不同类型的电流对线圈纵向磁化计算值的影响

　　在不同的磁粉检验标准中,对线圈纵向磁化连续法检查的规范式往往规定使用不同类型的磁化电流,由于磁化电流的类型不同,计算与换算后的结果也有差异,差异多大、实际应用又如何选择,为此研究讨论,以便更好地运用这些计算式为磁粉检验技术服务。

　　1　规范式的规定

　　磁粉检验线圈纵向磁化连续法检查的规范式如下:

　　式中　I—电流强度,A

　　N—磁化线圈匝数

　　L—零件的长度,mm

　　D—零件的直径,mm

　　K—常数

　　R—磁化线圈半径,mm

　　(1)式和(2)式是低填充系数规范式,即线圈的横截面积大于10倍的受检零件横截面积时使用该式,但使用(1)式时零件置线圈内壁磁化,如图1所示,使用(2)式时零件置线圈中心磁化,如图2所示;(3)式是高填充系数规范式,即线圈的横截面积小于2倍的受检零件横截面积时使用该式,使用方法如图3、图4所示。

　　由(1)、(2)、(3)式计算的规范值,零件在线圈内磁化时,其上的有效磁化区为线圈每端约200 mm。如果零件的长度超过有效磁化区时要分段磁化、分段检查。

　　2　规范值的计算与换算

　　交流峰值与交流有效值、三相全波整流电平均值、单相半波整流电平均值的关系式为

　　若按磁粉检验GJB 2028-1994国家军用标准[1]规定,当(1)式中的K=45000(磁化电流要求为三相全波整流电)、K=32000(磁化电流要求为交流有效值)、K=22000(磁化电流要求为单相半波整流电)、(2)式和(3)式磁化电流要求为三相全波整流电时,设N=7匝、R=200 mm、L/D=5,由(1)式、(2)式、(3)式分别计算的电流值如下:

　　I平均值1=I峰值/π= 700A/π≈222A≈200A若按磁粉检验HB/Z 72-1998航空工业标准[2]中规定,当磁化电流为交流峰值电流、K=45000,若设N=7匝、R=200 mm、L/D=5时,由(1)式、(2)式、(3)式分别计算如下:

　　3　分析与讨论

　　表1为不同类型磁化电流计算值的统计比较。

　　由表1的统计结果看出:

　　(1)相同的计算式由于要求的磁化电流的类型不同,计算和换算后得出的磁化电流值不同,(1)式、

　　(2)式、(3)式要求三相全波整流电流比要求交流峰值电流代入计算后的规范值略严。

　　(2)不同的计算式计算和换算后得出的规范值不同,按计算式编号的顺序排列则有(2)>(1)>

　　(3),电流值越大该趋势越明显。这也正好符合线圈内磁场分布的规律,因为从图1、图2、图3可以看出:图2中零件置磁场强度较弱的线圈中心磁化,图3、图4、中零件周围所有表面置磁场强度最强的线圈内壁区域磁化,图1中零件仅有一侧表面置磁场强度最强的线圈内壁区域磁化。