Метод магнитной памяти металла

Основные практические преимущества нового метода диагностики, по сравнению с известными магнитными и другими традиционными методами неразрушающего контроля (НК), следующие:

- применение метода не требует специальных намагничивающих устройств, так как используется явление намагничивания узлов оборудования и конструкций в процессе их работы в магнитном поле земли;

- места концентрации напряжений от рабочих нагрузок, заранее не известные, определяются в процессе их контроля;

- зачистки металла и другой какой-либо подготовки контролируемой поверхности не требуется;

- для выполнения контроля по предлагаемому методу используются приборы, имеющие малые габариты, автономное питание и регистрирующие устройства;

- специальные сканирующие устройства позволяют контролировать трубопроводы, сосуды, оборудование, прокат в режиме экспресс - контроля со скоростью 100 м/час и более.

Метод МПМ является наиболее пригодным при оценке фактического напряженно-деформированного состояния. Поэтому использование нового метода диагностики наиболее эффективно для ресурсной оценки узлов оборудования.

Из анализа известных магнитных методов вытекают следующие обязательные условия их применения. Во-первых, обязательно используются намагничивающие устройства, и, во-вторых, известные магнитные методы могут применяться эффективно лишь при условии, что места концентрации напряжений и дефектов в объекте контроля заранее известны. Кроме того, известные магнитные методы контроля, как правило, требуют зачистки металла и других подготовительных операций. Очевидно, что использование традиционных магнитных методов контроля в протяжённых конструкциях и на оборудовании при таких условиях практически невозможно. Например, специально намагнитить трубную систему, общая протяжённость которой на современном энергетическом котле достигает 500 км, задача нереальная. Знать заранее места концентрации напряжений (основные источники развития повреждений) на каждой трубе котла не представляется возможным из-за влияния на их образование различных технологических, конструкционных и эксплуатационных факторов.

В то же время известно, что большинство металлоконструкций и оборудования, изготовленных из ферромагнитных материалов, под действием рабочих нагрузок подвержены "самонамагничиванию" в магнитном поле Земли.

Если в каком-то месте конструкции действует циклическая нагрузка σ и есть внешнее магнитное поле (например, поле Земли), то в этом месте происходит рост остаточной индукции и остаточной намагниченности.

С явлением "самонамагничивания" оборудования и конструкций повсеместно борются (судостроение, энергетика, шарикоподшипниковая и другие отрасли). Изучив это явление намагничивания на примере работы котельных труб, было впервые предложено использовать его для целей технической диагностики.

Метод магнитной памяти металла разработан в России. Разработчик – предприятие ООО «Энергодиагностика» (г. Москва). В настоящее время в энергетике, нефтехимии, газпроме и в других отраслях промышленности на основе метода магнитной памяти металла разработаны и применяются на практике более 40 руководящих документов и методик контроля, согласованных с Ростехнадзором и отраслевыми институтами. Приборы контроля имеют сертификаты Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии РФ.

На 57-й Ассамблее международного института сварки, которая состоялась 11-16 июля в г. Осака (Япония), принята резолюция: «Рекомендовать к принятию стандарт России РНТСО 004-03 по контролю сварных соединений с использованием метода магнитной памяти металла как международный стандарт (ISO)».

Установлено, что основными источниками внезапных усталостных повреждений рельсов, бандажей колесных пар, силовых деталей локомотивов и других изделий является наличие зон концентрации внутренних напряжений металла (зон КН), обусловленных технологией изготовления. На заводах-изготовителях рельсов и колесных пар в настоящее время отсутствуют эффективные методики и средства контроля технологических дефектов изготовления и остаточных напряжений.

Традиционные методы и средства эксплуатационного контроля (магнитные и ультразвуковые дефектоскопы) позволяют выявлять уже развитые дефекты. Эти средства контроля не обеспечивают диагностики рельсов и колесных пар на стадии предразрушения и поэтому не могут гарантировать безопасность движения на железных дорогах. Используемые при эксплуатационном контроле магнитные вагоны-дефектоскопы основаны на считывании магнитных полей рассеяния, образующихся в зоне расположения развитого дефекта при искусственном намагничивании рельса постоянным магнитным полем.

Имеется опыт экспериментального контроля методом МПМ рельсов с вагона-дефектоскопа с использованием приборно-компьютерного комплекса и датчиков, установленных над головкой рельса. Выявлены уникальные возможности нового метода диагностики: без специального намагничивания и без непосредственного контакта с контролируемой поверхностью можно выполнять экспресс-анализ состояния рельсов и определять участки, предрасположенные к повреждениям. При этом сканирование можно осуществлять со скоростью движения поезда.