Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля

Магнитные методы неразрушающего контроля используются для обнаружения скрытых дефектов в деталях, материалом для которых служит ферромагнитный металл (сталь, чугун), т. е. материалы, способные под воздействие внешнего магнитного возмущения менять свои магнитные характеристики.

Магнитный неразрушающий контроль – метод контроля, в основе которого лежит способность выявления различных магнитных полей рассеяния, возникающих над местом образования дефектов при локальном намагничивании, используя в виде индикаторного вещества — порошка с ферромагнитными свойствами или магнитной суспензии. Метод определения и оценки магнитных свойств объекта контроля. По способу получения первичной информации разделяют на несколько методов магнитного контроля: магнитопорошковый, магнитографический, феррозондовый, эффект Холла, индукционный, пондеромоторный, магниторезисторный.

Все без исключения методы магнитного НК для определения сплошности металлических изделий основаны на обнаружении локальных возмущений поля, происходящих из-за наличия дефектов в намагниченном ферромагнетике. После намагничивания объекта магнитный поток, протекающий по объекту контроля в случае встречи несплошности в толще изделия на пути магнитных линий, возникают поля рассеивания, форма и амплитуда которых информирует о характере, размере, и глубине образования дефекта.

Магнитные преобразователи. В подавляющем большинстве ситуаций связанных с  магнитным контролем приходиться иметь дело с кратковременным измерением или индикацией магнитных полей в относительной близости от поверхности изделий. В этих случаях используют различные магнитные преобразователи, из которых наиболее широкое распространение получили феррозондовые, датчик Холла, индукционные и магниторезистивные.

Магнитные дефектоскопы предназначены для локализации дефектов в виде трещин, нарушений сплошности, коррозионных язв, неметаллических включений и др. в ферромагнитных объектах, а также измерения толщины основного слоя.

Магнитопорошковый метод среди других методов магнитного контроля нашел наибольшее применение, благодаря легкости и простоты получения требуемого результата. Около 80 % всех контролируемых деталей из ферромагнитных материалов проходят контроль качества именно этим методом. Высокая универсальность, чувствительность, относительно низкая трудоемкость контроля и простота – эти качества обеспечили ему довольно широкое применение в промышленности сфере и на транспорте.

Для обнаружения магнитного поля рассеяния на контролируемые зоны детали наносят магнитный порошок. Нанесение магнитного порошка на контролируемую поверхность детали осуществляют двумя  «сухим» или «мокрым» методом. В первом случае для обнаружения дефектов после намагничивания наносится ферромагнитный порошок «Дианкер 14» или «Дианкер 36». Используя «мокрый» метод контроля на намагниченную деталь наносят магнитную суспензию, т.е. взвеси ферромагнитных частиц в нетоксичных жидких средах: трансформаторном масле, смеси керосина с трансформаторным маслом, раствора антикоррозионных веществ  в обыкновенной воде. Магнитное поле рассеяния обнаруживается тем, что на ферромагнитные частицы порошка действуют пондеромоторные силы этого поля, которые стремятся затянуть эти частицы в места наибольшей концентрации магнитных силовых линий. В результате ферромагнитные частицы собираются над дефектом, образуя рисунок в виде полосок или цепочек, полностью передавая структуру дефекта. Полоски из магнитных частичек по своим размерам обычно превышают  ширину дефекта, поэтому этот метод контроля идеален для выявления даже маленьких трещин, надрывов, волосовины и других мелких дефектов. Магнитопорошковому контролю могут быть подвергнуты детали, выполненные из ферромагнитных материалов с относительной магнитной проницаемостью не менее 40.

Чувствительность и качество магнитопорошкового метода зависит от нескольких факторов:

  1. от магнитных характеристик материала применяемого для изготовления детали;
  2. силы напряженности намагничивающего поля;
  3. взаимного направления намагничивающего поля и дефекта;
  4. параметрические характеристики: размер, форма и шероховатость поверхности детали;
  5. способа и условий при регистрации, анализе и документирование индикаторного рисунка обнаруженного дефекта.
  6. размера, формы, местоположения и ориентации дефекта;
  7. свойств дефектоскопического материала, применяемого для проведения контроля;
  8. способа нанесения дефектоскопического материала на поверхность детали;

Магнитопорошковый метод обнаруживает дефекты следующих параметров:

  1. поверхностные с шириной раскрытия у поверхности 0,002 мм и более, глубиной 0,01 мм и более;
  2. подповерхностные, расположенные на глубине до 2 мм;
  3. внутренние (больших размеров), лежащие на глубине более 2 мм;
  4. под различного рода покрытиями, но при условии, что толщина немагнитного покрытия не более 0,25 мм.

Магнитный контроль в наши дни применяется почти во всех отраслях тяжелой и легкой промышленности: нефтехимической отрасли, черной металлургии, машиностроении и авиационной промышленности, энергетическом и химическом машиностроение (ГРЭС, ТЭЦ, АЭС), автомобильной  промышленности и судостроении, строительстве (трубопроводы, стальные конструкции, промышленные цистерны).