Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля — особенности, ГОСТ

Содержание

Почему МПК?

Востребованность и распространенность МПК обусловлена несколькими факторами, в том числе:

  • простотой контрольных мероприятий;
  • достаточно высокой точностью результатов;
  • возможностью выявить микроскопические трещины, усталость сталей, прочие дефекты, не всегда поддающиеся визуальной диагностике.

Цели и задачи магнитопорошкового контроля

Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля применяется для оценки состояния следующих объектов:

  • полуфабрикаты;
  • детали, узлы, элементы конструкций;
  • клепаные, болтовые соединения;
  • машины, механизмы;
  • изделия из ферромагнитных (ферримагнитных) материалов.

МПК может проводиться не только в производственных условиях, но и в процессе ремонта, эксплуатации объектов контроля.

Дефекты (поверхностные и подповерхностные), поддающиеся выявлению посредством магнитопорошкового метода контроля:

  • трещины (деформационные, закалочные, усталостные и т. п.);
  • флокены, закаты;
  • сварные дефекты (трещины, различные включения) и т. п.

Так, цели и задачи магнитопорошкового контроля сводятся к выявлению дефектов анализируемых объектов. Метод используется во множестве промышленных и производственных отраслей (машиностроение, самолетостроение, нефтегазовая сфера и пр.)


Высокая точность


Простота и доступность


Выявление микроскопических дефектов

Особенности метода

Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля дает возможность выявить не поддающиеся визуальному контролю слабо видимые дефекты, раскрытие которых составляет 0,001 мм; глубина – 0,01 мм; протяженность – 0,5 мм и крупнее.

Магнитопорошковый контроль может с успехом использоваться для диагностики объектов с немагнитным покрытием, например, со слоем краски или лака, меди и т. п. Такие объекты с толщиной покрытий до 50 мкм поддаются диагностике без ухудшения точности выявления дефектов.

Точность результатов магнитопорошкового контроля обусловлена:

  • магнитными характеристики контролируемых объектов;
  • размерами объектов;
  • ориентацией выявляемых дефектов;
  • способами нанесения порошков;
  • доступностью зон контроля (в случае диагностики конструкций);
  • уровнем упрочнения;
  • свойствами индикаторов (порошков, аэрозолей и т. п.);
  • толщиной покрытий, если они немагнитные;
  • коагуляцией порошков и т. п.

Все из упомянутых факторов необходимо учитывать в процессе разработки технологий контроля объектов магнитопорошковым методом, в том числе при выборе индикаторов (порошков).

Возможно неточное выявление особенностей и характеристик дефектов магнитопорошковым методом в случаях, когда:

  • плоскость дефекта лежит под углом менее 30о относительно поверхности объекта или направления магнитного потока;
  • параметр шероховатости поверхности – Ra – превышает 10 мкм;
  • объект покрыт нагаром, коррозийным слоем и т. д.

Стоит отметить и то, что магнитопорошковый метод – это разновидность индикаторного контроля. Иными словами, посредством использования индикаторов (порошков, аэрозолей и т. п.) невозможно определить ширину, глубину и размеры дефектов.

Не поддаются диагностике магнитопорошковым методом:

  • объекты из цветных металлов;
  • узлы и конструкции объектов, характеризующиеся магнитной неоднородностью;
  • швы (сварные), если они выполнены немагнитными электродами.

Реализация магнитопорошкового контроля допустима при условии следования положениям инструкций и операционных карт. Их содержание (рекомендуемое) рассмотрено отраслевыми стандартами (упомянутый ГОСТ Р 56512-2015).

Аппаратура и средства МПК

Выбор аппаратуры и средств магнитопорошкового контроля зависит от задач его проведения, условий работы и прочих факторов.

Могут применяться:

  • стационарные и портативные, в том числе специализированные дефектоскопы;
  • приборы для замеров магнитного поля (далее – МП; допустимая погрешность приборов – не более 10%);
  • индикаторы МП (порошки, аэрозоли, суспензии);
  • размагничивающие устройства;
  • приборы для оценки чувствительности порошков или аэрозолей;
  • устройства для замеров облученности объекта контроля и др.

Выбор индикаторов и оборудования осуществляется с учетом необходимой чувствительности магнитопорошкового контроля, свойств объекта, местоположения диагностируемых дефектов, условий проведения контроля.

Магнитопорошковый метод

Магнитопорошковый метод контроля заключается в том, что на поверхность намагниченного сварного соединения наносят ферромагнитный порошок в виде суспензии, содержащей также керосин, масло и мыльный раствор («мокрый» метод), или в виде аэрозоля («сухой» метод). Под действием втягивающей силы магнитных полей рассеяния частицы порошка перемещаются по поверхности соединения и скапливаются в виде валиков над дефектами. Форма этих скоплений соответствует очертаниям выявляемых дефектов.

Методика контроля. Магнитопорошковый метод контроля включает в себя следующие операции (ГОСТ 21105 — 85):

  1. подготовка поверхностей к контролю;
  2. подготовка суспензии, заключающаяся в интенсивном перемешивании магнитного порошка с транспортирующей жидкостью;
  3. намагничивание контролируемого сварного соединения;
  4. нанесение порошка на поверхность контролируемого соединения;
  5. осмотр поверхности контролируемого соединения и выявление участков, покрытых порошком;
  6. размагничивание соединения.

Данный метод характеризуется высокой чувствительностью к тонким и мелким трещинам, простотой выполнения, оперативностью и наглядностью результатов. Его широко используют для контроля продольных сварных швов конструкций, выполненных из магнитных материалов, и в частности для выявления трещин и узких (стянутых) непроваров в стыковых швах трубопроводов, полученных дуговыми способами. Для повышения чувствительности контроля часть сварного шва, выступающего над лицевой поверхностью соединения, перед испытанием целесообразно удалить.

Чувствительность метода. Чувствительность данного метода зависит от ряда факторов: размера частиц ферромагнитного порошка и способа его нанесения («сухой» или «мокрый»), напряженности приложенного намагничивающего поля, рода тока (переменный или постоянный), формы, размеров и глубины залегания дефектов, их ориентации относительно поверхности сварного соединения и направления намагничивания, состояния и формы поверхности, а также от способа намагничивания.

Ферромагнитный порошок должен иметь частицы размером 5 … 10 мкм. Для выявления глубоких дефектов применяют более крупный магнитный порошок. Для приготовления магнитных суспензий используют магнитный порошок с мелкими частицами. Кроме того, для достижения максимальной подвижности частицы магнитного порошка должны иметь правильную форму. Дополнительную подвижность частицы приобретают при наличии на них пигментного покрытия с низким коэффициентом трения.

Род тока намагничивания и способ нанесения ферромагнитного порошка, существенно не влияют на обнаружение поверхностных дефектов, но при этом они заметно сказываются на диагностике подповерхностных дефектов. Преимущество использования в этом методе постоянного тока обусловлено тем, что он создает магнитное поле, глубоко проникающее в металл. Однако сварные соединения из металла толщиной 20 мм не следует намагничивать постоянным током, так как их невозможно размагнитить после контроля.

При использовании для намагничивания переменного тока под влиянием скин-эффекта возрастают плотности тока и магнитного потока у поверхности сварного соединения, что способствует лучшему выявлению только поверхностных дефектов.

Преимущество использования «сухого» способа нанесения для обнаружения подповерхностных дефектов объясняется тем, что для перемещения ферромагнитной частицы в вязкой суспензии требуется бо́льшая сила воздействия магнитного потока, чем для перемещения той же частицы в воздухе.

С увеличением напряженности приложенного намагничивающего поля (до достижения индукции насыщения) возрастает чувствительность данного метода контроля.

При контроле магнитными методами наиболее уверенно выявляются плоскостные дефекты (трещины, непровары и несплавления), ориентированные под углом 20 … 90° к направлению магнитного потока. Дефекты округлой формы (поры, шлаковые включения и раковины) не могут создать достаточного потока рассеяния

и, как правило, при магнитном контроле обнаруживаются плохо. Практикой установлено, что магнитопорошковым методом выявляются поверхностные и подповерхностные (на глубине не более 2 мм) трещины шириной более 1 мкм, глубиной более 50 мкм и длиной не менее 0,5 мм.

Возможно также обнаружение относительно крупных дефектов (непроваров, пор, шлаковых включений и др.) с площадью сечения более 2 мм2, находящихся на глубине 5 … 6 мм от поверхности шва. С увеличением глубины залегания дефектов уменьшается скорость образования скоплений магнитного порошка, что затрудняет их обнаружение и определение типа.

Чувствительность контроля в значительной мере зависит от качества поверхности, на которую наносится суспензия или порошок. Оптимальная шероховатость поверхности сварных соединений, подвергаемых магнитопорошковому контролю, соответствует параметру Ra 2,5 … 1,25 мкм. На такой поверхности обеспечивается наивысшая чувствительность метода. Увеличение шероховатости поверхности приводит к снижению чувствительности контроля. Так если после обработки поверхность контролируемого соединения приобретает шероховатость Ra 3,2 … 2,5 мкм, то контроль в тех режимах, которые обеспечивают выявление тонких дефектов (толщиной 1 мкм), затрудняется вследствие появления фона от магнитного порошка, что требует уменьшения напряженности намагничивающего поля, а следовательно, снижает чувствительность контроля.

Читайте также:  Непровар сварного шва, что это такое и как его не допустить

Шлифованные поверхности (с шероховатостью Ra 0,32 мкм и более) из-за наличия на них бликов трудно осматривать и разбраковывать, особенно при прямом освещении лампами накаливания. Контрольный осмотр шлифованных поверхностей желательно производить в рассеянном свете или после покрытия их очень тонким (толщиной не более 15 мкм) снимающим блеск слоем краски, например нитроэмалью НЦ-25.

Если на поверхности контролируемого сварного соединения имеются резкие переходы (например, подрезы) или микронеровности, то ферромагнитный порошок скапливается не над дефектами, а на участках, содержащих такие переходы и углубления. Следовательно, в этом случае нельзя однозначно судить о наличии внутренних дефектов.

Способы намагничивания. Магнитный контроль производится либо в приложенном магнитном поле, либо при остаточной намагниченности. Первый способ применяют для обнаружения подповерхностных дефектов, расположенных на глубине более

10 мкм, а также когда сварное соединение выполнено из магнитомягкого материала (например, из стали) или имеет сложную форму и мощность дефектоскопа не позволяет намагнитить все это соединение вследствие его больших размеров. При этом контроль в приложенном магнитном поле не всегда обладает более высокой чувствительностью, чем контроль при остаточной намагниченности.

Если контроль осуществляют при остаточной намагниченности, то соединение предварительно намагничивают, а после снятия магнитного поля на его поверхность наносят ферромагнитную суспензию или порошок. Поскольку такой контроль возможен только при довольно большой остаточной намагниченности, его используют для проверки соединений из магнитотвердых материалов с коэрцитивной силой Нс > 800 А/м. Соединение, выполненное из материала с Нс < 800 А/м, проверять при остаточной намагниченности нельзя, так как над дефектом образуется слабое магнитное поле. Этот способ обладает следующими преимуществами: позволяет устанавливать соединение в любое требуемое положение для обеспечения хорошего освещения поверхности и возможности ее осмотра невооруженным глазом, а также для уменьшения вероятности прижога листовых деталей и контакта с головками дефектоскопа, так как для остаточного намагничивания ток пропускают по соединению кратковременно (в течение 0,1 … 0,5 с) с перерывами между включениями 1 … 2 с.

В практике магнитного контроля используют следующие способы намагничивания сварных соединений: комбинированный, циркулярный и полюсный. Комбинированное намагничивание производят только в приложенном магнитном поле, а циркулярное и полюсное — как в приложенном магнитном поле, так и при остаточной намагниченности.

При комбинированном намагничивании одновременно применяют два (или несколько) магнитных полей. Например, намагничивание трубы осуществляют, используя соленоид и пропуская ток через проводник, проходящий внутри этой трубы. Два намагничивающих поля складываются таким образом, чтобы силовые линии результирующего магнитного поля имели форму спирали. Результирующее поле проходит через все части объекта под различными углами, что повышает выявляемость дефектов, ориентированных в разных направлениях.

Циркулярное намагничивание применяют для обнаружения продольных дефектов (трещин, непроваров или вытянутых шлаковых включений). Выполняется такое намагничивание посредством

пропускания тока по контролируемой детали или через проводник, помещенный в имеющееся в этой детали отверстие. Циркулярное намагничивание наиболее эффективно при контроле цилиндрических деталей. Силу тока, А, пропускаемого по детали цилиндрической формы для ее намагничивания, рассчитывают по формуле

Iц = πDH,

где D — диаметр детали, см; Н — напряженность магнитного поля, А/см.

При выборе значения Н необходимо учитывать следующее: если точка Р′ начальной намагниченности (рис. 34) оказывается правее точки P максимальной относительной магнитной проницаемости, уменьшение площади поперечного сечения металла вследствие наличия дефекта вызовет увеличение магнитной индукции, а также может привести к возрастанию магнитной проницаемости и, как следствие, к уменьшению потока рассеяния. В результате дефект может оказаться не выявленным.

Наилучшие условия для обнаружения дефектов создаются в области спада кривой μ = f(Н) (точка Р′). При больших напряженностях поля Н разница между потоками рассеяния над дефектами и в окружающей среде уменьшается, что затрудняет выявление дефектов. Для возможности обнаружения большинства поверхностных дефектов в сварных соединениях из конструкционных сталей оптимальная напряженность магнитного поля на поверхности соединения в том случае, если контроль осуществляется при остаточной намагниченности, должна составлять 80 … 160 А/см.

Зависимости магнитной индукции и относительной магнитной проницаемости от напряженности магнитного поля

Рис. 34. Зависимости магнитной индукции В и относительной магнитной проницаемости μ от напряженности магнитного поля Н для ферромагнитного материала: Р, Р’ — точки, соответствующие начальной намагниченности металла и области наилучшего обнаружения дефектов

Силу тока, А, необходимую для циркулярного намагничивания пластины, определяют по формуле

Iп = 2(b + S)/H,

где b и S — соответственно ширина и толщина пластины.

Полюсное намагничивание подразделяют на продольное, поперечное и нормальное. При продольном намагничивании направление намагничивающего поля совпадает с направлением оси сварного шва. Продольное намагничивание, осуществляемое с помощью электромагнитов, постоянных магнитов или соленоидов, используют для выявления поперечных дефектов, расположенных под углом не менее 20° к продольной оси шва. При поперечном намагничивании направление вектора напряженности магнитного поля перпендикулярно продольной оси шва. Нормальное намагничивание является частным случаем продольного и поперечного намагничиваний.

Чувствительность магнитного метода контроля, осуществляемого при продольной остаточной намагниченности, существенно зависит от скорости снятия намагничивающего поля. При быстром уменьшении напряженности поля дефекты обнаруживаются уверенно, а при медленном ослаблении поля с той же исходной напряженностью дефекты не выявляются или выявляются слабо, т. е. продолжительность снижения силы тока от максимального значения до нуля не должна превышать 5 мкс.

Аппаратура и материалы. Дефектоскопы, предназначенные для осуществления магнитопорошкового метода контроля, включают в себя источник тока, устройство для подвода тока к детали, блок полюсного намагничивания (соленоиды, электромагниты), устройство для нанесения на контролируемое сварное соединение порошка или суспензии и измеритель тока (или напряженности поля). В дефектоскопах чаще всего используют циркулярный способ намагничивания, пропуская переменный ток по детали (или через стержень), и продольное намагничивание постоянным током. Для магнитопорошкового контроля обычно применяют дефектоскопы трех видов: стационарные универсальные и специализированные — передвижные и переносные.

Стационарные универсальные дефектоскопы широко используются при крупносерийном производстве разнотипных деталей. С их помощью можно контролировать детали (или партии деталей) разной конфигурации с производительностью от десятков до сотен штук в час.

В стационарных универсальных дефектоскопах можно производить намагничивание всеми известными способами (продольным, циркулярным, комбинированным). Успешно применяются несколько моделей стационарных дефектоскопов: УМДЭ-2500, ХМД-10П, МД-5 и другие, отличающиеся друг от друга родом намагничивающего тока и мощностью и предназначенные для контроля деталей разных размеров.

Из специализированных передвижных и переносных дефектоскопов серийно выпускаются модели ПМД-70 и МД-50П. Переносной магнитный дефектоскоп ПМД-70 используется для контроля сварных швов в полевых условиях. В нем реализованы полюсной продольный и циркулярный способы намагничивания. Передвижной дефектоскоп МД-50П предназначен для контроля крупногабаритных массивных конструкций, выполняемого по частям.

В качестве материала для приготовления ферромагнитных порошков в основном используют оксиды железа мелкого помола (с размером частиц 5 … 20 мкм), иногда — чистую железную окалину, получаемую при ковке и прокатке, а также стальные опилки, образующиеся при шлифовании стальных изделий. Для лучшего выявления дефектов конструкций применяют цветные ферромагнитные порошки (красный, серебристый и др.), получаемые окрашиванием темных порошков или отжигом их по специальной технологии.

Для приготовления магнитных суспензий чаще всего используются масляно-керосиновые смеси (с соотношением масла и керосина 1 : 1), на 1 л которых приходится 50 … 60 г ферромагнитного порошка. Могут применяться и водные суспензии, например мыльно-водная, в которой на 1 л воды приходится 5 … 6 г мыла, 1 г жидкого стекла и 25 … 30 г магнитного порошка.

Читайте также:  Как варить полуавтоматом нержавейку

Виды магнитного неразрушающего контроля и их технологии выполнения

Ключевая причина использования различных методов магнитного контроля – целостность проверяемых изделий. Для контроля качества сварочных соединений используют магнитопорошковый и магнитографический методы, реже применяется метод с помощью индукции.

Магнитопорошковая дефектоскопия

Контроль качества дефектов посредством магнитопорошкового метода базируется на обнаружении локальной зоны магнитного потока рассеяния над поверхностью дефекта с помощью использования ферромагнитного порошка. Возможно использование порошка в сухом виде или в жидком, в составе водной или масляной магнитной суспензии. На зону сварочного соединения наносят порошок с магнитными частицами. Далее на эти частицы порошка начинает воздействовать нелинейная сила поля (пондеромоторная), что стремится притянуть ферромагнитные частицы в область наивысшей сосредоточенности магнитных силовых линий. Вследствие этого железосодержащие частицы образуют своеобразный рисунок на поверхности внутреннего дефекта. Этот контроль можно провести только на гладких, ровных и чистых поверхностях металлов.

Варианты использования ферромагнитного порошка:

  1. На зону сварочного шва наносят ферромагнитный состав специальным распылителем.
  2. Свариваемую деталь полностью опускают в емкость с порошком.

Оба варианта допустимы как для сухого, так и для жидкого видов порошка. Данной техникой могут быть проверены сварочные швы с ферромагнитным составом, имеющие относительную магнитную проницаемость.

Сварочные дефекты, которые поддаются обнаружению магнитопорошковым способом:

  • поверхностные, с шириной от 0,002 мм и глубиной от 0,01 мм и больше;
  • подповерхностные, расположенные до 2 мм глубины;
  • внутренние, глубина более 2 мм (для расслоений или трещин с большим размером);
  • брак под немагнитным покрытием с учетом того, что толщина покрытия составляет не больше 0,25 мм.

Необходимое оборудование:

  1. Намагничивающее устройство.
  2. Ферромагнитный порошок или магнитопорошковая суспензия.
  3. Распылитель.
  4. Дефектоскоп.
  5. Тестовые образцы с браком.
  6. Размагничивающая установка.

Неразрушающий контроль качества сварочных соединений
Примерная стоимость магнитного дефектоскопа на Яндекс.маркет

Следует отметить, что для поиска подповерхностных дефектов использование порошка в сухом виде позволяет достигнуть лучших результатов по сравнению с «мокрым» видом. Это обусловлено его более высокой степенью чувствительности. Для оценки чувствительности самого порошка используются контрольные образцы деталей с разной степенью дефектов.

Магнитографический метод поиска брака

Магнитографический метод для осуществления контроля сварочных работ базируется на поиске магнитного поля рассеяния, что возникает в зоне дефекта при намагничивании детали. Из-за образовавшихся трещин или раковин место рассеяния остается зафиксированным, как отпечаток магнитных возмущений на эластичной ленте дефектоскопа. Дефектоскоп обязательно должен плотно прилегать к сварочному соединению. На магнитной ленте частицы ферромагнитного порошка остаются неподвижными, таким образом обозначая зону локализации взаимодействия магнитного характера с дефектным полем.

Магнитографический метод используется для контроля сварочных швов с толщиной до 12 мм. Данным методом возможно обнаружить так называемые макротрещины, газовую пористость, включения из шлака, сварочные непровары.

Последовательность действий контроля:

  1. Подготовка поверхности детали для осуществления контроля (удаление шлака, брызг, грязи).
  2. Плотное приложение ленты дефектоскопа на сварочное соединение.
  3. Намагничивание металла, согласно толщине сварочного шва и его свойств.
  4. Расшифровка и оценка полученных результатов с помощью считывающего устройства дефектоскопа.
  5. Размагничивание проверяемой детали.

Настройка дефектоскопов осуществляется по эталонным лентам, зафиксированным на тестовых образцах сварных швов. Место локализации дефекта и его внутренняя глубина определяются на экране-индикаторе. Форма полученного рисунка будет соответствовать области локализации дефекта, глубина расположения трещины отображается насыщенностью почернения на экране.

Магнитографическим методом лучше всего обнаруживаются дефекты плоскостного типа, такие, как трещины, несплавления металлов, сварочные непровары с максимальной глубиной залегания до 20-25 мм.

Необходимое оборудование:

  • намагничивающее устройство;
  • дефектоскопы для работы с ферромагнитной лентой;
  • переносная станция питания;
  • магнитная лента на триацетатной или лавсановой основе;
  • контрольные образцы сварочных швов;
  • размагничивающая техника.

Особенности

Магнитопорошковый контроль, как и любой другой метод контроля сварных швов, имеет свои особенности, которые нужно знать и учитывать. Так главная особенность — это невозможность проведения контроля, если деталь изготовлена не из ферримагнитных металлов. Это нужно учитывать, если вы собираетесь проводить контроль деталей из цинка или меди. Ведь такие металлы являются диамагнетиками, а значит вы просто не сможете провести качественный контроль.

Также нужно учитывать, что у данного метода контроля есть так называемый параметр чувствительности. Т.е., степень того, насколько точно будет выявлен дефект. И чувствительность зависит от многих факторов. На чувствительность влияют магнитные характеристики металла, напряженность магнитного поля, количество дефектов, их размер. Также влияет размер самой детали и ее форма. В некоторых случаях на чувствительность влияет выбранный метод нанесения ферримагнитного вещества (сухой или мокрый). Все это нужно учитывать, чтобы понять, насколько качественно пройдет контроль.

Также учтите, что с помощью магнитно-порошкового метода можно обнаружить не все дефекты. Например, вы не сможете обнаружить дефект, глубина которого менее 0,01 миллиметра. Зато вы без проблем обнаружите большие внутренние дефекты, располагающиеся на глубине более 2 миллиметров. Словом, магнитопорошковая дефектоскопия сварных швов не может использоваться как полноценный метод контроля качества, заменяющий все остальные методы. Магнитопорошковую дефектоскопию нужно использовать в связке с другими способами контроля, чтобы получить объективную картину.

Этапы проведения контроля

1. Подготовка заготовки или конструкции к процедуре.

Подготовительный процесс к проведению магнитопорошкового контроля сварных соединений состоит в очистке поверхности элемента от коррозии, загрязнений, а также от смазочных материалов и масел, если контроль выполняется посредством водной суспензии либо сухого порошка. Если поверхность элемента темного цвета и черный магнитный порошок на ней недостаточно заметен, то элемент покрывают слоем красящего состава белого оттенка.

2. Намагничивание заготовки.

Это одно из приоритетных мероприятий магнитопорошкового метода. От того, насколько верно выбран способ, направление и вид намагничивания, а также род тока, зависит чувствительность и определение недостатков.

3. Нанесение на поверхность элемента магнитного индикатора.

Лучшее решение нанесения суспензии состоит в погружении элемента в емкость, в которой суспензия тщательно перемешивается, и в постепенном извлечении из нее. Но такой способ не всегда целесообразен. Обычно суспензию наносят посредством шланга, распыления или душа.

Важно соблюсти слабый напор струи, тогда магнитный порошок остается на дефектных местах. В случае выбора сухой методики магнитопорошкового контроля данные требования касаются давления струи воздуха, посредством которой магнитный порошок наносится на элемент.

Период стекания дисперсной среды повышенной вязкости занимает больше времени, поэтому продуктивность работы контролёра сокращается.

4. Зрительный осмотр заготовки.

Расшифровка индикаторного изображения и выполнение разбраковки. Контролер обязан провести осмотр элемента после стекания с нее основной массы суспензии, когда отложения порошка становятся одинаковыми.

Детали проверяются зрительно, но в некоторых ситуациях для расшифровки типа изъянов используется профессиональная оптика. Ее настройка выполняется согласно официальной документации.

Главные процедуры магнитопорошкового контроля

МПД проводится в строгом соответствии с технологической инструкцией (картой) и руководящей документацией, актуальной для отрасли и предприятия. К таковой нормативно-технической документации относятся, например, ГОСТ Р 56512-2015, ГОСТ Р ИСО 10893-5-2016 и пр. Помимо самой методики, в НТД содержатся подробные указания о типах и характеристиках недопустимых дефектов.

В традиционном виде магнитопорошковый метод предполагает следующие этапы контроля.

  1. Подготовка. Нужно изучить технологическую карту, выбрать индикаторные материалы, аппаратуру, убедиться в надлежащем метрологическом обеспечении. Определиться со схемой и способом намагничивания, типом и величиной тока.
  2. Намагничивание. Для выявления поверхностных дефектов требуется переменный либо импульсный ток. Постоянный и выпрямленный ток эффективен как для поверхностных, так и для подповерхностных слоёв (на глубине в пределах 2 мм). Чтобы не допустить локального нагревания и возникновения прожогов, намагничивание рекомендовано проводить в прерывистом режиме. Для этого этапа магнитопорошкового контроля используются контрольные образцы (диски, стержни, пластины, шпильки и другие заготовки). С их помощью гораздо легче подобрать точную величину намагничивающего тока.
  3. Нанесение индикатора. Он должен покрывать всю исследуемую зону, включая труднодоступные ниши, глухие отверстия, пазы и пр. При использовании аэрозольных баллонов нужно следить за тем, чтобы расстояние между соплом и поверхностью составляло 200–300 мм.
  4. Осмотр. Этот этап магнитопорошкового контроля выполняется после стекания излишков индикатора. Выявленные несплошности тщательно осматривают при помощи оптических инструментов и приборов. В стационарных установках применяются автоматизированные системы расшифровки индикаторных рисунков. При ручном проведении дефектоскопии протяжённость и координаты несплошностей замеряют линейками, угольниками и кронциркулями из немагнитных материалов. По характеру индикаторного следа можно определить тип дефекта. Тонкие удлинённые линии указывают на плоскостные дефекты, округлые рисунки – на объёмные поры, включения и раковины. Если осаждение порошка не имеет чётких контуров, это служит косвенным признаком подповерхностных несплошностей. В зависимости от требований к чувствительности подбирается комбинированное освещение рабочей зоны с использованием разрядных и галогенных ламп. Для защиты от бликов предпочтительны светильники с рассеивателями и отражателями. Обязательна возможность регулировки интенсивности освещения. При работе с люминесцентными индикаторами задействуются источники ультрафиолетового излучения 2000 мкВт/кв. см и выше с длиной волны 315–400 нм.
  5. Регистрация результатов магнитопорошкового контроля. Прежде всего, вносят соответствующие записи в журнал, акт, маршрутную карту, протокол и пр. К описанию и схематическому изображению могут прилагаться дефектограммы – фото- и видеозапись индикаторного рисунка. Файлы могут быть переданы на ПК и продублированы на USB-носителе. Если того требует инструкция, на годные участки и выявленные дефекты наносят маркировку – непосредственно по поверхности объекта.
  6. Размагничивание. Остаточную намагниченность нужно убирать, так как она может спровоцировать скопление продуктов износа, мешает корректной работе электроаппаратуры и негативно влияет на последующую обработку изделия.
Читайте также:  Сварка газовых труб своими руками: как и чем выполняется, методы, оборудование и материалы

Применялся и сравнивался неразрушающий контроль сварных и паяных соединений следующих видов:

  • — визуальноизмерительный контроль (ВИК);
  • — магнитопорошковая, магнитная дефектоскопия (МПД);
  • — цветная (капиллярная) дефектоскопия (ЦД);
  • — вихретоковый контроль (ВК);
  • — ультразвуковой контроль (УК) в автоматическом и ручном режимах;
  • — радиографический контроль (РК);
  • Дополнительно были проведены металлографические исследования

Визуальноизмерительный контроль (ВИК)

При осмотре через лупу с 10 кратным увеличением (ВИК) было подтверждено наличие трещин с шириной раскрытия от 0,1 мм до 1 мм. К недостаткам данного метода следует отнести большие затраты времени и высокую степень влияния на выявляемость дефектов человеческого фактора.

Магнитная дефектоскопия (МПД) и цветная (капиллярная) дефектоскопия

Неразрушающий контроль сварных и паяных соединений методами магнитной дефектоскопии (МПД) и ЦД проводился последовательно на одних и тех же участках образцов. Были выявлены индикаторные следы, характерные для трещин в средней части сварного соединения, ориентированные вдоль сварного шва как с наружной, так и с внутренней поверхности. Установлено, что для выявления трещин в сварных соединениях, выполненных ТВЧ, предпочтительнее метод: Магнитная дефектоскопия (МПД), так как он менее требователен к качеству зачистки поверхности, более чувствителен к дефектам и требует меньших затрат на подготовку сварного соединениял(рис. 1).

Вихретоковый контроль (ВК)

Вихретоковый контроль проводился вихретоковым датчиком, встроенным в дефектоскоп УД3-103. Были зарегистрированы сигналы от всех трещин, выявленных методом МПД. Амплитуды и форма сигналов от трещин соответствовали искусственным дефектам глубиной 0,2 мм, 0,5 мм и 1,0 мм. В тоже время аналогичные по форме и амплитуде сигналы были зарегистрированы и от допустимых рисок, присущих этим объектам. Положительной стороной ВК является возможность косвенно по амплитуде сигнала определять глубину дефектов.

Ультразвуковой контроль (УК) в автоматическом и ручном режимах

Метод ультразвуковой дефектоскопии (УК) в автоматическом режиме проводился с применением установки «Скаруч». При этом были выявлены все дефекты образцов, однако трещины были классифицированы не только как плоскостные дефекты, но и как объемные и объемно-плоскостные. Недостатком метода является также невозможность определения глубины залегания дефектов.

Ультразвуковая дефектоскопия (УК) в ручном режиме проводилась совместно с эхо- и дельта- методами. Дельта метод основан на использовании дифракции на дефекте 3 (рис.2) поперечной волны от наклонного преобразователя 1 с трансформацией в продольную и приемом ее прямым преобразователем 2.

При проведении работ дельта- методом признаком дефекта в сечении шва является многократно отраженный от краев дефекта сигнал, принимаемый прямым преобразователем 2 (рис. 2, в). Этот метод обеспечивает кроме непосредственного нахождения дефекта, еще и высокую достоверность оценки его типа по различиям в форме и амплитуде сигналов от плоского и от объемного дефектов.

При контроле образцов в ручном режиме с применением совместно эхо- и дельта-методов были выявлены все дефекты на образцах (трещины на внешней и внутренней поверхности сварного соединения и сквозные трещины), причем применение дельта-метода позволило идентифицировать выявленные дефекты, как плоскостные.

Этапы магнитнопорошкового метода дефектоскопии:

  • Подготовка детали к контролю. Заключается в очистке поверхности измеряемой детали от грязи, ржавчины, различных смазочных материалов. В случаях, когда поверхность детали темная (что может затруднять диагностику) — наносят тонким слоем контрастную белую краску.
  • Намагничивание детали. Один из основных этапов контроля. От правильного выбора способа, направления и вида намагничивания, а также рода тока во многом зависит чувствительность и возможность обнаружения дефектов.
  • Нанесение магнитного индикатора. В зависимости от метода нанесения (сухой или мокрый способ измерения) используют либо сухой порошок, либо суспензию (смеси воды с антикоррозионными веществами, смеси трансформаторного масла с керосином либо в трансформаторном масле).
  • Осмотр контролируемого объекта. Изучение индикаторного рисунка. Детали изучаются визуально, в некоторых случаях могут использоваться оптические приборы с увеличением до 10x.

Преимущества магнитопорошковой дефектоскопии:

  • Расходные материалы (порошок, суспензия и др.) можно собирать и использовать повторно — низкая стоимость расходных материалов
  • Низкие требования к качеству покрытия
  • малая трудоемкость и достаточно высокая оперативность измерений

Недостатки магнитопорошковой дефектоскопии:

  • Ограничения для получения достоверного результата ( наибольшая вероятность выявления дефектов достигается в случае, когда плоскость дефекта составляет угол 90 градусов с направлением магнитного потока. С уменьшением этого угла чувствительность метода снижается, и при углах, существенно меньших 90 градусов, дефекты могут быть не обнаружены)
  • Высокое влияние состояния поверхностного слоя металла измеряемого контролируемого объекта (т.н. «зоны наклепа», где напряжения могут превышать напряжения основного металла в тысячи раз)
  • Неравномерность магнитных свойств металла
  • Снижение чувствительности метода при толщине покрытия более 100-150 мкм — могут быть выявлены дефекты размером не менее 0,15 мм
  • Выявление преимущественно поверхностных дефектов или дефектов с минимальным залеганием под поверхностью.

Основными приборами для магнитопорошкового метода дефектоскопии являются магнитопорошковые дефектоскопы (подразделяются на переносные и стационарные), переносные электромагниты и расходные материалы (аэрозоли, концентраты и суспензии). 

Способы нанесения индикатора

Для магнитно порошкового контроля применяют сухие, влажные, пастообразные индикаторы. Сухой представляет собой смесь металлических опилок мелких фракций, он наносится на поверхность в естественном состоянии, без добавления жидкостей.

Сухой метод дефектоскопии эффективен для обнаружения несплошностей, шлаковых включений на поверхности или дефектов подповерхностного типа. Для изготовления магнитопорошковых индикаторов применяют железную окалину, баббит, магнетит, другие хорошо намагничивающиеся материалы. Поле в сварной заготовке создается П-образным электромагнитом, подключенным к источнику постоянного или переменного тока силой от 300 до 600 ампер. Ферромагнитная смесь наносится из аэрозольной упаковки, рассеивается ситом, направляется грушей.

В мокрых индикаторах намагничивающиеся частички пребывают во взвешенном состоянии. Их добавляют:

  • в воду с антикоррозионными веществами;
  • раствор жидкого мыла;
  • керосин;
  • трансформаторное масло;
  • специальный концентрат на основе полимеров.

Для дефектоскопии наносят составы несколькими методами:

  • с помощью кисти;
  • погружая в суспензию;
  • поливая жидкостью исследуемую поверхность.

Мокрый способ дефектоскопии применяется для выявления поверхностных несплошностей сварных швов.

Источники

  • https://TehnoProgress.ru/magnitoporoshkovyj-metod-nerazrushaucshego-kontrolya-osobennosti/
  • https://extxe.com/1613/magnitnaja-defektoskopija-svarnyh-soedinenij/
  • https://elsvarkin.ru/texnologiya/kontrol/magnitnay-defektoskopia/
  • https://svarkaed.ru/svarka/shvy-i-soedineniya/magnitoporoshkovaya-defektoskopiya-svarnyh-shvov.html
  • https://ironcon-lab.ru/articles/magnitoporoshkoviy-kontrol/
  • https://electrod-svel.ru/tehnika-svarki/magnitoporoshkovaya-defektoskopiya-svarnyh-soedineniy.html
  • https://utepliteli-vrn.ru/shvy/magnitoporoshkovaya-defektoskopiya-svarnyh-shvov.html
  • https://alfatest.ru/support/articles/magnitoporoshkovaya-defektoskopiya/
  • https://svarkaprosto.ru/tehnologii/magnitoporoshkovaya-defektoskopiya

[свернуть]
Ссылка на основную публикацию