МАГНИТНЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ — Студопедия
2.1.. Магнитная дефектоскопия
Обнаружение дефектов магнитными методами основано на том, что в намагниченном теле при наличии в нем дефектов типа трещин, раковин, инородных включений и т.п. вокруг этих дефектов возникает поле рассеяния. Магнитные силовые линии , искривляясь, выходят на поверхность и могут быть обнаружены различными способами. На Рис 2.1 показаны два дефекта, из которых (а) один находится вблизи поверхности и ориентирован поперек силовых линий а другой — в глубине и ориентирован вдоль силовых линий. Очевидно, что надежно обнаружить можно только дефект а, так как он вызывает заметное искажение магнитного поля
Рис. 2..1. Схема магнитного метода контроля
а— дефект создает большое поле рассеяния
б – дефект практически не создает поле рассеяния
В зависимости от способа обнаружения поля рассеяния различают магнитопорошковый, магнитографический, феррозондовый и другие методы магнитного контроля
2.1.1. Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля
Этот метод применяют для выявления поверхностных и подповерхностных ( на глубине не более нескольких миллиметров) трещин, волосовин, флокенов и в других дефектов в намагниченных деталях и заготовках. Высокая чувствительность метода позволяет надежно обнаруживать весьма малые дефекты с шириной раскрытия около 1 мкм и более при глубине более 10 мкм и протяженностью более 0,5 мм
Принцип метода состоит в том, что если поверхность намагниченной детали с дефектом, создающим поле рассеяния, посыпать ферромагнитным порошком, то в области дефекта возникнет рисунок из порошинок, четко определяющий место и размер дефекта. Объясняется это тем, что трещина в намагниченной детали становится локальным магнитом, а ее края — полюсами, как показано на рис. 2.1. Эти полюса притягивают в себе порошинки и дефект становится видимым
В магнитопорошковой дефектоскопии используют порошки из окислов железа, очень часто применяют магнитную суспензию – взвесь ферромагнитных частиц в жидкости ( минеральных маслах, керосине). Намагничивание деталей осуществляется несколькими способами, представленными на рис 2.2 : либо с помощью электромагнитов, соленоидов, либо пропусканием сильного тока через деталь. Небольшие детали с отверстием (гайки, шайбы) могут быть намагничены с помощью центрального проводника, по которому проходит сильный ток, как показано на Рис. 2.2в
а)намагничивание электромагнитом : 1- электромагнит, 2 – обмотка с током, 3 – трансформатор, 4 – реостат, 5 – деталь, 6 – выпрямитель, 7 – дефект и его поле рассеяния
б) намагничивание соленоидом : 1 – деталь, 2- обмотка соленоида, 3 – поле рассеяния от дефекта
в) циркулярное намагничивание :1 – центральный проводник, 2 – циркулярные токи в намагничиваемой детали
Рис.2.2 Схема намагничивания деталей
Магнитопорошковый метод применяют для контроля деталей, прошедших окончательную механическую и термическую обработку. Выявляются дефекты, выходящие на поверхность, а также дефекты на глубине до 2 мм под поверхностью. Достоинством метода является его высокая чувствительность, относительная простота аппаратуры, возможность контролировать сложные по форме поверхности. Недостаток метода в том, что он применим только к ферромагнитным материалам, нечувствителен к глубоко залегающим дефектам, трудно поддается автоматизации
2.1.2 Магнитографический метод контроля
При магнитографическом методе фиксацию полей рассеяния, возникающих вокруг дефект, производят с помощью магнитной ленты в приложенном магнитном поле. Преобразование информации в электрический сигнал осуществляется по остаточной намагниченности ленты, так же как в магнитофоне. На рис. 2.3 представлена принципиальная схема магнитографического дефектоскопа
Рис. 2.3. Схема магнитографического дефектоскопа для контроля трубной заготовки
Трубная заготовка 1 в процессе перемещения относительно дефектоскопа подвергается локальному намагничиванию с помощью электромагнитов 2. В местах нарушения сплошности металла магнитное поле рассеяния выходит за пределы за пределы заготовки в виде пиков силовых линий и записывается на магнитную ленту 3. При этом магнитная лента скользит по поверхности заготовки при помощи электродвигателя 5 и роликов 4,6,7. . В результате, осуществляется запись магнитного поля на скользящем носителе записанное на ленту магнитное поле при помощи воспроизводящей головки 8 преобразуется в сигнал определенной мощности, который поступает в электронный блок 9 для анализа. При появлении сигнала от дефекта загораются индикаторы 10 и с помощью дефектоотметчика производится маркировка дефектного участка светлой краской. При дальнейшем перемещении ленты специальной головкой 11 стирается записанная информация и вся вышеописанная процедура повторяется
2.2 Магнитная структуроскопия
Сталь – основной конструкционный материал – является , в большинстве случаев, ферромагнетиком, поэтому магнитные методы контроля имеют широкую область применения. В основе этих методов лежит измерение тех или иных магнитных характеристик , которые однозначно связаны с интересующими нас параметрами материала или изделия — прочностью, твердостью, наличием или отсутствием несплошностей и т.д. Рассмотрим основные магнитные характеристики ферромагнетика и и их связь с его структурой и механическими и другими свойствами
Как известно, магнитную структуру ферромагнетика можно представить себе как конгломерат доменов– микро-областей, намагниченных до насыщения внутренним молекулярным полем , как представлено на Рис. 2.4
Рис. 2.4 Доменная структура поликристаллического ферромагнетика
На этом рисунке условно показано, что каждое зерно ферромагнитного металла разбито на несколько доменов, вектора которых ориентированны взаимно-противоположно . Средний размер доменов — от 1 до 10 микрометров, т.е. каждое зерно содержит сотни и тысячи доменов. В отсутствие внешнего магнитного поля вектора доменов компенсируют друг друга и общая намагниченность тела отсутствует. При наложении внешнего поля происходит изменение доменной структуры и тело намагничивается Этот процесс представлен на рис 2.1.2
Рис 2.5 Кривая начального намагничивания ферромагнетика (а) и соответствующее изменение доменной структуры (б, в, г, д)
В полностью размагниченном образце ( рис 2.5,б) расположение векторов намагниченности равновероятно по всем направлениям. У образца, находящегося в очень слабом поле, соответствующем участку 0а, происходит обратимое смещение границ доменов и увеличение тех доменов, вектор намагниченности которых образует наименьший угол с направлением намагничивающего поля Н . Это увеличение происходит за счет соответствующего уменьшения объема соседних доменов. Этот процесс обратим ( пунктирная кривая
При снятии намагничивающего поля Н из-за необратимости процессов на участке абиндукция не обращается в ноль, а остается некоторая величина остаточной индукции (отрезок 0f на рис 2.5,а). Возникает гистерезис – запаздывание. Степень этой необратимости, а следовательно, величина остаточной индукции ( и некоторых других магнитных характеристик) во многом определяются структурными особенностями строения ферромагнетика, такими, как размер зерна, наличие внутренних напряжений, наклеп и др. . На этом основана магнитная структуроскопия, то-есть определение фазового и структурного состояния материала на основании измерения магнитных характеристик
Основные магнитные характеристики представлены на рис. 2.6
Рис.2.6 Петля гистерезиса и основные характеристики ферромагнетика:
µ — магнитная проницаемость
BS– индукция насыщения
Вr– остаточная индукция
Нс– коэрцитивная сила
Магнитная проницаемость µхарактеризует связь между индукцией и напряженностью внешнего поля. Она определяется как тангенс угла наклона к первичной кривой намагничивания В = f(H) . При этом различают начальную проницаемость
Величина индукции насыщения BS , а также температура Кюри θ ( температура, при которой исчезает ферромагнитность) относятся к структурно-нечувствительным характеристикам. Их значения зависят, в основном, от химического состава материала.
Примеры применения магнитной структуроскопии на производстве
1 Небольшие детали из углеродистых сталей (болты, гайки, кольца подшипников, сверла и т.д.) разбраковывают по величине коэрцитивной силы Нс и остаточной индукции Вr на автоматических установках – до 100000 штук в день. Тем самым исключаются более трудоемкие операции измерения твердости и прочности.
2.В кольцах подшипников качения количество остаточного аустенита определяют по величине индукции насыщения BS (чем больше остаточного аустенита, тем ниже BS)
3. При изготовлении инструмента из твердых сплавов контроль структурного состояния материала осуществляют путем измерения величины Нс.В технических условиях определены интервалы значений, в которых должна находиться величина Нссплавов, прочностные характеристики которых определены соответствующими ГОСТами. ( в данном случае величина коэрцитивной силы чувствительна к содержанию кобальта в сплаве и величине карбидных зерен).
4. Магнитный метод контроля , основанный на измерении индукции насыщенияBS, применяют при выплавке нержавеющих сталей переходного класса (09Х15Н9Ю, 08Х17Н5М3 и др.). Механические свойства этих сталей зависят от соотношения в структуре аустенита (немагнитная фаза), мартенсита и дельта-феррита (ферромагнитные фазы). Для этого в период рафинирования расплава отбирают пробы металла и заливают в специальные чугунные кокили. Пробы охлаждают до 950 град С и извлекают из кокиля. При выплавке стали с контролем дельта-феррита пробы сразу охлаждают в воде при 80 – 100 град С, после чего с помощью прибора быстро измеряют величину BS . Затем эту же пробу немедленно переносят в холодную воду и снова измеряют BS . Первый замер показывает количество дельта-феррита. Второй – суммарное количество дельта – феррита и мартенсита.
2.3 Измерение толщин магнитными методами
Рис 2.7 Цифровой прибор для контроля толщины покрытий на стали магнитными методами
Магнитный метод контроля — с русского на все языки
См. также в других словарях:
магнитный метод контроля — Неразрушающий метод контроля для определения существования изменений в магнитном потоке в ферромагнитных материалах с постоянным поперечным сечением, которые могут быть вызваны несплошностями и изменениями твердости. Изменения обычно… … Справочник технического переводчика
Магнитный метод контроля — Magnetic analysis inspection Магнитный метод контроля. Неразрушающий метод контроля для определения существования изменений в магнитном потоке в ферромагнитных материалах с постоянным поперечным сечением, которые могут быть вызваны несплошностями … Словарь металлургических терминов
магнитный пондеромоторный метод контроля — Магнитный метод неразрушающего контроля, основанный на пондеромоторном взаимодействии регистрируемого магнитного поля объекта контроля и магнитного поля постоянного магнита, электромагнита или рамки стоком. [Система неразрушающего контроля. Виды… … Справочник технического переводчика
магнитный феррозондовый метод контроля — Магнитный метод неразрушающего контроля, основанный на измерении напряженности магнитного поля объекта контроля феррозондовыми преобразователями. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и… … Справочник технического переводчика
магнитный индукционный метод контроля — Магнитный метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитных полей дефектов индукционными преобразователями по величине или фазе индуцируемой эдс. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего… … Справочник технического переводчика
магнитный метод эффекта Холла — Магнитный метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитных полей объекта контроля преобразователями Холла. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное… … Справочник технического переводчика
магнитографический метод контроля — Магнитный метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации и последующем воспроизведении магнитных полей дефектов с использованием в качестве регистратора ферромагнитной пленки или другого магнитного носителя. [Система неразрушающего… … Справочник технического переводчика
магторезисторный метод контроля — Магнитный метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитных полей дефектов магниторезисторными преобразователями. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения… … Справочник технического переводчика
метод — метод: Метод косвенного измерения влажности веществ, основанный на зависимости диэлектрической проницаемости этих веществ от их влажности. Источник: РМГ 75 2004: Государственная система обеспечения еди … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
метод эффекта Холла — Метод магнитного неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитных полей объекта контроля преобразователями Холла. [ГОСТ 24450 80] Тематики контроль неразрушающий магнитный … Справочник технического переводчика
метод магнитной памяти металла — метод МПМ Метод неразрушающего контроля, основанный на анализе распределения СМПР на поверхности изделий для определения зон концентрации напряжений, дефектов и неоднородности структур металла и сварных соединений. [ГОСТ Р 52081 2003] Тематики… … Справочник технического переводчика
магнитный метод контроля — с русского на английский
См. также в других словарях:
магнитный метод контроля — Неразрушающий метод контроля для определения существования изменений в магнитном потоке в ферромагнитных материалах с постоянным поперечным сечением, которые могут быть вызваны несплошностями и изменениями твердости. Изменения обычно… … Справочник технического переводчика
Магнитный метод контроля — Magnetic analysis inspection Магнитный метод контроля. Неразрушающий метод контроля для определения существования изменений в магнитном потоке в ферромагнитных материалах с постоянным поперечным сечением, которые могут быть вызваны несплошностями … Словарь металлургических терминов
магнитный пондеромоторный метод контроля — Магнитный метод неразрушающего контроля, основанный на пондеромоторном взаимодействии регистрируемого магнитного поля объекта контроля и магнитного поля постоянного магнита, электромагнита или рамки стоком. [Система неразрушающего контроля. Виды… … Справочник технического переводчика
магнитный феррозондовый метод контроля — Магнитный метод неразрушающего контроля, основанный на измерении напряженности магнитного поля объекта контроля феррозондовыми преобразователями. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и… … Справочник технического переводчика
магнитный индукционный метод контроля — Магнитный метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитных полей дефектов индукционными преобразователями по величине или фазе индуцируемой эдс. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего… … Справочник технического переводчика
магнитный метод эффекта Холла — Магнитный метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитных полей объекта контроля преобразователями Холла. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное… … Справочник технического переводчика
магнитографический метод контроля — Магнитный метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации и последующем воспроизведении магнитных полей дефектов с использованием в качестве регистратора ферромагнитной пленки или другого магнитного носителя. [Система неразрушающего… … Справочник технического переводчика
магторезисторный метод контроля — Магнитный метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитных полей дефектов магниторезисторными преобразователями. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения… … Справочник технического переводчика
метод — метод: Метод косвенного измерения влажности веществ, основанный на зависимости диэлектрической проницаемости этих веществ от их влажности. Источник: РМГ 75 2004: Государственная система обеспечения еди … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
метод эффекта Холла — Метод магнитного неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитных полей объекта контроля преобразователями Холла. [ГОСТ 24450 80] Тематики контроль неразрушающий магнитный … Справочник технического переводчика
метод магнитной памяти металла — метод МПМ Метод неразрушающего контроля, основанный на анализе распределения СМПР на поверхности изделий для определения зон концентрации напряжений, дефектов и неоднородности структур металла и сварных соединений. [ГОСТ Р 52081 2003] Тематики… … Справочник технического переводчика
магнитный метод обогащения — со всех языков на русский
метод — метод: Метод косвенного измерения влажности веществ, основанный на зависимости диэлектрической проницаемости этих веществ от их влажности. Источник: РМГ 75 2004: Государственная система обеспечения еди … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
Обогащение в тяжёлых средах — (a. dense media separation, heavy media separation, float and sink separation; н. Schwer trubeaufbereitung; ф. lavage en liqueur dense, lavage en milieu dense; и. separacion en liquidos pesados, enriquecimiento en los medios pesados,… … Геологическая энциклопедия
РУДЫ ОБОГАЩЕНИЕ — методы переработки природного минерального сырья, которое представляет собой естественную смесь ценных компонентов и пустой породы, с целью получения концентратов, существенно обогащенных одним или несколькими ценными компонентами. Обогащение… … Энциклопедия Кольера
Обогащение руды — Обогащение руды совокупность методов разделения металлов и минералов друг от друга по разнице в их физических и/или химических свойств. Природное минеральное сырьё, которое представляет собой естественную смесь ценных компонентов и пустой… … Википедия
Магнетит — м л гр. ферришпинелей, Fe2+Fe3+2O4. Образует изоморфный ряд с магнезиоферритом MgFe2O4 и непрерывные ряды с др. шнинелидами. Fe2+ замещается Mg, Mn2+, Ni, a Fе3+ V, Cr, Ti, Al. Нередко содер. повышенное количество Fе2Оз переход к маггемиту. Куб.… … Геологическая энциклопедия
Магнетит — Формула Fe3O4 Сингония … Википедия
магнитная сепарация — [magnetic separation] сепарация (2.) минералов, основанная на их разделении по магнитным свойствам. Минералы с высокой магнитной восприимчивостью при магнитной сепарации отделяются от немагнитных и слабомагнитных частиц. Мм сепарация основной… … Энциклопедический словарь по металлургии
Российская Советская Федеративная Социалистическая Республика — самая крупная среди союзных республик CCCP по терр. и населению. Pасположена в вост. части Eвропы и в сев. части Aзии. Пл. 17,08 млн. км2. Hac. 145 млн. чел. (на 1 янв. 1987). Cтолица Mосква. B состав РСФСР входят 16 авт. республик, 5 авт … Геологическая энциклопедия
Масс-спектрометрия — (масс спектроскопия, масс спектрография, масс спектральный анализ, масс спектрометрический анализ) метод исследования вещества путём определения отношения … Википедия
Физика — I. Предмет и структура физики Ф. – наука, изучающая простейшие и вместе с тем наиболее общие закономерности явлений природы, свойства и строение материи и законы её движения. Поэтому понятия Ф. и сё законы лежат в основе всего… … Большая советская энциклопедия
Кислород — У этого термина существуют и другие значения, см. Кислород (значения). 8 Азот ← Кислород → Фтор … Википедия
магнитный метод — с английского на русский
См. также в других словарях:
магнитный метод — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN magnetic method … Справочник технического переводчика
магнитный метод — magnetinis metodas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Netiesioginis dangos storio matavimo būdas, kai nustatoma magnetinės traukos jėga tarp nuolatinio magneto arba elektromagneto šerdies ir feromagnetinio pagrindo arba… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
магнитный метод — magnetinis metodas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. magnetic method vok. magnetische Verfahren, n rus. магнитный метод, m pranc. méthode magnétique, f … Fizikos terminų žodynas
магнитный метод эффекта Холла — Магнитный метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитных полей объекта контроля преобразователями Холла. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего контроля. Термины и определения (справочное… … Справочник технического переводчика
магнитный метод контроля — Неразрушающий метод контроля для определения существования изменений в магнитном потоке в ферромагнитных материалах с постоянным поперечным сечением, которые могут быть вызваны несплошностями и изменениями твердости. Изменения обычно… … Справочник технического переводчика
магнитный метод геофизической разведки — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN magnetic method of geophysical prospecting … Справочник технического переводчика
магнитный метод дефектоскопии (для труб) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN magnetic particle methodmagnetic flaw detection method … Справочник технического переводчика
магнитный метод разведки — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN magnetic method of prospecting … Справочник технического переводчика
Магнитный метод контроля — Magnetic analysis inspection Магнитный метод контроля. Неразрушающий метод контроля для определения существования изменений в магнитном потоке в ферромагнитных материалах с постоянным поперечным сечением, которые могут быть вызваны несплошностями … Словарь металлургических терминов
магнитный индукционный метод контроля — Магнитный метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитных полей дефектов индукционными преобразователями по величине или фазе индуцируемой эдс. [Система неразрушающего контроля. Виды (методы) и технология неразрушающего… … Справочник технического переводчика
магнитный пондеромоторный метод контроля — Магнитный метод неразрушающего контроля, основанный на пондеромоторном взаимодействии регистрируемого магнитного поля объекта контроля и магнитного поля постоянного магнита, электромагнита или рамки стоком. [Система неразрушающего контроля. Виды… … Справочник технического переводчика
Книги
- Изучаем Java, Сьерра К., Бэйтс Б.. “Изучаем Java” – это не просто книга. Она не только научит вас теории языка Java и объектно-ориентированного программирования, она сделает вас программистом. В ее основу положен уникальный… Подробнее Купить за 863 руб
Магнитные и гравитационные методы в разведке полезных ископаемых: ценность всесторонних геофизических навыков
Слово «геофизика» в разведке нефти часто используется как синоним «сейсмики», игнорируя многие другие плодотворные методы. В проектах по разведке и разработке полезных ископаемых применение сейсмических изображений часто ограничено, и на первый план выходят другие геофизические методы.
Гравитационные и магнитные методы, которые обсуждаются в этой статье, чрезвычайно полезны при разведке как полезных ископаемых, так и нефти.К сожалению, среди геофизиков и менеджеров нефтяной промышленности знания и понимание этих методов, как правило, сравнительно невелики. Слишком узкая ориентация только на некоторые геофизические методы, уходящая корнями в чрезмерно специализированную подготовку в колледже, приводит к обеднению разведки нефти, если разведка потенциальных месторождений используется недостаточно. Ограничивая возможности геофизиков переключаться между нефтяной и горнодобывающей отраслями, это ограничивает их гибкость при найме и выборе карьеры.
Рынок многогранных геологоразведочных работ требует проведения различных видов геофизических работ.Профессиональные ассоциации и группы выпускников должны оказывать давление на академические учреждения, чтобы они диверсифицировали и дополняли свои учебные программы. Неустойчивые экономические условия и будущее благополучие выпускников вузов не требуют меньшего.
Основы
Гравитационные и магнитно-геофизические методы пассивны. Они не полагаются на контролируемые источники, но ищут естественные вариации гравитации и магнитных полей Земли. По этой причине некоторые военные применения этих исследований долгое время включали бесшумное обнаружение подводных лодок и летучих неразорвавшихся боеприпасов.
Метаморфизованные, магматические и полидеформированные породы, которые часто используются при разведке полезных ископаемых, могут быть намного сложнее, чем стратифицированные породы, исследуемые в поисках нефти и газа. Геология твердых пород представляет исследователю ошеломляющее множество литологических, метаморфических и структурных особенностей, которые могут вместить столь же ошеломляющее разнообразие месторождений полезных ископаемых и генерировать очень сложные модели геофизических аномалий (например, в северо-восточной Альберте, Лангенберге и Нильсен, 1982; Лангенберг, 1983; Спренке и др., 1986). В областях с многофазной деформационной, магматической и метаморфической историей построить простую геофизическую модель может быть невозможно. Каждая местность и каждое месторождение отличаются от других, что требует подробного картирования месторождения и разнообразных геофизических исследований.
Сейсмические методы предназначены в основном для слоистых пород с относительно несложной структурой. Исследователи полезных ископаемых полагаются на широкий спектр геофизических методов, включая магнитные, гравитационные, электрические, электромагнитные и радиометрические, и, прежде всего, на глубокие знания геологии твердых пород, а также на результаты картирования местных месторождений и разведочного бурения.
Сама по себе геофизическая аномалия не может быть просто коррелирована с литологией (Ляцкий, 2004). Вместо этого аномалии возникают из-за изменений некоторых конкретных физических свойств горных пород. Эти физические свойства являются функцией всей истории горных пород, а также их нынешнего состояния. Сама по себе аномалия ничего не говорит о природе, литологии или возрасте ее горного источника.
Сейсмические исследования Reflection показывают изменения акустического импеданса горных пород, особенно там, где эти изменения происходят через относительно плоские границы.Боковые изменения плотности горных пород вызывают аномалии силы тяжести, а боковые изменения намагниченности пород создают магнитные аномалии. Вопреки ошибочному мнению, плотность и намагниченность — свойства породы, совершенно независимые друг от друга. Вертикальные изменения намагниченности и плотности горных пород в идеально плоской и слоистой земле не вызовут магнитных или гравитационных аномалий, но эти геофизические методы обнаруживают латеральные вариации и разрывы под большим углом.
Параметры съемки и привязки данных выбираются для разрешения всех ожидаемых длин волн полезных аномалий от исследуемого источника с минимальными затратами.При относительно низкой стоимости по сравнению с сейсморазведкой, гравиметрические и магнитные методы могут обеспечить геофизическое покрытие больших и малых территорий. Во многих регионах Канады довольно редкие, но полезные магнитные и гравитационные сетки доступны по нулевой цене от федерального правительства. Откалиброванные с учетом геологических данных, гравитационные и магнитные аномалии могут дать косвенную, но чрезвычайно полезную картину латеральных изменений в составе горных пород и структурных моделях.
Прекрасные и удобочитаемые руководства по основам гравиметрических и магнитных методов для неспециалистов были созданы Нетлтоном (1971) и Гудакром (орг., 1986). Более подробные обсуждения этих и других геофизических методов можно найти в различных текстах, таких как Telford et al. (1976). Эта последняя книга на моей полке сильно потрепана и потрепана, поскольку я побывал во многих полевых лагерях. Хороший сборник по использованию гравиметрических и магнитных данных в разведке и исследованиях, включая тематические исследования, был опубликован Хинце (изд., 1985). Эти книги, наряду с моим собственным опытом и опубликованными работами, а также с Канадским геофизическим атласом (Геологическая служба Канады, 1990), составляют основу для обсуждения ниже.
Гравитационные методы
Гравитация удерживает нас на земле. Без гравитационного притяжения нашей планеты мы и все остальное полетели бы в космос. Низкая гравитация на Луне позволила астронавтам «Аполлона» совершать свои знаменитые легкие прыжки в высоту.
Показания силы тяжести на Земле не везде одинаковы. Вращение планеты и ее полярное уплощение хорошо известны и легко корректируются, как и небольшие и предсказуемые суточные колебания из-за приливных сил Луны и Солнца.После этих и других исправлений нас интересуют изменения силы тяжести в масштабе карты, связанные с латеральными изменениями плотности местных пород.
Аномалии силы тяжести в редукции Буге, обычно используемой на суше, учитывают вращение Земли, полярное выравнивание, широту и возвышение полевой станции регистрации, а также гравитационное притяжение скал ниже станции, но над уровнем моря. Коррекция рельефа применяется в областях с неплоским рельефом.
Более ценные для нефти, чем разведка полезных ископаемых, в морских и континентальных регионах более сложные изостатические и усиленные изостатические сокращения силы тяжести (Sobczak and Halpenny, 1990) часто дают превосходные результаты.В региональном масштабе полезные результаты иногда достигаются путем применения офшорной версии редукции Бугера.
Гравитационное поле убедительно простое, униполярное и почти идеально вертикальное. Общепринятая единица измерения силы тяжести в разведочной геофизике — миллиГал (1000 мГал = 1 галлон = 1 см / с 2 = 0,01 м / с 2 ). Эти единицы относятся к ускорению свободного падения, и среднее значение на поверхности земли составляет около 980 000 мГал или 9,8 м / с 2 .Для сравнения, аномалии при разведке полезных ископаемых и нефти редко превышают несколько сотен миллиГал.
Там, где скалы под ногами относительно плотные и тяжелые, их дополнительное гравитационное притяжение увеличивает нисходящее притяжение и создает положительные гравитационные аномалии («максимумы силы тяжести»). Там, где скалы легкие, гравитационное притяжение уменьшается, а аномалии отрицательные («гравитационные минимумы»). Можно буквально похудеть, хотя бы совсем немного, перейдя от высокой силы тяжести к низкой!
Воздушная гравиметрическая съемка приносит в жертву некоторую точность ради быстрого регионального охвата; они полезны в приграничных нефтяных провинциях, где ожидается, что большие смещения блоков вызовут большие гравитационные аномалии.Чаще всего гравиметрические данные собираются на земле (рис. 1) или (при морской разведке нефти) на борту судов путем снятия показаний гравиметра от станции к станции или через регулярные промежутки времени вдоль пути следования судов. При некоторых наземных съемках самовыравнивающиеся гравиметры ненадолго помещают на землю с зависшего вертолета, а затем поднимают их и быстро перемещают на следующую станцию для другого измерения.
Рисунок 1. Наземный гравиметр, выровненный вручную. Фото Генриха Ляцкого.Магнитные методы
Намного сложнее магнитные методы.Быстрые и огромные суточные колебания могут возникать непредсказуемо из-за внеземного солнечного ветра заряженных частиц. Само магнитное поле является дипольным и обычно невертикальным. Камни могут быть намагничены самыми разнообразными и непредсказуемыми способами, индуцированными или остаточными, первичными или вторичными. Намагниченность может изменяться и теряться при нагревании горных пород, восстанавливаться при охлаждении горных пород и создаваться, разрушаться или изменяться из-за химических изменений и других процессов.
Определенные минералы, распределение которых может иметь мало отношения к объемным литологическим структурам, являются обычными носителями намагниченности горных пород, чьи латеральные изменения вызывают магнитные аномалии.Сложность магнитного поля и его взаимосвязей между аномалиями и литологией часто затрудняет интерпретацию. Даже простой источник горной породы может генерировать непонятно сложные аномалии.
Знакомое использование магнитных данных при разведке нефти в бассейне Альберты — очертить хрупкие разломы в кристаллическом фундаменте (например, Lyatsky et al., 2005). Гораздо более распространенным является использование магнитной съемки при разведке полезных ископаемых.
Хотя наземная магнитная съемка иногда проводится локально, чаще всего съемка выполняется самолетами или вертолетами с записывающими приборами в фиксированных внешних приспособлениях (рис.2) или в подвешенных «птицах» (рис. 3). Вертолеты могут обеспечить быстрый и легкий доступ к удаленным районам съемки, а их маневренность хорошо подходит для небольших съемок. Чтобы изучить распределение сразу нескольких свойств горных пород, а также поскольку электропроводящие руды иногда также обладают магнитным полем, аэромагнитные данные по горным объектам обычно передаются совместно с другими геофизическими исследованиями.
Рис. 2. Магнитометр, установленный в «стингере» в задней части самолета.Фото Генриха Ляцкого.Подготовка магнитных данных включает удаление независимо зарегистрированных суточных изменений и регионального геомагнитного поля. Особое внимание следует уделять «выравниванию» данных, чтобы избежать видимых гофров вдоль линий полета.
Детритовые и химически осажденные магнитные минералы иногда встречаются в осадочных породах, но такие минералы чаще встречаются в экструзивных и интрузивных магматических породах или в породах, подвергшихся метаморфизму. Распределение и внутренняя зональность плутонов и вулканитов, конфигурации метаморфических зон и структурные закономерности в кристаллических породах могут быть ярко отражены на магнитных картах.
Рис. 3. Геофизические регистраторы, установленные в «птицах», которые могут быть подвешены под вертолетом для одновременной съемки: УНЧ в длинной птице слева, магнитометр в короткой правой. Фото Генриха Ляцкого.Некоторые приложения
Большая часть разведки полезных ископаемых в Канаде проводится младшими компаниями, полагающимися на непостоянное финансирование за счет собственного капитала на нестабильных рынках капитала. Северный климат сильно ограничивает время, доступное для полевых работ (рис. 4, 5), а потребность в снабжении воздухом в отдаленных регионах увеличивает затраты в астрономическом размере.Правила фондовой биржи и землепользования создают дополнительные ограничения и затраты. Скорость и отдача имеют решающее значение при проведении горных геофизических исследований.
Рисунок 4. Арктическая тундра летом, район реки Коппермайн за полярным кругом в Нунавуте. Фото Генриха Ляцкого.Магнитные методы более популярны при разведке полезных ископаемых, чем гравитационные, не в последнюю очередь потому, что магнитные данные могут быть быстро записаны с воздуха и в сочетании с другими геофизическими исследованиями. Напротив, наземная гравиметрическая съемка может потребовать больших полевых работ (рис.1, 5 и 6), больше времени и больше вложений ограниченного капитала. Кроме того, металлические руды могут быть как магнитными, так и электропроводными, тогда как высокая плотность вмещающих пород или ограниченный объем залежей могут оставлять рудные месторождения без явных гравитационных признаков.
Рис. 5. Лагерь гравитации и магнитного поля, район реки Коппермайн за полярным кругом в Нунавуте. Этот лагерь полностью снабжался воздушным транспортом из Йеллоунайфа. Фото Генриха Ляцкого.Пластичные и хрупкие структурные узоры могут сильно повлиять на расположение минерализованных зон.Как и при разведке нефти (например, Babcock, 1973, 1974; Edwards et al., 1998; Lyatsky et al., 2005), значительный интерес может представлять распределение и возраст хрупких разломов и трещин, способных проводить минеральные жидкости. из которых иногда выпадают рудные месторождения.
Как и при разведке нефти, такие разломы иногда можно определить по магнитным и гравитационным линеаментам. Если целью являются хрупкие разломы с малозаметными геофизическими признаками, обработка и интерпретация данных могут быть одинаковыми, независимо от того, идет ли поиск залежей углеводородов или минералов.Разломы, расположенные рядом с разнородными породами, могут создавать контраст плотности, обнаруживаемый на гравиметрических картах, но гравиметрические данные не всегда доступны на объектах горнодобывающей промышленности. В сочетании с геологическим картированием поверхности, на котором коренная порода видна сквозь тилль, обнаружение разломов часто основывается на идентификации магнитных линеаментов.
Зоны пластичного сдвига, тела вулканических пород, метаморфические и структурные ткани и даже разрывы протолита также могут создавать отдельные магнитные линеаменты или придавать зерно всей области аномалии.Такие удлиненные аномалии может быть трудно отделить от линеаментов из-за хрупких разломов, особенно если они выровнены. Хрупкие разломы и трещины могут иметь сильные магнитные сигнатуры, если они минерализованы или содержат дайки, но часто их сигнатуры едва различимы. Иногда они прорезают преобладающие структурные и аномальные зерна. Даже небольшие трещины могут иметь значение: в северном Саскачеване (Tremblay, 1972; Loutitt, 2008) иногда не крупные разломы, а их выпуклости второго и третьего порядка и сопряженные трещины, которые связаны с урановой минерализацией.
Рис. 6. Операторы гравиметров проходят обучение в Йеллоунайфе. Фото Генриха Ляцкого.Обработка и интерпретация данных для обнаружения неисправностей
Надлежащая обработка данных предназначена для выявления аномалий, представляющих геологический интерес в определенной области карты, и требует большого количества экспериментов, поскольку может быть трудно заранее узнать, какие методы и параметры улучшения аномалий дадут наиболее полезные результаты. Картографические продукты с общей обработкой, иногда поставляемые геофизическими подрядчиками, не всегда оптимальны для конкретных целей разведки.
Артефакты, подобные линеаменту, могут быть созданы из-за плохой обработки данных. В частности, желательно свести к минимуму использование полосовой фильтрации по длине волны (предпочтительны фильтры свертки), поскольку линейные артефакты могут возникать из-за звона Гиббса. Лучшая практика — свести обработку к минимуму, избегать изящных методов «черного ящика» и полагаться на математически простые и интуитивно понятные процедуры. Насколько это возможно, усиленные аномалии должны легко соотноситься с исходными формами аномалий.Усиление мелких, низкоамплитудных и коротковолновых аномалий обычно помогает обнаружить тонкие линеаменты.
Рис. 7. Региональная магнитная карта с горизонтальным градиентом центральной и южной Альберты, где отдельные линеаменты выделены прямыми белыми линиями (по Ляцкому и др., 2005).Хорошие результаты часто достигаются с помощью карт горизонтального градиента (рис. 7) и вертикальной производной, иногда во втором порядке. Векторные карты горизонтального градиента (рис.8; Lyatsky et al., 1991; Lyatsky, Dietrich, 1998; Edwards et al., 1998) помогают детализировать кластеры аномалий, но имеют недостаток, если сами построенные векторы градиента достаточно длинные, чтобы скрыть желаемые аномалии. Карты общего градиента (аналитического сигнала), в которых несколько искусственно сочетаются разнородные горизонтальные и вертикальные градиенты, помогают выявить текстуру аномалии на картах потенциального поля и выделить разрывы в структуре аномалий.
Рис. 8. Горизонтально-градиентная магнитная векторная карта островов Королевы Шарлотты и пролива Гекаты, Британская Колумбия (сегмент региональной карты Ляцкого и др., 1991). Пронумерованные жирные черные стрелки указывают магнитные линеаменты. Светлые тонкие стрелки указывают на магнитный горизонтальный градиент, при этом длина стрелки пропорциональна величине градиента, а стрелки указывают «вниз».Для получения ярких деталей локальных аномалий автоматическая регулировка усиления увеличивает амплитуды в областях с низким рельефом аномалий. Разделение локальных и региональных аномалий без использования фильтров по длине волны может быть достигнуто путем подгонки данных к поверхности третьего порядка наилучшего соответствия.
Очень ценны карты штрихового рельефа или теневые диаграммы (рис.9). Эта процедура рассматривает карту потенциального поля как рельеф и вычисляет теневой узор, который был бы создан, если бы этот рельеф был освещен солнцем под заданным пользователем углом.
Особо подчеркнута общая структура аномалий и отдельные тонкие аномалии. Для максимальной полезности обычно создается множество теневых диаграмм для одного и того же набора данных с разными «углами солнца».
Если карты не переполнены, сочетание цветного и контурного отображения может значительно улучшить изображение аномалий.Геофизические линеаменты, желательные при поиске разломов, лучше всего отбирать вручную, помещая нанесенную карту потенциального поля на стол и рассматривая ее под небольшим углом со многих разных направлений. Линеамент может быть зоной прямого градиента, линейной аномалией, разрывом в доминирующем паттерне аномалий или совмещением нескольких локальных аномалий. Как и при любой геофизической интерпретации, магнитные и гравитационные линеаменты не могут быть проверены как разломы без геологической наземной проверки.
Рис. 9. Магнитная карта с заштрихованным рельефом центральной и южной Альберты, «освещенная» с юга «солнечным» наклоном 20 градусов (по Ляцкому и др., 2005).Диверсификация геофизического образования
Многие геофизические методы дают плодотворные результаты, исследуя различные физические свойства горных пород (рис. 10). Сосредоточение внимания на учебных программах колледжей только на некоторых из этих методов, фактически исключая другие, ограничивает карьерный выбор молодых выпускников и сокращает количество работников для работодателей. Избегая ранней специализации на мягких или твердых породах, программы бакалавриата по геофизике должны подготавливать разносторонних профессионалов, способных работать в самых разных условиях и обстоятельствах разведки.
Моя собственная карьера значительно улучшилась благодаря приобретению навыков, в том числе в области гравиметрических и магнитных методов, востребованных как при разведке нефти, так и при разведке полезных ископаемых и даже в прогнозировании землетрясений и политическом анализе. Это открыло двери для великолепных полевых работ и множества увлекательных проектов (Lyatsky, 1996, 2006, 2009; Enachescu et al., 2009).
Чрезмерная специализация на одном наборе извлекаемых товаров или методов разведки — плохая услуга для студентов, работодателей и налогоплательщиков в долгосрочной перспективе.Местные деловые и профессиональные группы выступают за разнообразие учебных программ колледжей (Бабин, 2010). На благо всех нас, пусть этот звонок прозвучит ясно!
Рис. 10. Кусок выветренной руды госсана возле вторжения овцебык, достаточно магнитный, чтобы удерживать магнит холодильника. В этом районе проводилась вертолетная магнитная съемка.Список литературы
Babcock, E.A., 1973 г. Региональная трещиноватость в южной части Альберты ; Канадский журнал наук о Земле, т.10, стр. 1769-1781.
Babcock, E.A., 1974. Соединение в центральной части Альберты ; Канадский журнал наук о Земле, т. 11, стр. 1181-1186.
Бабин Б., 2010. Горная экспозиция ; Бизнес в Калгари, т. 20, вып. 4, стр. 45-48.
Эдвардс, Д.Дж., Ляцкий, Х.В., и Браун Р.Дж., 1998. Региональная интерпретация крутых разломов в бассейне Альберты на основе общедоступных гравиметрических и магнитных данных: обновление ; РЕКОРДЕР (Канадское общество геофизиков-разведчиков), т. 23, вып.1, стр. 15-24.
Эначеску, М., Ляцкий, Х.В., Колтон, П., Эйнарссон, П., и Фейр, А., 2009 (абс.). Синергетическая интерпретация геофизических данных Лабрадорского моря ; Канадское общество геологов-нефтяников, Канадское общество геофизиков-геофизиков и Канадское общество геофизических исследований, Ежегодная конференция, Калгари, Программа, стр. 737-740.
Геологическая служба Канады , 1990. Канадский геофизический атлас, 15 карт.
Goodacre, A.K. (орг.), 1986. Интерпретация гравитационных и магнитных аномалий для неспециалистов; краткосрочные ноты ; Геологическая ассоциация Канады, Минералогическая ассоциация Канады, Канадский геофизический союз, Совместное ежегодное собрание, Оттава, 362 стр.
Hinze, W.J. (ed.), 1985. Полезность региональных карт гравитационных и магнитных аномалий ; Общество геофизиков-разведчиков, 454 с.
Langenberg, C.W., 1983. Полифазная деформация на канадском щите северо-востока Альберты ; Геологическая служба Альберты, Бюллетень 45, 33 стр.
Langenberg, C.W., Nielsen, P.A., 1982. Полифазный метаморфизм на Канадском щите северо-востока Альберты ; Геологическая служба Альберты, Бюллетень 42, 80 стр.
Loutitt, S., 2008 (абс.). Разведка в районе Ураниум-Сити на севере Саскачевана ; Программа 17-го Горного форума Калгари, стр. 44.
Ляцкий Х.В., 1996. Структуры континентальной коры на континентальной окраине западной части Северной Америки ; Springer-Verlag, Гейдельберг, 352 стр.
Ляцкий Г.В., 2004. Значение аномалии ; РЕКОРДЕР (Канадское общество геофизиков-разведчиков), т. 29, вып. 6, стр. 50-51.
Ляцкий, Х.В., 2006. Frontier next door: геология углеводородных оценок осадочных бассейнов на шельфе западной Канады ; РЕКОРДЕР (Канадское общество разведочных геофизиков), т. 31, вып. 4, стр. 66-75.
Ляцкий, Х.В., 2009. г. до н.э. ключ молчаливого большинства к бассейну королевы Шарлотты ; Нефтегазовый журнал, т.107, нет. 38, стр. 31-34.
Ляцкий, Х.В. и Дитрих, Дж. Р., 1998. Картирование структуры докембрийского фундамента под бассейном Уиллистон в Канаде: выводы, полученные в результате обработки векторных данных горизонтального градиента региональных гравиметрических и магнитных данных ; Канадский журнал разведочной геофизики, т. 34, стр. 40-48.
Ляцкий Х.В., Хейнс А.К., Браун Р.Дж., Терстон Дж.Б., Лятский В.Б., 1991. Аэромагнитная горизонтально-градиентная векторная карта района бассейна Королевы Шарлотты, Британская Колумбия, ; Геологическая служба Канады, открытый файл 2436 (масштаб 1: 1 000 000).
Ляцкий, Х.В., Пана, Д.И., Гробе, М., 2005. Структура фундамента в Центральной и Южной Альберте: выводы из гравиметрических и магнитных карт ; Геологическая служба Альберты, Специальная публикация 72, 76 стр.
Nettleton, L.L., 1971. Элементарная гравитация и магнетизм для геологов и сейсмологов ; Общество геофизиков-исследователей, 121 стр.
Собчак, Л.В. и Халпенни, Дж. Ф., 1990. Карты изостатических и расширенных изостатических гравитационных аномалий Арктики ; Геологическая служба Канады, Документ 89-16, 9 стр.
Спренке, К.Ф., Вавра, К.С., и Годфри, Д.Д., 1986. Геофизические проявления Канадского щита в северо-восточной части Альберты ; Геологическая служба Альберты, Бюллетень 52, 54 стр.
Телфорд, У.М., Гелдарт, Л.П., Шериф, Р.Э., и Киз, Д.А., 1976. Прикладная геофизика ; Издательство Кембриджского университета, 860 стр.
Tremblay, L.P., 1972. Геология рудника Биверлодж, Саскачеван ; Геологическая служба Канады, Memoir 367, 265 p.
.Магнитный метод — Большая химическая энциклопедия
Магнитный метод испытания высокопрочных болтов. [Стр.3]Распределение относительной основной силы (RF) на 1127 болтах, определенных магнитным методом, и 42 болта из этого числа, признанных неисправными по методу DIN. [Стр.8]
Публикация межгосударственного стандарта ГОСТ 30415-96 «Сталь. Неразрушающий контроль механических свойств и микроструктуры металлических изделий магнитным методом» — долгожданное событие для заводских лабораторий и инженеров-разработчиков нефтедобычи. средства разрушающего контроля.[Стр.25]
Стандарт распространяется на пруток, листы, листы, полосы, прокат конструкционных профилей, трубы, листы с ламинарным покрытием и полосы из углеродистых, легированных и электротехнических сталей и устанавливает неразрушающий магнитный метод определения механических и эксплуатационных свойств и контроль микроструктуры. [Стр.25]
Чтобы не перегружать Статидард, для него предопределены три дополнения. Приложение А (обязательное) к перечню статистических данных связано с обязательным определением неразрушающим магнитным методом испытания механических свойств.Это Дополнение дало возможность установить разумный компромисс между двумя противоположными тенденциями — максимально упростить математику или, наоборот, усложнить ее до такой степени, что она станет недоступной. [Стр.26]
Известно, что диаграмма «Напряжение — Деформация» (SD) более ярко отображает текущее состояние металлоконструкций. Однако такую диаграмму можно получить только разрушающим методом. Предлагаемый неразрушающий магнитный метод в отчете для оценки состояния SD и для прогноза остаточного ресурса металлоконструкций, где за основу принимается измерение коэрцитивной силы (CF).[Стр.29]
Магнитный метод для немагнитных покрытий на магнитных основах металлов … [Стр.151]
Магнитный метод для никелевых покрытий на магнитных и немагнитных подложках … [Стр.151]
Цинковые покрытия подпадают под спецификацию ASTM (143). Из-за различной чистоты 2-цинковых отложений из хлоридных и 2-цинковых ванн некоторые методы измерения толщины могут значительно отличаться (39). Для достижения максимальной точности используются методы, основанные на физических измерениях магнитных методов (144,145).[Стр.165]
Возьмем за отправную точку 1978 год. Затем Массот [51] опубликовал обширный обзор того, что было известно о структуре катализаторов HDS. Определение характеристик было в основном основано на таких методах, как дифракция рентгеновских лучей, электронная микроскопия, фотоэлектронная спектроскопия, электронный спиновой резонанс и магнитные методы. Массот был довольно недоволен положением дел в 1978 году. Он был поражен … разнообразием и очевидными противоречиями результатов и интерпретаций … Кажется, будто каждый работает с разными катализаторами.[Стр.267]
Д-р А.Н. Дремин из Института химической физики в Москве заявил, что Завойский предложил прямой магнитный метод измерения скорости частиц за фронтом ударной волны в переходной области. Металлическая фольга (толщиной около 0,03 мм) помещается во взрывчатое вещество для испытания, а затем заряд помещается в магнитное поле. [Pg.467]
Магнитный метод не может применяться к триположительному хрому, структуры двух крайних типов имеют одинаковое количество неспаренных электронов и входят в резонанс друг с другом.Химические свойства комплексов хрома показывают, что хром, как и другие элементы группы железа, образует гиперлигирующие связи … [Pg.167]
Blitz, J. Электромагнитные методы неразрушающего контроля, Издательский институт физики, Лондон, США. ВЕЛИКОБРИТАНИЯ. 1991. [Pg.1094]
Передовые методики мониторинга (детекторы газа, инфракрасный мониторинг, измерения толщины вихретоковыми и магнитными методами) … [Pg.67]
.