Магнитопорошковый метод дефектоскопии

Из методик контроля стальных изделий, которые можно определить как неразрушающий контроль, наиболее часто встречается магнитопорошковый метод дефектоскопии, широко распространенный на транспорте (воздушном и железнодорожном), химическом машиностроении, постройке судов и производстве автомобилей, во множестве прочих отраслей, а также для проверки конструкций, трубопроводов и подводных объектов.

Широким распространением метод контроля обязан своей высокой производительности, надежности и хорошей чувствительности.

Магнитопорошковый метод способен обнаруживать дефекты (трещины и усталость металла) в самой начальной стадии. Метод выявляет поверхностные дефекты на глубинах до 1,5-2 мм, такие, как

• трещины;
• расслоения;
• волосовины;
• непроваренные стыки;
• закаты и пр.

Принципы магнитопорошкового контроля

При однородной структуре металлического изделия (отсутствии нарушений) магнитный поток также однороден; если же в толще изделия встречается участок с пониженной магнитной проницаемостью (трещины и прочие разрывы), то в месте нарушения силовые линии магнитного поля выходят наружу в виде петли, т.е. над местом нарушения возникают локальные магнитные полюсы (северный N и южный S).

На участках неоднородного магнитного поля на частицы ферромагнитного порошка действует сила, притягивающая частицы к месту дефекта, с образованием цепочечных структур, ориентированных по силовым линиям поля. Особо зримо выявляются дефекты, ориентированные перпендикулярно направлению магнитного потока. При существенно меньших 90 градусов углах вероятность обнаружения дефектов уменьшается.

Мокрый и сухой способы нанесения магнитного порошка на обследуемое изделие

При сухом методе применяется сухой магнитный порошок. Для применения мокрого метода необходима магнитная суспензия, представляющая собой взвесь ферромагнитных частиц в трансформаторном масле, смеси трансформаторного масла и керосина, воде с добавлением какого-либо антикоррозийного вещества.

Четыре вида намагничивания

К видам намагничивания относятся следующие (примеры для наиболее простого случая с преобладанием одного размера – сплошного или полого цилиндрического стержня):

• циркулярный, при котором магнитное поле заключено внутри изделия, и на его концах не обнаруживаются магнитные полюса;
• продольный, или полюсной, когда магнитное поле направлено вдоль оси изделия, с образованием на концах магнитных полюсов;
• комбинированный, с помещением изделия в два или более разнонаправленных магнитных поля;
• с помещением детали во вращающееся магнитное поле, применяется реже первых трех способов.

Пять этапов магнитопорошкового контроля

1. Подготовительный этап. Очистка поверхности от грязи, коррозии, а при сухом методе или применении водной суспензии – и от масел и смазочных материалов. При темной поверхности изделия, для лучшей видимости черного ферромагнитного порошка, изделие для контраста можно покрыть тонким слоем белой краски.
2. Этап намагничивания; основная операция, определяющая чувствительность и надежность контроля. Необходим правильный выбор направления магнитного поля, его вида и рода тока, создающего поле.
3. Этап нанесения на поверхность детали индикатора в виде суспензии или порошка. Наиболее оптимально окунание детали в бак с хорошо перемешанной суспензией и последующим медленным ее извлечением, но это способ малотехнологичен; более технологично распыление суспензии душем или шлангом. Напор струи при этом подбирается таким, чтобы исключить смывание магнитного порошка с дефектных мест. При сухом способе сказанное относится к давлению воздушной струи, посредством которой наносится порошок. Дисперсная среда, обладающая большой вязкостью, стекает с изделия медленно, что снижает производительность метода.
4. Этап осмотра с расшифровкой индикаторного рисунка и последующей разбраковкой. Контролер, после стекания с изделия суспензии и стабилизации картины отложения порошка, осматривает деталь визуально. В сомнительных случаях, при осмотре применяют оптические приборы, предусмотренные нормативными документами, с заданным увеличением.
5. Этап размагничивания с контролем размагничивания, с изделия удаляются остатки индикатора. Основных методов размагничивания всего два. Первый способ заключается в нагреве детали до точки Кюри (это та температура, при которой материал изделия теряет магнитные свойства). При всей эффективности этого метода он применяется редко, поскольку нагрев детали может изменить ее механические свойства. При втором способе изделие размагничивается переменным магнитным полем с постепенно спадающей от максимального значения до нуля амплитудой.