Магнитный контроль качества

Размещено на http://www.allbest.ru/

МК и МПД контроль



Магнитный контроль качества - методика, применяемая к ферромагнитным материалам.

Магнитный метод неразрушающего контроля основан на анализе взаимодействия магнитного поля с контролируемым объектом. Вследствие такого взаимодействия магнитные характеристики материала подвержены изменениям, а МПД выявляет возможные скрытые дефекты в деталях (трещины, волосовины, непровары и закаты сварных швов, пр.). По характеру взаимодействия физического поля с объектом этот вид контроля не дифференцируют: во всех случаях используют намагничивание объекта и измеряют параметры, используемые при контроле магнитными методами.

Различают следующие виды МК:

Индукционный

Магнитографический

Магниторезисторный

Феррозондовый

Индукционный

Магнитопорошковый контроль

Стоит отметить, что МК контроль, а также вышеперечисленные методы без исключения основаны на точном обнаружении всех локальных возмущений электромагнитного поля, которые происходят вследствие образования дефектов в намагниченном ферромагнетике. МК контроль предполагает намагничивание объекта, после чего протекающий по подконтрольному объекту магнитный поток, встречая несплошности в толще детали, возникающие на пути магнитных линий, образует поля рассеивания. При этом в процессе МК амплитуда и форма этих полей свидетельствует о размере, глубине и характере имеющегося дефекта.

Магнитный контроль качества способен обнаружить дефекты, имеющие следующие параметры:

Поверхностный брак, ширина раскрытия которого у поверхности составляет 0,002 мм и больше при глубине в 0,01 мм и больше;

Внутренние повреждения крупных размеров, которые лежат на глубине больше чем 2 мм;

Подверхностные, глубина расположения которых составляет не более 2 мм;

Дефекты, расположенные под покрытием (толщина немагнитного покрытия не должна превышать 0,25 мм).

Магнитные методы применяют для измерения толщины неферромагнитного покрытия на ферромагнитном основании; для дефектоскопии поверхностных и подповерхностных участков ферромагнитных материалов (магнитопорошковый метод); для получения информации о магнитной проницаемости и ее изменении в зависимости от напряженности магнитного поля (индуктивный метод).

Нужно подчеркнуть, что магнитопорошковый контроль качества является наиболее распространенным методом, благодаря простоте и легкости получения необходимого результата. Высокая чувствительность, универсальность и относительно невысокая трудоемкость МПД - свойства, которые обеспечили методу широкое применение в транспортной и других сферах промышленности.

Магнитопорошковый метод предназначен для выявления поверхностных и под поверхностных (на глубине до 1,5-2 мм) дефектов типа нарушения сплошности материала изделия: трещины, волосовины, расслоения, не проварка стыковых сварных соединений, закатов и т.д.

Магнитопорошковым методом можно контролировать изделия любых габаритных размеров и форм, если магнитные свойства материала изделия (относительная максимальная магнитная проницаемость не менее 40) позволяют намагничивать его до степени, достаточной для создания поля рассеяния дефекта, способного притянуть частицы ферромагнитного порошка.

Магнитный поток в бездефектной части изделия не меняет своего направления. Если же на пути магнитного потока встречаются участки с пониженной магнитной проницаемостью, например, дефекты в виде разрыва сплошности металла (трещины, неметаллические включения и т.д.), то часть силовых линий магнитного поля выходит из детали наружу и входит в нее обратно, при этом возникают местные магнитные полюсы (N и S) и, как следствие, магнитное поле над дефектом. Т.к. магнитное поле над дефектом неоднородно, то на магнитные частицы, попавшие в это поле, действует сила, стремящаяся затянуть частицы в место наибольшей концентрации магнитных силовых линий, то есть к дефекту. Частицы в области поля дефекта намагничиваются и притягиваются друг к другу как магнитные диполи под действием силы так, что образуют цепочные структуры, ориентированные по магнитным силовым линиям поля.

Наибольшая вероятность выявления дефектов достигается в случае, когда плоскость дефекта составляет угол 90 град. с направлением намагничивающего поля (магнитного потока). С уменьшением этого угла чувствительность снижается и при углах, существенно меньших 90 град. дефекты могут быть не обнаружены.

Чувствительность магнитопорошковой дефектоскопии МПД определяется:

магнитными характеристиками материала контролируемого изделия (магнитной индукцией (В)),

остаточной намагниченностью (Br),

максимальной магнитной проницаемостью (µmax),

коэрцитивной силой (Н0),

шероховатостью поверхности контроля,

напряженностью намагничивающего поля, его ориентацией по отношению к плоскости дефекта,

качеством дефектоскопических средств и освещенностью контролируемой поверхности.

Магнитопорошковый метод применяется практически во всех отраслях промышленности:

§ авиапромышленность

§ машиностроение

§ автомобильная промышленность

§ металлургия

§ транспорт (авиация, железнодорожный, автотранспорт)

§ судостроение

§ cтроительство (стальные конструкции, трубопроводы)

Существуют различные виды магнитопорошкового контроля:

§ «Сухой» и «мокрый» способы нанесения индикатора на контролируемый объект

§ Флуоресцентный или цветной индикатор для контроля при ультрафиолетовом УФ или дневном свете

Этапы магнитопорошкового контроля (технологические операции при магнитопорошковом контроле)

1. Подготовка детали к контролю.

Подготовка детали к магнитопорошковому контролю заключается в очистке поверхности детали от отслаивающейся ржавчины, грязи, а также от смазочных материалов и масел, если контроль проводится с помощью водной суспензии или сухого порошка. Если поверхность детали темная и черный магнитный порошок на ней плохо виден, то деталь иногда покрывают тонким просвечивающим слоем белой контрастной краски.

Подготовительные работы для обеспечения эффективности магнитопорошковой дефектоскопии:

§ Демонтажно-монтажные работы;

§ Удаление загрязнений;

§ Удаление влаги;

§ Предотвращение попадания влаги во внутренние полости деталей и изделий;

§ Удаление лакокрасочного покрытия;

§ Нанесение на поверхность детали белой краски

§ Зачистка мест электрического контакта;

§ Снятие электростатических зарядов с проверяемой детали.

2. Намагничивание детали.

Намагничивание детали является одной из основных операций контроля. От правильного выбора способа, направления и вида намагничивания, а также рода тока во многом зависит чувствительность и возможность обнаружения дефектов.

При магнитопорошковом контроле деталей применяют циркулярное, полюсное и комбинированное намагничивание.

Циркулярное намагничивание проводят:

- пропусканием тока непосредственно по детали;

- пропусканием тока по центральному проводнику;

- пропусканием тока по тороидальной обмотке;

- пропусканием тока по участку детали с применением электроконтакторов;

- возбуждением индукционного тока в детали.

Продольное (полюсное) намагничивание проводят:

- в соленоиде;

- с применением катушки

- с помощью переносного электромагнита;

- в стационарных электромагнитах;

- постоянными магнитами;

- способом «перемещения полюса магнита по объекту».

Комбинированное намагничивание (одновременное действие на проверяемую деталь двух полей) проводят:

- пропусканием тока по объекту и с применением электромагнита;

- пропусканием тока по объекту и с применением соленоида;

- пропусканием по объекту двух токов во взаимно-перпендикулярных направлениях;

- пропусканием по объекту и соленоиду токов, сдвинутых по фазе 90о.

3. Нанесение на поверхность детали магнитного индикатора (порошка или суспензии). магнитный контроль покрытие дефектоскопия

Оптимальный способ нанесения суспензии заключается в окунании детали в бак, в котором суспензия хорошо перемешана, и в медленном удалении из него. Однако этот способ не всегда технологичен. Чаще суспензию наносят с помощью аэрозоли, шланга или душа. Напор струи должен быть достаточно слабым, чтобы не смывался магнитный порошок с дефектных мест. При сухом методе контроля эти требования относятся к давлению воздушной струи, с помощью которой магнитный порошок наносят на деталь. Время стекания с детали дисперсной среды, имеющей большую вязкость (например, трансформаторного масла), относительно велико, поэтому производительность труда дефектоскописта уменьшается.

4. Осмотр детали. Расшифровка индикаторного рисунка и разбраковка.

Дефектоскопист должен осмотреть деталь после стекания с нее основной массы суспензии, когда картина отложений порошка становится неизменной.

Детали проверяют визуально, но в сомнительных случаях и для расшифровки характера дефектов применяют оптические приборы, тип и увеличение которых устанавливают по нормативным документам. Увеличение оптических средств не должно превышать x10.

Разбраковку деталей по результатам контроля должен производить опытный дефектоскопист. На рабочем месте дефектоскописта необходимо иметь фотографии дефектов или их дефектограммы (реплики с отложениями порошка, снятые с дефектных мест, с помощью клейкой ленты или другими способами), а также контрольные образцы с минимальными размерами недопустимых дефектов.

Вид и форма валиков магнитного и люминесцентного магнитного порошка во многих случаях помогают распознать нарушения сплошности.

5. Размагничивание и контроль размагниченности. Удаление с детали остатков магнитного индикатора.

Кроме намагничивания при магнитном контроле детали могут намагничиваться при электродуговой сварке, при случайном контакте с постоянным магнитом или электромагнитом и т.д. Магнитные поля не размагниченных деталей могут вызвать нежелательные последствия при дальнейшей работе. В связи с этим детали тщательно размагничивают и проверяют качество размагничивания.

Применяют 3 основных способа размагничивания:

§ Нагрев изделия до температуры точки Кюри, при которой магнитные свойства материала пропадают. Этот способ применяют крайне редко, так как при таком нагреве могут изменяться механические свойства материала детали, что в большинстве случаев недопустимо.

§ Прохождение детали через зону переменного или постоянного (с изменением направления) магнитного поля. В результате убывания магнитного поля деталь размагничивается.

§ Воздействием на деталь переменного или постоянного поля с уменьшающейся амплитудой тока от максимального значения до нуля при одновременном периодическом изменении его полярности.

Оборудование для магнитопорошкового контроля:

§ Магнитопорошковые дефектоскопы

- Стационарные магнитопорошковые дефектоскопы

- Передвижные магнитопорошковые дефектоскопы

- Переносные дефектоскопы

Универсальные ручные намагничивающие устройства (клещи)

Соленоиды, туннели, катушки размагничивания

Магнитопорошковые комплексы

Магнитопорошковая суспензия (магнитный индикатор)

§ Размагничивающие устройства

- Ручные размагничивающие устройства

- Настольные демагнитезаторы

- Стационарные установки для размагничивания

- Специальные установки для размагничивания

§ Передвижные силовые блоки

§ Размагничивающее устройство (размагничивающие установки)

§ Навесная смотровая панель (кабина)

Приборы для измерения магнитного поля (магнитометр)

§ Тест-кольцо

§ Электромагнит

§ Универсальный образец

§ Распылительный флакон для сухих порошков

§ Индикатор магнитного поля

§ Портативный металлический пульверизатор

§ Электромагнит

§ Пенетрометр по Бертольду

§ Электромагнитная катушка

§ Количественно-качественные (Q. Q. I.) индикаторы

§ Дополнительный источник освещения

§ Магнитные индикаторные полоски

§ Подковообразный постоянный магнит

§ Цифровой измеритель ультрафиолетового и видимого света

§ Намагничивающие устройства на постоянных магнитах (постоянный магнит)

§ Наборы для магнитопорошкового контроля

§ Колба для определения концентрации суспензии для магнитопорошкового контроля

§ Портативный пульверизатор

§ Ультрафиолетовый фонарь

§ Система ультрафиолетового освещения с трубчатыми лампами (Система УФ освещения)

§ Цветоконтрастный магнитный порошок

§ Суспензия на масляной основе

§ Гранулированный порошковый концентрат

§ Люминесцентный магнитный концентрат

§ Жидкий водный концентрат

§ Люминесцентный магнитный концентрат

§ Люминесцентная магнитная суспензия

§ Присадка для приготовления магнитных суспензий

§ Контрастный краситель

§ Носитель (дисперсионная среда)

Магнитопорошковый контроль нашел широкое применение в авиации, железнодорожном транспорте, химическом машиностроении, при контроле крупногабаритных конструкций, магистральных трубопроводов, объектов под водой, судостроении, автомобильной и во многих других отраслях промышленности. Магнитопорошковый метод контроля имеет высокую производительность, наглядность результатов контроля и высокую чувствительность. При правильной технологии контроля деталей этим методом обнаруживаются трещины усталости и другие дефекты в начальной стадии их появления.

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

§ Контроль на остаточной намагниченности

§ Контроль в приложенном поле.

Контроль способом приложенного поля проводят в следующих случаях:

- деталь выполнена из магнито-мягкого материала, имеющего коэрцитивную силу Нс<9,5 А/см (12 Э; 0,95 кА/м), например, из сталей ст.3, ст.10, ст.20 и др. Для измерения коэрцитивной силы используется коэрцитиметр;

- 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 детали с помощью переносных электромагнитов или с применением дефектоскопов на постоянных магнитах;

- если контролируют детали с использованием электромагнитов постоянного тока.

Контроль способом остаточной намагниченности проводят в следующих случаях:

- деталь выполнена из магнито-твердого материала, имеющего коэрцитивную силу Нс > 9,5 А/см;

- контроль проводят с целью выявления поверхностных дефектов;

- намагничивающее устройство позволяет создать поле напряженностью, близкою к Нm.

Контроль на остаточной намагниченности имеет ряд существенных преимуществ:

- возможность установки проверяемой детали в любое удобное положение для хорошего освещения поверхности и осмотра невооруженным глазом, с применение 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;

- часто обеспечивается более высокая производительность контроля.

МК контроль позволяет выявить наличие дефектов даже на ранней стадии их образования, однако это возможно лишь при грамотном применении методики

Магнитный контроль качества - методика, применяемая к ферромагнитным материалам. Магнитный контроль включает в себя измерения и анализ результатов взаимодействия электронного поля с подконтрольным объектом. Вследствие такого взаимодействия магнитные характеристики материала подвержены изменениям, а МПД выявляет возможные скрытые дефекты в деталях (трещины, волосовины, непровары и закаты сварных швов, пр.).

Различают следующие виды МК:

§ Индукционный

§ Магнитографический

§ Магниторезисторный

§ Феррозондовый

§ Индукционный

§ Магнитопорошковый контроль

Стоит отметить, что МК контроль, а также вышеперечисленные методы без исключения основаны на точном обнаружении всех локальных возмущений электромагнитного поля, которые происходят вследствие образования дефектов в намагниченном ферромагнетике. МК контроль предполагает намагничивание объекта, после чего протекающий по подконтрольному объекту магнитный поток, встречая несплошности в толще детали, возникающие на пути магнитных линий, образует поля рассеивания. При этом в процессе МК амплитуда и форма этих полей свидетельствует о размере, глубине и характере имеющегося дефекта.

Магнитный контроль качества способен обнаружить дефекты, имеющие следующие параметры:

§ Поверхностный брак, ширина раскрытия которого у поверхности составляет 0,002 мм и больше при глубине в 0,01 мм и больше;

§ Внутренние повреждения крупных размеров, которые лежат на глубине больше чем 2 мм;

§ Подверхностные, глубина расположения которых составляет не более 2 мм;

§ Дефекты, расположенные под покрытием (толщина немагнитного покрытия не должна превышать 0,25 мм).

Нужно подчеркнуть, что магнитопорошковый контроль качества является наиболее распространенным методом, благодаря простоте и легкости получения необходимого результата. Высокая чувствительность, универсальность и относительно невысокая трудоемкость МПД - свойства, которые обеспечили методу широкое применение в транспортной и других сферах промышленности.

МПД контроль предполагает следующее: на контролируемые участки детали наносят специальный магнитный порошок, используя «мокрую» или «сухую» методику нанесения. «Сухой» МПД контроль предназначен для обнаружения дефектов посредством нанесения ферромагнитного порошка, тогда как «мокрый» МПД контроль - посредством нанесения на намагниченную деталь магнитной суспензии.

МК контроль позволяет выявить наличие дефектов даже на ранней стадии их образования, однако это возможно лишь при грамотном применении методики. Магнитопорошковый контроль качества применяется к изделиям, произведенным из ферромагнитных материалов, относительная магнитная проницаемость которых составляет от 40.

ГОСТы и нормативные документы на магнитный и магнитопорошковый методы контроля:

ГОСТ 21105-87. Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод.

ГОСТ 24450-80. Контроль неразрушающий магнитный. Термины и определения.

ГОСТ 25225-82. Контроль неразрушающий. Швы сварных соединений трубопроводов. Магнитографический метод.

ГОСТ 30415-96. Сталь. Неразрушающий контроль механических свойств и микроструктуры труб. Магнитный метод.

ГОСТ Р 52005-2003. Контроль неразрушающий. Метод магнитной памяти металла. Общие требования.

Стандарты EN 1290:1998, EN 1291:1998, РД-13-05-2006.

Размещено на Allbest.ru

...