Методы магнитной дефектоскопии

Магнитный метод основан на использовании явления возникновения на поверхностях намагниченной детали в местах расположения дефектов магнитных полей рассеяния. Магнитные силовые линии при наличии дефекта искривляются, при этом часть их выходит на поверхность детали, образуя по краям дефектного участка дополнительные полюса со своим магнитным полем. Для обнаружения этихполей на поверхность детали наноситсямагнитная суспензия или сухой ферромагнитный порошок. Частицы порошка притягиваются магнитным полем рассеяния, в результате чего в местах, где имеются дефекты, образуются полоски из осевшего порошка, определяющие границы дефектов. На сплошной поверхности магнитный порошок не задерживается (рис. 518.).

Для намагничивания деталей могут применяться стационарные установки и переносные магнитные дефектоскопы. На стационарных установках детали зажимаются между контактными пластинами головок, перемещаемых по станине. Путем перестановки детали могут быть намагничены в различных направлениях, что позволяет надежно выявить трещины любой ориентации. С помощью переносных магнитных дефектоскопов можно контролировать небольшие детали, не снимаяих с самолета в аэродромных условиях. При этом намагничивание может производиться с помощью катушки, магнитов или кабеля (рис.5.19.).

Применяются следующие способы намагничивания деталей (рис.5.20.).

1. Продольное намагничивание - с помощью магнитов или в поле соленоида.

2. Циркулярное намагничивание, при котором непосредственно через саму деталь или через проводник, проходящий через деталь, пропускается постоянный ток (большой силы, малого напряжения). При этом в детали создается циркулярное магнитное поле, плоскость которого перпендикулярна направлению тока.

3. Тороидное намагничивание. Так контролируются кольцевые детали. Электрический ток пропускают через изолированный провод, обмотанный вокруг “кольца” детали так, чтобы “кольцо” охватывалось всеми витками обмотки.

4. Комбинированное (одновременно продольное и циркулярное) намагничивание: меняя величину и напряжение векторов продольного и циркулярного намагничивания, можно получить результирующий вектор любого направления.

По окончании контроля все детали подлежат размагничиванию. Размагничивание производится в поле катушки - соленоида, питаемой переменным током. После включения тока деталь медленно проводится через катушку.

Магнитный метод применяется как основной для контроля деталей из ферромагнитных материалов. Он позволяет выявлять поверхностные и подповерхностные дефекты: трещины, неметаллические включения, расслоения, непровары и т.д.

К достоинствам метода относятся высокая чувствительность (минимальная ширина выявляемой трещины - 0,001 мм, глубина от 0,005 мм), относительная простота и надежность применяемой аппаратуры, большая производительность контроля.

Наряду с описанным выше методом, который называется магнитопорошковым, применяются и такие разновидности магнитного контроля,как магнитографический и магнитоферрозондовый.

Феррозондовый метод основан на измерении полей рассеяния с помощью специальных датчиков-зондов.

Магнитографический метод заключается в том, что контролируемая зона намагничивается вместе с наложенной или протягиваемой по поверхности магнитной лентой, на которой фиксируются поля рассеяния.

В гражданской авиации применяются следующие виды магнитного НК, классифицируемые по способу индикации первичной информации - магнитопорошковый, магнитоферозондовый и магнитографический.

а) Первый способ (наиболее применяемый в ГА) – магнитопорошковый, основан на обнаружении магнитных полей рассеяния у трещин, неметаллических включений (шириной 0,001 - 0,03 мм) на деталях с помощью ферромагнитного порошка. Повреждения обнаруживаются на глубине до 3 мм от поверхности детали и при минимальной глубине трещины 0,01 - 0,04 мм от поверхности детали. Для намагничивания детали применяется постоянный и переменный электроток. Этот способ НК выполняется в 4 этапа: намагничивание, нанесение порошка, контроль технического состояния детали, размагничивание.

б) Второй способ (менее применяемый в ГА) — магнитографический, основан на намагничивании участка контролируемой детали и одновременном наложении или протягивании по ее поверхности ленты эластичного магнитоносителя для фиксации (записи) на ней полей рассеяния около мест расположения повреждений. Особенности этого метода: ферромагнитные частицы магнитоносителя не могут перемещаться, а при воздействии полей рассеяния изменяют свою полярность и намагниченность; при считывании - расшифровке записей полей рассеяния определяется количественная и качественная оценка повреждения, а магнитная лента, являясь документом, позволяет воспроизводить запись полученной информации о техническом состоянии детали.

Намагничивание производится постоянным током при помощи дисковых магнитов, подвижных намагничивающих устройств или намагничивающих клещей, вилок, поясков. Для расшифровки магнитной записи на ленте используются воспроизводящие магнитные головки, преобразующие отпечаток магнитных полей в электросигналы, т.е. ЭДС электромагнитной индукции. При этом происходят одновременные перемещения ленты и головки. Расшифрованный - считанный сигнал усиливается в воспроизводящем устройстве и исполь­зуется для образования индикаторного или телевизионного, а в последнее время и того и другого («теневого») изображения контролируемого участка детали одновременно.

Этот способ НК более эффективен для ОТС сварных швов деталей AT. Однако он обладает и рядом недостатков: возможность фиксации на магнитной ленте ложных сигналов от неровностей сварного шва; малая чувствительность к определению широких и крупных повреждений (поры, непровар, шлаковые включения).

в) Третий способ - феррозондовый (применяется в авиаремонтном производстве редко), основан на измерении полей рассеяния от повреждения с помощью специальных датчиков (феррозондов). Эти датчики чувствительны к магнитным полям и каждый состоит из 2 одинаковых полузондов (сердечник и две катушки). Одна из катушек возбуждает в сердечнике переменный магнитный поток, а вторая служит для измерения ЭДС. Измерительные катушки обоих полузондов так соединяются, чтобы выходное напряжение отсутствовало (равнялось нулю) при отсутствии измеряемого поля.

При нахождении сердечника в магнитном поле катушка возбуждения ЭДС второй катушки содержит составляющие нечетных гармоник (включая и первую гармонику), определяемые частотой тока, питающего катушку возбуждения. А при внесении феррозондов в исследуемое магнитное поле изменяется ЭДС второй - измерительной катушки, появляются одновременно гармоники (включая и вторую гармонику), величина которых обусловлена величиной поля.

Все три способа могут быть использованы при ОТС деталей, покрытых слоем до 30 мкм металлических (неферромагнитных) и неметаллических материалов, например ЛКП, кадмием, цинком, хромом, медью и т.д. Но в большинстве случаев ЛКП с таких деталей удаляется с целью более качественного НК магнитным способом.

Обязательное размагничивание деталей после НК производится в соленоиде (катушке) с помощью электромагнита, кабеля или между электроконтактами. Для уменьшения напряженности магнитного поля, воздействующего на деталь, ее удаляют из соленоида, от электромагнита или снижают ток до нуля. После чего производят контроль размагниченности детали с помощью соответствующего прибора.