Magnetische detectie van defecten: werkingsprincipe en toepassing, schema en apparaat van de defectoscoop

De magnetische of magnetische poederdefectdetectiemethode wordt gebruikt om ferromagnetische onderdelen te analyseren op de aanwezigheid van defecten zoals oppervlaktescheuren of holtes, evenals vreemde insluitingen in de buurt van het metalen oppervlak.

De essentie van magnetische detectie van defecten als methode is om het verstrooide magnetische veld op het oppervlak van het onderdeel te fixeren nabij de plaats waar het defect zich binnenin bevindt, terwijl de magnetische flux door het onderdeel gaat. Sinds op de plaats van het defect magnetische permeabiliteit abrupt verandert, dan lijken de magnetische veldlijnen rond de locatie van het defect te buigen, waardoor de positie wordt bepaald.

Oppervlaktedefecten of defecten die zich op een diepte tot 2 mm onder het oppervlak bevinden, "duwen" de magnetische veldlijnen voorbij het oppervlak van het onderdeel, en op deze locatie wordt een plaatselijk verstrooid magnetisch veld gevormd.

Het gebruik van ferromagnetisch poeder helpt het verstrooide veld te fixeren, aangezien de polen die aan de randen van het defect verschijnen, de deeltjes ervan aantrekken. Het gevormde neerslag heeft de vorm van een ader, vele malen groter dan de grootte van het defect. Afhankelijk van de sterkte van het aangelegde magnetische veld, evenals de vorm en grootte van het defect, wordt een bepaalde vorm van neerslag gevormd vanaf de locatie.

De magnetische flux die door het werkstuk gaat en een defect tegenkomt, bijvoorbeeld een scheur of een schil, verandert van grootte omdat magnetische permeabiliteit van het materiaal op deze plek blijkt anders te zijn dan op de rest, daarom nestelt het stof zich tijdens magnetisatie op de randen van het defectgebied.

Magnetiet of ijzeroxide Fe2O3 poeders worden gebruikt als magnetische poeders. De eerste heeft een donkere kleur en wordt gebruikt voor de analyse van lichte delen, de tweede heeft een bruinrode kleur en wordt gebruikt om defecten op te sporen op delen met een donker oppervlak.

Het poeder is vrij fijn, de korrelgrootte is van 5 tot 10 micron. Een suspensie op basis van kerosine of transformatorolie, met een verhouding van 30-50 gram poeder per 1 liter vloeistof, maakt het mogelijk om magnetische defecten succesvol uit te voeren.

Omdat het defect op verschillende manieren in het onderdeel kan worden gelokaliseerd, wordt de magnetisatie op verschillende manieren uitgevoerd. Om duidelijk een scheur te identificeren die zich loodrecht op het oppervlak van het werkstuk of onder een hoek van niet meer dan 25 ° bevindt, gebruikt u poolmagnetisatie van het onderdeel in de magnetische riem van de spoel met stroom of plaatst u het onderdeel tussen twee polen een sterke permanente magneet of elektromagneet.

Als het defect zich in een scherpere hoek ten opzichte van het oppervlak bevindt, dat wil zeggen bijna langs de lengteas, dan kan het duidelijk worden geïdentificeerd door transversale of cirkelvormige magnetisatie, waarbij de magnetische veldlijnen gesloten concentrische cirkels vormen, hiervoor passeert de stroom rechtstreeks door het onderdeel of door een niet-magnetische metalen staaf die in een gat in het te testen onderdeel wordt gestoken.

Om defecten in verschillende richtingen te detecteren, wordt gecombineerde magnetisatie gebruikt, waarbij twee magnetische velden tegelijkertijd loodrecht werken: transversaal en longitudinaal (pool); een circulerende magnetiseringsstroom gaat ook door het gedeelte dat in de stroomspoel is geplaatst.

Als resultaat van de gecombineerde magnetisatie vormen de magnetische krachtlijnen een soort bochten en maken ze het mogelijk defecten in verschillende richtingen binnen het onderdeel nabij het oppervlak te detecteren. Voor gecombineerde magnetisatie wordt een aangelegd magnetisch veld gebruikt en worden pool- en cirkelmagnetisatie gebruikt in zowel het aangelegde magnetische veld als het magnetische veld van de remanente magnetisatie.

Het gebruik van een aangelegd magnetisch veld maakt het mogelijk om defecten te detecteren in onderdelen die zijn gemaakt van zachtmagnetische materialen, zoals veel soorten staal, en het resterende magnetische veld is van toepassing op hardmagnetische materialen, zoals koolstofstaal en gelegeerd staal.

Na constatering van defecten worden de onderdelen gedemagnetiseerd door wisselend magnetisch veld… Zo wordt de gelijkstroom direct gebruikt voor het defectdetectieproces en de wisselstroom voor demagnetisatie. Magnetische defectoscopie maakt detectie mogelijk van defecten die zich niet dieper dan 7 mm van het oppervlak van het onderzochte onderdeel bevinden.

Om magnetische defecten uit te voeren op onderdelen gemaakt van non-ferro- en ferrometalen, wordt de waarde van de vereiste magnetiseringsstroom in een aangelegd magnetisch veld berekend in verhouding tot de diameter: I = 7D, waarbij D de diameter van het onderdeel in millimeters is, I is de kracht van de stroming. Voor analyse in het remanente magnetisatiegebied: I = 19D.

Draagbare foutdetectoren van het type PMD-70 worden veel gebruikt in de industrie.

Dit is een universele foutdetector. Het bestaat uit een voedingsgedeelte inclusief een step-down transformator 220V naar 6V met een vermogen van 7 kW, evenals autotransformator en nog een transformator 220V naar 36V, van schakel-, meet-, regel- en signaleringsapparatuur, van magnetiserend deel inclusief beweegbaar contact, contactpad, afstandscontacten en spoel, van slurriebad.

Wanneer schakelaar B gesloten is, wordt via contacten K1 en K2 stroom toegevoerd aan de AT-autotransformator. De autotransformator AT voedt de step-down transformator T1 220V tot 6V, van de secundaire wikkeling waarvan de gelijkgerichte spanning wordt geleverd aan de klemmagneetcontacten H, aan de handmatige contacten P en aan de spoel die in de klemcontacten is geïnstalleerd.

Aangezien transformator T2 parallel is geschakeld met de autotransformator, zal er bij gesloten schakelaar B ook stroom door de primaire wikkeling van transformator T2 lopen. Signaallamp CL1 geeft aan dat het apparaat is aangesloten op het netwerk, signaallamp CL2 geeft aan dat de voedingstransformator T1 ook is ingeschakeld. Schakelaar P heeft twee mogelijke posities: in positie 1 - langdurige magnetisatie om defecten in een aangelegd magnetisch veld te detecteren, in positie 2 - onmiddellijke magnetisatie in het restmagnetisatieveld.

Volgens het schema van de PMD-70 foutdetector:

B - pakketschakelaar, K1 en K2 - contacten van magnetische starter, RP1 en RP2 - contacten, P - schakelaar, AT - autotransformator, T1 en T2 - step-down transformatoren, KP - stuurspoel van magnetische starter, KR - tussenliggende relaisspoel , VM — magnetische schakelaar, SL1 en SL2 — signaallampen, R — handmatige magnetiseringscontacten, H — magnetiseringsklemcontacten, M — microschakelaar, A — ampèremeter, Z — bel, D — diode.

Wanneer de schakelaar P in stand 1 staat, sluit de microschakelaar M, de stuurspoel van de magnetische starter KP is verbonden met de transformator T1, waarvan de secundaire wikkeling deze voedt en de contacten van het tussenrelais RP1. Het circuit blijkt gesloten te zijn. Het startapparaat zorgt ervoor dat de contacten K1 en K2 sluiten, het vermogensgedeelte en daarmee de magnetiseringsapparaten krijgen stroom.

Als schakelaar P in stand 2 staat, springt de spoel van het tussenrelais KR parallel met de startspoel aan. Wanneer de microschakelaar gesloten is, sluit het kortsluitcontact, waardoor het tussenrelais wordt ingeschakeld, de RP2-contacten sluiten, de RP1-contacten openen, de magnetische starter loskoppelt en de K1- en K2-contacten openen. Het proces duurt 0,3 seconden. Totdat de microschakelaar sluit, blijft het relais uitgeschakeld omdat het kortsluitcontact de RP2-contacten blokkeert. Na het openen van de microschakelaar keert het systeem terug naar de oorspronkelijke staat.

De stroom van de magnetiserende apparaten kan worden aangepast met behulp van de AT-autotransformator, waarbij de stroomwaarde wordt aangepast van 0 tot 5 kA. Wanneer gemagnetiseerd, geeft de bel 3 pieptonen.Als de magnetiseringsstroom continu vloeit, is het signaal continu en werkt de SL2-signaallamp in dezelfde modus. Bij kortstondige stroomvoorziening zullen de bel en de lamp ook even werken.