2121403351

18

Rozdział siódmy przedstawia aplikacje przemysłowe metody. Są to wyniki badań etapu powierzchni tocznej zestawu kołowego. Opisuje praktyczną realizację procesu detekcji fazy zmęczenia materiału jeszcze przed powstaniem pęknięć możliwych do wykrycia metodami defektoskopowymi obecnie dopuszczanymi przez normę, a także badania magnetyczne procesu naprawy lub regeneracji elementów zestawu kołowego na zlecenie i przy współpracy z PKP CARGO S.A.

Praca kończy się podsumowaniem i wnioskami oraz precyzuje kierunki dalszych badań, które wyniknęły podczas realizacji pracy. Załączniki uzupełniają i poszerzają zagadnienia głównego zakresu pracy.

2. PODSTAWY TEORETYCZNE I BAZA POMIAROWA

Badanie stanu elementu ferromagnetycznego polega na pomiarze natężenia zewnętrznego pola magnetycznego przy powierzchni elementu namagnesowanego od przyłożonego źródła pola magnetycznego. Namagnesowanie elementu ferromagnetycznego zależne jest od wielu czynników zewnętrznych, szczególnie mechanicznych i termicznych, wpływających na parametry magnetyczne materiału. Wartość pomierzonego natężenia pola magnetycznego jest funkcją zmian struktury i ciągłości materiału. Zapewnia to możliwość realizacji badań obciążeń sprężystych i zmęczeniowych aż po uszkodzenie elementu (lokalna utrata ciągłości), jak przedstawia schemat (rys. 2.1).

BADANIA STANI ELEMENTU II

U

/ ^1 Zakres naprężeń i sprężystych	\ • / i	—	\
i \	i mechanicznego	a	Zakres ro/woju	a
	-J matenahj %	a a a "1 %	mikropęknięć	a i a i

II

u

METODY MAGNETYCZNE BADAŃ

Rys. 2.1. Okresy życia i badane efekty w elemencie ferromagnetycznym Fig. 2.1. Life cycles and investigated effects in ferromagnetic element

Pomiaru zewnętrznego pola magnetycznego dokonujemy za pomocą przetworników pomiarowych magnctorczystancyjnych, hallotronowych lub indukcyjnych. Badanie wpływu obciążeń sprężystych i zmęczeniowych realizujemy za pomocą pomiaru składowej stycznej natężenia pola magnetycznego przy powierzchni materiału. Ponieważ wartość natężenia pola magnetycznego maleje z potęgą trzecią w funkcji odległości, dlatego pr/.etwomik pomiarowy musi być usytuowany jak najbliżej powierzchni. Najbardziej odpowiedni byłby hallotron o konstrukcji umożliwiającej pomiar składowej stycznej w stosunku do jego struktury pomiarowej. Wobec braku dostępności tego typu przetworników wybrano przetwornik magnctorezystancyjny serii KMZ, firmy PHILIPS. Podstawową wadą wymienionych przetworników jest silny wpływ składowej odmagncsowująccj na spadek ich czułości pomiarowej, jak i samą możliwość pomiaru. Użyteczność przetworników KMZ do pomiaru składowej stycznej przy nieznacznym udziale składowej odmagncsowująccj pola odmagnesowująccgo potwierdzono eksperymentalnie. W badaniach defektoskopowych ze względu na znaczny udział tej składowej należałoby stosować przetwornik hallotronowy, jednak, jak wykazały eksperymenty, stosowanie magnctorczystorów serii KMZ w detekcji nieciągłości materiału jest także możliwe.