1.4. Магнитная проницаемость

Абсолютная магнитная проницаемость μ_а характеризует способность материала намагничиваться. Измеряется в единицах «Генри на метр»

Отношение абсолютной магнитной проницаемости μ_а к магнитной проницаемости вакуума μ_о называется относительной магнитной проницаемостью μ.

При постоянном внешнем поле относительная магнитная проницаемость вещества показывает во сколько раз возрастает индукция при замене вакуума данным веществом.

По значению μ все материалы делятся на три группы:

• диамагнетики, у которых μ на несколько тысячных долей меньше 1. К ним относятся: висмут, цинк, свинец, медь, серебро, золото, воск, большая часть солей, некоторые газы;

• парамагнетики, у которых μ на несколько тысячных долей больше 1. К таким материалам относятся: марганец, хром, платина, алюминий и др.;

• ферромагнктики, у которых μ велико, выражается сотнями, тысячами и изменяется в зависимости от интенсивности магнитного поля. К таким веществам принадлежат только четыре элемента: железо, никель, кобальт, гадолиний.

На диамагнитные вещества действует сила, выталкивающая их из неоднородного магнитного поля. Парамагнитные вещества втягиваются в неоднородное магнитное поле. В табл. 1.1 приведены значения относительной магнитной проницаемости некоторых материалов

Из таблицы видно, что значения относительной магнитной проницаемости диамагнитных и парамагнитных материалов очень мало отличаются от единицы, поэтому для практики принимают их магнитную проницаемость равной единице.

Таблица 1.1.

Значения относительной магнитной проницаемости некоторых материалов

Парамагнетики	μ	Диамагнетики	μ	Ферромагнетики	μ
Воздух	1,00000036	Висмут	0,999825	Сталь	7000
Олово	1,000001	Графит	0,999895	Пермаллой	75000
Алюминий	1,000023	Сурьма	0,999937	Ст. Э1ААБ	15400
Платина	1,000364	Серебро	0,999981	Лист. электротех. сталь	14400
Марганец	1,0037	Медь	0,999991	Никель	1120
Палладий	1,00069	Ртуть	0,999975	Кобальт	174
-	-	Цинк	0,999981	Чугун	620

Магнитный контроль применим только для деталей из ферромагнитных материалов, имеющих μ≥40 (ГОСТ 21105-87).

1.5. Способы магнитопорошкового контроля

И зависимости от магнитных свойств материала, формы и размеров контролируемой детали, наличия на ней немагнитного покрытая применяют два способа контроля:

• Способ остаточной намагниченности (СОН);

• Способ приложенного поля (СПП).

Контроль способом остаточной намагниченности заключается в последовательном выполнении следующих технологических операций (рис.1.3):

• подготовку детали к контролю;

• амагничивание детали;

• нанесение на поверхность детали магнитного индикатора (суспензии или сухого порошка);

• осмотр детали;

• расшифровку индикаторного рисунка (скоплений магнитною порошка) и определение соответствия детали техническим условиям или нормам на отбраковку;

• размагничивание и контроль размагниченности;

• удаление с детали остатков магнитного индикатора.

Контроль способом приложенного поля заключается в том, что технологические операции: намагничивание, нанесение на поверхность детали магнитного индикатора, осмотр или часть осмотра детали выполняют одновременно.

Контроль способом приложенного магнитного поля проводят в следующих случаях:

• деталь выполнена из магнито-мягкого материала, имеющего коэрцитивную силу Н_с < 9,5 А/см , например, из сталей СТ 10, СТ 20.;

• деталь имеет сложную форму или малое удлинение (отношение длины детали к ее диаметру), поэтому ее не удается намагнитить до достаточно высокой остаточной намагниченности;

• деталь контролируют с целью обнаружения подповерхностных дефектов на глубине более 0,01 мм, или дефектов, скрытых под слоем немагнитного покрытия (слоя хрома, цинка, краски толщиной более 0,03-0,05 мм);

• деталь имеет большой диаметр, а располагаемая мощность дефектоскопа недостаточна для получения требуемой силы тока для намагничивания такой детали;

• если контролируют небольшие участки крупногабаритной стали с помощью переносных электромагнитов или с применением дефектоскопов на постоянных магнитах;

• если контролируют детали с использованием электромагнитов постоянного тока.

Контроль в приложенном поле не всегда обеспечивает более высокую чувствительность, чем контроль на остаточной намагниченности. Это объясняется тем, что при контроле в приложенном поле деталей, изготовленных из сталей с ярко выраженной текстурой, порошок осаждается по волокнам металла, в местах структурной неоднородности, по следам грубой обработки поверхности, по рискам, в местах резкого изменения геометрии проверяемой поверхности, а также вследствие возможного неблагоприятного направления магнитного потока в детали. Все перечисленные факторы при выборе способа приложенного поля требуют анализа и соответствующего их учета.

Контроль способом остаточной намагниченности проводят в следующих случаях:

• деталь выполнена из магнитотвердого материала, имеющего коэрцитивную силу Н_с > 9,5 А/см;

• контроль проводят с целью выявления поверхностных дефектов (трещин, волосовин и др.);

• намагничивающее устройство позволяет создать поле напряженностью, близкую к Н_m.

Контроль на остаточной намагниченности имеет ряд существенных достоинств:

• возможность установки проверяемой детали в любое удобное положение для хорошего освещения поверхности и осмотра невооруженным глазом, с применением луп, микроскопов и других оптических приборов;

• возможность нанесения суспензии как путем полива, так и одновременным погружением нескольких деталей в ванну с суспензией;

• простота расшифровки осаждений порошка, так как при контроле способом остаточной намагниченности порошок в меньшей степени оседает по рискам, наклепу, местам грубой обработки поверхности;

• меньшая возможность перегрева деталей в местах их контакта с дисками зажимного устройства дефектоскопа, так как ток пропускают кратковременно (0,0015-2 с);

• часто обеспечивается более высокая производительность контроля.

Поэтому предпочтительнее является способ остаточной намагниченности, если нет ограничений на его применение.

Рис. 1.3. Последовательность выполнения технологических операций

магнитопорошкового контроля