Развитие методов магнитной дефектоскопии в историческом аспекте

Первый патент на применение магнитного порошка для выявления дефектов был заявлен в 1929 г. де Форестом в США. В 1937 г. немецкий инженер Фридрих Ферстер разработал прибор с зондами потоков рассеяния, который использовался на одном из берлинских заводов для автоматической отбраковки дефектных изделий [32, 33]. Указанный прибор схематично представлен на рис.4.2, на котором электромагнит постоянного или переменного тока намагничивает вращающийся контролируемый объект. Риска на изделии создает поток рассеяния, который регистрируется зондами.

Рис.4.2. Прибор Ферстера с зондами потоков рассеяния

В 1938 г. на годичном собрании Института Макса Планка в Штутгарте Ф.Ферстер сделал доклад о возможности неразрушающего магнитного контроля. В этом докладе он представил результаты первого систематического исследования нормальной и тангенциальной компонент магнитного поля рассеяния от дефекта при изменениях амплитуды намагничивающего поля и расстояния зондов до поверхности контролируемого тела. Примерно в это же время появились первые работы советских ученых Вонсовского С.В., Аркадьева В.К., Януса Р.И., посвященные развитию теоретических основ магнитной дефектоскопии [34-37].

В 1939 г. Ферстер разработал схему испытания методом магнитных потоков рассеяния с применением ферстер-зондов (в СССР они стали называться феррозондами). Через несколько лет после этого Гастингсом в США были предприняты первые опыты обнаружения дефектов по измерению магнитных полей рассеяния. В 1948 Ф. Ферстер создал свою собственную компанию «Институт доктора Ферстера».

В 1950 г. впервые были получены и считаны записи потоков рассеяния трещины на магнитной пленке и появился широко используемый ныне термин магнитография.

Метод магнитных потоков рассеяния с зондами потоков рассеяния введен в практику заводского контроля Ф. Ферстером в 1950 г. Трубы циркулярно намагничивались импульсом тока через центральный проводник и проходили через вращающуюся головку с зондами потоков рассеяния, питание которых, а также съем сигналов осуществлялись бесконтактно. Информация о дефектах поступала на экран катодной трубки [38]. Несмотря на то, что в первом варианте использовалась только остаточная намагниченность, а вследствие этого контролю могли быть подвергнуты только жесткие в магнитном отношении материалы, уже тогда оказалось возможным исследовать основные закономерности потоков рассеяния.

С 1957 г. метод магнитных потоков рассеяния с ферстер-зондами-градиентометрами был впервые применен на крупных европейских трубных заводах для неразрушающего контроля труб большого диаметра (около 1 м) [33]. На рис.4.3 показана установка магнитного потока рассеяния ТУБОТЕСТ, с помощью которой в 60-е годы прошлого века компания DALMINE в Италии контролировала горячекатаные трубы для нефтехимической промышленности, а на рис.4.4 показан мультитестовый блок для определения характеристик качества горячекатаных бесшовных стальных труб методом магнитного потока рассеяния, разработанный фирмой «Институт доктора Ф.Ферстера» в 90-е г.

Рис.4.3. Установка TUBOTEST

Рис.4.4. Современная мультитестовая установка

для контроля труб

В 1963 г. первое устройство измерения магнитного поля фирмы «Фёрстер» было установлено на спутник. С таким зондом спутник Mariner II исследовал магнитное поле Венеры. Затем последовали другие измерительные устройства в многочисленных проектах исследования космоса, за что Ф.Ферстер в 1992 г. был удостоен высшей награды национальной аэрокосмической корпорации США.

Пионером неразрушающего контроля магнитными методами в СССР считают профессора Р.И. Януса, который заложил основы теории магнитной феррозондовой дефектоскопии и показал возможность автоматизации процесса контроля, предложил общий подход к решению дефектоскопических задач. Вместе со своими многочисленными учениками Р.И. Янус провел широкие исследования процессов намагничивания ферромагнитных материалов. Написанная им в 1946 г. монография " Магнитная дефектоскопия" - единственная книга в мировой литературе, содержащая описание теории и практики магнитных методов контроля. В 1951 г. Р.И. Янус был удостоен Государственной премии за разработку и внедрение в промышленность нового метода контроля стальных изделий. В 1965 г. Р.И. Янус основал журнал " Дефектоскопия".