1.5. Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля

1.5.1. Общие положения

Магнитопорошковый контроль основан на притяжении ферромагнитных частиц силами неоднородных магнитных полей, возникающих над дефектами в намагниченной детали.

Различают два основных способа дефектоскопирования объекта контроля:

• первый предусматривает нанесение порошка на поверхность детали во время ее намагничивания;

• второй предусматривает нанесение порошка на поверхность детали, имеющую остаточную намагниченность.

При дефектоскопировании в действующем магнитном поле, достигается более высокая намагниченность детали и обеспечивается более высокая чувствительность метода.

Ферромагнитные частицы, используемые для обнаружения дефектов, имеют удлиненную форму. При попадании в магнитное поле частица становиться диполем с четко выраженными полюсами на концах.

Вдали от дефекта или при его отсутствии магнитное поле однородно, т.е. в каждой его точке напряженность Н_е одинакова по величине и направлению. Взаимодействие магнитных полюсов N и S каждой частицы с напряженностью поля образует пару сил, которая разворачивает частицу и устанавливает ее ось по направлению вектора Н_е.

Вблизи дефекта магнитное поле неоднородно. Поэтому величина напряженности у разных полюсов частицы будет различна. В результате на частицу кроме вращающей силы будет действовать пондеромоторная (магнитная) сила F_м, стремящаяся втянуть частицу в область с более высоким значением напряженности (Н_е+Н_д), что перемещает ее к дефекту, где концентрация магнитных линий наибольшая.

Совокупность действия магнитной силы F_м и силы веса частицы G образует результирующую силу F_р, под действием которой частицы порошка перемещаясь к дефекту и накапливаются у его краев. В результате образуется изображение дефекта, выявляемое при визуальном осмотре.

Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля позволяет выявлять поверхностные и подповерхностные трещины, волосины, флокены, неметаллические включения, пустоты, расслоения, закаты, дефекты сварки. Размеры выявляемых трещин: ширина раскрытия – 1 мкм и более; глубина – 10 мкм и более.

1.5.2. Магнитные порошки и суспензии

При магнитопорошковом методе в качестве индикатора применяют тонко размельченный ферромагнитный порошок. Четкость выявления дефектов в значительной мере зависит от свойств магнитного порошка, в то числе от размеров частиц, их магнитной проницаемости и коэрцитивной силы.

Одним из факторов влияющим на процесс проведение контроля является подвижность частиц порошка, которая зависит от сил трения между поверхностью контроля и частицей. В связи с этим применяют нанесение на деталь ферромагнитного порошка двумя способами:

• «сухим» способом, когда частицы находятся в воздухе и образуют воздушную взвесь;

• «мокрым» способом, когда частицы взвешены в жидкости, образуя магнитную суспензию.

При «мокром» способе силы трения значительно меньше чем при «сухом». Однако для контроля деталей с большим наклоном «мокрый» способ нанесения порошка неудобен. При «сухом» методе применяют более крупные частицы порошка, т.к. они меньше задерживаются неровностями поверхности контроля. Поэтому этот метод чаще используют для контроля литых и грубо обработанных деталей, а «мокрый» - для деталей с чистой поверхностью.

Для обеспечения необходимого контраста при контроле деталей со светлой поверхностью рекомендуется применять черный магнитный порошок, а при контроле деталей с темной поверхностью – цветные и люминесцентные порошки. Типы магнитных порошков и концентратов магнитных суспензий представлены в табл. 1 [5].

Для приготовления магнитных суспензий в качестве дисперсионной среды используются технические масла, дизельное топливо, смеси масел с дизельным топливом или керосином, воду с кондиционирующими добавками.

Таблица 1

Магнитные порошки и концентраты магнитных суспензий

Наименование и тип магнитного индикатора	Цвет	Способ нанесения	Назначение
Концентрат магнитной суспензии ДИАГМА 1100 ТУ 2662-003-41086427-97	Черный	Мокрый *	Контроль деталей со светлой поверхностью любой шероховатости
Концентрат магнитной суспензии ДИАГМА 1200 ТУ 2662-003-41086427-97	Красно-коричневый	То же	Контроль деталей с темной поверхностью любой шероховатости
Концентрат магнитной суспензии ДИАГМА 1613 ТУ 2662-003-41086427-97	Люминесцентный желто-зеленый	– « –	То же
Концентрат магнитной суспензии ДИАГМА 2623 ТУ 2662-003-41086427-97	Люминесцентный серый	– « –	– « –
Магнитный порошок ДИАГМА 0473 ТУ 2662-003-41086427-97	Зеленый	Сухой	Контроль деталей с темной поверхностью и шероховатостью Rz > 80 мкм
Магнитный порошок ДИАГМА 0400 ТУ 2662-003-41086427-97	Серый	Сухой	То же

Продолжение табл. 1

Наименование и тип магнитного индикатора	Цвет	Способ нанесения	Назначение
Порошок железный ПЖВ5-160 ГОСТ 9849-86	Темно серый	Сухой	Контроль деталей со светлой поверхностью и шероховатостью Rz > 160 мкм
Порошок железный ПЖВ5-71 ГОСТ 9849-86	Темно серый	Мокрый **	Контроль деталей со светлой поверхностью любой шероховатости
		Сухой	Контроль деталей со светлой поверхностью и шероховатостью Rz  160 мкм
Порошок магнитный ТУ 6-36-05800165-1009-93	Черный	Мокрый ***	Контроль деталей со светлой поверхностью любой шероховатости
		Сухой	Контроль деталей со светлой поверхностью и шероховатостью Rz  80 мкм
В качестве дисперсионной среды используются: * – вода; ** – трансформаторное масло, дизельное топливо, смеси масла с дизельным топливом и керосином; *** – трансформаторное масло, дизельное топливо, смеси масла с дизельным топливом и керосином, вода с кондиционирующими добавками