Коэрцитиметры

Коэрцитиметры — приборы для измерения коэрцитивной силы. Это интегральная характеристика ферромагнитных материалов, по которой можно судить об их ключевых структурно-механических свойствах. Данная физическая величина обозначает напряжённость магнитного поля, необходимую для полного размагничивания ферромагнетика.

Назначения коэрцитиметров

Измеряя коэрцитивную силу, прибор позволяет оператору судить о многих физико-механических свойствах исследуемого материала, а именно:

• измерять твёрдость;
• определять глубину закалки токами высокой частоты;
• оценивать качество термической, химико-термической и/или термомеханической обработки;
• выявлять места развития напряжений материала и локальные нарушения структуры;
• определять марку стали и производить сортировку;
• оценивать физический износ и степень деградации материала.

Наибольшей информативности контроля можно добиться при сочетании коэрцитиметра с ультразвуковым толщиномером. Такая комбинация средств технической диагностики позволяет с уверенностью судить о деградации механических свойств стали. При этом оператор может оценивать состояние как отдельных, локальных участков, так и всей металлоконструкции в целом. Тем самым можно выявлять критичные зоны, которые нуждаются в упреждающем ремонте.

Принцип работы коэрцитиметра

В общем виде прибор представляет собой комбинацию:

• электронного блока (блока управления), в котором предусмотрены устройства намагничивания и размагничивания, генератор тока, усилитель, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, микропроцессор-контроллер, аккумулятор, разъёмы, клавиатура и дисплей;
• приставного преобразователя, в котором есть обмотка намагничивания, обмотка размагничивания и датчик Холла. Принцип действия последнего состоит в том, чтобы зафиксировать электрическое напряжение, возникшее под действием внешнего магнитного поля объекта. Напряжение это пропорционально напряжённости магнитного поля и силе тока. Датчик Холла регистрирует электрические сигналы, которые передаются на блок управления. По этой цифре и рассчитывается напряжённость поля, необходимая для уменьшения магнитного потока до нуля. То есть – значение коэрцитивной силы, которое оператор видит на экране прибора;
• сменных полюсных наконечников различных конфигураций для более плотного контакта с поверхностью;
• соединительного кабеля для подключения преобразователя к электронному блоку.

Требования к коэрцитиметрам

Этому посвящён раздел 7 стандарта ГОСТ Р 58599-2019. Документ распространяется на стальные конструкции из углеродистых и низколегированных конструкционных сталей и требует, чтобы приборы обладали зазороустойчивостью. Данное свойство указывает на возможность измерять коэрцитивную силу даже при наличии зазора между полюсными наконечниками и поверхностью. Это может быть либо немагнитное покрытие (в СТО 36554501-040-2014 обговаривается его максимально допустимая толщина – 6 мм), либо просто воздушная прослойка. Точные параметры зазороустойчивости зависят от конкретной модификации устройства.

Разумеется, применение коэрцитиметра становится правомерным только после прохождения метрологической поверки. Прибор должен быть внесён в Госреестр СИ и поставляться с копией свидетельства об утверждении типа СИ. Он должен обладать достаточным диапазоном измерений и низкой относительной погрешностью. Более того – к каждому преобразователю должны прилагаться минимум два контрольных образца: один – для проверки нижнего порога диапазона измерений, другой – для верхнего. При этом рабочая глубина контроля преобразователя и глубина промагничивания образца должны совпадать.