Магнитное поле групповых (взаимодействующих) включений и дефектов материалов при неоднородном намагничивании, разработка средств контроля строительных конструкций и изделий машиностроения тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

(Щ ИНСТИТУТ ФИШКИ МЕТАЛЛОВ УрО РАН

РГБ ОД

9 ОНТ 1995

На правах рукописи

ГУСЕВ АЛЕКСАНДР ПЕТРОВИЧ

МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ГРУППОВЫХ (ВЗАИМОДЕЙСТВУЮЩИХ) ВКЛЮЧЕНИЙ И ДЕФЕКТОВ МАТЕРИАЛОВ ПРИ НЕОДНОРОДНОМ НАМАГНИЧИВАНИЙ, РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯ И ИЗДЕЛИЙ МАШИНОСТРОЕНИЯ

Специальность 01.04.11 - физика магнитных явлений

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Екатеринбург - 1995

Работа выполнена в Институте прикладной физики Академии наук Беларуси.

Официальные оппоненты: I. Доктор технических наук

Корзунин Г.С.

2. Доктор технических наук Мужицкий В.Ф.

3. Доктор технических наук Шатерников В.Е.

Ведущая организация - Машиностроительный институт

(г.Могилев)

Защита состоится " 24 " ноября 1995 г. в _ На

заседании диссертационного совета Д 002.03.01 в Институте физики металлов УрО РАН по адресу: 620219, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, д. 18.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФМ УрО РАН.

Автореферат разослан "_" сентября

Ученый секретарь У)/у,/

диссертационного совета, ////// ¿>

доктор физ.-мат.наук ([////¿^иО'Д-^КОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Свойство магнитных тел и пеодяородностей материалов шзть отличную от окруаавдей среды намагниченность широко используется для их обнаружения по образующемуся магнитному поли рассеяния, закономерности формирования которого составляют теоретическую основу метода магнитной дефектоскопия. Применений магнитного метода для решения широкого круга практических задач,таким образом, основано на достн-дениях в развитии теоретической база метода, начало формирования которой относятся к периоду широкого распространения з практике магнитных измерений магнитоиндукционных я пондеромоторных преобразователей, пригодных для регистрации магнитных полей рассеяния. Основополагающими для теории метода являются работы Р.И.Януса, Б.К.Аркадьева, Г.А.Гринберг, С.В.Вонсовского. Дальнейшее развитие теоретические основа магнитной дефектоскопии получила в работах А.Б.Сапошгакова, Н.Н.Зацепина, В.Е.Щербинина, Ф.Фер-стера и ряда других исследователей.

Теоретические и экспериментальные исследования направлены, главным образом, на установление закономерностей взаимосвязи характеристик магнитных полей рассеяния с параметрами магнитных неодиородностей и включений, о магнитными свойствами материалов и условиями намагничивания. Основными условиями решаемых теоретических задач являются: одиночные магнитные неоднородности (дефекты или включения) в изотропной среде, намагничиваемой однородным магнитным полем. В процессе развития магнитного метода данная модель уточняется и детализируется. Обоснованность ее теоретического я прикладного использования состоит в том, что она проста и, вместе с тем, содержат необходимые условия дая анализа поля рассеяния и идеальные

- з-

условия для обнаружения дефектов материалов.

Однако, многообразие реальных условий контроля не может быть сведено к идеальной модели, а полученные в ее рамках закономерности не могут быть распространены на все случаи. Возникающая, в связи с этим, проблема эффективности использования магнитного метода требует развития его теоретической базы для новых условий. К наиболее существенным и распространенным, не соответствующим идеальной модели, условиям относятся два: I. наличие в контролируемых объектах групповых включений и дефектов; 2. необходимость использования в практике контроля малогабаритных источников намагничивающего поля.

1. Характерными дефектами закалки деталей является как одиночные, так И групповые трещины, Дефекташ литых деталей - одиночные и групповые раковины, сварных швов -непроварн я шлаковые включения, трубопроводов а металлических конструкций - преимущественно групповые коррозионные поражения. Близкое друг к другу расположение включений или дефектов в ферромагнетике, в также - ферромагнитных тел в немагнитной среде приводит 8 их взаимному влиянию через вторичное поле я-к изменений условий формирования поля рассеяния. Установление закономерностей формирования магнитного поля рассеяния групповях включений является, таким образой, необходимый условием обеспечения эффективности метода.

2. В магнитной дефектоскопия наряду с однородным намагничиванием используется в квазиоднородное с применением приставных электромагнитов или постоянных магнитов. Стремление сохранить условие однородности намагничивания, хотя бы в зоне измерений, увеличивает объем намагничивающих устройств и, вследствие этого, ограничивает использование метода контролен изделий достаточно крупных размеров и простой форда (трубн, прутки, рельсы, листы н т.п.). Контроль жв изделий малых размеров и сложной формы, а такяе-участков изделий в труднодоступных местах возмонэн с применением малогабаритных намагничивающих устройств. Однако, при сканировании контролируемой поверхности подобными уст-

ройстваии намагниченность материала в зоне дефекта постоянно изменяется, то есть ноле раосеяняя не является статический. Решение продлена оптимизации процесса контроля я интерпретации результатов измерений в данных условиях может быть обеспечено на основе исследования характеристик поля рассеяния дефектов при локальной намагничивании.

Нш и задачи ишвдрродий

Цельп диссертационной работы является развитие теоретических основ магнитной дефектоскопии о учетом указанных выше проблем, разработка с использованием полученных результатов новых способов и средств контроля строительных конструкций а изделий машиностроения.

Достижение поставленной цели связано о решением следующих задач:

- разработка аналитической модели в задаче о магнитном поле групповых (вэаниодействувдих) включений;

- получение закономерностей распределения напряженности магнитного поля взаимодействующих включений;

- анализ вносимых взаимодействием изменений в магнитное поле рассеяния;

- экспериментальная оценка погрешности аналитических решений л установление границ их применимости;

- получение аналитических выражений составляющих напряженности магнитного поля дефекта при локальном намагничивании;

- установление зависимости распределения напряженности магнитного поля дефекта от размеров и расположения малогабаритных иамагначиващях систем;

- определение условия (критерия) предельной локализаций намагничиваемой зоны контролируемого объекта;

- оценка реальной чувствительности магнитного метода обнаружения ферромагнитных включений в немагнитных средах;

- разработка способа и аппаратура для обнаружения ферромагнитных включений в немагнитных строительных конструкциях;

- разработка новых способов и средств дефектоскопии изделий машиностроения из ферромагнитных материалов с использованием локального намагничивания.

Методы исследований. В работе использованы:

- аналитическое решение методом последовательных приближений задачи о магнитном поле групповых включений. В качестве нулевого приближения в методе использованы функции распределения напряженности поля невзаимодействующих включений, а влияние включений друг на друга рассматривается как возмущение нулевого решения;

- метод поверхностного заряда дли расчета напряженности магнитного поля дефекта при локальном намагничивании;

- экспериментальное исследование распределения напряженности магнитного поля взаимодействующих и невзаимодействующих включений и магнитного поля поверхностных дефектов при нормальном намагничивании;

- феррозондовый метод измерения напряженности вторичного магнитного поля, образуемого кирпичными и бетонными строительными конструкциями.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработана расчетная модель задачи о магнитном поле групповых (взаимодействующих) включений в изотропной среде, находящейся под воздействием неоднородного намагничивающего поля Н0 ;

- получены аналитические выражения составляющих напряженности магнитного поля для двух и для ряда из Н взаимодействующих протяженных (цилиндрических) и локализованных (сферических) включений;

- дан анализ зависимости магнитного поля взаимодействующих включений от магнитной проницаемости материала, от характеристик намагничивающего поля и от расстояния между включениями;

- показано, что магнитное взаимодействие включений можно представить в виде комбинации подаапшчивающего и размагничивающего; указаны условия реализации данных типов взаимодействия;

- показано, что магнитное поле рассеяния системы взаимодействующих включений характеризуется признаками, соответствующими поли эквивалентного системе тела;

- разработана экспериментальная установка и метод измерения характеристик поля рассеяния, связанных со взаимодействием включений;

- измерено распределение напряженности магнитного поля, двух параллельных взаимодействующих в невзаимодействующих прутков, намагничиваемых поперечным однородным полем;

- предложен способ корректировки аналитического решения с помощью эмпирических коэффициентов,вводимых в параметр, характеризующий влияние одного включения на другое.

- получены аналитические выражения составляющих напряженности магнитного поля поверхностного дефекта нарушения сплошности ферромагнитного материала, намагничиваемого под углом к поверхности объекта однородным полем, и при локальном намагничивании одно - и двухполюсным источником; полученные формула связывают распределение напряженности поля рассеяния с размерами и расположением намагничивающих устройств;

- исследованы аналитически и экспериментально составляющие напряженности магнитного поля поверхностного дефекта при нормальном к поверхности намагничивании;

- сформулирован критерий предельной локализации намагничиваемой зоны контролируемого объекта, позволяющий

в зависимости от конкретных условий оптимизировать намагничивающие системы.

Практическая ценность ззботц соотонт в том, что:

- развитие теории магнитного метода с учетом реальных условий дефектоскопии материалов и изделий повышает эффективность их контроля и является основой для разработки новых средств магнитной дефектоскопии;

- дано теоретическое и экспериментальное обоснование магнитного метода обнаружения ферромагнитных включений в немагнитных и слабомагнитяых средах с учетом создаваемых

-

этими средами магнитных помех;

- сформулированы основные технические требования к средствам контроля строительных конструкций;

- разработан способ и аппаратура для обнаружения ферромагнитных включений в немагнитных строительных конструкциях;

- разработаны новые способы н дефектоскопы (ДФП-1, ДФП-1М и ДФП-2), в которых реализовано локальное намагничивание. Дефектоскопы внедрены в производство на предприятиях машиностроения для контроля изделий малых размеров и сложной формы, преобразователи с локальным намагничиванием-для контроля алмазных фрез н деталей шасси самолетов. Дефектоскоп ДФП-1 внедрен в учебный процесс в Минском радиотехническом институте;

- по результатам исследований получены 7 авторских свидетельств на способы и 12 - на устройства магнитного контроля, а также два патента (США и Франции).

Апробация работа.

Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на следующих конференциях, совещаниях, семинарах: 1-ой межвузовской н.-т. конференции по электромагнитным методам контроля качества, Москва, 1972 г.; н.-т. конференция "Метрология и техника точных измерений", Минск, 1972 г.; 7-ой международной конференции по нераз-рушающим испытаниям, Варшава, 1973 г.; 2-ой Всесоюзной н.-т. конференции "Неразрушающий контроль материалов, изделий и сварных соединений", Москва, 1974 г.; симпозиуме "Неразрушащий контроль", Братислава, 1Э76 г.; IX Всесоюзной н.-т. конференции "Неразрушагацие физические методы и средства контроля", Минск, 1981 г.; IX региональной н.-т. конференции "Современные магнитные, электромагнитные

и акустические методы и приборы неразрушающего контроля", Свердловск, 1988 г.; Республиканской н.-т. конференции "Проблемы качества и надежности машин", Могилев, 1994 г.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы и приложения: объем - 221 страница машинописного текста (в том числе 10 таблиц) и 79 рисунков. Список литературы включает 176 наименований. Приложение содержит таблицы магнитной восприимчивости материалов строительных конструкций, сигналограммы магнитных неодно-родностей этих материалов, таблицы результатов испытаний прибора для обнаружения ферромагнитных включений в строительных конструкциях, электрические схемы дефектоскопов, акты их испытаний и внедрения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первом разделе выполнен обзор по научно-технической и патентной литературе по вопросам магнитной дефектоскопии ферромагнитных материалов и обнаружения ферромагнитных включений в немагнитных средах, дан анализ состояния и развития теории, рассмотрены характеристики существующих средств контроля и сформулированы задачи научных исследований.

Во втором разделе разработана аналитическая модель для исследования магнитного поля групповых (взаимодействующих) включений, методом последовательных приближений получены аналитические решения для двух и для ряда М взаимодействующих включений, выполнена экспериментальная проверка решения.

Основанием для постановки задачи о магнитном поле групповых включений является отличие магнитной проницаемости уН-1 материала хотя бы двух включений от магнитной проницаемости материала /<с окружающей их среды. В этом случае при малых расстояниях между включениями возникает магнитное, взаимодействие через поле рассеяния, вследствие чего изменяется намагниченность, в общем-случае, и включений и окружающего их материала.

Для расчета характеристик магнитного поля Н групповых включений изложена схема применения метода последовательных приближений. В качестве нулевого приближения в методе используются известные функции, описывающие распределение напряженности магнитного поля отдельных (невзаимодействующих) включений, а влияние одного включения на Другое выражается полем Иц , которое является возмущающим для Н .В соответствии с тем, что решения Н1"' подучены при условиях: В =/ИН, и при однородном намагничивающем поле Н0 , то условие линейности сохраняется и для задачи о групповых включениях. Условие же. однородности намагничивания распространяется лишь на объем, занимаемый каадым отдельным включением, но напряженность действующего на включение однородного поля определяется по напряженности неоднородного в точке, соответствующей центру включения (приближение квазиоднородности).

С учетом изложенного решена в общем виде задача о магнитном поле Н для двух (рис. I) и для ряда из Н одинаковой формы взаимодействующих включений, находящихся в изотропной среде, намагничиваемой двумерным магнитным полем И0 .

Рис. I. Расчетная модель. I и 2 - включения в иэотрол^ ной среде 3, намагничиваемой двумерным полем Н„.

-ю -

Решение для двух включений имеет следующий вид:

+7~^[(НоуГ«ЛуЛ)К(В,+(иоу;1- аДуХВ*];

(I)

I

«Д/Х А

Здесь использованы следующие обозначения: Нх и Ну - составляющие напряженности магнитного поля взаимодействующих включений;

H0¡<¿ лН0у£- составляющие напряженности намагничивающего поля в центре £ -того включения;

АХ1» Ау; . Бс - функции, выражающие распределение составляющих напряженности Н[0) магнитного поля I -того включения в нулевом приближении;

КI - коэффициенты, зависящие от магнитной проницаемости материала включения (), окружающей среды (уис ) и поперечного размера включения (Ъ R¿ );

&1 и й.\ - коэффициенты, определяемые взаимодействием включений.

Для сферических включений использованные обозначения можно записать в виде:

- гг -

д ¿(х-хг)г-у* , . ^-у?«. Ъ

^ . „„ (2)

У1 Кх-х^+у*]5^ > г /

о. _ з(х-хг-)у ' ~Г(*-хгУь+у*],>Ь' »

и для цилиндрических включений:

Ах" [(*-*£>»+у*з* " ' < С*«)1' (3)

д(х-х;)у к - е*-

" [(х-х^У*]* ' г ' '

Величиной Х^ в (2) и (3) обозначена координата центра г -того включения (У^- = О ); X и У - координаты точки наблюдения; 2 в - расстояние между центрами включений.

Решение для ряде из Л' одинаковых включений имеет

вид:

У Л а'..

£ — Т J "~Л J¿

€1~7Г?.("ог/~ *пНоу;)]«^4<};

Лг У #2 ' (4)

Ну = т^т(//„*; + а'лммС)]кВ£ +•

¿г/ /=< Г/г

+ ~ £ ~~г(И°У< * "/¿»о Уг } .

/'-< /с

Здесь й--_*__д'..-¿"-Г)*.. , х • -¿х ' *

я = 3 - для сферических включений;--12-

(5)

уь = 2 для цилиндрических включений.

Структура выражений (4) аналогична (I), а при И = 2

имеем а» = а,н (4) переходят в (I).

В общем случае, как видно из (I) и (4), распределение напряженности ¡Т магнитного поля взаимодействующих включений отличается от распределения Н(о:> невзаимодейс-твуюпих. Однако, в некоторых случаях могут быть получены частные решения, дающие одинаковое распределение И и Н(о>± Например, в случае однородного намагничивающего поля И0 и одинаковых включений (у; из (I) имеем:

Отсюда видно, что при направлении И0 вдоль оси ОХ , на которой по условию задачи находятся центры включений, в правой части (5) получаем произведение составляющих И* и Ну} на коэффициент К^„=7~ » а при/■/„*= О -произведение этих же составляющих на ' §£ть

распределение напряженности поля взаимодействующих Н и невзаимодействующих Н<0) включений для рассматриваемых случаев совпадает, однако 1н] отличается от I Й(0>\ на некоторый коэффициент: И^Кг^Н1"1, характеризующий взаимодействие. С учетом (2) и (3) коэффициент взаимодействия запишется в виде: для сферических включений

к _ Мг к (6)

для цилиндрических включений

К ■ к М* (7)

Ш)*-¿¡¿¿ь. я* ' + '

а

При ~ = I имеем максимальное значение ^ | , а с увеличением (лв) значение ¡Кя-/| уменьшается, стремясь

О

к нули. При направлении Н0 вдоль прямой, соединяющей центры включений, имеем К^лИ при - подиагни-

чнваодее взаимодействие и 1. при /-к/<с -раз-

магничивающее взаимодействие. В случае )Н0| = Иоу при /лу/лс имеем - размагничивающее взаимодействие

и при /к</кс имеем \ - подмагничнвающее взаимо-

действие. Если вектор н0 имеет две составляющие, то взаимодействие. включений, как следует пз (5), можно представить в впде комбинация подмагннчивающего и размагничивающего, а условия кх реализации по составляющим Н0 записать в виде:

Sip Н0,н = Sl$n (a';HoytJ)

Si^n. Hoii=-5ign (ajH„jU

5ion Hoxi = - Sign (a'j H0Kj); Sign H0n- (ajHovj)•

- подаагничивающего,

(8)

- размагничивающего.

Условия (8) определяют увеличение или уменьшение составляющих напряженности поля рассеяния одного включения при влиянии на него другого включения: взаимодействие для с - того включения является подшгничпваюцим (размагничивающим), если знак составляющей НоХ1' напряженности действующего на него первичного поля совпадает со знаком (противоположен ему) соответствующей составляющей а}Н0Х; напряженности поля рассеяния другого включения, а также, если знак составляющей Н0у£ противоположен анаку (совпадает со знаком) соответствующей составляющей Яу Моу; напряженности поля рассеяния другого включения. При этом направление вектора О;И^ в (8) относится к точке, соответствующей центру ] -того включения.

Магнитное взаимодействие в трех-компонентной (по магнитной проницаемости материала: /и1 , и /лс ) системе происходит за счет изменения намагниченности, в общем случае, и включений и среды (еслии /Ис?1). Однако, в частных случаях взаимодействие может реализоваться также за счет изменений намагниченности только в двух компонентах системы или даже в одной компоненте. Первое реализуется в

система: два ферромагнитных включения в немагнитной среде

/лс-\ ) и в системе: магнитная неоднородность в ферромагнитной среде с дефектом типа полости (/<1 >/.<л = 1; /<е> * ); второе - в системе: два дефекта типа полости в ферромагнитной среде (/</ = <; /ис > 1 ). Роль дефектов во взаимодействии сводится к возмущенпю магнитного потока, вследствие чего происходит локализованное изменение намагниченности окружающей среда.

Кроме изложенных особенностей магнитного взаимодействия, определяющих распределение напряженности поля рассеяния, следует отметить также наличие в (I) коэффициента ^^-a1aí) , характеризующего зависимость напряженности магнитного поля рассеяния системы, в целом, от ее параметров п магнитных свойств. Наличие данного коэффициента указывает на соответствие поля рассеяния группового включения (на некотором от пего удалении) полю рассеяния эквивалентного одиночного включения или тела. Например, для двух параллельных ферромагнитных взаимодействующих прутков, находящихся в поперечном однородном поле Н0 , отношение Нх(ноу=0! у=0', х= ^)/Ну(махгО|Х=о;у=№)больше единицы, что соответствует аналогичному отношению для эквивалентного эллиптического цилиндра, намагничиваемого вдоль большой и малой осей эллипса. Распределение напряженности вторичного магнитного поля системы расположенных плотно друг к другу параллельных ферромагнитных прутков, находящихся в магнитном поле линейного диполя или линейного тока, соответствует полю изображения данных источников Н0 . Аналогичной магнитной характеристикой обладает, как известно, плоскопараллельная ферромагнитная пластина.

Для оценки погрешности аналитического решения (I) связанной с использованными приближениями в условии задачи, проведены экспериментальные исследования напряженности магнитного поля двух ферромагнитных прутков (рис. 2) находящихся в поперечном однородном'намагничивающем поле Иа .

В эксперименте^ змерены составляющие напряженности взаимодействующих (Н9) и невзаимодействующих(Н(а1) прутков в зависимости от расстояния 2 в между ними и от угла ос между вектором На и плоскостью расположения прутков. Погрешность измерения ~2 %.

Рис. 2. Схема расположения прутков в намагничивающем поле Н0 при измерении составляющих напряженности Нх5 и Ну9 магнитного поля Н,

I - прутки; 2 - плоскость расположения прутков; об - угол между направлением Н0 и плоскостью расположения прутков.

Анализ результатов измерений и сравнение их с расчетами, выполненными для условий эксперимента, показывает, что пространство вокруг взаимодействующих прутков при малых расстояниях между ними можно условно разделить на две зоны:ближнюю (1^1 <: 3,5я ), в которой сравнение характеристик расчетного Н и экспериментального Н? из-за различий в их направлении можно осуществить только в отдельных точках зоны* и дальнюю (1^1 > 3,5/? ), в которой различие векторов Н и Нэ менее существенно, что позволяет оце-

нить возможность использования полученных аналитических решений.

Показано, что аналитическое решение с учетом магнитного взаимодействия прутков дает в зоне ¡г|>з,5К одинаковые с экспериментом качественные^характеристики напряженности магнитного поля: Й" и Н, линейно связаны с н«>) ; коэффициенты пропорциональности и

К9 не зависят от расстояния и имеют анало-

гичные (экспоненциальные) зависимости от расстояния Яв между прутками (рис. 3); обусловленные взаимодействием

н,

1,6

1.4

1.2

1.0

-1-"->-<--—■—I-1- ——

i х-,2 1,4 1.6 1.8 2.0 2,2 Я РИС. 3. Зависимость коэффициента (К н К^ ) взаимодействия двух прутков от расстояния между ниш.

Г, 2, 3, 7 и 8 - при оС = 0; 4, 5, 6, 9 и 10 - при ег=-|; I и 6 - при '2 и 5 - при У = 0;

3 и 4 - расчетные по полученным аналитическим выражениям; 7 и 10 - расчетные по скорректированному решению.

——

прутков приращения аН и лН? имеют в соответствии с и «.-( одинаковое направление, зависящее от угла между направлением 1То и плоскостью расположения прутков.

Кроме совпадения качественных характеристик Н и Н, учет взаимодействия включений при малых расстояниях.между ниш дает также более точное количественное описание напряженности вторичного поля, чем решения нулевого приближения Н<°> . В частности при -- = I (условие, при котором аналитическое решение имеет максимальную погрешность) получены следующие значения отношений Ну и Н'®' к Ну=> : I) подмаг-ничиващее взаимодействие ( ос = О): = 0,92 и = 0,69-при =0, 0,8 и « 0,6 - * = * ; 2? раз-

магничивавдее взаимодействие ( <*.= -§- ): = 1,1 и 1,37 - при У = 0, = 1,02 и ££ = 1,28 - при .

Из приведенных значений и из рис. 3 можно отметить два отличия аналитического решения от результатов эксперимента (вытекающих из упрощающего решение условия квазиоднородности действующего на включения.магнитного поля): I. - расчетное изменение поля (лН1 = IН - Н""1 меньше полученного экспериментально (дН,| , то есть реальное взаимодействие прутков сильнее, чем определяемое аналитически; 2. - Кэ, в отличие от , является функцией угла у между радиус-

вектором х в точку наблюдения и плоскостью расположения прутков. Максимальное значение Кэ имеет в плоскости, проходящей меаду прутками ( У = Ц; ), минимальное - в плоскости расположения прутков (У - О).

Указанные различия расчетных и экспериментальных характеристик магнитного поля могут быть устранены корректировкой аналитического решенид по результатам эксперимента. Например, умножением величины CX¿ в выражениях (I) на корректировочный коэффициент

С"= / + + , (9)

где с, и сг определяются по результатам измерений Нэ , погрешность■ аналитического решения для зоны \х\ > 3, сводится до экспериментальной погрешности 8"э . Полученные в работе значения с1 и сг для двух прутков имеют величину. су = 0,52, Сд = 0,19. Расчет зависимости Ну от

расстояния 2 в по скорректированный аналитическим выражениям представлен на рис. 3 кривыми 7, 8, 9 и 10. Разница значений между этими и соответствующими экспериментальными кривыми I, 2, 6 и 5 не превышает 4 %.

Учитывая, что условия эксперимента для минимизации погрешности измерений предпочтительнее реальных условий контроля, скорректированное аналитическое решение можно считать удовлетворявдим практике неразрушающего контроля. Отсюда вытекает естественное условие - | для определения граничного значения я. В , разделяющего возможные расстояния Х& между включениями на два диапазона: диапазон больших расстояний, в котором магнитное поле включений расчитывается как Н^(без учета взаимодействия), и диапазон малых расстояний, в котором взаимодействие становится существенным. Например, для двух параллельных прутков, расположенных в поперечном однородном поле, при ^ = 0,02 имеем 6" = УЯ , а при =0,01 =

В третьем разделе рассмотрены вопросы магнитной дефектоскопии ферромагнитных материалов и изделий при локальном намагничивании. Необходимость использования локального намагничивания, связанная со снижением мощности и габаритов намагничивающих устройств при контроле крупногабаритных изделий, является не единственной и не главной причиной постановки исследований по данному направлению. Более существенной причиной является целесообразность использования локального намагничивания для расширения круга решаемых магнитным методом практических задач. Связано это с тем, что с повышением степени локализации намагничивания уменьшается влияние таких мешающих факторов, как кривизна поверхности контролируемых объектов, краевой'эффект, форма изделия, недоступность зоны контроля и др., а также увеличиваются зкономичиость, портативность и функциональные возможности средств контроля.

. Наибольший эффект от использования локального намагничивания может быть получен, если исходя йэ конкретных условий каждой задачи удается машда эировать намаитчива»-

щую систему по мощности и габаритам. Однако для этого необходимо иметь количественный критерий, дающий возможность такой оценки. Используемый известный критерий промагничява-ния контролируемого объекта "на необходимую глубину" не применим для поверхностных дефектов и дает лишь качественную связь между требуемой мощностью намагничивающей системы и "выявляемосгыэ" дефектов.

Принимая за основу данную "выявляемость" дефектов и дополняя ее требуемой погрешностью измерений магнитного поля рассеяния можно оценить объем г?и его локализации, то есть - размеры зоны, в которой возможно измерение напряженности поля рассеяния с заданной погрешностью. С этой точки зрения намагничивание материала контролируемого объекта за пределами данной зоны для выявляемости дефекта ничего не добавляет. В связи с этим в диссертации предложено минимальный намагничиваемый объем контролируемого объекта оценить по объему г?~л , а в случае наличия в реальных условиях контроля факторов, изменяющих данное условие, например - скорость движения, объем т/н может быть увеличен доя компенсации влияния этих факторов.

Предложенное условие предельной локализации намагничиваемой зоны сохраняет принцип минимизации искажений поля рассеяния, применим как для скрытых, так и для поверхностных дефектов, позволяет в каждом конкретном случае дать количественную оценку минимальных размеров намагничивающей системы.

В разделе показано, что при выполнении условия предельной локализации намагничивания неоднородность магнитного поля в полости дефекта является незначительной, в связи с чем при расчетах напряженности поля рассеяния применимо квазиоднородное приближение: намагничивающее поле в полости дефекта, включая его границы, считается однородным, причем,величина и направление вектора На соответствуют величине и направлению вектора напряженности Н0(х,у) магнитного поля намагничивающей системы в точке, соответствующей координатам центра дефекта. Данное приближение

позволяет достаточно просто определить распределение напряженности магнитного поля дефекта при локальном намагничивании контролируемого изделия.

В разделе изложено решение задачи о магнитном поле дефекта типа прямоугольного паза на поверхности ферромагнитного полупространства при локальном намагничивании одним и двумя полосами источника поля (рис. 4). .

Рис. 4. Модель для расчета магнитного поля дефекта типа прямоугольного паза.

I - ферромагнитное полупространство; 2 - прямоугольный паз; 3 - магниты.

Решение дано для случая использования в качестве источника Н0 протяженных постоянных магнитов прямоугольного сечения, расположенных параллельно поверхности полупространства. Плотность магнитных зарядов на гранях дефекта б'g и б/, по методу Г.А.Гринбергможно выразить через нормальные к этим граням составляющие напряженности магнитного поляН0: 5О =К Нсх ; Sh -кН0у- В этом случае составляющие напряженности магнитного поля дефекта запишутся в виде:

к Х3

оу (х^Ях^у^Л Ь

ТХ1Х2.+(у-+к)г ^Х^ + у*-1 (II)

+ и Л. [х? + (У+ЬУК**+Уа) V

где x - х0+ в ; хА= х -х„ - в-х, у - координаты точки наблюдения; х0 - координата центра дефекта, 2^ и ¡г - ширина и глубина дефекта; К - коэффициент, зависящий от магнитных свойств материала. Составляющие напряженности Мсх и Ису в выражениях (10) и (II) для указанных выше двух типов намагничивающих систем имеют вид: для одного магнита:

Н -6 Еп У*! -

° [(хо~а)%у/№х0+а)г+ул '

(12)

ру о уа4+ х^-а* г у| + х0г - а2 -1'

для двух магнитов:

1 Кх^^'+у^Цх,-«)^/»]

'су с1 (г у,л + х?

(13)

.+ — ■ - ачсЬо

г я. У,

—------->

где У, = +/.+§" ; Ух-0,5\1+8" ; /. и 2а - высота и ширина магнита; - плотность магнитных зарядов на верхней и нижней поверхностях магнита; & - зазор между магнитом и поверхностью полупространства; Х( = Х0М; ХЛ=Х0-А ; 2 А - расстояние между центрами магнитов.

В случае двухполюсного намагничивания при Х0= О в (13) имеем Но/ = 0, а выражение Нх по (10) и Ну по (II) переходят в известные НХ), и ИУ1| для параллельного намагничивания. Однако сигнал преобразователя, перемещаемого над дефектом вместе с намагничивающей системой, определяется не только составляющими НЛ, я Ну,, поля рассеяния, как это происходит при однородном намагничивании. В условиях, близких к предельной локализации намагничивания, величина и направление вектора Н0 в полости дефекта, как видно из (13), существенно зависят от смещения Х0 , в связи с чем, как следует из (10) и (II), в сигнал преобразователя вносит вклад я соответствующее зависимости Н0(*с) изменение поля дефекта Н . Величина этого вклада определяется размерами намагничивающей системы: возрастает с уменьшением ее габаритов.

В случае однополюсного намагничивания при Хе=0 из (12) имеем Нох= о и выражения (10) и (II) дают распределение составляющих напряженности Н!(х и НУ1 магнитного поля дефекта при перпендикулярном контролируемой поверхности направлении Н„ (нормальное намагничивание). Сравнивая составляющие Н^и Нух с Нх„ и Ну„ можно отметить,что Н*х и НУ11 , нух и Нх1| имеют попарно аналогичное распределение. Отсюда следует вывод, что при нормальном намагничивании наиболее оптимальной для обнаружения дефектов составляющей является Нх±. При этом можно отметить такую особенность нормального намагничивания, как отсутствие зависимости напряженности поля протяженных дефектов (трещины, волосовины) от их направления на контролируемой поверхности. Таким образом, сочетание нормального намагничивания с локализацией намагничиваемой зоны может являться основой для разработки эффективных средств контроля, обладающих

экономичностью, портативностью и универсальностью применения к изделиям различной формы и габаритов.

В разделе дан теоретический анализ и представлены результаты экспериментальных исследований распределения напряженности магнитного поля различных типов дефектов: волосовины, глубокой трещины и вмятины при нормальном намагничивании. Дан также анализ зависимости составляющих Н* и Ну и сигнала преобразователя от смещения Х0 дефекта из под центра магнита. Показано, что зависимость Н* н Ну от размеров магнита при однополюсном намагничивании дает, как и при двухполюсном, существенный вклад в сигнал преобразователя.

Таким образом, полученные аналитические выражения составляющих напряженности магнитного поля поверхностного дефекта показывают, что реализация условия предельной локализации намагничивания приводит к существенной зависимости поля перемещающегося дефекта от типа и размеров намагничивающей системы. В связи с этим, при оптимизации параметров намагничивающих систем, кроме условия предельной локализации, необходимо учитывать также зависимость от этих параметров амплитуда и формы сигнала преобразователя..

Четвертый реаэдел диссертации посвящен разработке средств обнаружения ферромагнитных включений в немагнитных строительных конструкциях.

В разделе изложены результаты намерений магнитной восприимчивости различных строительных материалов, используемых в производстве конструкций, результаты измерений флюктуаций напряженности вторичного магнитного поля, вызываемых пространственно-структурными неоднородностями конструкций при перемещении над их поверхностью источника поля. Показано, что велечияа магнитных помех от неоднороднос-тей материала строительных конструкций превышает средний уровень промышленных помех в городской черте на один - два порядка.

С учетом магнитных псмех дана оценка реальной чувствительности магнитного метода обнаружения включений. По-

лученные значения Чпр (см) предельной глубины залегания обнаруживаемых шаровых включений в различных конструкциях при источнике Нс в виде линейного магнитного диполя приведены в таблице

Материалы ! 2/?=г I см ! 21?= 2 см ! ! 2И= 3 см

I. Образцы № I 2,7 6,4 9,4

бетона: № 2 2,1 5,5 8,3

№ 3 1,9 5,2 7.9

№ 4 2,5 6,1 9,0

№ 5 2,2 5,6 8,4

2. Кирпич: краен. 1,4 4,4 • 6,8

силик. 8,1 14,6 20,0

Увеличение чувствительности по Упр примерно в 1,5 раза может быть достигнуто повышением степени однородности намагничивающего поля, то есть - повышением отношения значений напряженности (Н01 на глубине Упр к напряженности на поверхности конструкции.

Исходя из результатов исследований даны рекомендации и сформулированы технические требования к средствам контроля, основными из которых являются: размер (длина) зоны регистрации распределения напряженности вторичного поля не менее 30 см; динамический диапазон преобразователя Ю5, стабильность углового положения чувствительных элементов КГ®, использование источников Н0 , имеющих в рабочей зоне наибольшую степень однородности поля.

На основе полученных в работе рекомендаций, выводов и технических требований к аппаратуре разработан прибор для обнаружения ферромагнитных включений в строительных конструкциях, структурная схема, электронный блок и преобразователь которого представлены на рис. 5 и 6. Сканирующий преобразователь содержит одномерную матрицу из

_ _

I а 3

1* ^-

на ЭВМ

п

13

тт 12

10

Рис. 5. Структурная схема и внешний вид электронного блока прибора для контроля строительных конструкций.

I - задающий генератор; 2 - блок электропитания, 3 - коммутатор; 4 - чувствительные элементы; 5 -'аналоговый блок; 6 - пульт управления; 7 - блок управления, 8 - аналого-цифровой преобразователь; 9 - блок компенсации; 10 - блок связи с ЭВГД; II - блок памяти; . 12 - блок индикации; 13 - нагагнпчигавдая система.

оо зб )0 ч

Чт— Л-У ОС г Ьо ю /

Рис. 6. Внешний вид преобразователя и схема расположения его основных узлов.

I - чувствительные элементы; 2 - центральный чувствительный элемент; 3 - магниты; 4 - платы коммутации.

феррозондов, намагничиваадую систему из постоянных магнитов, установленных симметрично с двух сторон матрицы, блок коммутации чувствительных элементов, аналоговый блок обработки сигнала и съёмный портативный пульт управления режимами работы прибора.

Измеряемой характеристикой является параллельная контролируемой поверхности составляющая Н * напряженности вторичного магнитного поля. Результаты измерений распределения Ну в зоне контроля из электронного блока поступают в ЭВМ для записи и обработки. С целью ускорения процесса контроля в приборе предусмотрены режимы работы "ПОИСК" и "ЗАПИСЬ в.ЭВМ". Достигнутая в приборе чувствительность, как показано в изложенных результатах испытаний, соответствует аналитической оценке: шар 0 29 ш обнаруживается на глубине залегания Упр в бе- ■ тоне ~ II см, в кирпичной кладке — 12,5 см.

Прибор работает следующим образом. Элементы преобразователя 4, совмещенные с намагничивающей системой 13, через коммутатор 3 запитываются от задающего генератора через усилитель мощности 2. Сигнал преобразователя 4 через коммутатор 3 подается в блок 5 для аналоговой обработки. В блоке 5 сигнал фильтруется, усиливается, детектируется и преобразуется из амплитудного в токовый, который суммируется с сигналом из блока 9 и через коммутатор 3 поступает на чувствительные элементы для компенсации измеряемого магнитного поля. Сигнал о величине компенсационного тока в аналоговом виде из блока 5 поступает в блок 8, где преобразуется в цифровой код, я далее записывается в блок памяти II. В блоке памяти могут храниться два вида сигналов: информационный об объекте поиска, предназначенный для анализа, и компенсационный, содержащий информацию об уровне помех в зоне измерений и предназначенный для их компенсации через блок 9. Информация об уровне помех в блок памяти II поступает в виде сигналов от чувствительных элементов при измерениях, проводимых на конструкции, в которой отсутствуют ферромагнитные включения. Информация об уровне помех

из блока II может быть выведена на блок индикации 12 для визуальной оценки, или выведена на ЭВМ для обработки и снова введена в блок II для компенсации помех в зоне измерений во время поиска объекта. Сигнал, содержащий информацию об объекте поиска, поступивший в блок памяти II, может оперативно в автоматическом режиме выводиться в блок индикации на экран ¡Ш.для визуального наблюдения, а также по команде с пульта управления 6 выводиться через блок 10 на ЭВМ для дальнейшей обработки и регистрации. Сигналы, поступающие от чувствительных элементов, выводятся на экран ЗЛТ в том же порядке, в котором производится коммутация элементов блоком 3, поэтому амплитудно-временная индукция сигналов на ЭДТ дает двумерное изображение распределения вдоль оси ОХ составляющей Нх напряженности магнитного поля в зоне измерений.

В пятом -разделе представлены разработанные с использованием локального намагничивания средства магнитной дефектоскопии изделий машиностроения, к которым относятся магнитоферрозондовые дефектоскопы ДФП-1, ДФЛ-1М и ДФП-2. Структурная схема и внешний вид дефектоскопов ДФП-1 и ДФП-2 представлены на рис. 7 и 8. Дефектоскоп ДФП-1М отличается от ДФП-1 набором дополнительных преобразователей для расширения его функциональных возможностей. Назначение дефектоскопов - обнаружение поверхностных и подповерхностных дефектов в ферромагнитных изделиях, имеющих различные габариты и кривизну поверхности.

Принцип действия дефектоскопов основан на локальном намагничивании контролируемого изделия и измерении в приложенном поле градиента нормальной (при параллельном намагничивании) или тангенциальной (при нормальном намагничивании) составляющей напряженности поля рассеяния. Принцип действия реализуется в дефектоскопах с помощью преобразователей, конструкции которых представлены на рис. 9. Все преобразователи имеют малогабаритные намагничивающие устройства: в преобразователе по варианту а; использован кольцевой магйит <? .14 мм, по варианту б. - стержневой

'Рис. 7. Структурная схема и внешний вид дефектоскопа ДШ-1.

I - генератор; 2. - датчик; 3 - избирательный усили-.телъ; 4 - детектор; 5 - стрелочный индикатор; 6 - пороговое устройство; 7 - световые индикаторы; 8 - звуковой индикатор; 9 - выход на исполнительное устройс-• тво; 10 - блок питания; II - электромотор; 12 - контролируемое изделие; 13 - дополнительный датчик, содержащий намагничивающее устройство; 14 - источник питания электромагнита; 15 - сетевой фильтр.

- зо -

Рис. 8. Структурная схема и внешний вид дефек- " то скопа ДШ-2.

I - генератор; 2 - датчик; 3 - селективный усилитель; 4 - детектор огибающей; 5 - блок обработки сигнала; 6 - блок автоматического переключателя;

7 - аналого-цифровой преобразователь; 8 - блок памяти; 9 - блок индикации; 10 - выход на ЭВМ;

II - блок питания; 12 - контролируемое изделие.

- зг -

Рас. 9. Конструкция преобразователей дефектоскопов - ДШ-1 и ДФП-2.

I - ыагнят; 2 - обойма с югниточувствительннш элементами;. 3 - трансформатор; 4 - ротор; 5 - электромотор; 6 - световой индикатор; 7 - соединительный кабель; 8 - корпус; а,.6,в - варианты конструкций.

магнит 0 3,5 мм, по варианту в. - двухполюсная система размером 7,5 х 5 х 2,5 мм. При этом в преобразователях по вариантам а. и б. используется нормальное намагничивание и измерение градиента тангенциальной к поверхности изделия составляющей напряженности магнитного поля, по варианту в. - параллельное намагничивание и измерение градиента нормальной составляющей И * В качестве магнято-чувствителытх элементов использованы дифференциальные феррозонды.

В процессе контроля преобразователи перемещаются по поверхности контролируемого объекта, а наличие дефектов регистрируется электронным блоком по э.д.с. феррозонда.

' Представленйые на рис. 9 преобразователи предназначены для обнаружения поверхностных и подповерхностных (глубиной залегания до 2 мм) дефектов.

При испытания дефектоскопов ДФП-Г и ДШ-2 получены следующие технические характеристики: I. Минимальные размеры обнаруживаемых дефектов, мм:

ширина . . ..................0,1

глубина.................... . 0,2

длина ........... . ........2,0

2. Ширина контролируемой зоны при перемещении датчика по изделию, мы . . ............10

3. Краевой эффект (неконтролируемая зона на краю изделия), ми.................2

4. Скорость контроля, м/сен...........0+6

5. Питание прибора: напряжение, В........220

частота, Гц ........50

6. Потребляемая мощность, ВА...........30

7. Габаритные размеры, мм: ДФП-1 . . 265x210x146

ДЙ1-2 . . 330x245x108

8. Масса дефектоскопа, кг: ДФП-1.........5

' ДЖ-2 .............8

Улучшение технической характеристики по чувствительности достигается обеспечением дефектоскопов дополнительными намагничивающими устройствами, обеспечиваю-

- аз -

щими соответствующее увеличение объема намагничиваемого материала.

Дефектоскопы внедрены на различных предприятиях для контроля: сварного шва режущих сегментов круглых пил большого диаметра (1,5 м) и соединения трением валов разного диаметра, цилиндрических колонн и плоских поверхностей станин станков, деталей шасси самолета ТУ-134А.

Преобразователь по варианту в. (рис. 9) внедрен для контроля состояния режущего лезвия алмазных фрез, используемых в производстве интегральных микросхем для резания кремниевых пластин. В процессе резания осуществляется контроль одновременно двух параметров: величины износа лезвия (по постоянной составляющей сигнала) и наличие дефектов - трещин, выкрашиваний и загибов лезвия (по амплитуде огибающей з.д.с. феррозонда).

ОСНОВШЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В работе выполнены исследования по развитию теоретических основ магнитной дефектоскопии по двум направлениям:

- магнитное поле групповых (взаимодействующих) включений в изотропной среде;

- магнитное поле дефектов типа нарушения сплошности ферромагнетика в условиях предельной локализации намагничиваемой зоны контролируемых объектов.

Основные научные результаты, полученные в работе, заключаются в следующем.

1. Разработана теоретическая модель в задаче о магнитном взаимодействии включений в средах, находящихся под воздействием намагничивающего поля; основой модели является зависимость поля рассеяния от магнитных свойств намагничиваемой системы, от параметров включений и их взаимного влияния друг на друга.

2. Получены аналитические выражения составляющих напряженности магнитного поля Н для двух и для ряда из Я одинаковой формы (цилиндрических и сферических) включений

в изотропной среде, намагничиваемой двумерным магнитным полем Н0 . Кроме составляющих напряженности Н0 решение содержит измененные взаимодействием составляющие напряженности магнитного поля включений и коэффициенты, определяющие величину вектора напряженности поля рассеяния и зависящие от от свойств системы.

3. Показано, что магнитное взаимодействие включений можно представить,в общем случае,в виде комбинации подмагни-чивающего и размагничивающего. Сформулированы условия реализации данных типов взаимодействия.

4. Для случая однородного Н0 получены аналитические выражения коэффициентов взаимодействия при подмагничивающем

и при размагничивающем типах взаимодействия двух и бесконечного ряда включений сферической и цилиндрической формы.

5. Показано, что поле рассеяния системы взаимодействующих включений имеет характеристики , соответствующие характеристикам магнитного поля, тела, эквивалентного намагничиваемой системе.

6. Выполнены экспериментальные'исследования магнитного поля двух параллельных взаимодействующих ( Н? ) и невзаимодействующих ( Н г ) ферромагнитных прутков, намагничиваемых поперечным однородным полем Н0> Измерены составляющие напряженности Нх?,Нуэ,Нхг и 11у1 магнитных полей в зависимости от расстояния 2в между прутками при различном направлении вектора Н0 относительио^плоскости расположения прутков. Показано, что отличие ¡Нэ1 от 1йг1 может составлять более 60 %.

7. Показано, что аналитическое ревеяне задачи дает следующие одинаковые с экспериментом характеристики поля рассеяний: напряженность поля Нэ , как и расчетного Н , в удаленной зоне (1^1 >3,5Я ) линейно связана с Н£ (1Н1 =К^!Н"'0)1;

Нц } расчетный К^ и измеренный коэффициенты не зависят от величина сГ» и имеют аналогичные (экспоненциальные) зависимости от.расстояния между прутками. Учет

- з? -

взаимодействия дает более точное, в сравнении с Н1о> , количественное описание распределения напряженности реального магнитного поля.

8. Предложен метод корректировки аналитического решения по результатам эксперимента, снижающий погрешность полученных формул до экспериментальной, погрешности . В этом случае равенство 1Н-Н(о'| = ) Появляется условием определения границы между двумя диапазонами: диапазон больших расстояний между включениями, в котором магнитное поле включений может быть расчитано без учета их взаимодействия, и диапазон малых расстояний, в котором влияние взаимодействия на магнитное поле является существенным. Например, для погрешности измерений напряженности магнитного поля двух прутков = 0,02 граничное значение

и для = 0,01 имеем ~ г 7. Для ряда прутков значение увеличивается в несколько раз.

9. Получены.аналитические выражения составляющих напряженности магнитного поля поверхностного дефекта (прямоугольного паза) при намагничивании контролируемого объекта под углом об к его поверхности. Дан анализ зависимости распределения напряженности трех качественно различных дефектов (волосовины, глубокой трещины и вмятины) от угла оС. Теоретически и экспериментально обоснована возможность и указаны условия использования нормального к контролируемой поверхности намагничивания для обнаружения дефектов.

10. Получены аналитические выражения составляющих напряженности магнитного поля дефекта при локальном намагничивании контролируемого объекта одно- и двухполюсными намагничивающими системами. Установлена зависимость распределения напряженности магнитного поля дефекта и сигнала преобразователя от размеров и расположения намагничивающих систем.

11. Сформулировано условие предельной локализации намагничиваемой зоны, заключающееся в определении размеров минимального намагничиваемого объема материала по величине зоны локализации поля рассеяния подлежащих обнаружению де-

фектов исходя из необходимости измерения его напряженности с достаточной точностью. Условие предельной локализации позволяет в зависимости от конкретных условий оптимизировать размеры намагничивающих устройств.

12. Теоретически и экспериментально <?5основан магнитный метод обнаружения ферромагнитных включений в немагнитных строительных конструкциях: экспериментально получена магнитная восприимчивость различных материалов конструкций, установлен уровень помех от пространственно-структурных неоднородностей материала, разработан способ и дана оценка чувствительности обнаружения включений в различных конструкциях, сформулированы основные технические требования к аппаратуре.

13. По результатам исследований разработан прибор для обнаружения ферромагнитных включений в строительных конструкциях,- проведены испытания и определены его технические характеристики. Прибор передан в эксплуатацию.

14. Для дефектоскопии ферромагнитных изделий машиностроения на основе результатов исследований разработан базовый магнитоферрозондовый дефектоскоп типа ДШ-1 и его модификации: ДФП-Ш и ДФП-2, в которых реализовано локально е намагничивание, в том числе - с нормальным к контролируемой поверхности направлением намагничивающего поля. Дефектоскопы имеют одинаковую чувствительность с известными магнитоферрозондовыми дефектоскопами, однако отличаются портативностью, экономичностью и универсальностью применения к изделиям различной формы и габаритов. Дефектоскопы пропиш лабораторные и цеховые испытания в различных организациях и предприятиях, внедрены в производство для контроля сварных соединений валов различного диаметра, цилиндров и плоской поверхности станин станков, сварных соединений плоских сегментов пил большого диаметра, деталей сложной формы шасси самолета ТУ-134, режущего лезвия алмазных фрез, используемых для разделения кремниевых пластин на кристаллы. Все разработки (способы и устройства) защищены авторскими свидетельствами, на дефектоскопы получены патенты США и Франции.

Основные положения диссертации отражены в следующих публикациях;

1. Гусев А.П. Магнитное поле двух взаимодействующих включений. Общее решение. - Дефектоскопия, 1993, № 12, с. 25-28.

2. Гусев А.П. Подмагничивающее и размагничивающее взаимодействие включений. - Дефектоскопия, 1993, № 12, с. 29-31.

3. Гусев А.П. Экспериментальное исследование магнитного взаимодействия ферромагнитных тел. - Дефектоскопия, 1994, № I, с. 14-18.

4. Гусев А.П. Магнитное взаимодействие включений в однородной среде. - Сб. "ACHIEVEMENTS IN FHUS ICS OF ElECTPOMAGNETIC NONDESTRUCTIVE TESTINC", MINSK-T0K70, 1994, s. 302-311.

5. Гусев А.П., Зацепин H.H., Пушкин С.Г., Поярков П.Н. Магнитные тела цилиндрической формы в магнитном поле линейного диполя. - Деп. ВИНИТИ, 1985, й 3789-В.

6. Зацепин H.H., Гусев А.П., Пушкин С.Г., Поярков П.Н. Взаимодействие ферромагнитных тел цилиндрической формы в поперечном однородном магнитном поле, - Деп. ВИНИТИ, 1985, & 990-85.

7. Зацепин H.H., Гусев А.П., Пушкин С.Г., Поярков П.Н. Магнитное взаимодействие цилиндрических тел в поле наклонного линейного „диполя. - Деп. ВИНИТИ, 1986, № 2452-B8G.

8. Гусев А.П. Магнитное поле дефекта. Разработка маг-нитоферрозондового дефектоскопа. - Отчет о НИР, КБ805383, Минск, 1979, с. 167-174, 226-284.

9. Ггсев А.П., Зацепин H.H. Магнитное поле дефекта при нормальном намагничивании. - Известия АН БССР, сер. физ.-техн. наук, 1982, S 3, с. 102-Г07.

10. Гусев А.П. Магнитное поле дефекта, движущегося в неоднородном поле электромагнита. - Отчет о НИР,

Я 02.9.10005674, Минск, 1990, с. 26-38.

11. Гусев А.П., Зацепив H.H., Пушкин С.Г., Поярков П.Н. Разрешающая способность магнитного метода дефектоскопии с использованием измерительных преобразователей. - Известия АН БССР, сер. физ.-техн. наук, 1985, № I, с. 102-106.

12. Зацепин H.H., Гусев А.П, Использование нормального намагничивания в магнитной дефектоскопии. - Тез. докл. IX Всесоюзной научно-техн. кон$>. "Неразрушающие физические методы и средства контроля", М, 1981, IB-77,

с. 197-198.

13. Гусев А.П., Поярков П.Н. Магнитное поле поверхностного дефекта при намагничивании ферромагнетика неоднородным полем магнитов. - Дефектоскопия, 1982, Я II,

с. 71-75.

14. Зацепин H.H., Гусев А.П. Феррозондовый дефектоскоп ДФП-1. - Дефектескопил, 1982, № 8, с. 79-82.

15. Пугачева Н.П., Гусев А.П. Дефектоскопия ферромагнитных изделий с плоскими гранями. - Изд. БелНИИНТИ, сер. машиностроение, Минск, 1983, II с.

16. Гусев А.П. Работа феррозонда, включенного в колебательный контур. Магнитоферрозондовый дефектоскоп ДФП-1М. - Отчет о НИР В 0288.0 001338, й!инск, 1987, с. 188-194, 240-247.

17. Зацепин H.H., Горбаш В.Г., Гусев А.П. Влияние перпендикулярного магнитного поля на работу феррозонда. -Известия АН БССР, сер. физ.-техн. наук, 1981, с. 97-100.

18. Зацепин H.H., Гусев А.П. Смещение вихревых токов в движущемся образце. - Сб. докл. симпозиума "Неразрушаю-ший контроль" Братислава, 1976, с. 158-160.

19. Зацепин H.H., Гусев А.П. Исследование вихревых токов плоского изделия, движущегося в двумерном магнитном поле линейного диполя. - 7-я Мевдуяарод. конф. по нераз-рушающим испытаниям. Варшава, 1973, Д-20.

20. Зацепин H.H., 1>сев А.П. Вихревые токи в плоском образце, движущемся в магнитном поле линейного тока. -Докл. 1-й межвузовской науч.-техн. конф. по электромагнитным методам контроля качества. М, 1972,ч.1,с.84-94.

21. Зацепин H.H. Гусев А.П. О распределении вихревых токов в движущемся плоском образце. - 2-я Всесоюэн. конф. "НеразрушающиЙ контроль материалов, изделий и сварных соединений". М., 1974, С. 6.

22. Зацепин H.H., Гусев А.П. Топография магнитного поля вихревых токов стальной пластины, движущейся в маг-

- зэ -

нитнам поде линейного тока, - Известия АН БССР, сер. физ.-техн. наук, 1974, » 2, с. 71-74.

23. Гусев A.D., Поярков П.Н. Магнитное поле краевого дефекта. - Деп. ВИНИТИ, Я 3978-91, 1991.

24. Гусев А.Л. Магнитный метод и устройство контроля состояния лезвия алмазной фрезы. Исследование зависимости характеристик вторичного магнитного поля от состояния лезвия алмазной фрезы. - Минск, 1990. Отчет о НИР

& 02.9.10005674, с. 130-139.

25. Зацепин H.H., Гусев А.П. Способ магнитного контроля качества изделий и устройство для его осуществления.

- Патент США 3 4207519, 1980.

26. Зацепин H.H., Гусев А.П. Способ магнитного контроля качества изделий и устройство для его осуществления.

- Патент Франции № 7824180, 1981.

27. Зацепин H.H., Гусев А.П. Способ магнитного контроля параметров качества изделия. - A.c. СССР Л 905763, Q0IN27/86.

28. Зацепин H.H., 1Усев А.П., Пушкин С.Г. Способ измерения толщины защитного слоя бетона н диаметра арматуры строительных конструкций и устройство для его осуществления. - A.c. СССР II 1243479, G0IB07/06.

29.-Зацепин H.H., Гусев А.П., Пушкин С.Г. Способ измерения толщины защитного слоя бетона в диаметра арматуры строительных конструкций. - A.c. СССР К 1408948, G0IB07/06.

- 30. Зацепин H.H., 1усев А.П. Феррозонд. - A.c. СССР & 717642, Q0IN27/82, GGIR33/00.

31i Зацепйн H.H., Гусев A.D., Михальцевич Г.А. Магнитный дефектоскоп. - A.c. СССР В 1018004, G0IN27/87

32. Зацепин H.H., Гусев A.n., Капица Е.А. Магнитный датчик. A.c. СССР й 974244, G0IN27/90, G0ER33/12.