Разработать функциональные схемы приборов нк. Магнитный метод неразрушающего контроля.

Магнитный метод неразрушающего контроля приме­няют в основном для контроля изделий из ферромагнит­ных материалов, т.е. из материалов, которые способны существенно изменять свои магнитные характеристики под воздействием внешнего (намагничивающего) маг­нитного поля. Операция намагничивания (помещения изделия в магнитное поле) при этом виде контроля явля­ется обязательной. Съем информации может быть осу­ществлен с полного сечения образца (изделия) либо с его поверхности.

Из геометрических параметров с помощью магнитных методов наиболее часто определяют толщину немагнитных покрытий на магнитной основе, толщину стенок изделии из магнитных и немагнитных материалов.

Контроль структуры и механических свойств изде­лий осуществляют путем установления корреляционных связей между контролируемым параметром (температу­рой закалки и отпуска, твердостью и т.д.) и какой-либо магнитной характеристикой (или несколькими).

Для намагничивания деталей применяют постоянный (двухполупериодный выпрямленный, трехфазный выпрямленный), переменный, однополупериодный выпрямленный и импульсный токи.

Дефекты оптимально обнаруживаются в случае, когда направление намаг­ничивания контролируемой детали перпендикулярно направлению дефекта. Поэтому простые детали намагничивают в двух направлениях, а детали сложной формы — в нескольких направлениях.

Для создания оптимальных условий контроля применяют три способа намагничивания: циркулярное, продольное (или полюсное) и комбинированное.

Циркулярное намагничивание осуществляется при пропускании тока по контролируемой детали или через проводник (стержень), помещенный в отверстие детали. Наиболее эффективно циркулярное намагничивание деталей в форме тел вращения. При пропускании тока по деталям сложной формы вы­ступы и другие неровности могут быть не намагничены до требуемой степени. В этих местах необходимо измерять напряженность намагничивающего поля и специально следить, чтобы она достигала требуемой для контроля величины.

При циркулярном намагничивании направление магнитного потока пер­пендикулярно направлению тока, поэтому оптимально обнаруживаются дефекты, направление которых совпадает с направлением тока.

Одной из разновидностей циркулярного намагничивания является намагничивание путем индуцирования тока в контролируемой детали. Устройства для такого намагничивания представляют собой трансформатор, вторичной обмоткой которого (или частью сердечника) служит контролируемая деталь.

Продольное (полюсное) намагничивание осуществляется с помощью электромагнитов (постоянных магнитов) или соленоидов. При этом обычно деталь намагничивается вдоль своего наибольшего размера. На ее краях образуются! полюсы, создающие поле обратного направления.

Разновидностью полюсного намагничивания является поперечное намагничивание, когда деталь намагничивается в направлении меньшего размера.

Комбинированное намагничивание осуществляется при одновременном намагничивании детали двумя или несколькими изменяющимися магнитными

полями. При этом можно применять любое сочетание видов тока. При комбинированном намагничивании необходимо, чтобы суммарный вектор намагниченности поворачивался относительно оси детали хотя бы на 90° (или вращался на 360°). Это достигается в результате применения совместно продольного и циркулярного намагничиваний в использования для них токов одного вида, отличающихся по фазе (или времени включения, например, для импульсных токов), или токов разного вида с соответствующими моментами включения или; изменения их величины и направления.

По способу получения первичной информации различают следующие методы магнитного вида контроля: магнитопорошковый (МП), магнитографический (МГ), феррозондовый (ФЗ), эффект Холла (ЭХ), индукционный (И), пондеромоторный (ПМ), магниторезисторный (МР). С их помощью можно осуществить контроль: сплошности (МП, МГ, ФЗ, ЭХ, И); размеров (ФЗ, ЭХ, И, ПМ); структуры и механических свойств (ФЗ, ЭХ, И).

Из перечисленных методов только магнитопорош­ковый требует обязательного участия в контрольных операциях человека; остальные методы позволяют полу­чать первичную информацию в виде электрических сигналов, что делает возможным полную автоматизацию процессов контроля. Методы МП и МГ обнаружения несплошностей являются контактными, т.е. требуют со­прикосновения преобразователя (магнитный порошок или магнитная лента) с поверхностью изделия; при ос­тальных методах контроля съем информации осуществ­ляется бесконтактно (хотя и на достаточно близких рас­стояниях от поверхности).

С помощью магнитных методов могут быть выяв­лены закалочные и шлифовочные трещины, волосовины, закаты, усталостные трещины и другие поверхностные дефекты шириной раскрытия несколько микрометров. Такие методы, как ФЗ, ЭХ, И, МГ, можно использовать на грубых поверхностях, при этом минимальная глубина выявляемых дефектов составляет трехкратную высоту шероховатостей поверхности. В связи с необходимостью сканировать поверхность изделия методы ФЗ, ЭХ, И особенно удобно применять для контроля цилиндрических изделий. Метод МГ успешно применяют для контроля сварных швов.

Для успешного применения магнитных методов необходимо соблюдать режимы намагничивания деталей. Это возможно, если требуемая напряженность намагничивающего поля рассчитана по величине тока или измерена.

Напряженность магнитного поля можно рассчитать по величине намагничивающего тока в ограниченном числе случаев, поэтому обычно ее измеряют.

Магнитные преобразователи

В подавляющем большинстве случаев при магнитном контроле приходится иметь дело с измерением или индикацией магнитных полей вблизи поверхности изделий. Для этого применяют различные магнитные преобразователи, из которых наиболее широкое распространение получили индукционные, феррозондовые, холловские и магниторезистивные. В магнитопорошковых и магнитографических установках применяют различные порошки и ленты.

В системах магнитографического контроля в качестве преобразователей магнитных полей используют магнитные ленты, отличающиеся сравнительно большой шириной, эластичностью (для плотного прилегания к контролируемой поверхности), хорошими магнитными свойствами, обеспечивающими получение максимального уровня записи полей дефектов и отдачи при их считывании и достаточно широким температурным диапазоном (от + 50 до — 40° С).

Применяемые для магнитографического контроля двухслойные ленты со­стоят из слоя магнитного порошка, растворенного в лаке, и немагнитной основы. Основу ленты изготовляют из ацетилцеллюлозы, поливинилхлорида, полиэфи­ров или лавсана, а магнитно - активный слой — из порошка гамма-окислы железа, взве­шенного в лаке, обеспечивающего хорошую адгезию с основой, а также используют железо-кобальтовый феррит, диоксид хрома.

Для контроля деталей также применяют монолитные ленты на полиамид­ной основе.

В однослойных лентах магнитный порошок вводится непосредственно в основу (резина, полиамидные смолы). Благодаря значительной толщине магнитного слоя при записи полей рассеяния от дефектов они фиксируют больший остаточный поток и при считывании дают повышенные сигналы от полей дефектов по сравнению с двухслойными лентами. Однако эти ленты имеют и недостатки, например зна­чительное остаточное удлинение и др.

Хорошие результаты получают также при использовании специальных металлических магнитных лент, разработанных с учетом требований магнитографического контроля. Кольцо такой ленты выдерживает до 100 000 рабочих циклов без заметного ухудшения параметров носителя. Металлические ленты могут быть различной толщины и ширины. Они отличаются повышенной меха­нической прочностью, термостойкостью, хорошей отдачей.

Специально для магнитографического контроля разработаны и выпуска­ются ленты типа ДОК-1 на триацетатной основе и МК-2 на лавсановой основе.