Магнитные методы контроля

Среди объективных необходимо выделить группу магнитных методов контроля. Они основаны на обнаружении поля рассеяния магнитных полей, возникающего вблизи дефекта, с помощью чувствительных индикаторов, взаимодействующих с магнитным полем. В зависимости от типа применяемых индикаторов существует несколько таких методов.

Одним из самых распространенных является магнитно-порошковый метод, в котором индикатором служит магнитный порошок. Метод характеризуется высокой чувствительностью, повышенной производительностью и простой технологией. Он позволяет выявлять поверхностные несплошности шириной от 2,5 мкм и выше в виде волосовин, трещин, расслоений, закатов и т. п. Важно, что таким методом удается выявить дефекты не только на гранях, но и на ребрах профиля, хотя на ребрах напряженность магнитного поля слабее, чем в центре грани, примерно в четыре раза.

Принцип работы метода основан на том, что частицы порошка под действием электрического поля намагничиваются и притягиваются, накапливаясь в зоне наибольшей неоднородности магнитного поля в поле дефекта. Магнитные порошки наносят на поверхность проката либо путем распыления, либо мокрым методом с использованием порошковых суспензий. Второй способ обеспечивает более высокую чувствительность. В ряде случаев применяют лю- минисцентные (светящиеся) порошки, дающие контрастные изображения в затемненном помещении и в свете ультрафиолетовых ламп. Совершенствуются также методы фиксации скоплений порошка путем применения электронных и телевизионных систем. Метод, естественно, работает хорошо на чистом металле, свободном от окалины, на металле с окалиной можно обнаруживать только крупные дефекты. В связи с этим ведутся работы как по совершенствованию методов зачистки металла перед испытанием, так и по созданию более чувствительных магнитных суспензий, позволяющих контролировать незачи- щенный металл. На рис. 12.1 представлена схема шведской установки СеМпЛез^ в которой реализован мокрый магнитно-порошковый метод контроля дефектов. Имея два модуля, она позволяет просматривать одновременно две стороны заготовки.

Заготовка 1 с загрузочного устройства поступает на модули 3, где намагничивается и опрыскивается водной ферромагнитной суспензией. Линия контроля выполнена в трех вариантах:

ручном, когда дефекты отмечаются контролером вручную в ультрафиолетовом свете;

с автоматической отметкой дефектов с помощью краскоогметчиков;

с автоматическим вычислением координат размещения дефектов, которые используются при автоматическом управлении шлифовальным станком, устраняющим дефекты с помощью шлифовального круга.

Фирма КоЬе 31:ее1 (Япония) разработала дефектоскоп, в котором используется магнитно-люминисцентный метод, а для автоматического считывания дефектов — высокочувствительные телекамеры (рис. 12.2). Устройство намагничивания 7 создает магнитное поле и следит за положением заготовки на стеллаже. Суспензия с порошком наносится форсункой 6. Светящиеся в ультрафиолетовом свете 5 валики порошка на дефектах распознаются высокочувствительными телекамерами 4. Блоки 1—3 преобразуют видеосигнал в цифровую форму и записывают его в память микро-ЭВМ, которая после

Рис. 12.1. Установка СеШгтДев! (Швеция) соответствующей обработки передает эти данные на устройство управления дефектоотметчиками, распыляющими краску в места дефектов. Описанный дефектоскоп вмонтирован в агрегатную линию, вторая часть которой содержит три фрезерных агрегата с четырьмя фрезами каждый (по каждой стороне заготовки), снабженными кантователями.

Рис. 12.2. Дефектоскоп фирмы Kobe Steel

Агрегатная линия полностью автоматизирована и работает надежнее, чем описанная выше магнитно-порошковая установка.

Другой разновидностью магнитного метода является магнитографический, заключающийся в намагничивании металла и записи полей рассеивания на магнитный носитель. Таким способом удается записать дефекты глубиной 0,3 мм и выше при высоте неровностей на поверхности металла не выше 0,10— 0,15 мм. Окалина снижает чувствительность метода на 25—30 %.

Рассмотрим схему магнитографического устройства (рис. 12.3) для контроля дефектов на заготовках сечением от 70x70 до 200x200 мм со скоростью контроля 0,5 м/с. Магнитная лента 4 предварительно намагничивается до насыщения, а затем вводится в контакт с контролируемой, предварительно зачищенной от окалины заготовкой 1, намагниченной переменным полем в направлении, перпендикулярном поверхности ленты. Затем сигналы усиливаются и с помощью пороговых триггеров классифицируются в целях выде-

Рис. 12.3. Схема магнитографической установки с намагничиванием переменным током:

I — заготовка; 2 — блок намагничивания заготовки; 3— блок стирания записи; 4 — магнитная лента; 5— двигатель головки; 6 — головка съема сигнала; 7— усилитель; 8 — фильтр; 9 — осциллоскоп; 10,

II — пороговые триггеры; 12— переключатель;

13— дефектоотмегчики; 14— усилитель ления крупных и мелких дефектов. Для визуального просмотра дефектов установлен осциллоскоп. Семь дефектоотметчиков маркируют дефекты разными красками.

В феррозондном методе манитные поля фиксируются с помощью феррозонда — преобразователя напряженности магнитного поля в электрический сигнал. Феррозонды имеют разную конструкцию, простейший представляет собой сердечник из магнитно-мягкого материала с намотанными на него обмотками возбуждения и измерения. Более сложны в изготовлении, но более просты в управлении преобразователи, работающие на использовании эффекта Холла, возникающего под действием силы Лоренца при взаимодействии магнитного поля с током, протекающим по проводнику. Применяются также более простые магнитодиодные преобразователи, в которых используется эффект Гаусса — изменение электрического сопротивления проводника (или полупроводника) при помещении его в магнитное поле.

Таким образом, все магнитно-порошковые методы контроля дефектов предусматривают выполнение следующих технологических операций: подготовка поверхности металла, намагничивание проката, нанесение магнитных порошков или суспензий, осмотр или иная фиксация дефектов и разбраковка проката. В конце обязательно производится размагничивание годного проката. Метод применим только для контроля металла, способного намагничиваться. Кроме того, он не позволяет дифференцировать дефекты по глубине, не дает возможности регулировать чувствительность. Поэтому идут поиски других методов.