ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О МАГНИТНЫХ МЕТОДАХ И СРЕДСТВАХ КОНТРОЛЯ

Магнитный метод контроля применяют для выявления сварочных, шлифовочных трещин, отслаиваний, металлургических дефектов и непровара сварочного шва, растрескиваний и других дефектов изделий.

Материалом контролируемых изделий являются преимущественно ферромагнитные стали и сплавы. Такие материалы изменяют свои магнитные характеристики под действием внешнего намагничивающего магнитного поля, что необходимо в процессе контроля.

Метод основан на способности ферромагнитных частиц специального порошка, находящегося в магнитном поле контролируемого объекта, ориентироваться в направлении поля и перемещаться в направлении увеличения плотности магнитного поля. При этом концентрация этих частиц вблизи дефекта позволяет визуально или с помощью специальных приборов выявить этот дефект. Схемы отдельных этапов магнитного контроля приведена на рис. 4.1.

Выявление дефектов во многом определяется параметрами намагничивания. Дефекты обнаруживаются более эффективно, если направление намагничивания контролируемого изделия является перпендикулярным направлению дефекта. С учетом этого изделия простой формы намагничивают в двух направлениях, изделия сложной формы - в нескольких направлениях.

Рис. 4.1 Схема определения дефекта (трещины) методом магнитного контроля: а) - наложение на объект намагничивающего поля; б) - изменение плотности магнитного поля при наличии трещины; в) - концентрация частиц порошка вблизи дефекта

Метод обеспечивает выявление поверхностных дефектов, имеющих минимальную ширину раскрытия несколько микрометров.

Ниже приведены основные понятия и термины.

Магнитная индукция является векторной величиной, определяющей силовую характеристику магнитного поля:

В = μ_о (Н + М),

где μ_о = 4π 10^-7 Гн/м - магнитная постоянная, Н - напряженность магнитного поля; М - намагниченность вещества.

Единицей измерения магнитной индукции является тесла (Тл).

Магнитная восприимчивость — безразмерная величина χ_т, характеризующая способность вещества намагничиваться в магнитном поле.

Для изотропного вещества

χ_т = М / Н.

Намагниченность - это векторная величина, характеризующая состояние вещества при воздействии на него магнитного поля Н.

где V - объем вещества, m - элементарный магнитный момент.

Остаточной магнитной индукцией β_s является индукция, которая остается в предварительно намагниченном до насыщения материале после снятия магнитного поля.

Коэффициент размагничивания характеризует снижение напряженности магнитного поля внутри изделия при его намагничивании со стороны наружных поверхностей. Так, при намагничивании изделий разомкнутой формы во внешнем поле Н_е на их концах образуются полюса, создающие размагничивающее поле Н_р, и внутри изделия поле

Н_i = H_e - H_р.

Приближенно

H_P = N∙M,

где N - коэффициент размагничивания.

Магнитная проницаемость тела определяется как

μ_т = β / μ₀ Н_е.

Для выполнения магнитного контроля изделий разной формы применяют три способа намагничивания: продольное, циркулярное и комбинированное. Схемы способов намагничивания приведены в табл. 4.1.

Продольное намагничивание проводится вдоль своего наибольшего размера. При намагничивании на краях детали образуются полюсы, которые создают поле обратного направления.

Циркулярное намагничивание применяют преимущественно для деталей в форме тел вращения. Если детали имеют сложную форму с выступами, то их намагничивание может не достичь заданных значений и должно обеспечиваться отдельными приемами.

Комбинированное намагничивание проводят одновременным намагничиванием детали двумя или большим количеством изменяющихся магнитных полей. При этом совмещают продольное и циркулярное намагничивания.