Магнитные методы контроля

Категория:
Контроль работ по металлопокрытиям


Магнитные методы контроля

Магнитные методы можно использовать только при контроле деталей из ферромагнитных материалов для выявления мест нарушения сплошности материала детали, расположенных на поверхности и в подповерхностных слоях, а в отдельных случаях — и внутри детали, т. е. трещин (усталостных, шлифовочных, закалочных, сварочных, ковочных, штамповочных), волосовин, закатов, расслоений (непараллельных поверхности), флокенов, надрывов, непроваров в сварных соединениях, неметаллических включений. Можно использовать эти методы для выявления ферритных включений в деталях из аустенитных сплавов.

Магнитными методами можно корректировать отдельные технологические процессы изготовления деталей (шлифование, термическую обработку, сварку, ковку, штамповку, протяжку и др.).

Благодаря высокой чувствительности, объективности, простоте и быстроте операций, четкости определения дефектов и надежности магнитные методы получили большое распространение в промышленности. Их преимуществом является также возможность контроля деталей сложной формы и любых размеров.

Магнитные методы контроля развивают в двух направлениях: с использованием в качестве индикаторов ферромагнитных порошков или электромагнитных и электронных систем. Рассмотрим магнитопорошковый, магнитоферрозондовый и магнитографический методы.

Магнитные методы контроля ферромагнитных деталей основаны на явлении возникновения магнитного поля рассеяния на поверхности намагниченной детали в местах расположения дефектов (нарушение сплошности материала или наличие включений с другой магнитной проницаемостью). Если на поверхности намагниченной детали создается магнитное поле рассеяния, значит в данном месте детали, вероятно, имеется дефект.

Для намагничивания изделий можно использовать переменный, постоянный, выпрямленный одно-, двухполуперйодный трехфазный ток, а также импульсный ток. Переменный ток наиболее эффективен для выявления поверхностных дефектов, так как действие магнитного поля ограничивается поверхностными слоями изделия. Переменный ток необходим и для размагничивания деталей. Для выявления подповерхностных дефектов предпочтительнее постоянный ток, так как создаваемое им магнитное поле проникает глубоко в изделие и более равномерно распределяется по всему сечению детали. Однополу-периодный выпрямленный ток эффективен для выявления подповерхностных и поверхностных дефектов при магнитопорош-ковом способе контроля. Выпрямленный двухполупериодный и трехфазный ток по характеру создаваемых магнитных полей близки к постоянному току.

Большое значение для выявления дефектов имеет правильный выбор- напряженности магнитного поля, которая зависит от формы и расположения предполагаемого дефекта, а также магнитных характеристик материала контролируемого изделия. Слишком высокая напряженность магнитного поля может вызвать осаждение ферромагнитного порошка по всей поверхности изделия и появление «ложных» дефектов, недостаточная напряженность приводит к уменьшению возможности выявления подповерхностных дефектов и снижению чувствительности метода при выявлении мелких поверхностных дефектов.

Магнитопорошковый метод — один из наиболее распространенных методов магнитного контроля. Его используют для обнаружения поверхностных нарушений сплошности шириной у поверхности 0,001 мм и более, глубиной 0,01 мм и более. Чувствительность метода повышается при использовании флуоресцирующего магнитного порошка (магнито-люминесцентный метод). В этом случае минимальная ширина у поверхности выявляемого дефекта 0,0005 мм, а протяженность его в глубь изделия 0,005 мм.

При контроле изделий магнитопорошковым методом магнитные поля рассеяния, возникающие на поверхности контролируемых изделий в местах нарушения сплошности, выявляют с использованием ферромагнитного порошка. Над местом нарушения сплошности материала изделия накапливаются ферромагнитные частицы. Площадь, занимаемая порошком, значительно больше площади дефекта, поэтому можно выявить очень незначительные по размеру дефекты, что имеет большое практическое значение.

Эффективность метода определяется способностью магнитных частиц перемещаться под действием магнитных полей рассеяния. В процессе нанесения на деталь ферромагнитные частицы находятся во взвешенном состоянии в воздухе («сухой» метод) или в таких жидкостях, как минеральное масло, керосин или вода, т. е. в виде суспензии («мокрый» метод). Для увеличения подвижности частиц сухого порошка его можно 164 распылять в виде облака, при этом изделие иногда встряхивают.

Преимущества магнитопорошкового метода: возможность контроля любого , изделия, изготовленного из ферромагнитного материала; выявление с достаточной степенью надежности всех нарушений сплошности материала изделия, расположенных на поверхности или вблизи нее; высокая чувствительность; простота методики контроля и высокая производительность; возможность использования портативного оборудования.

МагнитОпорошковый метод допускает контроль деталей, после оксидирования, окраски или нанесения гальванического покрытия (цинка, кадмия, хрома и др.) при условии, что толщина немагнитного покрытия не превышает 80 мкм. При более толстых покрытиях над дефектом создается очень слабое поле рассеяния.

Магнитопорошковым методом не рекомендуют контролировать сварные швы ферромагнитных изделий, полученные с использованием электродов из аустенитной стали, так как ферромагнитный порошок может осаждаться на границе аустенит-ного шва (мнимые дефекты).

Недостатки магнитопорошкового метода: возможность контроля только изделий из ферромагнитного материала; необходимость использования специального оборудования; невозможность выявления дефектов, расположенных на глубине более 2 мм от поверхности, а также дефектов под немагнитными покрытиями толщиной более 80 мкм при использовании магнитной суспензии. На вероятность обнаружения дефекта влияют многие факторы, в том числе его очертания, ориентация и глубина залегания.

Магнитноферрозондовый метод разработан при изыскании простых способов обнаружения ферромагнитных включений в неферромагнитных материалах. В результате были разработаны магниточувствительные датчики — феррозонды, позволяющие измерять однородные и неоднородные магнитные поля.

Метод контроля основан на обнаружении и измерении магнитных полей, в том числе и полей рассеяния, возникающих в зоне дефектов, с помощью феррозондов — магнитодинамиче-ских магнитометров. Магнитометр — это прибор, позволяющий обнаруживать и измерять, магнитные поля, а также определять степень намагниченности ферромагнитного тела по создаваемому им в пространстве магнитному полю.

Преимущество метода — возможность с помощью феррозондов, применяемых в дефектоскопии, выявлять и измерять очень слабые магнитные поля небольших размеров.

С использованием феррозондов можно:
— выявлять нарушения сплошности в ферромагнитных материалах и изделиях из них, причем не только поверхностные и подповерхностные, как при магнитопорошковом методе, но и удаленные на 10—15 мм от поверхности изделия, что является существенным преимуществом данного метода;
— контролировать и сортировать стальные детали (в том числе и автоматически) по твердости (после термической обработки) ;
— контролировать толщину цементованного, азотированного и поверхностно-закаленного слоя изделия;
— судить о прочности кристаллической решетки твердого раствора, дисперсионном твердении и т. п.;
— получать качественную и количественную характеристики магнитных свойств материала изделия, по которым можно судить о структуре и механических свойствах при магнитострук-турном анализе;
— измерять толщину стенок сложных отливок и листов большой площади из неферромагнитных материалов;
— определять наличие магнитной фазы в немагнитных сплавах, ферромагнитных примесей и характер их распределения в цветных сплавах или других немагнитных материалах, выявлять остаточный аустенит;
— определять степень размагниченности изделий, подвергаемых магнитному контролю или шлифованию на плоскошлифовальных станках с магнитными столами.

Магнитографический метод контроля предназначен для выявления мест нарушения сплошности материала в сварных швах трубопроводов, резервуаров и листовых конструкций из ферромагнитных материалов. В качестве индикаторов магнитных полей рассеяния применяют магнитную ленту. В зависимости от применяемого типа магнитографического дефектоскопа можно контролировать сварные швы с толщиной свариваемого материала до 16 мм. Этим методом хорошо выявляют поверхностные трещины. Внутренние дефекты (газовые и неметаллические включения, непровары и т. п.) обнаруживают в случае, если их размеры составляют приблизительно 8—10% толщины контролируемого шва.

Магнитографический контроль состоит в намагничивании зоны контролируемого сварного шва для создания над дефектом магнитного поля рассеяния, «записи» магнитного поля дефекта на магнитную ленту и воспроизведения «записи» на ленте. При воспроизведении «записанных» на ленте магнитных полей определяют расположение и размеры дефектов. Для намагничивания, как правило, применяют постоянный ток, так как необходимо выявлять в основном внутренние дефекты. Напряженность магнитного поля обычно выбирают экспериментально для четкого выявления характерных дефектов минимально допустимых размеров.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум