Магнитно-Порошковая Дефектоскопия

Феррометрич. методы магнитной структуроскопии, применяемые для определения количества ферромагнитной фазы в стали, основываются на измерении намагниченности насыщения; точность измерения тем больше, чем ближе намагниченность деталей в процессе контроля к магнитному насыщению. Только при полном насыщении имеется однозначная зависимость между интенсивностью намагниченности и количеством ферромагнитной фазы. На интенсивность намагниченности материала в меньших магнитных полях оказывают влияние также и др. мешающие факторы (напр., форма частиц и характер распределения ферромагнитной фазы). На практике обычно применяется контроль в более слабых полях; в ряде случаев для целей ферро- метрии применяются и довольно простые пермеаметрич. приборы.

Одной из важных областей магнитной дефектоскопии является измерение толщины покрытий магнитными методами. Эти методы применяются в тех случаях, когда материалы основы и покрытия резко отличаются по своим магнитным свойствам. Они используются, напр., для измерения немагнитных металлич. и неметаллич., а также слабомагнитных (никелевых) покрытий на стальных деталях. Распространены две группы магнитных толщиномеров. Приборы первой группы основаны на измерении силы притяжения постоянного магнита или сердечника электромагнита к контролируемой детали. Эта сила уменьшается с увеличением толщины слоя немагнитного (или слабомагнитного) покрытия. Сила притяжения обычно определяется по силе, необходимой для отрыва магнита (или сердечника электромагнита) от контролируемой детали, поэтому приборы, входящие в эту группу, называются «отрывными». Приборами второй группы определяется сопротивление магнитной цепи, составленной из контролируемого участка детали и сердечника электромагнита (или постоянного магнита). Величина этого сопротивления зависит от толщины покрытия; чем толще покрытие, представляющее собой немагнитный или слабомагнитный зазор между сердечником датчика и контролируемой деталью, тем больше сопротивление цепи.

Одним из приборов «отрывного» типа является магнитный толщиномер МТ2-54, представляющий собой силоизмерительный механизм, определяющий величину силы притяжения постоянного магнита к контролируемой детали. Прибор позволяет производить измерения в диапазоне от 0 до 600 мк с погрешностью, не превышающей 5% от измеряемой толщины. Действие другого магнитного толщиномера МТ-ДАЗ основано на измерении силы притяжения подвижного сердечника электромагнита к контролируемой детали. Толщина покрытия определяется по показанию гальванометра, включенного в цепь соленоида в момент отрыва сердечника; шкала гальванометра градуирована в микронах. Если в результате действия мешающих факторов показание прибора на детали без покрытия не равно нулю, то необходимо пользоваться переводным графиком с подвижной линейкой, аналогичным графику прибора МТ2-54. Магнитные методы успешно применяются для измерения толщины стенок деталей из ферромагнитных материалов. Особенно эффективны эти методы при одностороннем доступе к изделию. Применяемые в этих случаях методы прямо или косвенно связаны с измерением магнитного потока в контролируемом участке детали при намагничивании ее до технического насыщения.

В приборе Ферстера (ФРГ) датчиком является постоянный подковообразный магнит с измерительной обмоткой в средней части. При соприкосновении датчика с контролируемой деталью в результате уменьшения размагничивающего поля интенсивность намагничивания магнита увеличивается и в цепи обмотки возникает импульс тока, величина к-рого пропорциональна толщине стенки детали. В качестве измерительного прибора в этом случае использован флюксметр. Диапазон толщин, измеряемых указанным прибором, от 0 до 3 мм. В нек-рых магнитных толщиномерах датчиком является подковообразный электромагнит, питаемый переменным током промышленной частоты. Показания гальванометра, включенного в цепь вторичной (измерительной) обмотки датчика, зависят от толщины стенки контролируемой детали. В связи с сильным влиянием скин-эффекта приборы подобного типа используются при контроле стенок толщиной не более 1—1,5 мм. Для увеличения диапазона измеряемых толщин либо уменьшают частоту питающего тока (что значительно усложняет прибор), либо используют дополнительное подмагничивание контролируемого участка постоянным магнитным полем.

Магнитный метод с использованием феррозондов применяется и для измерения толщины стенок деталей из неферромагнитных материалов, однако в этом случае необходим доступ к обеим сторонам этих стенок.

В результате контроля методами магнитной дефектоскопии детали из ферромагнитных материалов приобретают остаточную намагниченность, что в ряде случаев может повести к нарушению нормальной работы изделия, в к-ром будут находиться намагниченные детали. Так, напр., намагниченность деталей может вызвать повышение девиации компаса самолета или повышенный износ в узлах трения в результате притяжения железных частиц. Поэтому после магнитного контроля необходимо производить размагничивание деталей.

Размагничивание осуществляется чаще всего путем продвижения намагниченных изделий через размагничивающие камеры (соленоиды), питаемые переменным током промышленной частоты. В случаях, когда необходимо размагничивать крупные детали (особенно намагниченные постоянным магнитным полем), используется размагничивающее поле пониженной частоты. В нек-рых дефектоскопах (напр., УМДЭ- 10 000) размагничивание крупных деталей производится путем коммутации пропускаемого по детали постоянного тока с постепенным уменьшением его величины до нуля. Метод магнитной порошковой дефектоскопии, называемый также методом магнитной суспензии, основан на выявлении нарушения целости металла по скоплению магнитного порошка около дефекта. В этих местах образуются потоки рассеяния и возникают магнитные полюса, притягивающие частички порошка. При небольшой намагниченности выявляются открытые трещины и надрывы, при намагниченности 300—500 Гс * — поверхностные плены и более глубокие волосовины. По мере увеличения намагниченности обнаруживаются более мелкие волосовины, а при намагниченности около 1000 Гс выявляются и неглубокие риски на поверхности. При намагниченности около 1500 Гс обнаруживаются волосовины и другие дефекты, не доходящие до поверхности на 1—3 мм. 
Методом магнитной дефектоскопии выявляют трещины в заклепочных и сварных швах, вальцовочных соединениях, трубных решетках и днищах барабанов котлов. 
Магнитную суспензию приготовляют путем смешения магнитного порошка и олеинового мыла с водой. Магнитный порошок получают из сухого мелкоразмолотого немагнитного железного сурика (Fe2O3), смешивая его с керосином до тестообразного состояния и прокаливая в металлическом или глиняном тигле с негерметической крышкой на кузнечном горне или в газоходе котла при 650—800° С. Полученный черный порошок магнитной окиси железа (Fe3O4) во избежание повторного окисления охлаждают и хранят без доступа свежего воздуха. Красный или желтый цвет порошка свидетельствует о недостаточном его раскислении. Такой порошок плохо притягивается магнитом; его снова смешивают с керосином и прокаливают вторично. Если нет сухого железного сурика, можно использовать тертый масляный сурик, прокалив его в тигле без добавления керосина. Получающийся порошок загрязнен маслянистой сажей, но вполне пригоден для приготовления магнитной суспензии.При приготовлении магнитной суспензии на 1 л суспензии берут 15—12 г олеинового мыла и 50—60 г магнитного порошка. Мыло растворяют в небольшом количестве горячей воды, затем добавляют магнитный порошок и тщательно все перемешивают. После этого суспензию разбавляют горячей водой до нужной консистенции. Олеиновое мыло позволяет получить однородную и устойчивую смесь порошка и воды. Иногда применяют хозяйственное мыло хорошего качества, в этом случае смесь получается менее однородной. 
Для намагничивания контролируемых участков барабанов используют обычно переменный ток 1400—1700 А напряжением 3—6 В, получаемый от сварочного или испытательного трансформатора. Поверх существующей вторичной (разомкнутой) обмотки сварочного трансформатора накладывают 3—5 витков гибкого кабеля или изолированной шинной красной меди сечением 100—240 мм2, которые образуют вторичную обмотку. К клеммам этой обмотки присоединяют гибкий изолированный кабель такого же сечения для намагничивания элементов барабана. 
Первичную обмотку трансформатора присоединяют к сети через предохранители и двухполюсный рубильник закрытого типа. Второй рубильник устанавливают вблизи трансформатора. Монтер, обслуживающий этот рубильник, должен находиться в поле зрения рабочего, стоящего у лаза барабана, или сам должен стоять у лаза. 
Сопротивление вторичной цепи должно быть минимальным. Трансформатор устанавливают возможно ближе к барабану. Длина цепи должна быть не больше 10—15 м, а число контактов — не более 4. Мощность трансформатора должна быть 8— 10 кВА. Допускается и меньшая мощность, так как при очень коротких промежутках времени включения перегрузка неопасна. Предохранители в этом случае ставят на ток, составляющий 40— 50% полного рабочего тока. Это предохраняет трансформатор от перегрузки при нахождении его по каким-либо причинам под рабочим током длительное время.