|
напряжений. Таким образом, и в этом случае происходят изменения доменной структуры и, соответственно, изменения параметров СБ. Параметры, относящиеся к третьей группе, характеризуются одновременными изменениями, как потенциального рельефа так и К кристаллографической анизотропии эф. q рамках существующих методик контроля оценить влияние на параметры МШ одного из этих факторов при неизвестном втором, не представляется возможным. Как уже отмечалось ранее, гарантировать идентичность, например, структурного фактора (микронапряжений), когда его изменения вызваны случайными флуктуациями режимов технологической обработки изделий, на практике крайне сложно. Этим, по-видимому, и объясняется тот факт, что метод МШ не нашел еще широкого применения в системах неразрушающего контроля качества в условиях серийного производства, хотя прекрасно зарекомендовал себя при решении целого ряда исследовательских задач. Наибольший опыт использования ЭБ в практике неразрушающего контроля имеет фирма «American Stress Technologies» (США). Выпускаемая ею аппаратура, приборы «Rollscan» и «Stresscan» [43, 44] используют в качестве информативного параметра эффективное значение напряжения магнитных шумов. В России известны приборы типа МАША [6], СКИФ [5, 21], БС [9, 15, 21] использующие аналогичные информативные параметры. В институте прикладной физики НАН Белоруссии разработаны приборы «РМША», «ИНСТРОМАТ», использующих двухчастотный режим намагничивания [6, 98]. Разработка в МГАПИ и НИМИ серии приборов типа АФС и ПИОН, использующие средние и текущие параметры ЭДС СБ, позволило надеяться решить задачу промышленного использования метода МШ для контроля технологических напряжений в условиях серийного производства [17, 74, 72, 73, 76, 77, 85, 86, 96]. Вопросы развития конструирования, методического обеспечения и применения этих приборов рассмотрены в настоящей работе. 29 |
1.4 ПРОБЛЕМЫ ПРАКТИЧЕСКОМ РЕАЛИЗАЦИИ ЭФФЕКТА БАРКГАУЗЕНА ДЛЯ КОНТРОЛЯ НАПРЯЖЕННОГО СОСТОЯНИЯ МЕТАЛЛОИЗДЕЛИЙ. Анализ особенностей напряженного состояния конструкционных сталей и изделий из них п.1Л, физических основ и информативных параметров эффекта Баркгаузена пп. 1.2, 1.3 позволяет выделить три основные области его применения в соответствии с таблицей 1.1. Первая объединяет параметры, корреляционно связанные с уровнем микронапряжений и характеризующие структурное состояние контролируемого материала, изменение которого в различных работах связывалось либо с режимами термической обработки образцов, либо с получаемыми при этом механическими характеристиками: прочностью, твердостью, размером зерна др. С позиции потенциально-энергетической модели изменения этих параметров должно быть связано с изменениями 2 _______________________ дисперсии ст и частотных характеристик J г0;/ случайной функции Р(х) и, соответственно, с изменением доменной структуры и параметров регистрируемых СБ. Во вторую группу входят параметры, характеризующие напряжения 1 рода (макронапряжения). Независимо от их происхождения, эти напряжения связаны только с упругими деформациями: их изменения практически не влияют на вид случайной функции Р(х) см. (1.5). Упругие напряжения приводят к изменению эффективной кристаллографической анизотропии Кэф и появлению магнитной текстуры, характер которой будет зависеть от соотношения знаков магнитострикции и напряжений. Если обе эти величины имеют одинаковые знаки, то будет расти концентрация тех магнитных фаз, направление вектора /8в которых наиболее близко к направлению действия напряжений. Таким образом, и в этом случае происходят изменения доменной структуры и, соответственно, изменения параметров СБ. Сильное влияние изменения Кэф оказывает на параметры МАШ. Магнитострикционный механизм предопределяет существенную зависимость параметров сигналов МАШ от направления действия приложенных напряжений [27], что позволяет надеяться на улучшение возможностей контроля напряженного состояния металлоизделий с применением сигнала МШ и МАШ. Параметры, относящиеся к третьей группе, характеризуются одновременными изменениями, как потенциального рельефа Р(х), так и кристаллографической анизотропии Кэф. В рамках существующих методик контроля оценить влияние на параметры шумов Баркгаузена одного из этих факторов при неизвестном втором, не представляется возможным. Как уже отмечалось ранее, гарантировать идентичность, например, структурного фактора (микронапряжений), когда его изменения вызваны случайными флуктуациями режимов технологической обработки изделий, на практике крайне сложно. Этим, по-видимому, и объясняется тот факт, что метод ЭБ не 30 нашел еще своего места в системах неразрушающего контроля качества в условиях серийного производства, хотя прекрасно зарекомендовал себя при решении целого ряда исследовательских задач. Наибольший опыт использования ЭБ в практике неразрушающего контроля имеет фирма «American Stress Technologies» (США). Выпускаемая ею аппаратура, приборы «Rollscan» и «Stresscan» [49] используют в качестве информативного параметра эффективное значение напряжения магнитных шумов. В России известны приборы типа МАША [6], СКИФ [24], БС [5] использующие аналогичные информативные параметры. Разработка серии приборов типа АФС и ПИОН, использующие средние и текущие параметры МШ и МАШ, позволила решить задачу промышленного использования метода ЭБ для контроля технологических напряжений в условиях серийного производства [20, 121, 134, 138, 140, 142]. Вопросы конструирования, методического обеспечения и применения этих приборов рассмотрены в настоящей работе. Существенно выделяются две основные области применения приборов (см. таб. 1.1): контроль механических напряжений -65% и выявление прижогов на шлифованных поверхностях 32% от общего количества реализованной аппаратуры. Методики контроля макронапряжений построены на корреляционных зависимостях величины магнитных шумов от механических напряжений, полученных при нагружении образцов. Особое внимание уделяется технологии изготовления образцов она должна в точности соответствовать технологии изготовления контролируемого объекта. Это условие зачастую невыполнимо на практике, особенно в случае контроля крупногабаритных объектов или изделий серийного производства, при случайных колебаниях химического состава в пределах марки стали, режимов термических и формообразующих операций в пределах допустимых значений. Однако, кроме предложенного ранее способа решения задачи контроля макронапряжений с использованием метода ЭБ разработки многопараметровой аппаратуры. Существует и второй путь создание комплексных методик, сочетающих использование нескольких методов неразрушающего контроля, например, сигналов МШ и МАШ. Необходимо отметить, что ни принципов построения, ни примеров практической реализации таких методик в известных автору работах нет, хотя целесообразность их разработки очевидна. Существенный интерес представляют методические аспекты применения ЭБ в системах диагностики новых, ранее не контролируемых параметров качества изделий, непосредственно связанных с величиной и характером распределения ОН. К таким параметрам следует отнести, например, склонность деталей и узлов к коррозионному растрескиванию, степень возможных отклонений геометрических параметров изделий под действием ОН. 31 |