Магнитный контроль сварных швов

Магнитные методы контроля сварных швов. Магнитная дефектоскопия сварки

Содержание

  1. Сущность магнитной дефектоскопии, её методы
  2. Магнитопорошковый метод контроля (магнитопорошковая дефектоскопия)
    • Технология магнитопорошкового контроля
    • Эффективность магнитопорошковой дефектоскопии
    • Дефектоскопы для магнитопорошкового контроля
    • Видео: магнитопорошковая дефектоскопия с применением люминисцентных концентратов
  3. Магнитографический метод контроля сварных соединений
    • Технология магнитографического контроля
    • Эффективность магнитографического контроля
    • Магнитографический дефектоскоп и магнитная лента
  4. Индукционный метод контроля

Сущность магнитной дефектоскопии, её методы

Магнитная дефектоскопия — один из методов неразрушающего контроля сварки. Сущность магнитных методов контроля сварных соединений заключается в выявлении рассеянных магнитных потоков, которые появляются в намагниченных изделиях в случае присутствия в них различных дефектов. Намагниченными материалами могут служить железо, никель, кобальт и некоторые сплавы на их основе.

Намагничивание изделия можно добиться, если, пропуская ток по нему, создать вокруг изделия магнитное или электромагнитное поле. Наиболее простым способом получения магнитного потока является пропускание тока плотностью 15-20 А/мм по виткам сварочной провода, намотанного витками на изделие. Количество витков обычно составляет 3-6. Для намагничивания соединения рекомендуется применять постоянный ток.

Принцип выявления дефекта в сварном шве состоит в следующем. Магнитный поток, проходя по сварному соединению и встречая на своём пути дефект, начинает обходить его из-за того, что магнитная проницаемость дефекта значительно ниже, чем магнитная проницаемость основного металла, а электрический ток, как известно, идёт по пути наименьшего сопротивления.

В результате этого, часть силовых линий магнитного потока вытесняется дефектом на поверхность, образуя местный рассеянный магнитный поток, см. рисунок:

Магнитные потоки рассеяния могут регистрироваться разными способами. По способу регистрации методы магнитного контроля разделяются на магнитопорошковый метод контроля (магнитопорошковая дефектоскопия), магнитографический метод контроля и индукционный метод контроля.

Магнитопорошковый метод контроля (магнитопорошковая дефектоскопия)

Как следует из названия, магнитопорошковая дефектоскопия проводится с помощью магнитного порошка. Существуют два метода магнитопорошкового контроля: сухой и мокрый.

В случае сухой магнитопорошковой дефектоскопии на поверхность сварного соединения наносится сухой магнитный порошок (железные опилки, окалина и др.). В случае мокрой магнитопорошковой дефектоскопии магнитный материал наносится в виде суспензий магнитного порошка с керосином, маслом, мыльным раствором.

Под действием электромагнитных полей рассеяния, частицы порошка равномерно перемещаются по поверхности сварного соединения. Над сварными дефектами магнитный порошок скапливается в виде валиков. По форме и размерам этих валиков можно судить о форме и размерах найденного дефекта.

Технология магнитопорошкового контроля

Метод магнитопорошковой дефектоскопии включает в себя следующие технологические операции:

1. Подготовка поверхности сварного соединения к проверке. Поверхности необходимо очистить от загрязнений, окалины, сварочных брызг, наплывов и шлака после сварки.
2. Подготовка суспензии, заключающаяся в динамичном перемешивании магнитного порошка с транспортируемой жидкостью
3. Намагничивание контролируемого изделия
4. Нанесение суспензии или магнитного порошка на контролируемую поверхность
5. Осмотр контролируемой поверхности сварного соединения и определение участков, на которых присутствуют отложения порошка
6. Размагничивание сварного соединения.

Эффективность магнитопорошковой дефектоскопии

Метод магнитопорошковой дефектоскопии обладает хорошей чувствительностью к тонким и мельчайшим сварным трещинам. Он прост в исполнении, даёт наглядные результаты, и не растянут по времени.

Чувствительность магнитопорошкового метода может различаться в каждом отдельном случае. Зависит это от следующих причин:

1. Величины частиц порошка и от метода его нанесения
2. Напряжения магнитного поля, воздействующего на сварное соединение
3. Рода применяемого тока (переменный или постоянный)
4. От формы и величины дефекта, от глубины его расположения, а также от того, как дефект ориентирован в пространстве.
5. От способа и направления намагничивания соединения
6. От качества и формы контролируемой поверхности

С помощью магнитных методов контроля лучше всего обнаруживаются плоскостные дефекты: сварочные трещины, несплавления и непровары, если наибольший их габарит ориентирован под прямым углом (или близким к прямому) относительно направления магнитного потока.

Дефекты округлой формы (поры, раковины, неметаллические включения) могут не создать достаточного рассеянного потока и при контроле обнаруживаются хуже всего.

Дефектоскопы для магнитопорошкового контроля

В состав дефектоскопов для такого метода контроля входят источники тока, устройства для подведения тока к контролируемой поверхности, приборы для намагничивания поверхности (соленоиды, электромагниты), устройства для нанесения магнитного порошка или суспензии на проверяемую поверхность, измерители величины тока (или напряжённости магнитного поля).

Магнитопорошковые дефектоскопы подразделяются на стационарные, передвижные и переносные. Стационарные дефектоскопы нашли широкое применение на заводах и других предприятиях с крупносерийным выпуском различной продукции. Среди них такие модели, как УМДЭ-2500, ХМД-10П, МД-5. Такое оборудование позволяет контролировать качество сварных соединений различной формы. Они способны обеспечить высокую производительность контроля — от нескольких десятков, до нескольких сотен изделий в час.

Распространённые, серийно выпускаемые модели переносных и передвижных дефектоскопов — это ПМД-70 и МД-50П. Переносной дефектоскоп для магнитного контроля ПМД-70 широко используется для контроля сварных соединений в полевых условиях. А передвижной дефектоскоп модели МД-50П чаще всего используется для контроля массивных крупногабаритных сварных соединений по участкам.

Видео: магнитопорошковая дефектоскопия с применением люминисцентных концентратов

Магнитографический метод контроля сварных соединений

Магнитографический контроль — один из двух методов магнитного контроля. Сущность данного метода состоит в намагничивании контролируемой поверхности сварного шва и зоны термического влияния, и одновременном записывании магнитного поля на магнитную ленту. Далее, записанную на ленту информацию считывают с помощью специальных устройств, входящих в состав магнитографического дефектоскопа.

Схема магнитографического контроля показана на рисунке слева. Позиции на рисунке:

1-сварной шов;
2-дефект в сварном шве;
3-магнитная плёнка;
4-намагничивающее устройство;

Технология магнитографического контроля

Метод магнитографического контроля сварного соединения включает в себя следующие технологические операции:

1. Очистка проверяемых поверхностей от шлака, сварочных брызг и других загрязнений
2. Наложение на сварной шов размагниченной магнитной ленты и прижатие её эластичной резиновой лентой
3. Намагничивание контролируемого соединения. Намагничивание производится при оптимальных режимах, которые зависят от типа намагничивающего прибора, толщины контролируемого металла, и его магнитных свойств.
4. Расшифровка результатов дефектоскопии. Для расшифровки результатов магнитную ленту, на которую записывалось магнитное поле, помещают в считывающее устройство дефектоскопа и по сигналам на его экранах обнаруживают дефекты.

Магнитографический метод контроля применяют, в большинстве случаем, для проверки стыковых сварных швов, выполненных сваркой плавлением. Чаще всего такой контроль применяют при дефектоскопии сварных соединений магистральных трубопроводов. Максимально возможная толщина металла, которую можно контролировать данным методом, составляет 20-25мм.

Эффективность магнитографического контроля

Эффективность по выявлению дефектов у магнитографического контроля примерно такая же, как и магнитнопорошкового. Факторами, влияющими на эффективность метода, являются величина и форма сварных дефектов, а также их пространственная ориентация и глубина расположения. Влияет также считывающая способность головки дефектоскопа и записывающая способность магнитной ленты.

Магнитографическим контролем хорошо обнаруживаются плоскостные сварные дефекты (это различные трещины в металле, непровары и несплавления), а также различные цепочки неметаллических включений и шлака. Лучше всего выявляются дефекты, расположенные перпендикулярно движению магнитного потока, а хуже всего обнаруживаются те, которые имеют сферическую форму — поры, раковины и др.

Опытным путём было выяснено, что магнитографический метод контроля с очень высокой долей вероятности позволяет выявить плоскостные дефекты в том случае, если их вертикальный размер равен 8% и более от толщины сварного соединения.

На эффективность этого метода контроля существенное влияние оказывает высота сварного шва, его форма и качество поверхности. Если усиление шва удалить, то чувствительность магнитографии к вышеназванным дефектам достигает 5%. Дефекты сферической формы выявить значительно сложнее. Они выявляются в том случае, если их высота составляет 20% или более от толщины соединения.

Высокая производительность магнитографического контроля является главным его преимуществом перед магнитопорошковой дефектоскопией. Запись на магнитную ленту происходит без какой-либо подготовки, а время её считывания и воспроизведения незначительно.

Магнитографический дефектоскоп и магнитная лента

Регистратором магнитных полей при магнитографическом контроле служит специальная магнитная лента. Основой для изготовления магнитной ленты служит лавсан или триацетат с нанесёнными на них мельчайшими ферромагнитными частицами. Существуют разные типы магнитных лент, которые различаются по своим физико-механическим свойствам и могут применяться при разном температурном интервале.

Расшифровка записей, сделанных на магнитных лентах, происходит с помощью магнитографических дефектоскопов. Они различаются по способу индикации, и в зависимости от этого, делятся на дефектоскопы с импульсной и телевизионной индикацией (видеоиндикацией).

У дефектоскопа с импульсной индикацией на экране электронно-лучевой трубки отображаются импульсы. Они имеют разную амплитуду, и её величина характеризует размер дефекта в вертикальном направлении.

У дефектоскопов с видеоиндикацией магнитный рельеф полей рассеяния отображается на мониторе в виде обычной магнитограммы отдельных участков сварного соединения. Процесс отображения происходит аналогично изображению в телевизоре, отсюда данный метод индикации и получил название «телевизионного».

На практике применяются такие дефектоскопы, как МД-9, имеющие импульсный метод индикации и МД-11 с телевизионным изображением. Существуют также типы дефектоскопов, с двойной индикацией. Это наиболее совершенные приборы таких моделей как МДУ-2У, МД-10ИМ, МГК-1.

Индукционный метод контроля

В отличие от магнитопорошкового и магнитографического методов, которые основаны на обычном выявлении рассеянных магнитных потоков в зоне дефектов, индукционный метод основан на использовании рассеянных магнитных потоков с помощью специальных индукционных катушек.

В индукционных дефектоскопах для поисков дефектов предусмотрены катушки, которые одеваются на сварное соединение или размещаются на его поверхности. При этом индукционная катушка соединяется с каким-либо регистрирующим прибором (телефоном, сигнальной лампой или гальванометром).

Читайте также  Бензиновый генератор для сварочного аппарата

Сварное соединение намагничивают и катушки перемещают вдоль него. В некоторых случаях наоборот, проверяемое изделие протаскивают сквозь катушки. Когда катушка будет пересекать участок с дефектом, то в её витках, из-за изменения магнитного потока на этом участке, возникает электродвижущая сила индукции. Возникающий индукционный ток из катушки подаётся на регистрирующий прибор напрямую или через усилитель. По звуку, зажиганию сигнальной лампы или отклонению стрелки гальванометра определяют, что в этом месте находится дефект.

Недостатком индукционного метода контроля является его очень низкая чувствительность к мельчайшим дефектам, расположенным на поверхности.

Магнитный контроль как один из видов неразрушающего контроля

Термином «магнитный контроль» (сокращённое обозначение – МК) обозначают обширную группу методов, построенных на регистрации рассеянных магнитных потоков и/или изменении параметров магнитного поля, которые возникают в предварительно намагниченном объекте там, где имеются поверхностные и подповерхностные дефекты. Размеры несплошностей могут быть минимальными, в частности, глубина – от 0,01 мм. Ширина раскрытия – от 0,001 мм.

Представленный вид НК широко эффективен для дефектоскопии оборудования и трубопроводов АЭС, сосудов и аппаратов, работающих под давлением, а также различных узлов, механизмов авиационного и железнодорожного транспорта. В том числе – осей, валов, боковых рам, дисков, подшипников. Магнитный контроль – один из немногих надёжных способов для проверки состояния и расчёта ресурса стальных канатов, которыми оснащаются грузоподъёмные краны, фуникулёры, лифты и т.д. К данному виду неразрушающего контроля прибегают, когда нужно обследовать не только сварные, но также болтовые, клёпаные, паяные и прочие типы соединений.

Технология магнитопорошкового метода, например, заключается в намагничивании объекта переменным, постоянным или комбинированным полем. В местах несплошностей это приводит к возникновению полей рассеяния, которые подлежат регистрации и расшифровке. После этого выполняется размагничивание.

В контексте технического освидетельствования и мониторинга качества продукции магнитный контроль позволяет решать следующие задачи:

  • обнаружение нарушений сплошности поверхностного и подповерхностного типа – непроваров, трещин, закатов, флокенов, расслоений, волосовин, надрывов;
  • измерение потери площади сечения стальных канатов и поиск локальных дефектов;
  • определение механических свойств и микроструктуры листового, сортового, фасонного, полосового металлопроката, включая листы с немагнитными покрытиями и трубы из электротехнической, легированной, углеродистой стали. Магнитный метод контроля как одно из направлений структуроскопии регламентирован ГОСТ 30415-96;
  • измерение толщины немагнитных токопроводящих и непроводящих покрытий на ферромагнитных основаниях. При помощи МК можно измерять гальванические и лакокрасочные покрытия, включая медь, хром, пластик, ЛКМ и иные материалы;
  • проверка структурного состояния и прочностных качеств изделий и заготовок из чугуна и стали после термической обработки – закалки, отжига, нормализации, старения;
  • проверка качества сварки и наплавки;
  • измерение содержания легирующих элементов, сортировка изделий по маркам стали и т.д.

Сильные и слабые стороны магнитного контроля

1) высокая чувствительность даже к самым мелким поверхностным и приповерхностным несплошностям, недоступных, например, для обычного визуального и измерительного контроля. Особенно если использовать люминесцентные суспензии и УФ-светильники;

3) отсутствие больших финансовых затрат. Для ручного магнитного контроля не нужно дорогостоящей аппаратуры и расходников;

4) экологичность. Магнитные порошки и суспензии гораздо безопаснее для здоровья оператора, нежели индикаторные жидкости для капиллярного контроля. Сам рабочий процесс намного «чище», может обойтись без респираторов, менее требователен к вентиляции, спецодежде и пр. С транспортировкой, хранением и утилизацией дефектоскопических материалов намного меньше трудностей;

5) отличная адаптированность к полевым испытаниям. Важное достоинство магнитного метода контроля в том, что он позволяет сразу, на месте, выявить поверхностные несплошности. В том числе – на объектах сложной конфигурации, с большим радиусом кривизны, под открытым небом и т.д. Но и для цеховых условий МК подходит безупречно. В отличие от ПВК и рентгена, он не требует отдельного помещения и может проводиться даже в присутствии остального рабочего персонала, параллельно с другими технологическими процессами, а не в перерывах;

6) наглядность результатов. Это актуально для ручного способа (съёмка объекта фотоаппаратом с УФ-вспышкой) и особенно для автоматизированных установок (отображение сигналов на экране и формирование детальных отчётов).

Основные методы магнитного контроля

Самый распространённый – это, конечно же, магнитопорошковый. На объект наносят индикаторный порошок (чёрную либо цветную люминесцентную суспензию), затем намагничивают. На участках без дефектов направление частиц совпадает с направлением магнитных линий. Но при наличии несплошностей картина меняется: порошок скапливается вокруг трещины (поры, инородного включения и пр.). Полученные индикаторные следы осматривают и обозначают на поверхности маркером по металлу, а по завершении расшифровки – объект размагничивают.

Ещё одна разновидность магнитного контроля – магнитографический метод. Главная его особенность – запись магнитного поля на магнитную ленту для последующего считывания при помощи специального устройства. Технология была востребована преимущественно для стыковых сварных соединений, например, магистральных газопроводов. Допустимая толщина металлической стенки достигала 20–25 мм. Способ продуктивен для выявления плоскостных дефектов и мало эффективен для несплошностей сферической формы.

Индукционный метод магнитного контроля базируется на применении специальных катушек, создающих рассеянные магнитные потоки. Сварное соединение намагничивают, и катушку постепенно смещают вдоль его оси. В местах с несплошностями возникает индукционный ток в витках. Далее прибор считывает эти сигналы и запоминает их. Считается, что индукционный способ недостаточно чувствителен к дефектам малых размеров.

Наконец, ещё одно ответвление магнитного контроля – феррозондовый метод. Активно используется, например, в вагоноремонтных депо для диагностики надрессорных, соединительных и боковых балок, балансиров, тяговых хомутов и пр. Ключевой атрибут здесь – феррозондовый преобразователь, регистрирующий магнитные поля рассеяния. В дефектных зонах напряжённость магнитного поля резко меняется. Преобразователь фиксирует эти «скачки», преобразует градиент напряжённости в электрический сигнал и передаёт его на дефектоскоп. Феррозондовый метод реализуется при помощи феррозондового дефектоскопа способом приложенного поля или остаточной намагниченности.

Оборудование и расходники для магнитной дефектоскопии

Сообщество специалистов магнитного контроля

На форуме «Дефектоскопист.ру» зарегистрированы тысячи специалистов МК всех уровней квалификации – I, II и III. Кроме того, на нашем сайте есть преподаватели, научные сотрудники, представители фирм-поставщиков и предприятий-производителей оборудования и дефектоскопических материалов. Мы рады, что наш проект помогает коллегам обсуждать рабочие вопросы, разбираться в теории и практике, подбирать материалы, оборудование, советоваться по инструкциям и т.д.

В помощь специалистам МК в электронной библиотеке «Архиус» предусмотрен отдельный раздел с нормативной-технической документацией.

Ежедневно проект «Дефектоскопист.ру» объединяет специалистов по всей стране для обмена опытом. Чтобы присоединиться к нашему профессиональному сообществу и познать все тонкости магнитного контроля, просто зарегистрируйтесь на нашем сайте!

Магнитная дефектоскопия как метод неразрушающего контроля сварных швов и соединений

Магнитный контроль качества сварных швов относится к неразрушающим методам. Дефектоскоп проверяет готовые стыки, нахлесты. Применим ко всем видам сварных соединений. Дефектоскоп выявляет незначительные инородные включения: трещины, свищи, кусочки шлака, другие дефекты. Использование магнитных методов рассеивания полей ограничено, для магнитного контроля у металла должна быть определенная структура, способность намагничиваться. Магнитопорошковую, магнитографическую, индукционную дефектоскопию применяют только для контроля швов на ферромагнитных сплавах – углеродистых и низколегированных сталях, легированных кобальтом, цинком, марганцем.

Суть и особенности магнитной дефектоскопии

У сварных деталей ферромагнитного состава существуют внутренние молекулярные токи – электроны вращаются вокруг своей оси. Они хаотично направлены, без поля, создаваемого магнитами, взаимно компенсируются. Когда к поверхности подносят магнит, внутренние поля подстраиваются под внешние. Методы магнитной дефектоскопии регистрируют возмущения магнитного потока, они возникают в местах препятствий – пустот, на инородных включениях.

Силовые линии будут огибать зону брака в сварном шве. Меняется плотность поля.

Понятно, что несплошности, по направлению совпадающие с потоком силовых линий, выявить дефектоскопом сложно, поэтому контроль делается в нескольких направлениях, чтобы дефекты располагались перпендикулярно или под наклоном. Чем больше внутреннее препятствие, тем сильнее возмущение поля. У дефектов проницаемость в сотни раз ниже.

Принцип методов магнитной дефектоскопии заключается в намагничивании готовых соединений, глубинные изъяны в шве вытесняют силовые импульсы, создается локальное полевое рассеяние. Это изменение улавливает чувствительный дефектоскоп. Намагничивание происходит:

  • за счет пропускания постоянного тока плотностью от 15 до 20 А/мм через 3-6 витков (создается электромагнитное поле);
  • постоянным магнитом.

Дефектоскопы различаются по способу намагничивания и регистрации рассеяния поля. Каждый вид дефектоскопии сварочных швов стоит рассмотреть подробно.

Магнитопорошковый метод контроля

Небольшие частички намагничивающегося металла способны изменять пространственное положение под воздействием рассеяния поля. Суть магнитного метода контроля заключается в использовании ферромагнитного порошка:

  • в сухом виде, он рассеивается по плоской поверхности, дает самый достоверный результат;
  • в виде водной эмульсии – частички будут удерживаться под небольшим уклоном;
  • маслянистой суспензии с низкой текучестью, обволакивающей контролируемый участок (для основы используют керосин, трансформаторное масло).

Под воздействием силовых линий опилки создают определенный рисунок, в области наивысшей сосредоточенности слой частичек плотный. Контроль проводится на гладких подготовленных поверхностях с выровненным шовным валиком. Допускается определенная шероховатость в пределах чувствительности применяемого дефектоскопа.

На точность контроля влияет несколько параметров:

  • размер магнитящихся частичек;
  • вида наносимого состава;
  • способа намагничивания;
  • расположение дефектов относительно силовых линий поля;
  • качество подготовки зоны контроля;
  • виды несплошностей.
Читайте также  Подтекает вода из фитинга

Для сухого способа используют закись железа или измельченную железную окалину. Порошок наносят на металл, пользуясь распылителем или мелкофракционным сетчатым ситом. В момент наведения поля контролируемую область слегка обстукивают, делая частички подвижными. Один и тот же участок проверяют дважды для достоверности результатов.

При дуговой электросварке металлические детали намагничиваются сварочным током. Когда сохраняется сильное остаточное намагничивание, контроль магнитными порошками проводят без использования дефектоскопов.

Магнитопорошковым способом распознают различные дефекты шириной до 2 микрон на глубине до 2 мм:

  • поверхностные трещины;
  • расслоения;
  • пустоты.

Контролировать можно не только сам шов, но и область термического влияния, где велика вероятность образования внутренних растрескиваний. Для работы нужно намагничивающее устройство, магнитный дефектоскоп.

  • мобильные, для работы в полевых условиях – МД-4К или МД-6, работающие на постоянных магнитах, не требующие электропитания;
  • стационарные – ХМД-10П, МД-5, УМДЭ-2500, характеризующиеся высокой скоростью контроля сварных соединений;
  • передвижные или переносные дефектоскопы, используемые на промышленных площадках, отдаленных объектах – МД-50П, ПМД-70.

В блок намагничивания могут входить соленоиды, электромагниты, работающие от переменного тока, подключаемые к стандартной электросети. После намагничивания детали размагничиваются устройством, вмонтированным в дефектоскоп.

Магнитопорошковый контроль проводится на гладких подготовленных поверхностях с выровненным шовным валиком.

Магнитографический метод контроля

Фиксация рассеяния силовых линий создаваемого магнитного поля возможна по отпечаткам на чувствительной ленте с ферромагнитным напылением на триацетатной или лавсановой основе. Размагниченную ленту накладывают на анализируемый участок, поверхность предварительно очищают и обезжиривают. Прижатая резиновым уплотнителем пленка дефектоскопа фиксирует рассеяние поля, когда происходит намагничивание контролируемого соединения.

Магнитографический метод предусматривает плотное прилегание прибора к контролируемому участку шва, чтобы получился распознаваемый оттиск. Методика с низким порогом чувствительности, выявляет макродефекты на сварных соединениях толщиной 12–25 мм. Намагничивание происходит в соответствии с глубиной диффузного слоя, настраивается дефектоскоп по эталонным лентам, проверка проводится по тестовым образцам. Место локализации брака выявляется визуально, картинка выводится на экран-индикатор. Информация, записанная на ленту, расшифровывается считывающим устройством автоматически.

Магнитографический метод применяется в основном при риске возникновения несплошностей плоскостного вида, расположенных перпендикулярно линиям генерируемого поля. Продольные непровары, шлаковые включения обнаружить сложнее, для этого требуется опытный инспектор. Сферические пузыри, раковины определяются дефектоскопом намного реже.

Точность показаний зависит от типа ленты, плотности напыления ферромагнитных частиц, их подвижности. Магнитоленты рассчитаны на эксплуатацию в различном температурном диапазоне. Дефектоскопы оборудованы считывающими устройствами двух типов:

  • импульсные (МД-9) выводят индикацию на экран электронно-лучевой трубки с разной амплитудой, частотой, по этим показателям судят о величине и залегании дефектных образований;
  • телевизионные (МД-11) выводят на экран расплывчатое изображение дефекта, по ней проще определить рельеф несплошности.

Универсальными дефектоскопами считаются магнитные приборы контроля с двойной системой считывания показаний, это МДУ-2У, МГК-1, МД-10ИМ.

Точность показаний зависит от типа ленты, плотности напыления ферромагнитных частиц, их подвижности.

Индукционный метод контроля

Для индукционного магнитного контроля сварных швов на трубопровод или металлоконструкцию устанавливают электромагнит, работающий от переменного тока. Внутри металла формируется переменный магнитный поток, создающий переменные вихревые токи. Они рассеиваются неравномерно, если есть брак диффузного слоя. Искажение рассеяния исследуется искателем. Это небольшая индукционная катушка, оснащенная железным сердечником, встроенная в экранирующий корпус из меди или алюминия. По сути – это тот же гальванометр, соединенный с сигнальным индикатором.

Индукционный магнитный контроль используется для выявления внутренних видов брака, а наружные дефекты фиксирует хуже. Технология процесса поиска несплошностей заключается в перемещении индукционной катушки по поверхности. Двигать можно прибор и сварной шов. Индукционный дефектометр выявляет зоны брака по изменениям магнитных линий.

Индукционный ток усиливается, преобразуется в звуковой сигнал, поступающий в наушники оператора, одновременно загорается сигнальная лампа.

По громкости звука, силе свечения определяют размер дефекта. Для контроля применяют магнитные дефектоскопы серии ЭМНД с маркировкой 2, 3, 4, 6, 8, ДНМ-500, ЭДМ-66. Эффективность и чувствительность приборов подбирают по толщине исследуемых деталей. Химический состав сплава особой роли не играет. Результативность магнитных исследований внутренних участков брака высокая, пространственное положение несплошностей особой роли для контроля не играет. При отсутствии дефектов световых или звуковых сигналов дефектоскоп оператору не передает. Этот метод удобен при приемке сварочных работ.

Технология процесса поиска несплошностей заключается в перемещении индукционной катушки по поверхности.

Электромагнитная дефектоскопия необходима:

  • при монтаже трубопроводов и сосудов высокого давления;
  • создании опорных металлоконструкций, испытывающих нагрузку на изгиб, кручение;
  • сварке деталей машин и оборудования.

Любой из магнитных методов неразрушающего контроля выявляет структурный брак сварных соединений, способных стать причиной аварии, утечек, разгерметизации. Магнитные методы чаще применяют для получения предварительного результата. Окончательное заключение делается на основании лучевой диагностики.

Магнитопорошковая дефектоскопия сварных швов

Самым первым методом контроля качества сварных соединений было простейшее сравнение готового шва с так называемым эталоном. Профессионалы варили, по их мнению, качественный шов, который и называли эталонным. С ним в последствии сравнивали все остальные швы. С тех пор технологии шагнули вперед и появились более совершенные методы контроля.

Современные методы контроля качества предполагают использование приборов, которые позволяют обнаружить скрытые от глаз дефекты. Один из таких приборов — дефектоскоп для проверки сварных швов. При этом дефектоскоп может применяться при самых различных методах контроля: от радиографического до акустического. В этой статье мы расскажем, что такое магнитопорошковая дефектоскопия сварных швов и каковы особенности данного метода контроля качества.

Общая информация

Магнитопорошковая дефектоскопия сварных соединений (она же магнитно-порошковая дефектоскопия) — метод контроля качества, суть которого заключается в обнаружении магнитных полей вокруг дефекта с применением ферримагнитных веществ.

Если у детали есть какой-либо дефект, то над ним обязательно образуется магнитное поле, которое будет искажаться. Деталь изначально намагничена и магнитные линии просто огибают дефекты, встречающиеся на пути. В результате происходит искажение магнитного поля. К тому же, по краям заготовки могут образовываться магнитные полюсы, которые в свою очередь создают локальные магнитный поля. На рисунке ниже схематично изображено магнитное поле.

Вся информация об изменении магнитного поля фиксируется с помощью дефектоскопа. Чем дефект больше, тем больше рассеивание, а значит и вероятность обнаружения дефекта. А если магнитные линии располагаются под прямым углом относительно дефекта, то вероятность его обнаружения повышается.

Технология

Теперь подробнее о том, как происходит магнитопорошковая дефектоскопия сварных швов. Чтобы обнаружить дефект недостаточно иметь правильное оборудование. Нужно также использовать специальное ферримагнитное вещество. Проще говоря, магнитный порошок. Его наносят на сварное соединение с помощью сухого или мокрого метода.

При сухом методе используется обычное порошкообразное магнитное вещество. А при мокром — специальная магнитная суспензия. В данном случае суспензия — это смесь магнитного порошка и жидкости. В качестве жидкости можно использовать трансформаторное масло, его смесь с керосином, а также смесь воды с веществами, препятствующими образованию коррозии.

Нельзя однозначно сказать, какой метод лучше: сухой или мокрый. В разных ситуациях приходится выбирать разные методы, а порой и вовсе комбинировать их между собой. В любом случае, вы сможете обнаружить даже мелкие дефекты, вне зависимости от того, какое магнитное вещество будете использовать. При применении порошка или суспензии вещество просто «собирается» вокруг дефекта, образуя замысловатые рисунки, если дефектов много. Таким образом удается точно определить не только местоположение, но и размер дефекта.

Пару слов об оборудовании. Оно может быть самым разнообразным: производители предлагают компактные бюджетные модели с минимумов функций, но вы также можете купить высокотехнологичные приборы с жидкокристаллическим дисплеем и множеством настроек. Обычно дефектоскоп приобретают исходя из сферы его применения. Если контроль качества будет проводиться на выездном объекте, то важнее компактность, нежели большой функционал. А если контроль будет проводиться стационарно в цеху, то размер прибора не играет никакой роли. В таких случаях можно сделать ставку на функционал и приобрести более технологичное устройство.

Особенности

Магнитопорошковый контроль, как и любой другой метод контроля сварных швов, имеет свои особенности, которые нужно знать и учитывать. Так главная особенность — это невозможность проведения контроля, если деталь изготовлена не из ферримагнитных металлов. Это нужно учитывать, если вы собираетесь проводить контроль деталей из цинка или меди. Ведь такие металлы являются диамагнетиками, а значит вы просто не сможете провести качественный контроль.

Также нужно учитывать, что у данного метода контроля есть так называемый параметр чувствительности. Т.е., степень того, насколько точно будет выявлен дефект. И чувствительность зависит от многих факторов. На чувствительность влияют магнитные характеристики металла, напряженность магнитного поля, количество дефектов, их размер. Также влияет размер самой детали и ее форма. В некоторых случаях на чувствительность влияет выбранный метод нанесения ферримагнитного вещества (сухой или мокрый). Все это нужно учитывать, чтобы понять, насколько качественно пройдет контроль.

Также учтите, что с помощью магнитно-порошкового метода можно обнаружить не все дефекты. Например, вы не сможете обнаружить дефект, глубина которого менее 0,01 миллиметра. Зато вы без проблем обнаружите большие внутренние дефекты, располагающиеся на глубине более 2 миллиметров. Словом, магнитопорошковая дефектоскопия сварных швов не может использоваться как полноценный метод контроля качества, заменяющий все остальные методы. Магнитопорошковую дефектоскопию нужно использовать в связке с другими способами контроля, чтобы получить объективную картину.

Читайте также  Сварочные полуавтоматы проволочные бытовые

Уровни чувствительности

Выше мы упомянули чувствительность. Давайте подробнее остановимся на этой теме, поскольку понимание всей сути позволит вам лучше разобраться в теме.

Итак, согласно ГОСТу №21105-87 мы знаем, что существует всего три уровня чувствительности. Каждому уровню соответствует своя буква (уровень А, Б, В) и все они зависят от размеров дефектов.

Уровень А самый высокий, чувствительность большая. Есть возможность обнаружить дефекты размером от 2,5 микрометра. Ниже вы можете видеть более подробную таблицу с информацией о других уровнях чувствительности.

Вы можете видеть, что в таблице указана графа о максимально допустимой шероховатости. Все дело в том, что магнитопорошковая дефектоскопия сварных соединений и успешность ее проведения во многом зависят именно от параметра шероховатости поверхности детали. Есть шероховатость будет превышать допустимые значения, контроль будет менее объективным и точным. Но эту проблему можно частично исправить, если использовать порошок крупной фракции. Его нужно наносить сухим способом. Тогда появится возможность обнаружить глубокие дефекты при повышенной шероховатости поверхности детали.

Выше мы указывали, от чего зависит чувствительность данного метода контроля. Но мы не упомянули, что большое влияние оказывает подвижность частиц магнитного порошка. Важно, чтобы подвижность была высокой или выше среднего. Чтобы этого добиться нужно применять порошок с частицами разной формы. Такой порошок не будет прилипать к детали и позволит проводить более качественный контроль.

Также на чувствительность может влиять род тока, с помощью которого вы намагничиваете деталь при контроле. Мы рекомендуем устанавливать постоянный ток. Он формирует магнитное поле, способное проникать вглубь заготовки, а значит лучше обнаруживать дефекты. На изображении ниже более подробно изображен этот принцип.

Отдельно поговорим о применении сухого и мокрого метода. В своей практике мы обнаружили, что при сухом методе чувствительность существенно повышается. Это значит, что при применении сухого порошка контроль более объективен, чем при использовании суспензии. Кстати, есть свои секреты, как можно повысить чувствительность при применении сухого порошка. Профессионалы рекомендуют распылять порошок в специальном устройстве, которое затем будет подать вещество по шлангу прямо на сварное соединение.

Есть и более продвинутые способы нанесения порошка. Можно поместить деталь в специальную герметичную камеру, где порошок будет находиться во взвешенном состоянии. В таком случае саму деталь нужно погрузить в рыхлое вещество, после чего медленно и аккуратно извлечь. Чувствительность при этом будет очень высокой. Но, в силу трудоемкости этот метод применяется нечасто, хотя все же имеет право на жизнь. Особенно, если нужно провести контроль детали, изготовленной из металла, имеющего немагнитное покрытие.

Вместо заключения

Дефектоскоп — прибор, который можно применять в связке с многими методами контроля. Существует цветная дефектоскопия сварных швов, акустическая, вихретоковая, термоэлектрическая и многие другие. Но среди них всех особняком стоит магнитно-порошковая дефектоскопия, поскольку это мобильный и простой в применении метод.

С помощью магнитного дефектоскопа можно провести контроль в труднодоступных местах (в том числе на внутренней стороне детали, например, трубы), можно проводить контроль на высоте, поскольку оборудование очень компактное и легкое. Словом, преимуществ много. А вы когда-нибудь сталкивались с магнитно-порошковой дефектоскопией? Расскажите о своем опыте в комментариях. Желаем удачи в работе!

Неразрушающий контроль качества сварочных соединений с помощью магнитной дефектоскопии, технология выполнения основных магнитных методов

Магнитный контроль качества сварных швов относится к неразрушающим методам. Дефектоскоп проверяет готовые стыки, нахлесты. Применим ко всем видам сварных соединений. Дефектоскоп выявляет незначительные инородные включения: трещины, свищи, кусочки шлака, другие дефекты. Использование магнитных методов рассеивания полей ограничено, для магнитного контроля у металла должна быть определенная структура, способность намагничиваться. Магнитопорошковую, магнитографическую, индукционную дефектоскопию применяют только для контроля швов на ферромагнитных сплавах – углеродистых и низколегированных сталях, легированных кобальтом, цинком, марганцем.

Суть и особенности магнитной дефектоскопии

У сварных деталей ферромагнитного состава существуют внутренние молекулярные токи – электроны вращаются вокруг своей оси. Они хаотично направлены, без поля, создаваемого магнитами, взаимно компенсируются. Когда к поверхности подносят магнит, внутренние поля подстраиваются под внешние. Методы магнитной дефектоскопии регистрируют возмущения магнитного потока, они возникают в местах препятствий – пустот, на инородных включениях.

Силовые линии будут огибать зону брака в сварном шве. Меняется плотность поля.

Понятно, что несплошности, по направлению совпадающие с потоком силовых линий, выявить дефектоскопом сложно, поэтому контроль делается в нескольких направлениях, чтобы дефекты располагались перпендикулярно или под наклоном. Чем больше внутреннее препятствие, тем сильнее возмущение поля. У дефектов проницаемость в сотни раз ниже.

Принцип методов магнитной дефектоскопии заключается в намагничивании готовых соединений, глубинные изъяны в шве вытесняют силовые импульсы, создается локальное полевое рассеяние. Это изменение улавливает чувствительный дефектоскоп. Намагничивание происходит:

  • за счет пропускания постоянного тока плотностью от 15 до 20 А/мм через 3-6 витков (создается электромагнитное поле);
  • постоянным магнитом.

Дефектоскопы различаются по способу намагничивания и регистрации рассеяния поля. Каждый вид дефектоскопии сварочных швов стоит рассмотреть подробно.

МАГНИ́ТНЫЙ КОНТРО́ЛЬ

МАГНИ́ТНЫЙ КОНТРО́ЛЬ (маг­нит­ная де­фек­то­ско­пия), ме­тод не­раз­ру­шаю­ще­го кон­тро­ля, при­ме­няе­мый для вы­яв­ле­ния и ре­ги­ст­ра­ции де­фек­тов из­де­лий из фер­ро­маг­нит­ных ма­те­риа­лов, ко­то­рые спо­соб­ны су­ще­ст­вен­но из­ме­нять свои маг­нит­ные ха­рак­те­ри­сти­ки под воз­дей­ст­ви­ем внеш­не­го (на­маг­ни­чи­ваю­ще­го) маг­нит­но­го по­ля. М. к. ос­но­ван на ис­сле­до­ва­нии ис­ка­же­ний маг­нит­но­го по­то­ка (по­ля рас­сеи­ва­ния) в мес­те де­фек­та, имею­ще­го­ся в из­де­лии, и по­лу­че­нии его маг­нит­ных ха­рак­те­ри­стик, фор­ма и ам­пли­ту­да ко­то­рых не­сёт ин­фор­ма­цию о раз­ме­ре, глу­би­не за­ле­га­ния де­фек­та, его струк­ту­ре, хи­мич. со­ста­ве, свой­ст­вах и др.

Вы­бор ме­то­да, спо­со­ба и средств М. к. за­ви­сит от ха­рак­те­ра де­фек­та, при­чин его про­ис­хо­ж­де­ния. При оп­ре­де­ле­нии на­ру­ше­ний сплош­но­сти, вы­яв­ле­нии на­ли­чия тре­щин, не­про­ва­ров в по­верх­но­ст­ных и под­по­верх­но­ст­ных сло­ях свар­ных швов при­ме­ня­ют ме­то­ды, ос­но­ван­ные на на­маг­ни­чи­ва­нии из­де­лия пу­тём про­пус­ка­ния че­рез не­го то­ка с по­мо­щью воз­дей­ст­вия элек­тро­маг­ни­тов, со­ле­нои­дов и др. Ин­ди­ка­то­ром мо­жет слу­жить маг­нит­ный по­ро­шок на ос­но­ве ок­си­да же­ле­за (или его сус­пен­зия в мас­ле с дис­перс­но­стью час­тиц 5–10 мкм), ко­то­рый на­но­сят на по­верх­ность из­де­лия. При на­маг­ни­чи­ва­нии из­де­лия по­ро­шок осе­да­ет в мес­тах рас­по­ло­же­ния де­фек­тов (маг­ни­то­по­рош­ко­вый ме­тод). В ка­че­ст­ве ин­ди­ка­то­ра по­ля рас­сея­ния и ре­ги­ст­ра­ции де­фек­та мо­жет слу­жить маг­нит­ная лен­та, ко­то­рую на­кла­ды­ва­ют на ис­сле­дуе­мый уча­сток на­маг­ничен­но­го из­де­лия (маг­ни­то­гра­фич. ме­тод). Для ин­ди­ка­ции де­фек­та мо­жет ис­поль­зо­вать­ся пас­сив­ный ин­дук­ци­он­ный пре­об­ра­зо­ва­тель, че­рез ко­то­рый в про­цес­се об­ра­бот­ки про­дви­га­ет­ся из­де­лие (напр., ме­тал­лич. лен­та, ж.-д. рельс при про­кат­ке). Глу­бин­ные де­фек­ты про­тя­жён­но­стью до 10 мм оп­ре­де­ля­ют фер­ро­зон­дом – ма­ло­га­ба­рит­ным дат­чи­ком (ак­тив­ным пре­об­ра­зо­ва­те­лем) с сер­деч­ни­ком из маг­ни­то­мяг­ко­го ма­те­риа­ла (пер­мал­лоя) и ка­туш­кой воз­бу­ж­де­ния, по­ле ко­то­рой взаи­мо­дей­ст­ву­ет с по­лем де­фек­та. При дви­же­нии по из­де­лию в мес­те де­фек­та дат­чик ука­зы­ва­ет на из­ме­не­ние им­пуль­са то­ка (фер­ро­зон­до­вый ме­тод). Для ин­ди­ка­ции по­ля де­фек­та при­ме­ня­ют так­же пре­об­ра­зо­ва­те­ли, ра­бо­таю­щие на ос­но­ве эф­фек­та Хол­ла, и маг­ни­то­ре­зи­стор­ные, в ко­то­рых ис­поль­зу­ет­ся эф­фект из­ме­не­ния элек­трич. со­про­тив­ле­ния про­вод­ни­ка под дей­ст­ви­ем маг­нит­но­го по­ля. М. к. так­же на­хо­дит при­ме­не­ние при ис­сле­до­ва­нии струк­ту­ры, ре­жи­мов тер­мич. об­ра­бот­ки, ме­ха­нич. свойств ма­те­риа­ла (маг­нит­ная струк­ту­ро­мет­рия), тол­щи­ны (маг­нит­ная тол­щи­но­мет­рия). Со­стоя­ние и ка­че­ст­во ма­те­риа­ла оце­ни­ва­ют с по­мо­щью маг­нит­ных ха­рак­те­ри­стик, для по­лу­че­ния ко­то­рых ис­поль­зу­ют спец. при­бо­ры (напр., фер­ри­то­мет­ры, ко­эр­ци­ти­мет­ры, маг­нит­ные ана­ли­за­то­ры). При из­ме­ре­нии тол­щи­ны из­де­лий и фер­ро­маг­нит­ных по­кры­тий (до со­тен мкм с по­греш­но­стью, не пре­вы­шаю­щей 1–10 мкм) при­ме­ня­ют при­бо­ры, ос­но­ван­ные на пон­де­ро­мо­тор­ном дей­ст­вии, за­клю­чаю­щем­ся в из­ме­ре­нии си­лы при­тя­же­ния (от­ры­ва) по­сто­ян­но­го маг­ни­та или элек­тро­маг­ни­та к по­верх­но­сти, к ко­то­рой он при­жат, ли­бо на из­ме­ре­нии (с по­мо­щью дат­чи­ков Хол­ла, фер­ро­зон­дов) на­пря­жён­но­сти маг­нит­но­го по­ля в маг­ни­то­про­во­де, ус­та­нов­лен­ном на кон­тро­ли­руе­мой по­верх­но­сти. По­сле окон­ча­ния кон­тро­ля из­де­лия под­вер­га­ют раз­маг­ни­чи­ва­нию. Чув­ст­ви­тель­ность ме­то­дов М. к. за­ви­сит от маг­нит­ных ха­рак­те­ри­стик ма­те­риа­лов, при­ме­няе­мых ин­ди­ка­то­ров, ре­жи­мов на­маг­ни­чи­ва­ния из­де­лий, чис­то­ты кон­тро­ли­руе­мой по­верх­но­сти.

Магнитопорошковый метод контроля

Небольшие частички намагничивающегося металла способны изменять пространственное положение под воздействием рассеяния поля. Суть магнитного метода контроля заключается в использовании ферромагнитного порошка:

  • в сухом виде, он рассеивается по плоской поверхности, дает самый достоверный результат;
  • в виде водной эмульсии – частички будут удерживаться под небольшим уклоном;
  • маслянистой суспензии с низкой текучестью, обволакивающей контролируемый участок (для основы используют керосин, трансформаторное масло).

Под воздействием силовых линий опилки создают определенный рисунок, в области наивысшей сосредоточенности слой частичек плотный. Контроль проводится на гладких подготовленных поверхностях с выровненным шовным валиком. Допускается определенная шероховатость в пределах чувствительности применяемого дефектоскопа.


Схема магнитопорошкового метода контроля

На точность контроля влияет несколько параметров:

  • размер магнитящихся частичек;
  • вида наносимого состава;
  • способа намагничивания;
  • расположение дефектов относительно силовых линий поля;
  • качество подготовки зоны контроля;
  • виды несплошностей.

Материалы для магнитопорошковой дефектоскопии производства ЭЛИТЕСТ® Россия

Производство дефектоскопических материалов для магнитопорошкового контроля. Магнитный порошок, готовая магнитная суспензия и основа для её приготовления, грунтовочная краска — расходные материалы для магнитопорошковой дефектоскопии, выпускаемые в России под торговой маркой ЭЛИТЕСТ® можно приобрести у наших дилеров.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: