但實際上還存在與此一般規(guī)律背道而馳的反常現(xiàn)象,如縱向磁化時方鋼的側(cè)棱吸附磁粉 ,周向磁化時圓軸的底棱上堆積磁粉,有時縱向磁化可發(fā)現(xiàn)縱向裂縫,周向磁化也能探出周向裂紋。
為什么會產(chǎn)生上述反?,F(xiàn)象,作者早已闡明了前兩種反?,F(xiàn)象的成因,現(xiàn)再來尋找后兩種疑難的答案。
1. 理論基礎(chǔ)
方鋼縱向磁化穩(wěn)定狀態(tài)下激勵出的磁荷將均勻分布于方鋼的各條棱線上,且各棱線上的磁荷線密度σml(Wb/m)為(圖1a)
式中
2l,2w,h---長方體的長、寬和高 ,m Xm---材料的磁化率,為一無量綱純數(shù)
μ0---真空磁導(dǎo)率
H0---磁化場強(qiáng)度,A/m
C---與磁化場強(qiáng)、方鋼尺寸及場點(diǎn)位置有關(guān)的函數(shù),在最粗略的近似中可看作常數(shù)
平行六面體和三角形棱柱縱向磁化后磁荷將均勻分布于各條棱線上(圖1b,c) ,且滿足下式
式中σmα---底棱上與磁化場呈α角的磁荷線密度,Wb/m
(圖1 長方體、平行六面體和三角形棱柱的磁化)
2. 縱向磁化時橫向溝槽上的磁荷分布
假設(shè)將帶橫向溝槽的方鋼 (圖2a) 分割成如圖2b所示的三部分,后者在H0磁化時各棱上激勵出的磁荷如圖2b所示。
顯然,由于同一棱線分處兩部分時其上的磁荷極性相反,所以實際上沿該棱線并沒有凈磁荷,因而縱向磁化后沿帶橫向溝槽方鋼各 棱的磁荷分布應(yīng)如圖2a所示。
(圖2 縱向磁化后帶橫向溝槽方鋼上的磁荷分布)
3. 縱向磁化時縱向溝槽上的磁荷分布
由磁偶極子鏈的橫向排斥特性和磁荷體系 的磁性自由能最低原則可以證明,正、負(fù)磁荷只可能在與磁化場平行的工件凸棱線(圖 3中A棱線)上分段聚集,而不會在相應(yīng)的凹棱線(圖3中B棱線)上出現(xiàn)。
所以工件上的縱向溝槽,不論是貫通的(圖 4a)還是封閉的(圖4b),當(dāng)縱向磁化處于穩(wěn)定狀態(tài)時它們的頂棱(與磁化場平行的凸棱) 有時會聚集磁荷,而其底棱(凹棱)則沒有磁荷 (圖4c,d) 。
圖4a,b為磁化初始瞬間;c,d為磁化穩(wěn)定狀態(tài)。
(圖3 工件上與磁化場平行的凸棱線和凹棱線)
(圖4 縱向磁化時工件縱向溝槽上的磁荷分布)
4.縱向磁化時縱向溝槽上的反常磁痕
由圖4c,d 不難看出 ,在縱向磁化的穩(wěn)定狀態(tài)中,工件表面縱向溝槽的頂棱 (凸棱) 線上有時會保留著被激勵出來的正、負(fù)線磁荷 ,它們必定能吸附磁粉顆粒,形成縱向溝槽上的反常磁痕。
5.周向磁化時周向溝槽上的反常磁痕
根據(jù)上述分析,周向磁化時,工件表面周(橫)向溝槽的頂棱(凸棱)線上有時也會聚集著均勻分布的正、負(fù)磁荷 (圖5),它們自然能吸附磁粉顆粒 ,形成周(橫)向溝槽的反常磁痕。
6. 結(jié)論
(圖5 周向磁化時工件周向溝槽上的磁荷分布)
由于磁荷的穩(wěn)定空間分布必使其相互作用能量取最低值,故在滿足一定條件時與磁化場平行的開口裂縫凸棱線上會出現(xiàn)均勻分布的正、負(fù)線磁荷,它們吸附磁粉顆粒,形成反常磁痕。
因而縱向磁化,有時也能發(fā)現(xiàn)縱向裂紋,周向磁化亦可能探出周(橫)向缺陷。
這種反常現(xiàn)象其實并未違反磁粉探傷基本原理,而是起初尚未認(rèn)識其產(chǎn)生原因罷了。