4.4.2 Магнитные суспензии

Магнитная суспензия – это взвесь магнитного или люминесцентного магнитного порошка в дисперсионной среде, содержащей смачивающие, антикоррозийные и при необходимости антивспенивающие, актикоагулирующие и другие добавки.

При контроле деталей магнитнопорошковым методом необходимо стремиться к тому, чтобы частицы суспензии осаждались над дефектом по возможности быстро и в большом количестве. В связи с этим возникает необходимость в приготовлении магнитоактивных суспензий, обеспечивающих эти требования. Магнитная суспензия – взвесь магнитных частиц в жидкой среде – прежде всего характеризуется стабильностью взвеси. Степень стабильности суспензии, подвижность частиц в дисперсной среде, размер и концентрация частиц, а также цветовой контраст между скоплением частиц и поверхностью детали определяют качество суспензии.

В большинстве случаев используются магнитные суспензии, приготовляемые в смеси керосина с маслом. Однако эти суспензии имеют недостатки: большая вязкость масла при пониженной температуре затрудняет перемещение частиц, быстрое выпадение частиц из керосина приводит к понижению концентрации частиц.

В настоящее время МП применяют водную магнитную суспензию, приготовляемую в обыкновенной воде, в которой стабильность суспензии достигается адсорбцией на частицах молекул поверхностно-активного вещества, а антикоррозионные свойства придаются внесением в воду антикоррозионных веществ.

Магнитные суспензии могут быть стабильны, когда их частицы достаточно мелки. Верхний предел используемых в суспензии частиц находится в интервале 40…60 мкм. Очень крупные частицы трудно удерживаются в состоянии суспензии и быстро выпадают в осадок. Суспензии с такими частицами имеют еще и другой серьезный недостаток: при покрытии поверхности жидкость быстро стекает с нее, и образующаяся при этом остаточная пленка становится настолько тонкой, что частицы оказываются неподвижно сидящими на поверхности детали и выстроенными в ряды, отмечающими следы стока жидкости.

В случае использования мелких частиц стекание жидкости суспензии происходит медленнее, так что частицы достаточно долго остаются подвижными и достигают рассеянных магнитных полей. Минимальный предел размера частиц, используемых в таких суспензиях, точно не определен. Можно полагать, что он приблизительно равен 1/8 мкм.

Мелкие частицы в суспензии при испытании не ведут себя как индивидуальные. Будучи однодоменными, они представляют собой готовые магнитики, которые при достаточно высокой концентрации в жидкости соединяются в цепочки, создавая тем самым как бы новые искусственно удлиненные частицы с большим магнитным моментом.

4.4.3 Нанесение магнитного индикатора

Магнитные частицы наносят на поверхность КО:

сухим способом (распыление или воздушная смесь);

мокрым способом (магнитная суспензия);

путем использования магнитогуммированной пасты.

Сухой способ (воздушная взвесь) рекомендуется применять при выявлении подповерхностных дефектов, а также дефектов под слоем немагнитного покрытия толщиной 100…200 мкм.

Магнитную суспензию наносят на контролируемую поверхность поливом, распылением или погружением объекта в ванну. Рекомендуется обеспечивать условия для стекания магнитной суспензии с контролируемой поверхности.

Магнитогуммированную пасту приготовляют и применяют в соответствии с рекомендациями поставщика.

Сухой способ. При сухом способе контроля частицы порошка встречают поверхность КО в однородном потоке («переносного облака») с минимальным движением. Именно в таком состоянии частицы должны покрывать вертикальную и наклонную поверхности.

Если порошком покрывается горизонтальная поверхность, то частицы должны высаживаться непосредственно на поверхность с сообщаемой им слабой подвижностью, осуществляемой путем легкого встряхивания или вибрирования.

Если контроль порошком производится непрерывным способом при наличии переменного или импульсного тока намагничивания, то происходящие при этом изменения в напряженности намагничивающего поля сообщают импульсные движения частицам и тем самым благоприятно влияют на формирование накоплений частиц над дефектами.

Мокрый способ. На первом этапе развития МП контроля для обнаружения дефектов в намагниченных деталях поверхность покрывалась сухим ферромагнитным порошком. Затем в 30-х годах прошлого века для контроля деталей сложной формы стал использоваться метод испытания с помощью магнитной суспензии, т. е. взвеси магнитных частиц в жидких средах: трансформаторном масле, смеси трансформаторного масла с керосином в соотношении 1:1. Во время Второй мировой войны была предложена для испытания водная магнитная суспензия. В настоящее время контроль проводится либо мокрым способом при использовании в качестве жидкой среды трансформаторного масла или обыкновенной воды, либо сухим.

Надежность контроля при мокром способе определяется совместным влиянием многих факторов как более, так и менее благоприятных. При учете влияния этих факторов необходимо руководствоваться рядом соображений. Выбранный способ должен:

• обладать наибольшей чувствительностью к очень тонким поверхностным трещинам, имеющим малое раскрытие, а также к очень мелким и тонким подповерхностным трещинам;

• обеспечивать быстрое и сплошное покрытие магнитными частицами поверхностей деталей сложной формы (магнитные частицы здесь весьма подвижны);

• быть наиболее надежным при испытании больших партий малогабаритных деталей;

• позволять легко измерять и контролировать концентрацию частиц в ванне, тем самым обеспечивая стандартность контроля;

• допускать, в случае необходимости, повторное покрытие поверхности и многократное использование ванны.

Мокрый способ дает хорошие результаты при контроле импульсной техникой намагничивания и при автоматизации процессов контроля.

Менее благоприятными факторами при испытании мокрым способом являются следующие:

• обычная магнитная суспензия обнаруживает поверхностные и подповерхностные дефекты, находящиеся на глубине десятых долей миллиметра. Для выявления глубокозалегающих внутренних дефектов необходимо использовать магнитные среды с высокой концентрацией частиц и соблюдать особую технику нанесения покрытия на поверхности;

• если деталь, испытываемая в ванне с масляной суспензией, находится под током, то от случайного искрения на детали могут возникать ожоги;

• необходимо непрерывное перемешивание для поддержания частиц в состоянии суспензии;

• требуется проверка чистоты состава ванны, чтобы устранить вредные примеси, вызывающие слипание частиц.