Магнитные методы неразрушающего контроля (НК)

1.

Урок 6
Магнитные методы
неразрушающего
контроля
Вопрос 1
Назначение и физическая
сущность магнитных методов

2.

• Магнитные методы
Предназначены для выявления поверхностных и
неглубоко (до 3 мм) залегающих
подповерхностных дефектов в деталях из
ферромагнитных материалов: трещин всех видов:
усталостных, закалочных, полировочных;
непроваров, неметаллических включений, пустот,
пористости, расслоений, рыхлот, закатов, заковов,
надрывов и т.п.
Магнитные методы также позволяют проверить
качество термообработки и исследовать структуру
металла.

3.

Магнитные методы НК основаны на
фиксации неравномерностей магнитного поля в
намагниченных деталях из ферромагнитных
материалов (сталь, сплавы железа, кобальта,
никеля, кадмия и т.д.), появляющихся вблизи
нарушения их сплошности. Это неравномерности
называют
полями рассеяния.
1 – дефект;
2 – поле рассеяния

4.

• Задача контроля магнитными методами
заключается в обнаружении полей рассеяния
в намагниченных деталях
• Для обнаружения и регистрации полей
рассеяния применяют три метода:
1. Магнитопорошковый.
2. Магнитографический.
3. Магнитоферрозондовый.

5. Вопрос 2 Магнитопорошковый метод контроля

• Основан на выявлении полей рассеяния над
дефектами с помощью ферромагнитного
порошка взвешенного в жидкости (масле,
керосине, воде) или в воздухе (в сухом виде).
При попадании на намагниченную деталь
магнитные частицы притягиваются к месту
наибольшей плотности магнитных силовых
линий, т.е. к месту расположения дефекта.
Магнитный порошок притягивается к
дополнительным полюсам поля рассеяния и
обозначает место и конфигурацию дефекта в
виде валика скопившихся частиц

6.

Схема оседания магнитного
порошка

7.

• Виды порошков:
черный (измельченная закись железа Fe2O4) с размерами
частиц не более 30 мкм;
буровато-красный ( -окись железа Fe2O3);
белый и серые порошки представляют собой смесь
алюминиевой пудры (ПАК-3) и никелевого или железного
порошка;
люминесцентные порошки получают добавлением в
железные порошки люминофоров.
• Суспензии
При контроле получили наибольшее распространение. Они
могут составляться на основе керосина, масла МК-8,
трансформаторного масла или воды. Концентрация
порошка в суспензии может колебаться от 5 до 25 г/дм3 ее
подбирают в зависимости от вида намагничивания, формы
детали и характера дефекта.

8.

В настоящее время отечественная промышленность выпускает
комплекты аэрозольных баллонов – индикаторов дефектов «МИД-1»,
«МИД-2», «МИД-3».
Более совершенными являются магнитные порошки и
суспензии МAGNAFLUX/MAGNAGLO

9. Чувствительность магнитного метода

• Метод позволяет выявлять дефекты с
шириной раскрытия 0,001мм и более,
глубиной 0,01 – 0,04 мм, а также
подповерхностные на глубине до 2-3 мм.
• При использовании магнитолюминесцентных
порошков чувствительность несколько выше. Метод
позволяет контролировать детали после
оксидирования, окраски или нанесения
металлических покрытий (хром, цинк). Если глубина
покрытия больше 30мкм выявляются только грубые
дефекты. Поверхностные дефекты, как правило,
образуют порошковые рисунки с четким
очертанием; подповерхностные дефекты создают
менее резко очерченные рисунки.

10.

• Чувствительность метода в большой степени
зависит от ориентации дефекта. Метод позволяет
выявлять дефекты, распространяющиеся вглубь
металла под углом более 20° к поверхности детали.
Хорошо выявляются дефекты, расположенные под
углом 70 – 90° к направлению магнитного потока.
Поле рассеяния над дефектом получается
максимальным, если магнитные линии
пересекают дефект под прямым углом
или близким к нему.
• Таким образом, эффективность метода зависит от
способа намагничивания. В зависимости от формы
детали, места и формы предполагаемого дефекта
применяют различные виды намагничивания

11. Вопрос 3 Способы намагничивания

• Продольное (полюсное). Магнитные линии проходят
вдоль по детали. Такой вид намагничивания можно осуществить с
помощью постоянных магнитов, электромагнитов или соленоидов.
Применяется для обнаружения трещин усталости и других
дефектов, которые расположены поперек или под углом к
продольной оси детали.
• Циркулярное намагничивание осуществляется при
пропускании тока по контролируемой детали или через проводник
(стержень), помещенный в отверстие детали, имеющей форму
тела вращения.
При таком намагничивании магнитные силовые линии имеют вид
замкнутых контуров, расположенных в плоскости,
перпендикулярной направлению тока и определяются правилом
«буравчика».
Применяется для выявления продольных и радиальных дефектов:
трещин, волосовин, вытянутых шлаковых включений и т.д.

12.

Продольное (полюсное).
Магнитные линии проходят вдоль по детали.
Применяется для обнаружения трещин усталости и других дефектов,
которые расположены поперек или под углом к продольной оси
детали.
Такой вид намагничивания можно осуществить с помощью:
Постоянных магнитов
Электромагнитов
Соленоидов

13.

Циркулярное .
Магнитные силовые линии имеют вид замкнутых контуров,
расположенных в плоскости, перпендикулярной направлению тока и
определяются правилом «буравчика». Применяется для выявления
продольных и радиальных дефектов: трещин, волосовин, вытянутых
шлаковых включений и т.д.
Намагничивание осуществляется:
При пропускании тока по
контролируемой детали
При помощи проводника
(стержень), помещенного в
отверстие детали, имеющей
форму тела вращения.
Путем индуцирования
тока в детали

14.

• Комбинированное намагничивание
Осуществляется при одновременном намагничивании детали двумя
или несколькими изменяющимися магнитными полями.
При этом можно применять любое сочетание видов тока.
Метод позволяет выявлять как продольные, так и поперечные
дефекты за один прием контроля.
При таком намагничивании магнитные силовые линии направлены
по винтовой линии.
Намагничивание
пропусканием тока
по детали и с помощью
электромагнита

15.

• Способ намагничивания выбирают в соответствии с
картой намагничивания, составленной с учетом формы
детали и величины и направления действующих на
деталь нагрузок.
В сомнительных случаях проводят намагничивание в разных
направлениях.
• Для намагничивания используется постоянный и переменный или
импульсный электрический ток. Постоянный или выпрямленный
пульсирующий токи применяют преимущественно для питания
электромагнитов.
• Постоянный ток создает магнитное поле, глубоко
проникающее в металл, и поэтому его применяют для
выявления не только поверхностных, но и
подповерхностных дефектов (непроваров,
неметаллических включений, трещин скрытых под
гальваническими покрытиями и т.п.)
• Переменными и импульсными токами
намагничивают детали для выявления поверхностных
трещин.

16.

• При использовании магнитного метода контроль
может проводится:
• Способом остаточной намагниченности – для
магнитотвердых материалов (легированные стали,
прошедшие термическую обработку ), способных
сохранять остаточную намагниченность после
выключения источника намагничивания
• В приложенном магнитном поле – для
магнитомягких материалов (малоуглеродистые и
отожженные легированные стали) , которые не
сохраняют или сохраняют очень слабую остаточную
намагниченность, а также для наиболее
ответственных деталей

17. Вопрос 4 Этапы магнитного контроля

• Подготовка детали к контролю
Очистка от загрязнений, коррозии, влаги, смазок
Удаление (при необходимости ) ЛКП
Заклеивание отверстий от попадания магнитной суспензии
Зачистка (при необходимости) под электрические контакты
• Намагничивание
• Нанесение магнитной суспензии
обливанием
разбрызгиванием
окунанием
• Осмотр деталей (в том числе с применением оптических
приборов)
• Размагничивание исправных деталей
• Контроль размагниченности

18.

• Достоинства магнитопорошкового
метода:
высокая чувствительность и надежность контроля;
простота методики контроля;
возможность выявления подповерхностных дефектов, а
также дефектов, скрытых под слоем хрома или ЛКП;
простота и надежность приборов.
• Недостатки:
трудность контроля деталей сложной конструкции;
невозможность выявления внутренних дефектов;
невозможность контроля немагнитных материалов;
необходимость обязательного размагничивания;
опасность поражения персонала электрическим током.

19.

Передвижной магнитный
дефектоскоп ПМД-70
Переносный
магнитный
дефектоскоп МПД-1

20.

Магнитный дефектоскоп МД-М

21.

Переносной магнитопорошковый
дефектоскоп Magnaflux Р920

22. Вопрос 4 Магнитографический метод

• Метод заключается в намагничивании зоны
контроля вместе с наложенной или
протягиваемой по поверхности лентой
эластичного магнитоносителя.
• На ленте фиксируются поля рассеяния в месте
расположения дефектов в виде остаточной
намагниченности, соответствующей месту
расположения дефекта, и затем запись
воспроизводится с помощью воспроизводящей
головки.
• Особенно эффективен магнитографический
метод контроля при дефектации сварных
соединений

23.

• Принципиальные отличия метода :
метод позволяет оценить дефект не только
количественно, но и качественно;
магнитная лента может служить документом,
сохраняющим данные о дефектах контролируемого
участка.
• Недостатки:
метод не дает мгновенной наглядности как
магнитопорошковый;
при использовании метода возможна фиксация на
магнитной ленте ложных сигналов при наличии грубой
чешуйчатости и других неровностей магнитного шва;
метод недостаточно чувствителен к выявлению широких
и округлых дефектов (широкие непровары, шлаковые
включения, поры).

24. Вопрос 5 Магнитоферрозондовый метод

• Метод основан на измерении полей рассеяния от
дефектов с помощью чувствительных к магнитным
полям датчиков (феррозондов).
• Феррозондовые датчики состоят из двух одинаковых
полузондов, каждый из которых представляет собой
сердечник с двумя катушками. Одна из катушек служит для
возбуждения в сердечнике переменного магнитного потока, а
вторая – для измерения (ЭДС). Измерительные катушки
полузондов соединяются таким образом, что если сердечник
находится только в магнитном поле катушки возбуждения, то
выходное напряжение равно нулю. Если же феррозонды
вводятся в исследуемое магнитное поле, то на измерительной
катушке наводится (ЭДС).
• Феррозондовые приборы используется при проверке
качества размагничивания деталей, подвергшихся
магнитопорошковому контролю.