Физические основы неразрушающих методов контроля: учеб. пособие [И. О. Романов] (doc) читать постранично, страница - 5

практике магнитной дефектоскопии для контроля осесимметричных деталей или деталей в форме тел вращения часто применяют циркулярное намагничивание путем пропускания тока непосредственно вдоль оси детали. При этом поле (см. рис. 1.6, б) в некоторой точке вне цилиндра, удаленной на расстояние r от центра цилиндра, рассчитывается по формуле (1.13). Так как поле внутри цилиндра создается током , где плотность тока , а , то для r > 1, исчисляемое сотнями и тысячами единиц. Однородное магнитное поле в диамагнетиках ослабляется, а в парамагнетиках усиливается. Среда с неоднородным магнитным полем диамагнитные вещества выталкивает, парамагнитные втягивает в себя.
Поскольку значения μ для диамагнитных и парамагнитных веществ почти не отличаются от единицы, а взаимодействие их с внешним полем слабое, то принимают, что магнитные свойства диамагнетиков и парамагнетиков равноценны вакууму.
В соответствии с ГОСТ 21105-87 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод» [3] магнитный контроль применим только для деталей из ферромагнитных материалов с μ ≥ 40.
Магнитная индукция В – основная характеристика магнитного поля в намагниченной среде, зависит она от свойств среды – μа [см. формулу (1.25)]. Величина векторная определяется по механическому действию магнитного поля на проводник длиной l с током I по закону Ампера (1.2) в следующем виде:
, т. е. .

Положив F = 1 Н, I = 1 А, l = 1 м, получим, что в системе единиц СИ магнитная индукция измеряется в ньютонах, деленных на ампер-метр, или килограммах – ампер-секунда-квадрат: .
Этим тождественным единицам присвоено наименование «тесла» – Tл, при этом 1 Tл – достаточно крупная единица. При магнитном контроле используются поля 0,025–0,060 Tл или 25–60 мTл от постоянных магнитов, при намагничивании деталей в соленоидах – до 100–200 мTл, электромагнитами – до 1,0 Tл. Магнитная индукция в ферромагнетиках может достигать 2–2,5 Tл.
Первопричиной индукции В является намагниченность М [см. формулы (1.23) и (1.24)], которая в десятки и сотни раз превышает напряженность Н в слабых намагничивающих полях. В сильных полях величина М становится сравнимой с Н. Последняя, являясь, в отличие от В вспомогательной магнитной величиной, не зависит от свойств среды.
Линии магнитного поля, пронизывающие деталь или вещество, называют линиями магнитной индукции. представляя собой как бы упругие нити (М. Фарадей), они, как и линии напряженности Н, нигде не пересекаются. Любая магнитная линия индукции является замкнутой на себя независимо от того, через какие среды ей приходится проходить.
Совокупность (количество) магнитных линий, проходящих сквозь рассматриваемую поверхность, называют магнитным потоком индукции Ф, который является величиной скалярной. В однородном поле

 , (1.26)

где S – площадь пронизываемой плоскости, расположенной под углом α к линиям магнитной индукции В.
На основе закона электромагнитной индукции

или (1.27)

где е – наведенная ЭДС, В; t – время, c.
Положив е = 1 В, t = 1 с, получим: 1 единица магнитного потока = = 1 В1 с = 1 Вс = 1 Вб, которая в системе СИ называется «вебер» – Вб. Это очень крупная единица измерения. Это видно из соотношения между данными единицами на основе выражения (25): , т. е. Вб – поток, создаваемый однородным магнитным полем с индукцией 1 Тл через площадь поперечного сечения 1 м2. В практике магнитного контроля используют тысячные и миллионные доли Вб, т. е. мВб и мкВб.
Линии магнитной индукции, пересекая границы различных веществ, никогда не разрываются. Магнитный поток целиком проходит через совокупность ферромагнетиков. Такую совокупность называют магнитной цепью, которая представляет собой, например, деталь, намагничиваемую соленоидом, либо изделие, сопряженное с приставным магнитом. Здесь так же, как и для электрических цепей, используют законы Ома и Кирхгофа.
Если линии магнитной индукции замыкаются через ферромагнитный сердечник (магнитопровод), то магнитный поток в нем

, (1.28)

где F = Iw – магнитодвижущая сила (МДС), Авиток; lср – длина средней линии магнитопровода, м; S – сечение магнитопровода, м2; – магнитное сопротивление, .
Магнитный поток в магнитной цепи прямо пропорционален МДС и обратно пропорционален магнитному сопротивлению. Магнитное сопро­тивление Rm ферромагнетика прямо пропорционально его длине, обратно пропорционально площади поперечного сечения и магнитной проницаемости.
Для замкнутой магнитной цепи, содержащей участки l1, l2, l3, …, МДС определяется законом полного тока:

. (1.29)

Так как H = B/μa = Ф/μaS, то

. (1.30)

Отсюда следует основной закон магнитной цепи:

. (1.31)
1.3.2. Кривая намагничивания и петля гистерезиса
кривая намагничивания и петля гистерезиса показывают процесс изменения намагниченности ферромагнетиков. Кривая намагничивания (рис. 1.11) [15] представляет собой графическое изображение зависимости (1.25)


Рис. 1.11. Кривая намагничивания и