Magnetska detekcija defekata: princip rada i primjene, shema i uređaj defektoskopa

Metoda detekcije defekata magnetskim ili magnetskim prahom koristi se za analizu feromagnetskih dijelova na prisutnost defekata kao što su površinske pukotine ili praznine, kao i stranih inkluzija smještenih u blizini metalne površine.

Suština magnetske detekcije defekata kao metode je fiksiranje raspršenog magnetskog polja na površini dijela u blizini mjesta gdje se unutar njega nalazi defekt, dok magnetski tok prolazi kroz dio. Pošto na mjestu defekta magnetska permeabilnost naglo mijenja, tada se čini da se linije magnetskog polja savijaju oko mjesta defekta, dajući tako njegov položaj.

Površinski defekti ili defekti koji se nalaze na dubini do 2 mm ispod površine "guraju" linije magnetskog polja izvan površine dijela, te se na tom mjestu formira lokalno raspršeno magnetsko polje.

Korištenje feromagnetskog praha pomaže popraviti raspršeno polje, jer polovi koji se pojavljuju na rubovima defekta privlače njegove čestice. Nastali talog ima oblik vene, višestruko veći od veličine defekta. Ovisno o jakosti primijenjenog magnetskog polja, kao io obliku i veličini defekta, na njegovom mjestu se stvara određeni oblik taloga.

Magnetski tok koji prolazi kroz obradak nailazeći na defekt, na primjer pukotinu ili ljusku, mijenja svoju veličinu jer magnetska propusnost materijala na ovom mjestu ispada da je drugačiji nego u ostatku, stoga se prašina tijekom magnetizacije taloži na rubovima područja oštećenja.

Kao magnetni prahovi koriste se prahovi magnetita ili željeznog oksida Fe2O3. Prvi je tamne boje i koristi se za analizu svijetlih dijelova, drugi je smeđe-crvene boje i koristi se za otkrivanje nedostataka na dijelovima s tamnom površinom.

Prah je prilično fin, veličina zrna je od 5 do 10 mikrona. Suspenzija na bazi kerozina ili transformatorskog ulja, u omjeru 30-50 grama praha na 1 litru tekućine, omogućuje uspješno provođenje magnetskih defekata.

Budući da se kvar može locirati unutar dijela na različite načine, magnetizacija se vrši na različite načine. Da biste jasno identificirali pukotinu koja se nalazi okomito na površinu izratka ili pod kutom ne većim od 25 °, upotrijebite polnu magnetizaciju dijela u magnetskom pojasu zavojnice strujom ili postavite dio između dva pola jak trajni magnet ili elektromagnet.

Ako se defekt nalazi pod oštrijim kutom u odnosu na površinu, to jest gotovo duž uzdužne osi, tada se može jasno identificirati poprečnom ili kružnom magnetizacijom, u kojoj linije magnetskog polja tvore zatvorene koncentrične krugove, za to struja prolazi izravno kroz dio ili kroz nemagnetsku metalnu šipku umetnutu u rupu u dijelu koji se ispituje.

Za otkrivanje nedostataka u različitim smjerovima koristi se kombinirana magnetizacija, u kojoj dva magnetska polja djeluju istodobno okomito: poprečno i uzdužno (pol); cirkulirajuća struja magnetiziranja također prolazi kroz dio koji se nalazi u strujnom svitku.

Kao rezultat kombinirane magnetizacije, magnetske linije sile tvore neku vrstu zavoja i omogućuju otkrivanje nedostataka u različitim smjerovima unutar dijela blizu njegove površine. Za kombinirano magnetiziranje koristi se primijenjeno magnetsko polje, a polna i kružna magnetizacija koriste se i u primijenjenom magnetskom polju i u magnetskom polju zaostale magnetizacije.

Korištenje primijenjenog magnetskog polja omogućuje otkrivanje nedostataka u dijelovima izrađenim od mekih magnetskih materijala kao što su mnogi čelici, a rezidualno magnetsko polje primjenjivo je na tvrde magnetske materijale kao što su visoko ugljični i legirani čelici.

Nakon otkrivanja nedostataka, dijelovi se demagnetiziraju izmjenično magnetsko polje… Tako se istosmjerna struja izravno koristi za proces detekcije kvara, a izmjenična struja za demagnetizaciju. Magnetska defektoskopija omogućuje otkrivanje nedostataka koji se nalaze ne dublje od 7 mm od površine ispitivanog dijela.

Za izvođenje magnetskih defekata na dijelovima od obojenih i željeznih metala, vrijednost potrebne struje magnetiziranja u primijenjenom magnetskom polju izračunava se proporcionalno promjeru: I = 7D, gdje je D promjer dijela u milimetrima, Ja sam snaga struje. Za analizu u području zaostale magnetizacije: I = 19D.

Prijenosni detektori grešaka tipa PMD-70 naširoko se koriste u industriji.

Ovo je univerzalni detektor grešaka. Sastoji se od napojne sekcije uključujući silazni transformator 220V na 6V snage 7 kW, kao i autotransformator i još jedan transformator 220V na 36V, od sklopnih, mjernih, upravljačkih i signalnih uređaja, od dijela za magnetiziranje uključujući pokretni kontakt, kontaktnu pločicu, udaljene kontakte i zavojnicu, od kupke za gnojnicu.

Kada je sklopka B zatvorena, kroz kontakte K1 i K2, struja se dovodi do AT autotransformatora. Autotransformator AT napaja silazni transformator T1 220V na 6V, iz čijeg se sekundarnog namota ispravljeni napon dovodi na stezne kontakte za magnetiziranje H, na ručne kontakte P i na zavojnicu ugrađenu u stezne kontakte.

Budući da je transformator T2 spojen paralelno s autotransformatorom, onda kada je sklopka B zatvorena, struja će teći i kroz primarni namot transformatora T2. Signalna lampica CL1 pokazuje da je uređaj priključen na mrežu, signalna lampica CL2 pokazuje da je uključen i energetski transformator T1. Prekidač P ima dva moguća položaja: u položaju 1 — dugotrajna magnetizacija za otkrivanje nedostataka u primijenjenom magnetskom polju, u položaju 2 — trenutna magnetizacija u polju zaostale magnetizacije.

Prema shemi detektora grešaka PMD-70:

B — paketna sklopka, K1 i K2 — kontakti magnetskog pokretača, RP1 i RP2 — kontakti, P — sklopka, AT — autotransformator, T1 i T2 — silazni transformatori, KP — upravljačka zavojnica magnetskog pokretača, KR — zavojnica međureleja , VM — magnetska sklopka, SL1 i SL2 — signalne lampe, R — kontakti za ručno magnetiziranje, H — kontakti stezaljke za magnetiziranje, M — mikroprekidač, A — ampermetar, Z — zvono, D — dioda.

Kada je sklopka P u položaju 1, mikroprekidač M se zatvara, upravljački svitak magnetskog pokretača KP spojen je na transformator T1, čiji sekundarni namot ga napaja i kontakte srednjeg releja RP1. Ispada da je krug zatvoren. Uređaj za pokretanje uzrokuje zatvaranje kontakata K1 i K2, energetski dio i s njim uređaji za magnetiziranje dobivaju napajanje.

Kada je sklopka P u položaju 2, zavojnica srednjeg releja KR uključuje se paralelno sa zavojnicom startera. Kada je mikroprekidač zatvoren, kontakt kratkog spoja se zatvara, što uzrokuje uključivanje srednjeg releja, kontakti RP2 se zatvaraju, kontakti RP1 se otvaraju, magnetski pokretač se odvaja, a kontakti K1 i K2 se otvaraju. Proces traje 0,3 sekunde. Sve dok se mikroprekidač ne zatvori, relej će ostati isključen jer kontakt kratkog spoja blokira kontakte RP2. Nakon otvaranja mikroprekidača sustav se vraća u prvobitno stanje.

Struja uređaja za magnetiziranje može se podesiti pomoću AT autotransformatora, podešavajući vrijednost struje od 0 do 5 kA. Kada je magnetizirano, zvono emitira 3 zvučna signala.Ako struja magnetiziranja teče kontinuirano, signal će biti kontinuiran i signalna lampica SL2 radit će u istom načinu rada. U slučaju kratkotrajnog napajanja, zvono i lampa također će raditi kratko vrijeme.