Сущность магнитных методов испытаний заключается в том, что различные дефекты в намагниченном металле вызывают искажения магнитных силовых линий. Эти искажения появляются благодаря тому, что раковины, трещины, поры, включения и другие дефекты в металле обладают иными магнитными свойствами, чем окружающий их металл.
Для обнаружения и измерения искажений магнитных силовых линий (потока рассеяния) в промышленности используется несколько способов.
Наиболее простой способ — обнаружение дефектов компасом — заключается в том, что стрелка компаса, поднесенного к исследуемому намагниченному металлу, будет стремиться располагаться: вдоль направления силовых линий магнитного поля. Перемещая, компас вдоль металлического стержня и приблизившись к скрытому дефекту, произойдет отклонение магнитной стрелки, что укажет на наличие дефекта в этом месте.
Однако способ обнаружения дефектов с помощью компаса обладает низкой чувствительностью, что не позволяет использовать его для автоматического контроля.
Магнитная, порошковая дефектоскопия основана на том, что наличие дефекта в намагниченном металле выявляется по магнитному полю рассеяния ферро-магнитных частиц вокруг дефекта. Этот метод контроля является простым и достаточно надежным для обнаружения трещин и других дефектов как на поверхности металла, так и на небольшой глубине от нее.
Метод контроля состоит из двух этапов: намагничивания испытуемого металла и нанесения магнитных порошков. Намагничивание металла может осуществляться пропусканием электрического тока через весь исследуемый металл или необходимую часть его-или путем пропускания электрического тока через проводник, окружающий испытуемый металл (соленоид), а также с помощью магнитов.
В качестве магнитных порошков используются тонко измельченные ферромагнитные порошки, обладающие высокой магнитной проницаемостью, получаемые из отходов стали, магнетита, феррита и т. д. Порошки используют как в сухом виде, так и в виде суспензий. Перед нанесением порошков поверхность испытуемого металла очищают от окалины и ржавчины путем обработки ее пескоструйным аппаратом, проволочной щеткой или методом шлифования.
После этого в зоне поверхностного дефекта возникает парамагнитных полюсов, которые подобно маленьким магнитам задерживают магнитный порошок по контуру имеющегося дефекта, образуя его видимое изображение. При наличии поверхностных дефектов порошковые рисунки всегда получаются плотными, хорошо сцепляются с поверхностью металла и имеют резкие очертания.
Если дефект находится на некоторой глубине от поверхности, рисунки получаются менее плотными и с менее резким очертанием-контура дефекта (черт. № 184). Однако по виду рисунка легко можно установить характер дефекта и его расположение в металле. При контроле дефектов, расположенных на некоторой глубине от поверхности, пользуются сухим методом, который является более чувствительным по сравнению с мокрым (методом суспензии). Хорошие результаты получаются также, если дефект расположен на глубине не более 6 мм от поверхности.
Выбор оборудования для контроля магнитно-порошковым методом производится в зависимости от вида намагничивающего тока, условий, характера и цели испытаний, а также от типа и состояния, используемых для контроля магнитных порошков. При испытании мелких стальных изделий, закладных деталей и сварных соединений пользуются стационарным лабораторным оборудованием. В случае необходимости проверки качества сложных стальных конструкций и сварных узлов в эксплуатационных условиях используют портативные малогабаритные приборы и установки.
В настоящее время для контроля методом магнитного порошка используются магнитные дефектоскопы. Разработан передвижной магнитный дефектоскоп типа ДМП-3, состоящий из пульта питания и управления устройств намагничивания, приспособлений для намагничивания и устройств для подачи и распыления порошка.
Существуют и более универсальные магнитные дефектоскопы типа УМДЭ-10000. Кроме намагничивания исследуемого металла, этим дефектоскопом обеспечивается автоматическое регулирование и выключение тока, подача магнитной суспензии и размагничивание металла после окончания испытаний.
Разработаны также полуавтоматические и автоматические установки, в которых весь процесс испытаний и фиксация обнаруженных дефектов автоматизированы.
Некоторые виды магнитных дефектоскопов приведены в табл. 36.
Магнитные методы
черт. № 184. Схема выявления дефектов в шве с помощью магнитного порошка:
а — трещина на некоторой глубине от поверхности; б- поверхностная трещина; 1- свариваемый металл; 2 — сварной шов; 3-магнитный порошок; 4 — скрытая трещина; 5 — поверхностная трещина
