Магнитный контроль как один из видов неразрушающего контроля​

Термином «магнитный контроль» (сокращённое обозначение – МК) обозначают обширную группу методов, построенных на регистрации рассеянных магнитных потоков и/или изменении параметров магнитного поля, которые возникают в предварительно намагниченном объекте там, где имеются поверхностные и подповерхностные дефекты. Размеры несплошностей могут быть минимальными, в частности, глубина – от 0,01 мм. Ширина раскрытия – от 0,001 мм.

Представленный вид НК широко эффективен для дефектоскопии оборудования и трубопроводов АЭС, сосудов и аппаратов, работающих под давлением, а также различных узлов, механизмов авиационного и железнодорожного транспорта. В том числе – осей, валов, боковых рам, дисков, подшипников. Магнитный контроль – один из немногих надёжных способов для проверки состояния и расчёта ресурса стальных канатов, которыми оснащаются грузоподъёмные краны, фуникулёры, лифты и т.д. К данному виду неразрушающего контроля прибегают, когда нужно обследовать не только сварные, но также болтовые, клёпаные, паяные и прочие типы соединений.

Технология магнитопорошкового метода, например, заключается в намагничивании объекта переменным, постоянным или комбинированным полем. В местах несплошностей это приводит к возникновению полей рассеяния, которые подлежат регистрации и расшифровке. После этого выполняется размагничивание.

В контексте технического освидетельствования и мониторинга качества продукции магнитный контроль позволяет решать следующие задачи:

• обнаружение нарушений сплошности поверхностного и подповерхностного типа – непроваров, трещин, закатов, флокенов, расслоений, волосовин, надрывов;
• измерение потери площади сечения стальных канатов и поиск локальных дефектов;
• определение механических свойств и микроструктуры листового, сортового, фасонного, полосового металлопроката, включая листы с немагнитными покрытиями и трубы из электротехнической, легированной, углеродистой стали. Магнитный метод контроля как одно из направлений структуроскопии регламентирован ГОСТ 30415-96;
• измерение толщины немагнитных токопроводящих и непроводящих покрытий на ферромагнитных основаниях. При помощи МК можно измерять гальванические и лакокрасочные покрытия, включая медь, хром, пластик, ЛКМ и иные материалы;
• проверка структурного состояния и прочностных качеств изделий и заготовок из чугуна и стали после термической обработки – закалки, отжига, нормализации, старения;
• проверка качества сварки и наплавки;
• измерение содержания легирующих элементов, сортировка изделий по маркам стали и т.д.

Сильные и слабые стороны магнитного контроля​

По сравнению с другими видами неразрушающего контроля он имеет ряд бесспорных преимуществ, таких как:
1) высокая чувствительность даже к самым мелким поверхностным и приповерхностным несплошностям, недоступных, например, для обычного визуального и измерительного контроля. Особенно если использовать люминесцентные суспензии и УФ-светильники;
2) сравнительно простая технология (относительно той же ультразвуковой дефектоскопии);
3) отсутствие больших финансовых затрат. Для ручного магнитного контроля не нужно дорогостоящей аппаратуры и расходников;
4) экологичность. Магнитные порошки и суспензии гораздо безопаснее для здоровья оператора, нежели индикаторные жидкости для капиллярного контроля. Сам рабочий процесс намного «чище», может обойтись без респираторов, менее требователен к вентиляции, спецодежде и пр. С транспортировкой, хранением и утилизацией дефектоскопических материалов намного меньше трудностей;
5) отличная адаптированность к полевым испытаниям. Важное достоинство магнитного метода контроля в том, что он позволяет сразу, на месте, выявить поверхностные несплошности. В том числе – на объектах сложной конфигурации, с большим радиусом кривизны, под открытым небом и т.д. Но и для цеховых условий МК подходит безупречно. В отличие от ПВК и рентгена, он не требует отдельного помещения и может проводиться даже в присутствии остального рабочего персонала, параллельно с другими технологическими процессами, а не в перерывах;
6) наглядность результатов. Это актуально для ручного способа (съёмка объекта фотоаппаратом с УФ-вспышкой) и особенно для автоматизированных установок (отображение сигналов на экране и формирование детальных отчётов).

Разумеется, есть у магнитной дефектоскопии и некоторые изъяны, а именно:

• снижение чувствительности при контроле швов с усилением;
• низкая выявляемость объёмных дефектов (шлаковых включений и пор). Метод «заточен», прежде всего, на поиск трещиноподобных несплошностей;
• ограничения по шероховатости. Чем она выше, тем ниже чувствительность;
• определённая зависимость от индивидуального уровня квалификации, знаний, опыта и личных качеств дефектоскописта;
• ограничения по материалам. Прерогатива этого вида дефектоскопии – ферромагнитные сплавы (сталь, железо, чугун и др.).

Основные методы магнитного контроля​

Самый распространённый – это, конечно же, магнитопорошковый. На объект наносят индикаторный порошок (чёрную либо цветную люминесцентную суспензию), затем намагничивают. На участках без дефектов направление частиц совпадает с направлением магнитных линий. Но при наличии несплошностей картина меняется: порошок скапливается вокруг трещины (поры, инородного включения и пр.). Полученные индикаторные следы осматривают и обозначают на поверхности маркером по металлу, а по завершении расшифровки – объект размагничивают.

Ещё одна разновидность магнитного контроля – магнитографический метод. Главная его особенность – запись магнитного поля на магнитную ленту для последующего считывания при помощи специального устройства. Технология была востребована преимущественно для стыковых сварных соединений, например, магистральных газопроводов. Допустимая толщина металлической стенки достигала 20–25 мм. Способ продуктивен для выявления плоскостных дефектов и мало эффективен для несплошностей сферической формы.

Индукционный метод магнитного контроля базируется на применении специальных катушек, создающих рассеянные магнитные потоки. Сварное соединение намагничивают, и катушку постепенно смещают вдоль его оси. В местах с несплошностями возникает индукционный ток в витках. Далее прибор считывает эти сигналы и запоминает их. Считается, что индукционный способ недостаточно чувствителен к дефектам малых размеров.

Наконец, ещё одно ответвление магнитного контроля – феррозондовый метод. Активно используется, например, в вагоноремонтных депо для диагностики надрессорных, соединительных и боковых балок, балансиров, тяговых хомутов и пр. Ключевой атрибут здесь – феррозондовый преобразователь, регистрирующий магнитные поля рассеяния. В дефектных зонах напряжённость магнитного поля резко меняется. Преобразователь фиксирует эти «скачки», преобразует градиент напряжённости в электрический сигнал и передаёт его на дефектоскоп. Феррозондовый метод реализуется при помощи феррозондового дефектоскопа способом приложенного поля или остаточной намагниченности.

Оборудование и расходники для магнитной дефектоскопии​

Для каждого из перечисленных выше методов существует свой набор инструментов и принадлежностей. Если отвлечься от этой специфики, то для проведения МК применяются:

• мобильные и передвижные дефектоскопы – для циркулярного, продольного или комбинированного намагничивания и размагничивания объектов;
• ручные электромагниты («ярмо») или постоянные магниты. Это «облегчённый» вариант намагничивающего устройства, особенно удобный в полевых условиях. К некоторым моделям предусматриваются сменные полюсные наконечники;
• ультрафиолетовые светильники – для осмотра индикаторных рисунков, полученных при помощи люминесцентных порошков. Как и в случае с капиллярным методом, изучение поверхности в УФ-свете с длиной волны 365 нм позволяет рассмотреть мельчайшие дефекты, которые при обычном освещении остались бы незамеченными;
• коэрцитиметры – приборы для магнитного контроля и структуроскопии, в частности, для измерения твёрдости, мониторинга напряжённых состояний и оценки качества термомеханической обработки;
• лупы – для более внимательного изучения индикаторных следов;
• ферритометры – для оценки содержания ферритной фазы в сварных швах и наплавках. По данным параметрам в атомной энергетике, например, проверяют пластичность и ударную вязкость металла. Сниженное содержание ферритной фазы – признак склонности сварных соединений и наплавленного металла к горячему растрескиванию;
• магнитометры – для проверки размагниченности (остаточной намагниченности) объекта по завершении работ;
• феррозондовые преобразователи;
• магнитные толщиномеры, стандартные образцы предприятий и пр.

Магнитопорошковый метод нуждается также в специальных порошках и суспензиях. Они поставляются полностью готовыми к использованию либо в виде концентратов – для последующего приготовления. К ним также добавляют различные присадки – для защиты от вспенивания, от коррозионных поражений и пр. Могут наноситься сразу из аэрозольного баллона либо при помощи распылителя. Качество порошков и их соответствие классу чувствительности проверяют по специальным контрольным образцам.

Сообщество специалистов магнитного контроля​

На форуме «Дефектоскопист.ру» зарегистрированы тысячи специалистов МК всех уровней квалификации – I, II и III. Кроме того, на нашем сайте есть преподаватели, научные сотрудники, представители фирм-поставщиков и предприятий-производителей оборудования и дефектоскопических материалов. Мы рады, что наш проект помогает коллегам обсуждать рабочие вопросы, разбираться в теории и практике, подбирать материалы, оборудование, советоваться по инструкциям и т.д.

В помощь специалистам МК в разделе НТД предусмотрен отдельный раздел с нормативной-технической документацией.

Ежедневно проект «Дефектоскопист.ру» объединяет специалистов по всей стране для обмена опытом. Чтобы присоединиться к нашему профессиональному сообществу и познать все тонкости магнитного контроля, просто зарегистрируйтесь на нашем сайте!

Больше информации по теме:
Что такое магнитопорошковый контроль
Что такое магнитопорошковый дефектоскоп
Что такое намагничивающее устройство
Требования к магнитным порошкам
Коэрцитивная сила – характеристика, которая скажет о металле многое, если не всё
Коэрцитиметр – инструмент для магнитометрического метода