Магнитной обработки

где Хт и V — магнитная восприимчивость и объем частицы. Следует иметь в виду, что во внешнем (намагничивающем) поле частицы обычно не существуют изолированно, а вследствие магнитной коагуляции образуют цепочки, длина которых определяется многими причинами, в том числе длительностью воздействия поля, вязкостью среды, в которую помещен порошок, и. т. д.

обусловлено эффектом «магнитной коагуляции», сущность ко-

Е. В. Терновцевым и другими были проведены исследования по использованию магнитного поля для интенсификации работы фильтра с магнетитовой загрузкой. На фильтр с магнетито-вой загрузкой с частицами d=0,5... 1 мм, высотой 0,25 м накладывалось магнитное поле постоянного тока, напряженность которого 1000 . . . 2000 Э. Работу магнитомагнетитовых фильтров сравнивали с параллельно работающими магнетитовыми фильтрами. Температура фильтрата составляла 24 ... 26° С. Как показали исследования, при магнитном поле напряженностью 500 Э и скорости фильтрования примерно 85 м/ч происходит эффективное удаление оксидов железа, значительно более глубокое, чем в обычных магнетитовых фильтрах. Это может быть обусловлено эффектом «магнитной коагуляции», сущность которой заключается в том, что частички магнетита, намагничиваясь, приобретают северный и южный полюсы. Сталкиваясь частички коагулируют. Магнитная коагуляция отличается от коагуляции коллоидов, которая происходит благодаря электростатическим силам. Коагулированные субстанции отделяются на фильтрах значительно более полно.

расшифровке. Один из разделов книги посвящен исследованию магнитной коагуляции порошков и влиянию этого явления на эффективность контроля.

Соединение частиц в цепочки происходит еще до оседания их над дефектом под действием внешнего намагничивающего поля или поля полюсов детали. На рис. 1.37 показаны частицы, соединившиеся в цепочки в небольшом объеме над деталью, погруженной в суспензию. Накопление порошка над дефектами происходит в основном частицами, соединенными в цепочки, и отдельными частицами. Поэтому выявляемость дефектов непосредственно связана с интенсивностью магнитной коагуляции.

Вектор напряженности намагничивающего поля Яр можно разложить на составляющие Я1 и Я2 (рис. 3.3). Составляющая Я2 на формирование поля дефекта оказывает незначительное влияние. Поле рассеяния формируется под действием составляющей HI, поэтому для обеспечения высокой чувствительности контроля при уменьшении угла а необходимо сохранить заданное значение составляющей Н\ путем увеличения намагничивающего поля Нр. При этом вектор Яр равен заданному значению Н\, умноженному на sin a. Так, например, если заданное значение Я1 = 30 А/см, то при а =10° Яр = 174 А/см (табл. 3.1). Однако при магнитопорошко-вом контроле следует иметь в виду, что при Яр > 150 А/см необходимо уменьшать концентрацию порошка в суспензии для предотвращения интенсивной магнитной коагуляции.

В процессе нанесения суспензии порошок над трещиной (расположенной не на магнитной нейтрали) накапливается в области I. Основная часть осевшего порошка имеет ярко выраженную игольчатую структуру, направленную по магнитным силовым линиям результирующего поля (рис. 3.10). Цепочки («иголочки») формируются в суспензии вследствие магнитной коагуляции еще до оседания их в области I.

Исследования влияния магнитной коагуляции на чувствительность магнито-порошкового контроля проводились на специально разработанной установке, которая позволила:

• проводить через микроскоп покадровую и непрерывную киносъемку процессов магнитной коагуляции;

• исследовать кинетику магнитной коагуляции в постоянном, переменном и импульсных полях;

• установить связь магнитной коагуляции с выявляемостью дефектов.

Свойства пермаллоя классического состава (78,5% Ni) существенно зависят от термической обработки. Наиболее высокую начальную магнитную проницаемость сплав получаст при высо котемпературном нагреве в атмосфере; водорода (для укрупнения зерна, удаления примеси углерода и устранения остаточных напряжений). Охлаждение в магнитном поле повышает магнитные- характеристики. Эффективность магнитной обработки тем больше, чем выше лежит точка Кюри г-плана. Поэтому магнитная обработка наиболее заметно улучшает свойства сплава с 77°/п Ni, у которого точка Кюри имеет наиболее вы -соку к) температуру, повышая начальную магнитную проницаемость до 20 000 Гс/Э.

При магнитной обработке на водные системы действуют в течение долей секунды низкочастотными магнитными полями невысокой напряженности. Физико-химические реакции и процессы протекают после магнитной обработки. В результате воздействия магнитным полем на природную и техническую воду она приобретает качественно новые и часто весьма полезные свойства. Например, в растворе NaCl, который циркулировал со скоростью 2 м/с в контуре, проходя 65-70 раз магнитное поле напряженностью 41 кА/м в течение 48 ч, коррозия снизилась у стали на 88, алюминия на 87 и чугуна на 68 %. Противокоррозионные свойства раствора сохранялись более 1 сут, а затем постепенно снизились.

Эффект магнитной обработки имеет сложную зависимость от различных факторов, таких, как время после обработки, скорость потока в межполюсном пространстве, характеристики магнитного поля и др. (рис. 43). В большинстве случаев, если во время магнитной обработки не происходит каких-либо необратимых процессов в системе, эффект

а - от времени после обработки; б - от скорости потока в межполюсном пространстве; в — от напряженности магнитного поля; 1 - полиэкстремальная зависимость (при достаточно малем шаге напряженности магнитного поля) ; 2 - один максимум (при большом интервале напряженности магнитного поля) ; 3 — непрерывное увеличение эффекта магнитной обработки (при наличии необратимых процессов в водной среде)

магнитной обработки через определенный промежуток времени после обработки самопроизвольно исчезает (см. рис. 43, а). Наибольший эффект омагничивания достигается при движении воды, а в неподвижных растворах магнитная обработка на свойства водной системы не влияет. Наблюдается экстремальная зависимость эффекта магнитной обработки от скорости потока (см. рис. 43, б). Увеличение скорости потока до определенного (оптимального) предела приводит к увеличению эффективности магнитной обработки за счет изменения структуры воды в результате разрушения водородных связей, увеличения дипольного момента . молекул и др. При скорости потока, превышающей оптимальное значение, происходят чрезмерная турбулизация потока и снижение времени пребывания раствора в магнитном поле, что вызывает уменьшение эффективности магнитной обработки водных систем.

Характеристики магнитного поля могут оказывать на эффект магнитной обработки различное влияние (см. рис. 43, в). При достаточно малом шаге напряженности магнитного поля наблюдается полиэкстремальная зависимость (кривая 1), иногда с одним максимумом (кривая 2), а иногда с непрерывным увеличением эффекта магнитной обработки (кривая 3), вследствие накопления каких-либо необратимых процессов.

Эти зависимости подтверждаются, например, данными, представленными на рис. 44, где приведены результаты исследований влияния магнитной обработки водного раствора Nad на коррозию стали, концентрацию кислорода в растворе и электродный потенциал стали. Коррозии

Наблюдается четкая взаимосвязь исследованных параметров от напряженности магнитного поля. Так, при увеличении напряженности магнитного поля примерно до 2,4 • 104 А/м уменьшается содержание кислорода в растворе и в связи с тем, что коррозия протекает в растворе NaCl с кислородной деполяризацией, электродный потенциал сдвигается в отрицательную сторону, а защитный эффект магнитной обработки увеличивается. После достижения максимума все величины изменяются в обратном направлении, т.е. концентрация кислорода увеличивается, электродный потенциал уменьшается. Однако уменьшение концентрации кислорода не было столь велико, чтобы оно могло быть единственной причиной, влияющей на уменьшение коррозии. Магнитное поле приводит к возникновению магнитогидродинамического эффекта в растворах электролитов, что влечет за собой изменения скорости протекания обоих сопряженных электродных процессов. Зависимость степени и знака поляризации электродных реакций от напряженности магнитного поля имеет полиэкстремальный характер. Изменение коэффициента Ъ свидетельствует о влиянии магнитной обработки на энергию активации процесса.

При этом эффект магнитной обработки оказался тем большим, чем выше обводненность нефти. Магнитная обработка увеличивает вязкость и электропроводность нефти, снижает поверхностное натяжение и способствует разрыхлению и разрушению отложений. Вместо

таблица 51. Данные применения магнитной обработки обводненной нефти в скважинах нефтепромыслов различных месторождений

твердой, трудноразрушаемой массы образуется мазеобразная, легкоразрушаемая масса. Чем больше воды в нефти, тем ощутимее эффект магнитной обработки. При воздействии магнитных полей на безводную, нефть интенсивность образования отложений уменьшается на 25-30 %, а при воздействии на обводненную нефть-примерно на 50 %.