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磁粉探伤中实心圆柱体工件与空心钢管类工件形成磁场分别

作者:射阳宏旭探伤机制造有限公司 发表时间:2016-04-08 15:28:44

磁粉探伤中,我们常使用连续法来检测实心圆柱体工件与空心钢管类工件的表面及近表面5mm深细微裂痕的缺陷检测,针对两种不同的工件,我们针对实心圆柱体工件选用磁化电极夹持两端的方式来进行通电检测;针对钢管类工件选用芯棒法来贯穿通电检测;有电流通过的导体内部和周围都存在着磁场,这种现象称为电流的磁效应。那么这两种类型的工件在通电状态下产生磁场是什么样的呢?

1圆柱体

当电流通过实心圆柱体工件时,产生的磁场是以导体中心轴线为圆心的同心圆,如下图所示,在半径相等的同心圆上,磁场强度相等。

我们知道磁场的方向与电流的方向有关,当导体中的电流方向改变时,磁场的方向也随之改变。通电实心圆柱体导体中磁场的方向可用右手螺旋定则确定。

由于通电圆柱体外形规整,圆周对称,其圆柱体内部的磁场强度可以利用安培环路定理推导,外表面磁场强度H=I/2πR),其中I为通电电流强度,单位为AR为圆柱体的半径,单位为m

通电圆柱体外部也会因通电电流而产生磁场强度,假设实心距圆柱体中轴线r处,其磁场强度为H=I/2πr),其磁场强度H与电流强度I成正比,与实心圆柱体中轴线的距离成反比。

通过以上推导,我们就可以利用上述公式推出每次磁化实心圆柱体时表面在特定磁场强度下所需要的磁化电流,圆柱体的磁场分布如下图所示:

磁粉探伤机圆柱体工件磁场磁粉探伤机圆柱体磁场分布 

在不同的磁化电流导致的圆柱体产生的磁化电流也是不同的,具体参照后续实心圆柱体交流或直流磁化区别。

钢管

当电流通过空心钢管类工件时,产生的磁场方向与圆柱体工件相同,由于空心钢管类内部为空心,根据安培环路定则,内部空心部分电流为零,则推导出磁场强度为零,其内表面的磁场强度也是为零的,所以空心钢管类内壁的缺陷检测不适用直接通电法的磁粉检测,对于内壁厚为r1,外壁厚为r2r=r1+r2的钢管,其外表面磁场强度为H=I/2πr),空心钢管类的磁场分布如下图所示:

磁粉探伤机钢管磁场分布 

通过上面的推导,我们可以在检测实心圆柱体工件和空心钢管类工件时,利用上述推导计算出相应需要的磁化电流,以便我们在磁粉探伤机磁粉探伤仪中利用无极调节旋钮进行调节,使磁化电流值符合要求,防止出现过电流打火的情况,也防止出现欠电流磁化不充分,无法全检出缺陷的情况。

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