Modulace magnetického pole vadami ocelových lan

doc. Dr. Ing. Michal Lesňák¹; prof. Ing. Jaromír Pištora, CSc.¹; Ing. Vladimír Vrabko²; Ing. Jan Kroupa²

Stáhnout článek v PDF

Práce je zaměřena na modelování magnetického pole kolem zmagnetovaných ocelových lan pomocí softwarového balíčku ANSYS. Zaměřuje se na modifikaci rozptylových magnetických polí vlivem povrchových, podpovrchových a vnitřních vad ocelových lan, především na roli trhlin jednotlivých drátů v laně a kumulací prasklinových defektů. Vliv drátových prasklin na rozložení amplitudy generovaného pole je studován pro dva typy ocelových lan, kde se předpokládají povrchové a vnitřní vady. První lano je charakterizováno šesti lanovými prameny, kde každý z nich je tvořen 27 dráty (dva různé průměry, 12 tlustých a 15 tenkých dratů), zatímco druhý má Z-geometrii se zvláštním průřezem drátů umístěných na povrchu lana. Výsledky vykazují významný vliv povrchových defektů, kdy při trhlině povrchového drátu s mezerou velikosti 1 mm pozorujeme amplitudovou modulaci magnetické indukce v okolí lana s úrovní výrazně vyšší než 10 mT. Pro podpovrchové defekty shodné geometrie, které nelze diagnostikovat optickými metodami, se amplituda modulačního pole pohybuje na úrovni několika mT pro hodnoty magnetické indukce. Z hlediska budoucího vývoje jsou zajímavé výsledky, které popisují vliv trhlin drátů, které se vyskytují v hlubokých vrstvách ocelového lana. I v tomto případě byl pozorován efekt trhliny na distribuci vnějšího magnetického pole. Tyto výsledky podporují šanci pro aplikaci nedestruktivních diagnostických metod ocelových lan pro komplexní analýzu technického stavu těchto důležitých prvků transportních a nosných systémů. U ocelových lan s uzavřeným povrchem (Z-geometrie) u vnitřních defektů (trhliny drátů) se blížíme k mezním hodnotám snímání poruch, kdy daná konstrukce lana výrazně ovlivňuje modulaci rozptylových magnetických polí interními poruchami. Z popsaných jevů vyplývá, že bude zapotřebí věnovat se také popisu úbytku kovového průřezu (koroze) jednotlivých drátů lana na rozložení výsledného magnetického pole v okolí zmagnetovaného lana.

Klíčová slova: Magnetické pole; ocelová lana; magnetická diagnostika; defektoskopie

1. VŠB – Technická univerzity Ostrava, Fakulta materiálově-technologická, Regionální materiálově technologické výzkumné centrum, 17. listopadu 2172/15, 708 00 Ostrava-Poruba, Česká republika