Магнитопорошковый дефектоскоп: устройство, классификация, функционал, критерии выбора​

Одно из основных технических средств для МПД – это магнитопорошковый дефектоскоп. Назначение этих устройств в том, чтобы намагничивать объект одним или несколькими способами для поиска поверхностных и подповерхностных несплошностей с последующим размагничиванием. Данная аппаратура применяется вместе с магнитными индикаторами (порошками, суспензиями, аэрозолями, пастами) и УФ-светильниками (при работе с люминесцентными или флуоресцентными материалами). Приборы используются для магнитной дефектоскопии, проверки структурного состояния, прочностных и иных механических свойств ферромагнитных материалов. Требования к устройствам содержатся в ГОСТ Р 53700-2009, ГОСТ Р 56512-2015 и иной руководящей документации.

С конструктивной точки зрения магнитопорошковый дефектоскоп для ручного контроля состоит из нескольких основных частей:

• электронного блока. В основном корпусе содержатся системы, отвечающие за управление прибором, его питание, формирование намагничивающего тока, измерение напряжённости магнитного поля, выбор параметров намагничивания, размагничивания, сохранение настроек и т.д. Взаимодействие оператора с аппаратной частью осуществляется посредством панели с кнопками, тумблерами, переключателями и пр. У современных моделей предусмотрен дисплей (экран). В старых приборах за информирование оператора отвечают цифровые шкалы. И, конечно, особое внимание при конструировании корпусов уделяют разъёмам – в частности, их надёжности, пыле- и влагозащищённому исполнению;
• намагничивающих и размагничивающих устройств. Если электронный блок – это «голова» магнитопорошкового дефектоскопа, то электромагниты – это определённо его «руки», которые делают «черновую» работу. А именно – создают те самые магнитные поля рассеяния, под действием которых индикаторный порошок (суспензия) скапливаются вокруг несплошности, тем самым обнаруживая её. Функция размагничивания необходима для того, чтобы по завершении контроля объект был пригоден к последующим технологическим процедурам (сварке, окрашиванию) и эксплуатации. В комплекте ко многим приборам поставляется не один электромагнит (или соленоид), а несколько сменных устройств. Плюс дополнительные принадлежности – стержень для установки катушек на определённом расстоянии, сменные полюсные наконечники (к примеру, как у мобильного генератора тока "БАЛТИЕЦ"), электроконтакты и прочее;
• сетевых и намагничивающих кабелей.

Иное дело – стационарные магнитопорошковые дефектоскопы. Они рассчитаны на увеличенную производительность контроля. Одновременно может задействоваться несколько намагничивающих устройств с контактными зажимными устройствами, межполюсное расстояние которых регулируется пневматическими приводами. Кроме них, в конструкции автоматизированных систем предусмотрены следующие узлы:

• стальные баки для магнитного индикатора. Регулирующие клапаны отвечают за подачу материалов в нужном объёме, перемешивающие устройства – за поддержание их в оптимальном взвешенном состоянии. После нанесения на деталь суспензия собирается в специальный поддон и затем вновь поступает в бак;
• распылительная система, с насосом, форсунками и подводящими шлангами;
• трансформаторы и вся электронная часть в целом, с выделенными кабельными линиями и электрощитом для обеспечения стабильного входного напряжения и нормальной работы магнитопорошкового дефектоскопа;
• собственно, сам стенд – несущая рама, станина, силовой каркас с рабочей поверхностью и местным освещением;
• инспекционная кабина с затемнённой зоной осмотра. В ней же предусмотрен основной источник УФ-освещения и дополнительный портативный УФ-светильник. Всё это используется при работе с люминесцентными или флуоресцентными материалами;
• пульт управления со средствами визуализации и ПО для обработки данных.

Дополнительно ко всему перечисленному прорабатываются механизмы транспортировки, загрузки и выгрузки проверяемых изделий. Краны, тележки, конвейеры и прочие средства, как правило, не входят в комплектацию аппаратуры для МПД.

Какие виды магнитопорошковых дефектоскопов существуют​

С функциональной точки зрения приборы можно разделить по ряду критериев:

• по доступным способу намагничивания. В зависимости от конфигурации используемых электромагнитов устройства могут применяться для циркулярного, продольного и/или комбинированного намагничивания;
• по способу размагничивания. В ГОСТ Р 56512-2015, в п. 15.3, перечислены 7 различных способов и дополнительно одобрение использование «других эффективных способов». Если в двух словах, то все они сводятся к тому, чтобы уменьшить ток, воздействовать на объект разнонаправленными или разнополярными магнитными полями либо увеличить дистанцию до электромагнита;
• по конструктивному исполнению. Приборы могут быть мобильными и переносными. К этой категории относятся МД-М, МДМ-2, МД-И, «ДУКАТ-300», ДМПУ-1, серия Ferrotest и др. В промышленных условиях часто используются мощные стационарные системы. Примеры таких установок – легендарные советские магнитопорошковые дефектоскопы УМДЭ-2500 и УМДЭ-10000. Из современных моделей вспомним МД-300, МС-20, МС-30, МДС-09, стенды Magnaflux, "Дукат-300" и так далее;
• по типу намагничивающего устройства. Подробно о них мы рассказываем в отдельной статье. Если вкратце, то намагничивающие устройства могут быть в виде ручного электромагнита (так называемые клещи или ярма) либо соленоида (катушки). Выбор между ними зависит от способа намагничивания и способа проведения контроля (остаточной намагниченности или приложенного поля), геометрии и габаритов объектов и, конечно же, предписаний руководящей документации на контроль. В учебной литературе можно встретить упоминания стационарных систем на постоянных магнитах - но в наше время это, скорее, атавизм и экзотика.

Поверка и калибровка магнитопорошковых дефектоскопов​

В отличие от большинства иных типов оборудования для неразрушающего контроля, далеко не все из этих приборов относятся к средствам измерений. По той простой причине, что они ничего не измеряют, а выполняют иные технологические операции - позиционирование ОК, нанесение индикаторного порошка (суспензии) методом полива, распыления погружения или иным способом, намагничивание, размагничивание и пр. Даже если стационарный дефектоскоп укомплектован СИ (например, для измерения напряжения или силы тока), то поверке (калибровке) будет подлежать именно этот блок, а не вся установка в целом.

Диагностика и оценка соответствия магнитопорошкового дефектоскопа руководящей документации на контроль подразумевает проверку следующих технических параметров:

• максимального значения импульсного тока, длительности и частоты следования импульсов;
• погрешности измерения тока самим прибором;
• 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;
• длительности протекания тока в соленоиде в состоянии остаточной намагниченности и силы удержания. Данный эффект возникает из-за так называемой самоиндукции, когда даже после отключения питания затухающий ток протекает в катушке;
• продолжительности размагничивания;
• длительности тока и паузы в режиме «ток-пауза»;
• выявляющей способности – возможности выявления несплошностей при использовании магнитных суспензий надлежащего качества.

Наличие исправного магнитопорошкового дефектоскопа с документами, подтверждающими его соответствие техническим регламента Таможенного союза, может понадобиться на этапе инспектирования (аудита) лаборатории.

Как выбрать магнитопорошковый дефектоскоп​

Прежде всего, исходить нужно из характеристик объекта – его размеров, формы, марки сплава, коэрцитивной силы материала. Одно дело – дефектоскопия приварки патрубков, другое – контроль зубчатых колёс или, к примеру, литых деталей железнодорожного подвижного состава. Сварные соединения тоже бывают разные – стыковые, угловые и т.п. Диаметр катушки, межполюсное расстояние, длина магнитопровода – все эти параметры должны подбираться с учётом размеров зоны контроля.

Не менее важный аспект – условия проведения дефектоскопии. Конструкция прибора должна сочетаться с местом работы, где бы оно ни располагалось – в «полях», в цеху, внутри какой-нибудь большой ёмкости, на строительных лесах и т.д. Устройство не должно быть слишком громоздким и тяжёлым.

Кроме этого, при выборе магнитопорошкового дефектоскопа нужно учитывать:

• требования к намагничивающему току и напряжённости магнитного поля;
• вид намагничивания. Он должен подбираться с учётом предполагаемых дефектов – продольных, радиально направленных, поперечно ориентированных или разнонаправленных. Также нужно учесть шероховатость поверхности;
• условия размагничивания и величину коэрцитивной силы;
• шаг и диапазон регулировки тока. Максимальный ток зависит не только от электронного блока, но и от сечения намагничивающего кабеля. Некоторые приборы могут работать с кабелями разных типов, что делает их более универсальными;
• ёмкость аккумулятора (при наличии).

Чтобы купить именно тот магнитопорошковый дефектоскоп, который вам действительно подходит, вы можете зарегистрироваться на «Дефектоскопист.ру» и спросить совета у опытных специалистов МПД.

Где купить магнитопорошковый дефектоскоп​

Приобрести портативный прибор и/или стационарную систему для МПД можно у нескольких партнёров форума «Дефектоскопист.ру». Покупайте магнитопорошковые дефектоскопы у проверенных поставщиков – и да пребудет с вами контроль по всем требованиям ГОСТ Р 56512-2015!