АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС СНЯТИЯ ОСТАТОЧНОЙ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ

Предлагаемая полезная модель относится к области размагничивания ферромагнитных материалов и изделий и может быть использована для снятия остаточной магнитной индукции труб и сортового проката в производственных линиях металлургических заводов.
Высокая остаточная магнитная индукция труб приводит к ряду неблагоприятных последствий при дальнейшей обработке и эксплуатации трубы:
- некачественная сварка при стыковке, вследствие «магнитного дутья»;
- выход из строя режущего инструмента, при механической обработке концов труб, из-за налипания стружки.
Если труба не размагничивается до уровня, оговоренного в стандарте на производство этой трубы, то она не может быть признана годной продукцией и должна быть отбракована заводом-изготовителем.
Задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является создание такого автоматизированного комплекса снятия остаточной магнитной индукции ферромагнитных изделий, который гарантирует размагничивание труб до значений порядка 1 мТл за один проход, что снижает затраты производителя на повторные прогоны.
Известно устройство размагничивания ферромагнитного изделия, содержащее нагреватели изделия до точки Кюри, при которой намагниченность исчезает ("Неразрушающий контроль и диагностика". Справочник под ред. В.В.Клюева, М., Машиностроение, 1995, с.243-244).
Недостатком данного устройства является изменение механических свойств материала изделия в результате нагрева и в большинстве случаев это недопустимо.
Известно также устройство размагничивания, содержащее катушки размагничивания, переменное магнитное поле которых воздействует на изделие с амплитудой, уменьшающейся от некоторого максимального значения до нуля, и частотой, зависящей от магнитной проницаемости и толщины изделия ("Неразрушающий контроль металлов и изделий". Справочник под ред. Г.С.Самойловича, М., Машиностроение, 1976, с.162-165).
Известно устройство размагничивания длинномерных ферромагнитных изделий содержащее блок размагничивания, выполненный в виде колебательного контура, состоящего из катушки соленоидального типа с ферромагнитным сердечником, подключенным к батарее конденсаторов, датчик наличия металла, связанный с контроллером (патент RU 2258272 МКП H01F 13/00, 2003 г.).
Известно устройство для снятия остаточной магнитной индукции ферромагнитных изделий, содержащее размагничивающее устройство, датчики наличия изделия и датчики остаточной намагниченности (патент RU 2339108 МКП H01F 13/00, 2007 г.). Данное устройство взято за прототип заявляемой полезной модели.
Оба известных устройства имеют ряд недостатков. Их сложно использовать на практике в условиях производства, например, в трубном производстве. Сложность заключается, во-первых, в том, что известные устройства не выдают в транспортную систему цеха сигналов сортировки, т.е. информацию о том, каков уровень остаточной намагниченности изделия (выше или ниже допустимого значения). Поэтому транспортная система не имеет информации о том, куда транспортировать изделие: далее, по технологической линии, или на повторное размагничивание. Во-вторых, известные устройства не формируют отчетную документацию, не архивируют данные с привязкой к номеру изделия и не передают эти данные в локально-вычислительную сеть цеха. Поэтому невозможно говорить о соответствии отдельно взятого изделия требованиям стандартов, предъявляемых к изделию. В-третьих, известные устройства имеют в своем составе, в основном, нестандартные комплектующие. Это затрудняет изготовление таких устройств, повышает их стоимость и снижает их ремонтопригодность в производственных условиях цеха. А главное, что оба данных устройства не обеспечивают снятие остаточной магнитной индукции до требуемых значений.
Сущность полезной модели заключается в том, что предлагаемая конструкция обеспечивает снятие остаточной магнитной индукции до требуемых значений, позволяет отслеживать и идентифицировать изделие по уровню размагничивания.
Указанный технический результат достигается тем, что в автоматизированном комплексе снятия остаточной магнитной индукции ферромагнитных изделий, содержащем размагничивающее устройство, датчики наличия изделия, датчики остаточной намагниченности, размагничивающее устройство выполнено в виде блока размагничивающих катушек, состоящий из двух или более катушек переменного тока, оси которых перпендикулярны поверхности изделия, и одной или более катушек постоянного тока, датчики остаточной намагниченности размещены на обоих концах изделия в виде групп из четырех датчиков, размещенных с возможностью перемещения в плоскости перпендикулярной продольной оси трубы и расположенных под углом 900 друг к другу, при этом каждая группа датчиков остаточной намагниченности и блок размагничивающих катушек установлены с возможностью вертикального перемещения, при этом комплекс дополнительно снабжен преобразователем частоты, связанным с катушками переменного тока размагничивающего устройства и с модулем управления, снабжен регулятором тока катушек постоянного тока и электрически связан с модулем управления, и компьютером, электрически связанным с датчиками остаточной намагниченности, модулем управления, принтером и имеющим выход в локально-вычислительную сеть цеха.
Предложенная конструкция полезной модели позволяет повысить качество размагничивания ферромагнитных изделий, получать достоверную информацию о процессе размагничивания и идентифицировать трубы, необходимые для повторного размагничивания. Кроме того, все комплектующие детали и узлы, входящие в автоматизированный комплекс являются стандартными, что значительно снижает себестоимость установки.
Автоматизированный комплекс снятия остаточной магнитной индукции ферромагнитных изделий представлен чертежами, где на фиг.1 показана его структурная схема, на фиг.2 показан поперечное сечение размагничивающего устройства, на фиг.3 показано взаимодействие линий магнитных полей, на фиг.4 вариант выполнения механизма вертикального перемещения размагничивающего устройства.
Автоматизированный комплекс снятия остаточной магнитной индукции ферромагнитных изделий состоит из размагничивающего устройства 1 с датчиками 2 наличия изделия 3. Размагничивающее устройство 1 выполнено в виде блока размагничивающих катушек 4 переменного тока, оси которых перпендикулярны поверхности изделия 3, и одной иди более катушек 5 постоянного тока. Датчики остаточной намагниченности 6 остаточной намагниченности размещены на обоих концах изделия 3 с возможностью перемещения в плоскости перпендикулярной продольной оси изделия и расположены под углом 90° друг к другу, при этом каждая группа датчиков 6 остаточной намагниченности и блок 1 размагничивающих катушек установлены с возможностью вертикального перемещения. Механизмы вертикального перемещения могут быть выполнены, например, в виде винта 7 с наружной резьбой и пластины 8 с внутренней резьбой, маховика 9 с рукояткой 10. Автоматизированный комплекс дополнительно содержит преобразователь частоты 11, связанный с катушками 4 переменного тока и с модулем управления 12, регулятор тока 13 катушек 5 постоянного тока, электрически связанный с модулем управления 12, и компьютер 14, электрически связан с датчиками 6, модулем управления 12, принтером 15 и имеющим выход 16 в локально-вычислительную сеть цеха.
Работа автоматизированного комплекса снятия остаточной магнитной индукции ферромагнитных изделий показана на примере размагничивания ферромагнитных труб. Трубу 3 подают по рольгангу к автоматизированному комплексу. Когда труба 3 окажется в зоне датчиков 2 наличия трубы, модуль управления 12 включает преобразователь частоты 11 и регулятор тока 13. Преобразователь частоты 11 и регулятор тока 13 выдают напряжение требуемой частоты и ток необходимой силы на блок размагничивающих катушек 1. В процессе перемещения трубы 3 через блок размагничивающих катушек 1 происходит размагничивание трубы электромагнитным полем, направленным вдоль окружности трубы и секционированным по окружности трубы 3 пропорционально количеству катушек (см. фиг.3). После выхода трубы 3 из зоны датчиков 2 наличия трубы модуль управления 12 отключает преобразователь частоты 11 и регулятор тока 13. Труба 3 транспортируется далее к датчикам 6 измерения остаточной намагниченности, которые передают значение измеренной намагниченности в компьютер 14. Компьютер 14 вычисляет среднее из четырех значений, измеренных на каждом конце трубы 3. По результатам измерения трубе 3 присваивается статус: «годная продукция», «брак». В локально-вычислительную сеть 16 цеха передают сигналы сортировки, т.е. данные о статусе трубы 3 для определения направления дальнейшей транспортировки трубы 3. Компьютер 14 архивирует данные о намагниченности трубы 3 с привязкой к ее номеру. Принтер 15 распечатывает протокол размагничивания с указанием технических параметров процесса размагничивания и его результатов.
Использование в автоматизированном комплексе двух и более катушек переменного тока 4 позволяет получить равномерную плотность магнитного потока по всей окружности трубы 3.
Регулятор тока 13 в катушке постоянного тока 5 регулирует силу тока в ней для компенсации постоянной составляющей поля трубы 3.
Размещение датчиков остаточной намагниченности 6 на концах трубы 3 обеспечивает надежность данных о размагничивании на всей длине трубы 3. А расположение этих датчиков под углом 90° друг к другу обеспечивает получение достоверных данных по всему периметру трубы 3.
Каждая группа датчиков остаточной намагниченности 6 и блок 1 размагничивающих катушек установлены с возможностью вертикального перемещения, которая может быть осуществлена использованием, например, механизма, в котором при вращении рукояткой 10 маховика 9 перемещают винт 7 с наружной резьбой, по которой пластина 8 с внутренней резьбой поднимает или опускает указанные блоки.