Способы магнитного дефектоскопирования деталей

Магнитный контроль в зависимости от физико-химических свойств ОК, его формы и размеров, типа и расположения искомых дефектов, а также мощности намагничивающих устройств, с точки зрения воздействия магнитного поля на ОК, проводят способом приложенного магнитного поля (СПП) или способом остаточной намагниченности (СОН). Контроль в приложенном поле заключается в том, что деталь намагничивают и одновременно контролируют, при СОН ОК вначале намагничивают, затем устраняют намагничивающее поле и только после этого начинают контроль.

Например, при магнитопорошковом контроле технология СОН включает в себя следующие последовательные операции: подготовку детали, намагничивание, нанесение порошка (суспензии) после прекращения намагничивания, осмотр, разбраковку (расшифровку результатов), размагничивание и контроль размагниченности. При контроле СПП предусматриваются те же операции, но магнитный индикатор наносят перед намагничиванием или во время его. При этом индикаторные рисунки дефектов образуются в процессе намагничивания. Сначала прекращают нанесение индикатора на объект, за-тем – намагничивание. Осмотр контролируемой поверхности проводят при намагничивании и (или) после его прекращения.

При контроле СПП достигаются высокие значения намагниченности деталей, вплоть до насыщения, и, следовательно, тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля рассеяния над дефектами. Это повышает выявляемость дефектов данным способом, но не всегда. Сильное магнитное поле, действующее на ОК, воздействует также и на первичный магнитный преобразователь, создавая мощную помеху, что затрудняет контроль. Например, при МПК на деталях, изготовленных из сталей с выраженной текстурой, с литой или грубообработанной поверхностью, порошок осаждается по волокнам металла, в местах структурной неоднородности, по следам обработки инструментами, это снижает чувствительность контроля.

В СПП контролируют объекты из материалов с малой индукцией насыщения – детали из магнитомягких, малоуглеродистых сталей, обладающих значениями В_r менее 0,6 Тл и коэрцитивной силы Н_с менее 800 А/м. Например, оси колесных пар, детали автосцепки и тормозной системы и т.д. дефектоскопируют в приложенном переменном магнитном поле при продольном намагничивании магнитопорошковым методом. Явление поверхностного эффекта, проявляющееся при этом, способствует лучшему выявлению поверхностных трещин: магнитный поток концентрируется в поверхностном слое металла, увеличивая магнитное поле рассеяния над дефектом. Сложности возникают при контроле коротких деталей, например стопорных планок, гаек, клиньев, когда появляется размагничивающее поле, нарушающее параллельность магнитных линий и ухудшающее условие обнаружения дефектов.

Контроль СОН применяют для деталей из термически обработанных конструкционных сталей. Магнитные свойства этих металлов должны характеризоваться значениями: В_r > (0,6 – 0,8) Тл, Н_с > (800 – 1000) А/м. Контроль СОН используется в случае обнаружения трещин в роликах и кольцах буксовых подшипников магнитопорошковым методом, в боковых рамах и надрессорных балках – феррозондовый. Вследствие малой индукции насыщения у отдельных деталей при этом способе снижается чувствительность контроля, однако здесь исключено мешающее влияние намагничивающего поля, что частично компенсирует потерю чувствительности. Контроль СОН дает следующие преимущества: возможность установки детали в любое положение для выбора лучшего освещения и удобного осмотра; нанесение суспензии как путем полива, так и окунанием в ванне с суспензией одновременно ряда деталей не только непосредственно за операцией намагничивания, но и спустя несколько часов; меньшую вероятность появления ложных отложений порошка в местах грубой обработки поверхности, наклепа, в рисках и т. д.; простоту расшифровки результатов контроля; возможность контроля в условиях, если отсутствуют источники питания электромагнитов; улучшение безопасности труда. Все это свидетельствует о более высокой технологичности СОН.

Способ контроля выбирают в зависимости от магнитных свойств материала проверяемого объекта. В этих целях выполняют следующие операции: определяют марку материала проверяемого объекта, используя техническую документацию на его изготовление; вычисляют значение коэрцитивной силы Н_с и остаточной индукции В_r материала объекта, используя соответствующие справочники по магнитным свойствам сталей; исходя из положения точки с координатами Н_с и В_r(рис. 1.32) делают заключение о возможности применения того или иного способа контроля, руководствуясь следующим: если на графике точка (Н_с, В_r) расположена выше кривой, то возможен контроль объекта как СОН, так и СПП, если точка (Н_с, В_r) расположена ниже кривой, то рекомендуется только контроль СПП [16].

Рис. 1.32. График для выбора способа магнитного контроля

Намагничивание деталей

Обеспечение взаимодействия магнитного поля с объектом контроля а, следовательно, и регистрации магнитных полей рассеяния возможно при намагничивании ОК. Для того чтобы получить наибольший магнитный поток рассеяния над дефектом и, следовательно, увеличить выявляемость дефекта, необходимо намагнитить деталь так, чтобы линии магнитной индукции пересекали наибольшую площадь дефекта, т. е. направление намагничивания должно быть перпендикулярно плоскости дефекта. Дефекты выявляются значительно хуже или могут не выявляться, если магнитное поле направлено к плоскости дефекта под углом менее 30°. Если ориентация дефектов неизвестна, то детали простой формы намагничивают в двух направлениях, сложной – в нескольких.

Магнитное поле рассеяния дефекта формируется только тангенциальной составляющей Н_t вектора напряженности намагничивающего поля. Выявляемость дефектов ухудшается, если нормальная составляющая Н_п вектора напряженности намагничивающего поля превышает тангенциальную более чем в три раза. Для надежного выявления дефектов на контролируемой поверхности детали при намагничивании должно выполняться условие: Н_п/Н_t £ 3.