Magnetická detekcia defektov: princíp činnosti a aplikácie, schéma a zariadenie defektoskopu

Magnetická alebo magnetická metóda detekcie defektov prášku sa používa na analýzu feromagnetických častí na prítomnosť defektov, ako sú povrchové trhliny alebo dutiny, ako aj cudzie inklúzie nachádzajúce sa v blízkosti kovového povrchu.

Podstatou magnetickej detekcie defektov ako metódy je fixácia rozptýleného magnetického poľa na povrch dielu v blízkosti miesta, kde je defekt vo vnútri, pričom magnetický tok dielom prechádza. Keďže na mieste závady magnetická permeabilita sa náhle zmení, potom sa siločiary magnetického poľa akoby ohýbajú okolo miesta defektu, čím udávajú jeho polohu.

Povrchové defekty alebo defekty nachádzajúce sa v hĺbke do 2 mm pod povrchom „vytlačia“ siločiary magnetického poľa za povrch dielu a na tomto mieste sa vytvorí lokálne rozptýlené magnetické pole.

Použitie feromagnetického prášku pomáha fixovať rozptýlené pole, pretože póly objavujúce sa na okrajoch defektu priťahujú jeho častice. Vzniknutá zrazenina má tvar žily, mnohonásobne väčšiu ako je veľkosť defektu. V závislosti od sily aplikovaného magnetického poľa, ako aj tvaru a veľkosti defektu sa z jeho miesta vytvorí určitá forma precipitátu.

Magnetický tok prechádzajúci cez obrobok narazí na defekt, napríklad prasklinu alebo škrupinu, mení svoju veľkosť, pretože magnetická permeabilita materiálu v tomto mieste je iné ako vo zvyšku, preto sa prach pri magnetizácii usadzuje na okrajoch oblasti defektu.

Ako magnetické prášky sa používajú prášky magnetitu alebo oxidu železa Fe2O3. Prvý má tmavú farbu a slúži na analýzu svetlých dielov, druhý má hnedočervenú farbu a slúži na zisťovanie defektov na dielcoch s tmavým povrchom.

Prášok je celkom jemný, jeho zrnitosť je od 5 do 10 mikrónov. Suspenzia na báze petroleja alebo transformátorového oleja, s pomerom 30-50 gramov prášku na 1 liter kvapaliny, umožňuje úspešne vykonávať magnetické defekty.

Pretože defekt môže byť umiestnený vo vnútri dielu rôznymi spôsobmi, magnetizácia sa vykonáva rôznymi spôsobmi. Ak chcete jasne identifikovať trhlinu umiestnenú kolmo na povrch obrobku alebo pod uhlom nie väčším ako 25 °, použite pólovú magnetizáciu časti v magnetickom páse cievky prúdom alebo umiestnite časť medzi dva póly silný permanentný magnet alebo elektromagnet.

Ak je defekt umiestnený v ostrejšom uhle k povrchu, to znamená takmer pozdĺž pozdĺžnej osi, potom je možné ho jasne identifikovať pomocou priečnej alebo kruhovej magnetizácie, pri ktorej siločiary magnetického poľa tvoria uzavreté sústredné kruhy, preto prúd prechádza priamo cez časť alebo cez nemagnetickú kovovú tyč vloženú do otvoru v časti, ktorá sa má skúšať.

Na detekciu defektov v rôznych smeroch sa používa kombinovaná magnetizácia, pri ktorej dve magnetické polia pôsobia súčasne kolmo: priečne a pozdĺžne (pól); cirkulujúci magnetizačný prúd tiež prechádza časťou umiestnenou v prúdovej cievke.

V dôsledku kombinovanej magnetizácie vytvárajú magnetické siločiary akési ohyby a umožňujú detekovať chyby v rôznych smeroch vo vnútri dielu blízko jeho povrchu. Pre kombinovanú magnetizáciu sa používa aplikované magnetické pole a pólová a kruhová magnetizácia sa používa ako v aplikovanom magnetickom poli, tak aj v magnetickom poli remanentnej magnetizácie.

Použitie aplikovaného magnetického poľa umožňuje detekovať chyby v častiach vyrobených z mäkkých magnetických materiálov, ako sú mnohé ocele, a zvyškové magnetické pole je použiteľné na tvrdé magnetické materiály, ako sú napríklad ocele s vysokým obsahom uhlíka a legované ocele.

Po zistení defektov sú diely demagnetizované o striedavé magnetické pole… Jednosmerný prúd sa teda používa priamo na proces detekcie defektov a striedavý prúd na demagnetizáciu. Magnetická defektoskopia umožňuje detekciu defektov nachádzajúcich sa nie hlbšie ako 7 mm od povrchu vyšetrovanej časti.

Na vykonanie magnetických defektov na dieloch vyrobených z neželezných a železných kovov sa hodnota požadovaného magnetizačného prúdu v aplikovanom magnetickom poli vypočíta úmerne k priemeru: I = 7D, kde D je priemer dielu v milimetroch, Ja som sila prúdu. Pre analýzu v oblasti remanentnej magnetizácie: I = 19D.

Prenosné defektoskopy typu PMD-70 majú široké využitie v priemysle.

Ide o univerzálny detektor chýb. Pozostáva z napájacej časti vrátane znižovacieho transformátora 220V až 6V s výkonom 7 kW, ako aj autotransformátor a ďalší transformátor 220V na 36V, zo spínacích, meracích, riadiacich a signalizačných zariadení, z magnetizačnej časti vrátane pohyblivého kontaktu, kontaktnej podložky, diaľkových kontaktov a cievky, z kalového kúpeľa.

Keď je spínač B zatvorený, cez kontakty K1 a K2 je prúd dodávaný do autotransformátora AT. Autotransformátor AT napája znižovací transformátor T1 220V na 6V, z ktorého sekundárneho vinutia sa privádza usmernené napätie na upínacie magnetizačné kontakty H, na ručné kontakty P a na cievku inštalovanú v upínacích kontaktoch.

Pretože transformátor T2 je zapojený paralelne s autotransformátorom, potom keď je spínač B zatvorený, prúd bude tiecť aj cez primárne vinutie transformátora T2. Signálka CL1 signalizuje, že zariadenie je pripojené k sieti, kontrolka CL2 signalizuje, že je zapnutý aj napájací transformátor T1. Prepínač P má dve možné polohy: v polohe 1 — dlhodobá magnetizácia na detekciu defektov v aplikovanom magnetickom poli, v polohe 2 — okamžitá magnetizácia vo zvyškovom magnetizačnom poli.

Podľa schémy defektoskopu PMD-70:

B — paketový spínač, K1 a K2 — kontakty magnetického štartéra, RP1 a RP2 — kontakty, P — spínač, AT — autotransformátor, T1 a T2 — znižovacie transformátory, KP — riadiaca cievka magnetického štartéra, KR — cievka medziľahlého relé , VM — magnetický spínač, SL1 a SL2 — signálne svetlá, R — ručné magnetizačné kontakty, H — magnetizačné kliešťové kontakty, M — mikrospínač, A — ampérmeter, Z — zvonček, D — dióda.

Pri prepínači P v polohe 1 sa zopne mikrospínač M, riadiaca cievka magnetického štartéra KP je pripojená k transformátoru T1, ktorého sekundárne vinutie ho napája a kontakty medzirelé RP1. Okruh sa ukáže ako uzavretý. Štartovacie zariadenie spôsobí zopnutie kontaktov K1 a K2, výkonová časť a s ňou aj magnetizačné zariadenia prijímajú energiu.

Keď je spínač P v polohe 2, cievka medzirelé KR sa zapne paralelne so štartovacou cievkou. Pri zopnutom mikrospínači sa zopne skratový kontakt, čo spôsobí zopnutie medzirelé, zatvorenie kontaktov RP2, rozopnutie kontaktov RP1, odpojenie magnetického štartéra a otvorenie kontaktov K1 a K2. Proces trvá 0,3 sekundy. Kým sa mikrospínač nezatvorí, relé zostane vypnuté, pretože skratový kontakt blokuje kontakty RP2. Po otvorení mikrospínača sa systém vráti do pôvodného stavu.

Prúd magnetizačných zariadení je možné regulovať pomocou autotransformátora AT s nastavením hodnoty prúdu od 0 do 5 kA. Pri magnetizácii zvonček vydá 3 pípnutia.Ak magnetizačný prúd preteká nepretržite, signál bude nepretržitý a signálka SL2 bude pracovať v rovnakom režime. V prípade krátkodobého napájania bude zvonček a svietidlo fungovať aj krátkodobo.