Наиболее популярен магнитопорошковый метод

- Суть магнитопорошкового метода такова: магнитный поток в бездефектной части изделия не меняет своего направления; если же на пути его встречаются участки с пониженной магнитной проницаемостью, например дефекты в виде разрыва сплошности металла (трещины, неметаллические включения и т.д.), то часть силовых линий магнитного поля выходит из детали наружу и входит в нее обратно, при этом возникают местные магнитные полюсы (N и S) и, как следствие, магнитное поле над дефектом. Так как магнитное поле над дефектом неоднородно, то на магнитные частицы, попавшие в это поле, действует сила, стремящаяся затянуть частицы в место наибольшей концентрации магнитных силовых линий, то есть к дефекту. Частицы в области поля дефекта намагничиваются и притягиваются друг к другу как магнитные диполи под действием силы так, что образуют цепочные структуры, ориентированные по магнитным силовым линиям поля.

В России магнитопорошковый метод регламентирован стандартом ГОСТ 21105-87 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод». Этот стандарт классифицирует чувствительность магнитопорошкового метода по трем уровням, возможности и требования которых приведены в таблице.

Магнитопорошковый метод предназначен для выявления поверхностных и подповерхностных (на глубине до (1,5... 2) мм) дефектов: трещин различного происхождения, непроваров сварных соединений, закатов, надрывов и т.п.
Его применяют в основном для контроля сварных стыковых соединений из ферромагнитных материалов при их толщине от 1 до 18 мм. Метод может быть использован для контроля объектов с немагнитными покрытиями.

2.ТРЕБОВАНИЯ К АППАРАТУРЕ

- При контроле магнитопорошковым методом применяют стационарные, передвижные и переносные дефектоскопы. Допускается применять специализированные дефектоскопы, предназначенные для контроля конкретных изделий.

- Дефектоскопы должны быть снабжены измерителями намагничивающего тока. Погрешность измерений не должна превышать 10%

- Дефектоскопы общего назначения должны обеспечивать возможность размагничивания объектов контроля.

- Дефектоскопы, в которых намагничивание изделий осуществляется переменным, выпрямленным или импульсным токами, при контроле способом остаточной намагниченности должны обеспечивать выключение тока в момент времени, при котором значение остаточной индукции составляет не менее 0,9 ее максимального значения для данного материала при выбранном режиме.

- Требования к специализированным дефектоскопам устанавливают в отраслевой документации на контроль конкретных изделий.

3. ТРЕБОВАНИЯ К ДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКИМ МАТЕРИАЛАМ

- При магнитопорошковом методе контроля применяют магнитные дефектоскопические материалы: порошки, суспензии и магнитогуммированные пасты (Затвердевающая консистентная смесь ферромагнитного порошка, пластификатора и других вспомогательных компонентов в дисперсионной среде на основе хлоркаучука, циклокаучука, наирита или другого полимера.).

- Концентрация магнитного порошка в суспензии должна составлять (25±5) г/л, а люминесцентного порошка(светящийся в темноте) - (4±1) г/л.

- Дисперсионная среда суспензий с люминесцентными магнитными порошками не должна ухудшать светоколористических свойств порошка, а ее собственная люминесценция не должна искажать результаты контроля.

- Магнитная суспензия не должна вызывать коррозии контролируемой поверхности.

4. ПОДГОТОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ КОНТРОЛЯ

- Магнитопорошковый метод контроля включает технологические операции:

подготовка к контролю;

намагничивание объекта контроля;

нанесение дефектоскопического материала на объект контроля;

осмотр контролируемой поверхности и регистрация индикаторных рисунков дефектов;

оценка результатов контроля;

размагничивание.

- При магнитопорошковом методе контроля применяют:

способ остаточной намагниченности (СОН);

способ приложенного поля (СПП).

- При контроле СОН объект контроля предварительно намагничивают, а затем, после снятия намагничивающего поля, на его поверхность наносят дефектоскопический материал. Промежуток времени между указанными выше операциями должен быть не более часа. Осмотр контролируемой поверхности проводят после стекания основной массы суспензии (состояние, при котором дальнейшее стекание суспензии не изменяет картины отложения порошка над дефектом, в том числе и при повторном включении намагничивающего устройства.).

СОН применяют при контроле объектов из магнитотвердых материалов с коэрцитивной силой Нс ³10 А/см, с остаточной индукцией 0,5 Тл и более.

- При контроле СПП операции намагничивания объекта контроля и нанесения суспензии выполняют одновременно. При этом индикаторные рисунки выявляемых дефектов образуются в процессе намагничивания. Намагничивание прекращают после стенания с контролируемой поверхности основной массы суспензии. Осмотр контролируемой поверхности проводят после прекращения намагничивания.

Для уменьшения нагрева объекта контроля рекомендуется применять прерывистый режим намагничивания, при котором ток по намагничивающему устройству пропускают в течение 0,1 - 3 с с перерывами до 5 с.

- Выбор способа контроля осуществляют в зависимости от магнитных свойств материала объекта и требуемой чувствительности контроля

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПОСОБА КОНТРОЛЯ

По известным магнитным характеристикам (коэрцитивной силе Нс н остаточной индукции Br) материала объекта определяют возможность достижения требуемого уровня чувствительности при контроле с использованием СОН.

При этом пользуются кривыми, приведенными на чертеже, которые соответствуют условным уровням чувствительности А, Б и В.

Контроль СОН с требуемой чувствительностью возможен в том случае, если остаточная индукция материала при заданном значении коэрцитивной силы равна или больше значения остаточной индукции, определенной по соответствующей кривой.

При необходимости проведения контроля с более высоким уровнем чувствительности, чем это позволяет СОН, следует применять СПП.

- Подготовка к контролю должна включать:

подготовку объекта к операциям контроля;

проверку работоспособности дефектоскопов;

проверку качества дефектоскопических материалов.

- При подготовке объема с контролируемой поверхности необходимо удалить продукты коррозии, остатки окалины, масляные загрязнения, а при необходимости следы лакокрасочных покрытий.

- При контроле объектов с темной поверхностью при помощи черного магнитного порошка на контролируемую поверхность следует наносить покрытие, обеспечивающее необходимый контраст, толщиной до 20 мкм.

- Проверку работоспособности дефектоскопов и качества дефектоскопических материалов осуществляют при помощи стандартных образцов предприятий, специально изготовленных или отобранных из числа забракованных изделий с дефектами, размеры которых соответствуют принятому уровню чувствительности.

- При магнитопорошковом контроле применяют намагничивание: циркулярное; продольное (полюсное); комбинированное; во вращающемся магнитном поле.

Виды, способы и схемы намагничивания приведены в табл.

- При намагничивании объектов применяют следующие виды электрического тока: постоянный, переменный однофазный и трехфазный, выпрямленный однополупериодный и двуполупериодный, импульсный.

- Комбинированное намагничивание применяют при контроле СПП.

- Намагничивание во вращающемся магнитном поле применяют при контроле СОН объектов сложной формы, а также объектов с большим размагничивающим фактором, с ограниченной контактной площадью или с нетокопроводящими гальваническими покрытиями.

- Для нанесения магнитного порошка на поверхность объекта применяют:

способ магнитной суспензии;

способ сухого магнитного порошка;

способ магнитогуммированной пасты.

- Сухой магнитный порошок наносят на контролируемую поверхность при помощи различных распылителей, погружением объекта в емкость с порошком, а также способом воздушной взвеси.

Способ воздушной взвеси применяют при выявлении подповерхностных дефектов, а также дефектов под слоем немагнитного покрытия толщиной от 100 до 200 мкм.

- Магнитогуммированную пасту приготавливают непосредственно перед применением и наносят на контролируемую поверхность в жидком виде.

Способ магнитогуммированной пасты применяют при контроле внутренних стенок полостей диаметром менее 20 мм при отношении глубины к диаметру 1 к 10.

- Магнитную суспензию наносят на контролируемую поверхность путем полива или погружения объекта в ванну с суспензией, а также аэрозольным способом.

- Осмотр контролируемой поверхности и регистрацию индикаторных рисунков выявляемых дефектов проводят визуально или с применением автоматизированных систем обработки изображений.

При визуальном осмотре могут быть использованы различные оптические устройства (лупы, микроскопы, эндоскопы).

- Освещенность контролируемой поверхности при использовании магнитных порошков должна быть не менее 1000 лк. При этом следует применять комбинированное освещение (общее и местное).

- При использовании люминесцентных магнитных порошков осмотр контролируемой поверхности следует проводить при ультрафиолетовом облучении источником с длиной волны 315 - 400 нм. При этом УФ-облученность контролируемой поверхности должна быть не менее 2000 мкВт/см2

- Детали, признанные годными по результатам магнитопорошкового метода контроля, должны быть, при необходимости, размагничены.

- Результаты контроля записывают в журналах, протоколах или перфокартах.

- Примечание - При осмотре различают индикаторные рисунки округлой и удлиненной форм. Индикаторным рисунком округлой формы считают рисунок, у которого отношение наибольшего размера к наименьшему не более 3. В противном случае индикаторный рисунок считают удлиненным.

Индикаторные рисунки, образующиеся на дефектах типа нарушений сплошности материала имеют следующие характерные особенности:

- плоскостные дефекты (трещины, расслоения, несплавления) проявляются в виде удлиненных индикаторных рисунков;

- объемные дефекты (поры, раковины, включения) образуют округлые индикаторные рисунки;

- подповерхностные дефекты обычно дают нечеткое осаждение порошка;

- резкие переходы от одного сечения контролируемого изделия к другому образуют размытые, нечеткие осаждения;

- резкие местные изменения магнитных свойств металла (например, по границе зоны термического влияния или по границе "металл шва - основной металл") и т.п. вызывают размытые, нечеткие осаждения.

ПРИМЕНЕНИЕ

- Магнитопорошковый метод контроля находит применение практически во всех отраслях промышленности:

• металлургия
• машиностроение
• авиапромышленность
• автомобильная промышленность
• судостроение
• строительство (стальные конструкции, трубопроводы)
• энергетическое и химическое машиностроение
• транспорт (авиация, железнодорожный, автотранспорт)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

- Преимущества магнитопорошкового метода неразрушающего контроля заключаются в его относительно небольшой трудоемкости, высокой производительности и возможности обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов,наглядность. При помощи этого метода выявляются не только полые несплошности, но и дефекты, заполненные инородным веществом. Магнитопорошковый метод может быть применен не только при изготовлении деталей, но и в ходе их эксплуатации, например, для выявления усталостных трещин.

К недостаткам метода можно отнести сложность определения глубины распространения трещин в металле. Не могут быть проконтролированы элементы конструкций и детали: из неферромагнитных сталей, на поверхности которых не обеспечена необходимая зона для намагничивания и нанесения индикаторных материалов, со структурной неоднородностью и резкими изменениями площади поперечного сечения с несплошностями, плоскость раскрытия которых совпадает с направлением намагничивающего поля или составляет с ней угол менее 30°