Как выполнить контроль магнитных частиц? [PDF]

Контроль магнитных частиц (MPI) является популярным методом неразрушающего контроля (NDT). MPI помогает обнаружить поверхностные и подповерхностные дефекты и несплошности в ферромагнитных металлах и их сплавах, таких как никель, железо и кобальт.

Сталелитейная, автомобильная, нефтехимическая, энергетическая и аэрокосмическая промышленность часто используют MPI для определения пригодности деталей к использованию. Различные виды литья, сварки и штамповки могут быть проверены с помощью MPI. Кроме того, подводная инспекция морских конструкций и трубопроводов также может быть выполнена с помощью MPI.

Подводная инспекция трубопроводов

В строительной отрасли с помощью MPI можно обнаружить дефекты сварных швов на резервуарах для хранения, мостах и других важных для безопасности конструкциях.

Принцип MPI

MPI сочетает в себе два метода неразрушающего контроля, а именно визуальный контроль и утечку магнитного потока.

Магнит в виде бруска имеет магнитное поле вокруг и внутри себя. Магнитная линия силы в магните выходит через северный полюс и входит в магнит через южный полюс. Когда в бруске есть небольшая трещина или разлом (не полностью разломанный на две части), на краях трещины образуются северный и южный полюса. Магнитная линия силы обычно выходит из магнита через северный полюс и входит в него через южный полюс.

Утечка флюса

Трещины создают небольшой воздушный зазор, что приводит к распространению магнитного поля, поскольку воздух не может поддерживать магнитное поле на единицу объема по сравнению с магнитом. Это явление распространения магнитного поля выглядит как утечка из материала и называется полем утечки потока.

Магнитные частицы

Магнитные частицы являются ключевым ингредиентом для проведения испытаний на магнитные частицы или MPI. Магнитные частицы должны представлять собой мелко измельченное железо или оксид железа. Они пигментированы для того, чтобы пролить свет на дефекты, присутствующие в образце.

Измельченные частицы должны обладать высокой магнитной проницаемостью, чтобы частицы легко притягивались к небольшим магнитным полям утечки дефектов. Кроме того, частицы должны обладать низкой магнитной проницаемостью, чтобы они не прилипали к поверхности или даже друг к другу.

Магнитные частицы, используемые в MPI, могут быть как в виде сухой смеси, так и в виде мокрого раствора.

1. Сухие магнитные частицы

Диаметр сухих магнитных частиц колеблется от 50 мкм до 150 мкм, что делает их смесью как мелких, так и крупных частиц. Более мелкие частицы легко прилипают к дефектному образцу, а более крупные перекрывают разрывы, уменьшая пыльность.

Магнитный инспекционный порошок

Что касается формы, то следует выбирать смесь округлых и удлиненных частиц. В то время как удлиненные частицы легко выравниваются в направлении действия силы, округлые частицы свободно текут. Они доступны в различных пигментах, таких как желтый, красный, черный и т.д., чтобы создать высокий контраст между частицами и образцом.

2. Влажные магнитные частицы

Известно, что влажные магнитные частицы более чувствительны, чем сухие. Их меньший размер (10 мкм и меньше) обеспечивает дополнительную подвижность, а также прилипание. Они доступны в флуоресцентных оттенках в масляной или водной суспензии.

Мокрый магнитный раствор легко нанести на большую площадь. Они обеспечивают защиту от коррозии. Мокрые магнитные частицы на масляной основе защищают от водородного охрупчивания.

Шаги для выполнения инспекции сухими магнитными частицами

1. Подготовка поверхности

Поверхность образца для испытания должна быть чистой и не содержать влаги, масла или смазки.

Слой краски или ржавчины часто снижает чувствительность испытания. Но технические условия допускают до 0,025 мм ферромагнитного покрытия или 0,076 мм непроводящего покрытия на поверхности образца.

В некоторых случаях на образец необходимо нанести тонкий слой покрытия. Это улучшает контакт между ним и частицами.

2. Приложение намагничивающей силы

Создание магнитного потока с помощью катушки, постоянных магнитов, электромагнитного ярма и т.д.

3. Применение сухих магнитных частиц

Посыпьте образец тонким слоем измельченных частиц.

4. Удаление лишних частиц

Во время приложения намагничивающей силы осторожно сдувайте излишки порошка с поверхности образца. Тщательно продувайте воздух. Сила воздуха не должна сдувать все частицы, прилипшие к полю утечки магнитного потока.

5. Прекратите действие намагничивающей силы

Намагничивающая сила (электромагнит или электромагнитное поле), создающая магнитный поток, должна быть прекращена. Постоянные магниты можно оставить на месте, если они используются.

6. Осмотр

Частицы будут скапливаться в поврежденной/неисправной области.

Результат сухой магнитной инспекции частиц

Сухой магнитный контроль лучше работает на шероховатых поверхностях. Она также позволяет обнаружить неглубокие подповерхностные трещины.

Этапы проведения влажного магнитного контроля частиц

Подготовительный этап такой же, как и при проведении сухого магнитопорошкового контроля.

Поверхность должна быть очищена от загрязнений и других свободно движущихся частиц. Технические условия допускают нанесение тонкого слоя непроводящей или ферромагнитной краски.

2. Применение влажных магнитных частиц

Аккуратно распылите/насыпьте взвешенные магнитные частицы на образец.

Нанесение влажных магнитных частиц

3. Применение намагничивающего поля

Приложите намагничивающее поле сразу после насыпания взвешенных магнитных частиц. Применяйте ток двумя-тремя короткими всплесками (1/2 секунды) в горизонтальном инспекционном устройстве. Это улучшает подвижность частиц.

4. Инспекция

Частицы будут скапливаться в зоне повреждения/неисправности. В случае поверхностных несплошностей будет наблюдаться резкая индикация. При подповерхностных дефектах индикация будет менее четкой. Для лучшего видения дефектов на поверхности образца можно также использовать инфракрасный свет.

Результат влажной проверки магнитных частиц

Этот метод лучше обнаруживает мелкие несплошности на гладких поверхностях. На шероховатых поверхностях он менее эффективен, чем контроль сухими магнитными частицами.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

В чем заключается основной принцип испытания магнитных частиц?

Принцип метода заключается в том, что сила намагничивания используется для создания магнитных линий силы, или магнитного потока, в испытуемом образце.

Для чего используется магнитопорошковый контроль?

Контролю могут подвергаться различные виды литья, сварки и штамповки. Можно проводить подводный контроль морских конструкций и трубопроводов.

Какой стандарт используется для магнитопорошкового контроля?

Стандартом, используемым для MPI, является ISO 9934-1:2015.

• Обследование подводных бетонных конструкций – методы, виды и назначение.
• Неразрушающий контроль конструкционной стали и сварных швов.
• Процесс распыления бетонной смеси – методы, оборудование и преимущества.
• Визуальный осмотр подводных железобетонных конструкций – инструменты и ограничения.
• Магнитный компас, используемый в геодезической съемке – принципы и виды.
• 16 типов трубопроводов и метод их строительства.
• Нержавеющая сталь в качестве армирующего материала.