Ferromanyetik malzemelerin yüzey manyetik akı profilinin dedeksiyonu ve uygulamaları

Abstract

Bu çalışmada manyetik geçirgenlikleri birbirinden farklı (Si-Fe Şeritler, Demir çubuklar, 2826MB Amorf Şeritler ve AC20 Amorf Teller gibi) malzemelerin üzerinde herhangi bir nedenle oluşabilecek çatlakların fiziksel özelliklerinin manyetik yollarla tayin edilebilmesi ve çatlak bölgesindeki kaçak manyetik akının üç boyutlu davranışının tespiti için, üç boyutta istenilen noktaya bilgisayar kontrollü ya da elle (manuel) kontrolle gidebilen bir tarayıcı sistem, mıknatıslayıcı sistem ve algılayıcıdan oluşan bir çatlak dedektörü yapılarak manyetik ölçme düzeneği kurulmuştur. Si-Fe Şeritler, 2826MB Amorf Şeritler ve AC20 Amorf Teller gibi manyetik geçirgenlikleri birbirinden farklı malzemelerden, fiziksel özellikleri birbirinden farklı yapay olarak değişik çatlaklar oluşturulmuş ve mıknatıslayıcı sistem üzerine konarak modelin mıknatıslanması sağlanmıştır. Daha sonra mıknatıslanan modelin yüzeyi x-y ve x-z düzleminde algılayıcıyla bilgisayar kontrollü taratılmıştır. Bunun sonucunda algılayıcının çıkış voltajının x-y ve x-z konumuna göre grafikleri çizilmiştir. Elde edilen veriler yöntemimiz doğrultusunda işlenmiş, her model için çatlağın bulunduğu bölgede kaçak manyetik akının 3 boyutlu davranışı belirlenmiş ve çatlağın fiziksel özelliklerinin değişmesinin algılayıcının çıkış voltajına etkisi tespit edilmiştir. Deneysel olarak bulduğumuz çatlak bölgesindeki kaçak manyetik akının davranışına dair bulguların, Sonlu Elemanlar Yöntemi (FEM) ile elde edilen bulgularla uyuştuğu tespit edilmiştir. Ayrıca, çalışmada konu edilen yöntemin herhangi bir modeldeki doğal çatlağın bulunmasında diğer tahribatsız test yöntemlerine bir alternatif olabileceği sonucuna ulaşılmıştır.

In this study, a computer controlled magnetic non-destructive testing system was constructed to detect embeded and surface cracks on ferromagnetic materials, such as, Si-Fe laminations, iron rods, amorphous ribbons and amorphous wires. The variation of leakage flux was investigated around cracked region as a function of displacements. Number of artificial cracks were made by stacking 3% Si-Fe laminations. The samples were magnetised by applying an ac magnetisation current for certain frequencies. The cracked region was scanned in three dimensions, by using computer controlled stepper motors. A 30 turns search coil and a linear Hall effect sensor were used to detect perpendicular component of the surface leakage flux. Output signals of sensors were captured by using a personal computer. The captured signals were processed to obtain location, shape and width of the cracks. Artificial cracks were modelled by using Finite Element Methods (FEM) to understand surface leakage flux around cracked region of each sample. According to results of this study, it was shown that, the surface leakage flux detection method should be an alternative for the other non-destructive testing methods, for crack detection applications.