72, 99], достигаются новые возможности по выбору оптимального режима контроля.
Основные технические характеристики прибора АФС-3:
1. Максимальная амплитуда тока перемагничивания - 1 А.
2. Частота перемагничивания - 0,2 * 50 Гц.
3. Полоса пропускания усилителя на уровне 0,7 -*• 250 кГц.
4. Коэффициент усиления усилителя - 80 дБ.
5. Приведенный ко входу уровень шумов усилителя - не более 2 мкВ.