МоМагнитный метод
Магнитный метод - метод неразрушающего контроля, основанный на измерении параметров магнитных полей, создаваемых в контролируемом объектепутем его намагничивания. По способу получения первичной информации выделяют магнитопорошковый метод. Он основан на регистрации магнитных полей рассеяния над дефектами с использованием в качестве индикатора ферромагнитного порошка или магнитной суспензии.
Магнитные методы контроля основаны на индикации и анализе магнитных полей рассеяния, возникающих в местах расположения дефектов или изменении физико-механических и геометрических характеристик ферромагнитных изделий при воздействии на них магнитного поля. Магнитный поток, замыкаясь по изделию, помещенному в магнитное поле и имеющему дефект, например, в виде трещины, вынужден огибать препятствие с пониженной проницаемостью. При этом силовые линии выходят за пределы поверхности изделия (см рис).
Там, где они выходят наружу и входят обратно в изделие, возникают магнитные полюсы. После снятия внешнего намагничивающего поля эти полюсы устанавливают над дефектом свое магнитное поле. В практике магнитной дефектоскопии его принято называть полем рассеяния потока около дефекта. Существуют несколько методов регистрации полей рассеяния над дефектом.
Изменение напряженности магнитного поля на дефектных участках регистрируется с помощью ферромагнитного порошка (магнитопорошковый метод контроля), магнитной ленты (магнитографический метод контроля), внесенной в исследуемые магнитные поля феррозонда (феррозондовый метод контроля) и пр. Электромагнитный (вихревых токов) неразрушающий контроль основан на регистрации изменения взаимодействия собственного электромагнитного поля катушки с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых этой катушкой в контролируемом объекте.
В химическом машиностроении магнитные и электромагнитныe методы контроля применяют для дефектоскопии, толщинометрии, структорного и фазового анализов металлов, определения наличия и глубины МКК нержавеющих сталей.
Среди магнитных методов контроля наибольшее применение получила магнитопорошковая дефектоскопия.
Магнитопорошковый метод контроля.
Этот метод позволяет выявлять тонкие поверхностные и подповерхностные дефекты: волосовины, трещины, расслоения, флокены, закаты, непровары стыковых сварных соединений и т. п. Индикаторами поля рассеяния при магнитопорошковом методе контроля служат магнитные порошки или суспензии. Магнитное поле, создаваемое дефектом, неоднородно, и его можно выявить ферромагнитными частицами. На магнитную частицу в неоднородном магнитном поле действует сила, стремящаяся ее затянуть в места наибольшей концентрации силовых линий и приблизить к месту дефекта.
Магнитопорошковый метод контроля предусматривает следующие технологические операции: подготовку изделия к контролю; намагничивание изделия; нанесение на изделие магнитного порошка или суспензии; осмотр изделия; разбраковку; размагничивание
Электромагнитный метод контроля
Электромагнитный метод контроля применяется для контроля деталей, изготовленных из электропроводящих материалов. Он позволяет определить форму и размер детали, выявить поверхностные и глубинные трещины, пустоты, неметаллические включения, межкристаллическую коррозию и т. п. Сущность метода — измерение степени взаимодействия электромагнитного поля вихревых токов, наводимых в поверхностных слоях контролируемой детали, с переменным электромагнитным полем катушки преобразователя. Этот метод позволяет выявить поверхностные и подповерхностные дефекты глубиной 0,1-0,2 мм и протяженностью более 1 мм, расположенных на глубине до 1 мм от поверхности металла.
Накладной электромагнитный преобразователь представляет собой обмотку возбуждения, находящуюся в корпусе, с подводом питания через кабель. В нижней части преобразователя размещена индуктивная катушка с ферритовым сердечником. Для концентрации магнитного потока в зоне контроля, уменьшения износа при скольжении преобразователя по контролируемой поверхности, для фиксации постоянного зазора между обмоткой и контролируемой поверхностью при контроле детали и необходим ферритовый сердечник.
Под воздействием переменного электромагнитного поля катушки индуктивности в поверхностном слое изделия наводятся вихревые токи, формирующие свое переменное электромагнитное поле, которое взаимодействует с полем возбуждения. Так как материал детали и расстояние преобразователя от детали неизменны, то устанавливается некоторое равновесие во взаимодействии двух электромагнитных полей.
При установлении в контролируемой детали трещины или других дефектов модифицируются интенсивность и характер распределения электромагнитного поля вихревых токов, что непременно вызывает изменение результирующего электромагнитного поля. Наличие дефекта регистрируется с помощью электрической схемы прибора. Индикация может быть:
- стрелочной,
- световой,
- звуковой,
- цифровой,
- на электронно-лучевой трубке.
На возникновения электромагнитного поля оказывают влияние следующие элементы:
- размер дефекта,
- расположение дефекта,
- характер дефекта,
- электропроводность и магнитная проницаемость материала,
- структура материала,
- частота и сила тока в преобразователе,
- расстояние и взаимное расположение катушки и контролируемой детали и т.д.
Данный метод обладает целым рядом преимуществ:
- высокая разрешающая способность при обнаружении поверхностных дефектов (особенно усталостных трещин);
- портативность и автономность аппаратуры;
- простота конструкции преобразователей;
- высокая производительность и простота методики контроля;
- возможность неконтактных измерений через слой краски;
- возможность автоматизации контроля.
По назначению электромагнитные преобразователи бывают:
- проходные,
- накладные,
- комбинированные.
Дефектоскопы со сменными преобразователями разной конструкции используют при контроле деталей сложной формы. Необходимо учитывать форму контролируемой поверхности, размеры зоны контроля, радиус кривизны, доступность и т.д. при выборе преобразователя из числа входящих в комплект дефектоскопа. Для контроля различных зон следует выбирать совершенно конкретный преобразователь. Наиболее типичные зоны контроля:
- галтели,
- плоские поверхности,
- участки поверхности двойной кривизны,
- ребра жесткости,
- пазы,
- участки вокруг отверстий,
- цилиндрические поверхности (отверстия, валы, оси),
- угловые соединения,
- резьбовые соединения и др.
Диаметр накладного преобразователя обязан отвечать требуемой чувствительности. Минимальная длина трещины, которую можно зарегистрировать дефектоскопом с накладным преобразователем, равна половине диаметра преобразователя. Для обнаружения дефектов длиной менее диаметра преобразователя преобразователь следует перемещать в направлении дефекта с шагом, равным половине диаметра. Для выявления дефектов длиной больше диаметра преобразователя его следует передвигать перпендикулярно направлению дефекта.
Скорость перемещения должна быть не более 20 мм/с. В процессе перемещения накладной преобразователь размещают по нормали к поверхности. Между преобразователем и поверхностью детали зазор обязан быть постоянным.