金属磁记忆评价应力理论金属磁记忆检测方法的应用基础是处在工况环境条件下的具有铁磁性质的构件所产生得到磁记忆效应。当处于大地磁场环境条件下的铁磁性构件受到外来工作载荷的作用时,会在构件应力与变形集中的区域产生具有磁致伸缩性质的磁畴组织定向及其不可逆的重新取向,在特定的部位会出现磁畴的某个固定的节点,产生相应的磁极,形成退磁场,从而使该处铁磁性金属的的导磁率变得最小,在金属的光滑表面形成漏磁场。该漏磁场强度的切向分量Hp(y)具有最大值,而法向分量Hp(y))改变符号并经过零值。从而通过对其法向分量Hp(y)的测定及K值(K=Hp(y)/dx),便可以精确地找到构件的应力集中区域。在这种磁状态的不可逆变化过程中,工作载荷逐渐消除后却依然存在保留,记忆着应力集中的相应位置,即所谓的磁记忆效应[5]。80634
相对而言,金属磁记忆检测技术之所以在各个同国家得到极大的重视,并能在短短的几年时间,就如此迅速的发展,且得到了相应的应用,这与它自身所具有的独特性质是息息相关的。概括起来的话,金属磁记忆检测技术主要特点有以下几个方面:
(1)既能检测出构件的宏观缺陷,又能检测出构件微观缺陷,而且能在事故未进行,检测出潜在的危险,这是该技术相比其他传统的无损检测方法最大优势。然而传统的无损检测技术却只能检测已经形成的现实缺陷,不能在塑性变形区得以采用。而有些构件或者设备必须在疲劳损伤的阶段检测出问题并及时采取相应而有效的措施去解决。对于疲劳损伤这一问题,基于声发射技术[6,7]在某程度上可以得到处理,但还是不能得到有效的疲劳诊断。但是金属磁记忆检测方法可用于疲劳诊断上,而且可清晰地分析出残余应力的分布状态。
(2)无需专门的磁化装置进行外加磁场的激励,就可以对铁磁性构件进行有效且可靠的检测。金属磁记忆法利用在工作载荷作用下,金属构件形成了稳定的具有产生的自有磁场的位错滑移带。由于自身存在的磁场和大地磁场相互作用下,在被检测构件表面的应力及变形集中区域生成漏磁场的梯度,该梯度有着专门的磁测仪表去记录数据。金属磁记忆法是在声发射技术之后第二个利用被检测的对象自身发射信息的方法,这样可以有效的避免了某些设备(如汽轮机叶片等)不能被磁化的限制。论文网
(3)不需要对被检测对象金属构件的表面进行清理、打磨或者其它预处理。这可可以降低劳动的强度,在整个流程中的金属监督检测过程可以节约充足的时间。
(4)提离效应却对金属磁记忆法影响十分小,几毫米甚至十几毫米的间隙之间变化对实验检测出得到的结果影响不大,在误差之内,可以忽略。在金属磁记忆检测法中,提离效应对检测效果的影响要较漏磁检测小得多。
(5)最后磁记忆检测设备轻便、操作简单、灵敏度高、重复性与可靠性好。
早在第二次世界大战期间,前苏联的海军舰艇触到德国水雷遭到破坏时,苏联学者亚历山大·罗夫院士通过研究后便指出:在振动负载作用下,处于地球场中舰艇壳体的磁化率增长是造成这一损失的重要原因。具体的,由于磁弹性和磁机械效应的共同作用,处于地磁场中的舰艇壳体,受海浪撞击等外力的反复作用,其残余磁性会发生改变和重新分布,并在壳体表面形成漏磁场,从而吸引附近的磁性水雷而触爆。根据这一原理,苏联海军研制并装备了专用退磁装置,从而有效地减少了舰艇在磁性水雷的作用下发生爆炸的事故发生[5]。同样,20世纪90年代,以Dubov。A。A教授为代表的俄罗斯学者率先将此原理运用到无损检测领域中,从而提出了一种崭新的无损检测技术——金属磁记忆检测技术,并较早地开展了针对其机理和应用的研究。