Область применения электромагнитной совместимости очень обширна и расширяется. ЭМС приходится учитывать и в повседневной жизни, например, при покупке бытовой техники, и в тяжелой промышленности, в энергетике, АЭС, при разработке печатных плат, в радиоэлектронной разведке и других. Спектр охватываемых этой областью электромагнитных воздействий и помех не заканчивается на типовых классификациях вроде электростатического разряда и радиочастотных полях, они распространяются от природных явлений до ядерного взрыва и космического излучения. Одной из таких нетривиальных областей ЭМС является постоянное и медленно изменяющееся магнитное поле.
Основным мешающим фактором магнитного поля является его взаимодействие с ферромагнитными материалами и конструкциями и намагничивание последних. Это может происходить как длительно в магнитном поле земли или близлежащих намагниченных ферромагнетиков или постоянных магнитов, так и достаточно быстро, например, при сварочных работах или от других сильноточных источников, а также при трении, деформациях ферромагнетиков, изменении температуры и других воздействиях на магнитные материалы (см. ЭМС на буровых установках).
В ферромагнитных веществах при температуре ниже точки Кюри образуются домены – малые области с самопроизвольной намагниченностью до полного насыщения. При наложении внешнего магнитного поля происходит ориентация магнитных моментов доменов в направлении внешнего поля. Степень этой ориентации увеличивается при увеличении напряженности внешнего поля, пока не достигнет предела. Изменение намагниченности ферромагнетика с изменением внешнего поля характеризует петля гистерезиса.
Суть размагничивания ферромагнетика заключается в наложении на него знакопеременного магнитного поля со снижающейся амплитудой, которое заставляет ферромагнетик следовать по частным петлям гистерезиса, снижая его намагниченность. Зачем нужно размагничивание? В общем случае для снижения магнитного взаимодействия образца с внешней средой и другими объектами или инструментами, средствам измерений.
Необходимость размагничивания корпусов кораблей и подводных лодок появилась не только потому, что они мешали технологическим процессам на борту, но и по причине появления неконтактного минного и торпедного оружия, а затем магнитных обнаружителей подводных лодок в подводном положении. В этом смысле размагничивание является средством пассивной защиты корабля.
Размагничивание может осуществляться двумя способами:
- с помощью перемещения и формирования поля постоянными магнитами и
- с помощью источников тока, создающих переменное медленное поле.
Причем размагничивание электрическим током может производиться с помощью токопроводящего стержня, на который надевают полую деталь или трубу - циркуляционное; и с помощью обмоток или соленоида или полеобразующей системы, внутрь которой помещают размагничиваемый объект.
Под размагничиванием следует понимать условное значение остаточной намагниченности, которое остается у образца или вследствие свойств его материала или неидеальности цикла размагничивания, но не мешающее исполняемому процессу: сварке, измерениям, маскировке и т.д.
Корабли могут размагничивать в доках временно накладываемыми на них электрическими обмотками или уложенными на грунте или под днищем изолированными контурами. Последовательность изменения магнитного поля зависит от требуемой степени размагничивания, форма и габариты объекта, его материал. Параметры магнитного поля в общем виде имеют форму, приведенную на рисунке.
Размагничивание встречается и в быту. Наверно многие, у кого были телевизоры и мониторы с электронно-лучевой трубкой помнят на них кнопку с перечеркнутой подковой магнита. В цветных люминофорах малое отклонение пучка электронов приводило к их засвету и появлению цветовых пятен.
Существуют также утановки размагничивания деталей и узлов машин после проведения магнитопорошкового контроля, инструментов, объектов после шлифовки и обработки, штампов, ж/д колес и так далее. Также существует проблема магнитного дутья, когда электрическая дуга сварки "сдувается" в магнитном поле или металлы попросту невозможно приварить друг к другу - в место этого они разбрасываются каплями вокруг, не образовывая нужного шва. Для устранения такого эффекта иногда применяют компенсационные магниты во время работ, так как это более простая и быстрая временная мера.
В заключении покажем технологическую установку из опыта Emctestlab, разработаную в Санкт-Петербурге 2017г для устранения намагниченности нефтяных и газовых труб, бурового инструмента, а также ферромагнитных конструкций и механизмов со следующими характеристиками:
Питание: 380В, 50Гц;
Макс.ток потребления: 15А;
Макс. выходной ток: 200А;
Габаритные размеры каркаса соленоида: 1550х420х420мм;
Внутренний диаметр каркаса соленоида: 200мм;
Возможность задавать последовательности импульсов с пульта управления с минимальными временами задержки, нарастания, полки и спада от 0,1с. Небольшое видео по теме:
Интересуйтесь на Emctestlab.ru