Физическая сущность метода

Если контролируемое изделие имеет, например, трещину, то, вследствие этого, магнитное поле над ней становится резко неоднородным (рис.1). Другими словами, происходит концентрация линий постоянной напряженности магнитного поля в области трещины. Это явление называют магнитной поверхностной или объемной поляризацией металла в зоне дефекта.

При нахождении ферромагнитной частицы недалеко от дефекта, указанное неоднородное магнитное поле рассеяния, возникающее на поверхности детали, оказывает на нее силовое воздействие. Под действием этих сил ферромагнитная частица ориентирует свою ось по направлению сил магнитного поля. Кроме этого, в таком поле напряженность поля у одного из полюсов частицы имеет большую величину, чем у другого, поэтому на частицу в целом, помимо вращающей силы, действует сила, втягивающая ее в область с более высокими значениями напряженности поля. При большом количестве частиц они скапливаются в области с высокими значениями напряженности, т.е. у трещины. Именно на этом свойстве поля и основан метод обнаружения поля дефекта посредством магнитного порошка. Для обнаружения трещин используют порошок, содержащий множество тонко размельченных ферромагнитных частиц, которые под действием сил поля перемещаются к дефекту и осаждаются на его краях. При этом образуется видимое изображение дефекта, которое легко обнаружить при визуальной проверке деталей. Эффективность выявления трещин зависит от способности магнитных частиц скапливаться над дефектом под воздействием магнитных полей рассеяния. При нанесении на деталь ферромагнитные частицы могут находиться в воздухе («сухой» метод) или в жидкой среде («мокрый» метод). Силы трения значительно уменьшаются в случае использования жидкой суспензии, в которой твердые ферромагнитные частицы находятся во взвешенном состоянии.

Рис. 1. Напряженность магнитного поля в области трещины

Способы намагничивания деталей

Для создания направленного магнитного потока в деталях используют продольный (полюсный) (рис. 2,а) и циркулярный (рис. 2,б) способы намагничивания. Продольное намагничивание осуществляется с помощью электромагнита или соленоида.

а)

Рис. 2. Схема намагничивания с помощью электромагнита

На ярме 3 находится намагничивающая катушка 2, соединенная с источником постоянного или переменного тока.

На участке детали, находящемся между полюсами ярма электромагнита, деталь 1 намагничивается равномерно по всей длине участка (в продольном направлении). При такой намагниченности наибольшее магнитное поле рассеяния возникает у дефектов, ориентированных перпендикулярно к линиям продольного магнитного поля. С целью обнаружения трещин, вытянутых по длине детали, последняя должна быть намагничена в поперечном направлении.

Намагничивание деталей соленоидом показано на рис. 2,б. В пределах длины соленоида и на некоторых расстояниях по обе стороны от его краев деталь намагничивается продольно. По мере удаления от соленоида продольная намагниченность детали постепенно уменьшается. В связи с этим увеличиваются минимальные размеры обнаруживаемой трещины. В рассматриваемом случае детали могут быть проверены внутри соленоида и на некоторых участках с обеих сторон от его торцов.

Циркулярное намагничивание осуществляется путем пропускания постоянного или переменного тока через деталь (рис. З,а). При этом внутри детали и вокруг нее образуется магнитное поле, деталь намагничивается циркулярным потоком магнитных силовых линий, расположенных в плоскости, перпендикулярной направлению тока, и имеющих вид замкнутых контуров.

Для контролируемой детали циркулярное магнитное поле является поперечным. Поэтому в нем наиболее велико магнитное поле рассеяния от трещин, вытянутых вдоль оси детали, т.е. от продольных трещин.

Способ циркулярного намагничивания пригоден также для контроля полых деталей, имеющих форму кольца или полого цилиндра (рис. 3,б).

Рис. 3. Циркулярное намагничивание