Магнитные методы контроля основаны на обнаружении магнитных потоков (полей) рассеяния, создаваемых несплошностями (различными дефектами или неоднородностями структуры) в намагниченных изделиях из ферромагнитных материалов.
Если намагнитить изделие и на пути потока расположить дефектный участок с пониженной магнитной проницаемостью, то он вызовет местное искажение потока рассеяния у поверхности металла (рисунке 5.1).
Рисунок 5.1 – Распределение магнитного потока в изделии:
а – качественный сварной шов; б – сварной шов с дефектами
В качестве железного порошка часто применяют тонко размолотую в шаровой мельнице железную окалину, возникающую на поверхности стали при ее горячей обработке. Для улучшения подвижности частиц во время контроля применяют суспензию из магнитного порошка, взболтанного в легком минеральном масле или керосине, и соответственно различают «сухой» или «мокрый» метод контроля магнитными порошками. «Сухой» способ в основном применяют для контроля деталей с грубообработанными или необработанными поверхностями.
При «сухом» способе магнитного контроля деталей после намагничивания их посыпают железным порошком, а при «мокром» – кистью обмазывают магнитной суспензией проверяемые поверхности. При отсутствии дефекта порошок или суспензия равномерно распределяются по поверхности детали, а при наличии дефекта порошок скапливается над дефектом или скапливается по кромкам трещины. Дефектоскопирование производят в несколько приемов, поворачивая деталь несколько раз. При повторном скоплении порошка в одном и том же месте деталь бракуется.
Методом контроля магнитным порошком могут быть выявлены мелкие трещины, плохо выявляемые внешним осмотром, в особенности трещины в зоне влияния на сталях, чувствительных к термообработке. Могут быть выявлены также внутренние дефекты, лежащие у поверхности. Дефекты, лежащие на глубине более 2–3 мм от поверхности, методом магнитных порошков, как правило, не выявляются.
Методика магнитопорошкового способа включает следующие операции:
– подготовку поверхности перед контролем и очистку ее от загрязнений, окалины, следов шлака после сварки;
– подготовку суспензии, заключающуюся в интенсивном перемешивании магнитного порошка с транспортирующей жидкостью (при контроле мокрым способом);
– намагничивание контролируемого изделия;
– нанесение суспензии или порошка на поверхность контролируемого изделия;
– осмотр поверхности изделия и выявление мест, покрытых отложениями порошка (выявление дефектов);
– размагничивание.
Чувствительность магнитопорошкового метода зависит от ряда факторов: размера частиц порошка и способа его нанесения; напряженности приложенного намагничивающего поля; рода приложенного тока (постоянный или переменный); формы, размера, глубины залегания дефектов, а также от их ориентации относительно поверхности изделия и направления намагничивания и др.
Для магнитных суспензий применяют магнитный порошок с мелкими частицами.
Намагничивание постоянным или переменным током, а также «сухой» или «мокрый» метод нанесения порошка существенно не влияют на обнаружение поверхностных дефектов. Однако намагничивание постоянным током имеет преимущество перед намагничиванием переменным при обнаружении подповерхностных дефектов. Это объясняется тем, что постоянный ток создает магнитное поле, более глубоко проникающее в металл. Однако детали с толщиной стенки 2 мм не следует намагничивать постоянным током, так как такие детали невозможно размагнитить после контроля.
«Сухой» метод контроля имеет преимущество перед «мокрым» при обнаружении подповерхностных дeфeктов.
С увеличением напряженности приложенного поля возрастает чувствительность метода.
Если на поверхности контролируемого изделия имеются резкие переходы (например, усиление валика шва, чешуйчатость, подрезы) или крупные неровности, то магнитный порошок интенсивнее скапливается не над дефектами, а в местах переходов и углублений. Поэтому при контроле сварных швов с усилением или грубой чешуйчатостью нельзя однозначно судить о наличии внутренних дефектов.
Намагничивание деталей в процессе их контроля может осуществляться несколькими способами:
– полюсным (продольным);
– циркулярным;
– комбинированным (таблица 5.1).
Полюсное, или продольное, намагничивание осуществляется с помощью электромагнитов или соленоидов, причем намагничивать контролируемую деталь можно в продольном или поперечном направлении.
При циркулярном намагничивании ток пропускается либо по контролируемой детали или через проводник (стержень), помещенный внутри полой детали. Циркулярным намагничиванием наиболее точно выявляют продольные дефекты в валах, осях и т. п.
Комбинированное намагничивание представляет собой различные сочетания полюсного и циркуляционного намагничивания. Неотъемлемой частью магнитопорошкового метода контроля является размагничивание деталей. Для этой цели применяют два основных способа:
1) Нагрев намагниченной детали до температуры Кюри, при которой ферримагнитные свойства материала пропадают. Однако этот способ применяют редко, так как нагрев детали может изменить механические свойства металла.
2) Размагничивание переменным магнитным полем с амплитудой, равномерно уменьшающейся от некоторой максимальной величины до нуля. В зависимости от материала размагничиваемого изделия, его размеров и формы применяют переменные магнитные поля различных частот (до 50 Гц).
Таблица 5.1 – Основные способы намагничивания
| Способ | Средство намагничивания | Графическая схема намагничивания |
| Продольное (полюсное) | Постоянным током Электромагнитом Соленоидом | 
|
| Циркулярное | 
| |
| Комбинированное | Пропусканием тока по детали и с помощью электромагнита Пропусканием двух (или более) сдвинутых по фазе токов, по детали во взаимно перпендикулярных направлениях Индуцированием тока в детали и током, проходящим по проводнику, помещенному в отверстие детали | 
|