Магнитопорошковый неразрушающий контроль

Магнитопорошковый метод контроля (МПК) относится к неразрушающим способам диагностики, применяется для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов в изделиях из ферромагнитных материалов. Благодаря высокой чувствительности этот вид дефектоскопии используется в сферах, где надежность металлоконструкций напрямую связана с безопасностью эксплуатации.

К числу отраслей, где востребован магнитопорошковый контроль, относятся:

нефтегазовый сектор;
металлургическое производство;
машиностроение;
авиационная, судостроительная промышленность;
атомная, тепловая энергетика;
строительство мостов, эстакад;
железнодорожный транспорт.

Методика применяется для диагностики спектра изделий и деталей. В их числе:

прокатные материалы — трубы, круги, квадраты, листы;
трубопроводы любых категорий - включая сварные соединения, основной металл;
заготовки после ковки (литья);
элементы грузоподъемных машин;
компоненты железнодорожного подвижного состава — оси колесных пар, боковые рамы, надрессорные балки;
узлы несущих конструкций;
бурильные трубы, муфты, насосные агрегаты, корпуса сосудов, зубчатые колёса.

Особенность магнитопорошкового метода заключается в том, что его можно применять только для ферромагнитных материалов: стали, чугуна, никеля, кобальта и их сплавов. Контроль немагнитных металлов данным способом невозможен, так как они не создают условий для формирования рассеянного магнитного поля в зоне дефекта.

Принцип действия МПК

Суть магнитопорошкового метода неразрушающего контроля заключается в использовании магнитного поля и порошкового индикатора для выявления. Когда изделие подвергается намагничиванию, магнитные силовые линии проходят через его объем равномерно. Но если в металле присутствует дефект (трещина или несплавление), то структура нарушается и поток выходит на поверхность. В зоне повреждения образуются так называемые полюса рассеяния, которые указывают на место дефекта.

Чтобы визуализировать такие участки, используют магнитный порошок. Его наносят на поверхность детали в сухом виде или в виде суспензии. Частицы порошка реагируют на зоны рассеянного поля и концентрируются именно там, где есть нарушение сплошности. В результате формируется четкий индикаторный рисунок, позволяющий специалисту выявить дефект, определить его форму и направление.

Проверка проводится без повреждения изделия, позволяет точно обнаружить поверхностные и приповерхностные нарушения сплошности металла.

Виды МПК

В практике неразрушающего контроля применяются два основных метода магнитопорошкового контроля:

способ остаточной намагниченности (СОН) - деталь предварительно намагничивается, после чего источник поля отключается. Проверка проводится на фоне остаточной намагниченности металла. Метод удобен при серийной оценке продукции, а также там, где доступ к изделию ограничен или невозможно использовать оборудование во время нанесения порошка;
способ приложенного поля (СПП) - магнитное поле сохраняется во время нанесения порошка. Источник намагничивания (электромагнит, провод с током или индуктор) остаётся активным на протяжении всей процедуры. Это позволяет фиксировать более мелкие, труднообнаружимые дефекты.

СОН подходит для выявления крупных поверхностных дефектов — например, трещин или глубоких пор, но может не показать мелкие нарушения структуры. СПП считается более чувствительным и универсальным методом, применимым в большинстве промышленных задач, особенно при проверке сварных соединений, поковок и литья.

Этапы проведения магнитопорошковой дефектоскопии

МПК выполняется по последовательной схеме. Сначала поверхность изделия подготавливают: очищают от масел, грязи, ржавчины и окалины, добиваясь шероховатости не грубее Ra 6,3 мкм. Затем деталь намагничивают выбранным способом (током, электромагнитом или постоянным магнитом). Параметры тока и напряжённости рассчитываются исходя из формы, размеров изделия.

На подготовленную поверхность равномерно наносят магнитный порошок или суспензию. Частицы индикатора концентрируются в местах искажения поля, формируя рисунок дефекта. После удаления лишнего порошка специалист проводит визуальный осмотр, фиксирует полученные данные.

Завершающий этап включает размагничивание изделия, оформление документации: составляется протокол или технический паспорт проверки. При работе с ответственными деталями учитывают внешние факторы — например, испытания могут выполняться в затемненном помещении с применением ультрафиолетового освещения, люминесцентных суспензий.

Узнайте подробнее о документе

Оборудование и материалы для МПК

Основным средством для проведения магнитопорошковой дефектоскопии является дефектоскоп. Исходя из задач применяют:

переносные приборы до 15 кг — для полевых условий, локальной проверки сварных швов;
передвижные установки — для габаритных конструкций, рельсов, рам и балок;
стационарные системы — на серийном производстве, где требуется высокая скорость и стабильность результата.

Для намагничивания используют электромагниты, соленоиды, постоянные магниты или токовые контакты.

В качестве индикаторов применяются сухие порошки и суспензии, включая люминесцентные составы для проверки в УФ-свете. Чувствительность оборудования проверяют с помощью контрольных образцов с эталонными дефектами.

Эффективность дефектоскопии во многом зависит от правильного выбора порошка: для грубой поверхности используют крупнодисперсные суспензии, а для ответственных сварных соединений — флуоресцентные индикаторы с высокой чувствительностью.

Погрешности, выявляемые МПК

Магнитопорошковый метод контроля наиболее эффективен для выявления продольных, поперечных плоскостных нарушений, ориентированных перпендикулярно направлению магнитного потока. Метод позволяет зафиксировать микротрещины шириной от 0,001 мм и глубиной от 0,01 мм при длине от 0,5 мм, что делает его высокочувствительным инструментом дефектоскопии.

На практике с его помощью обнаруживают:

трещины различных типов — от усталостных до термических, деформационных;
непровары, несплавления в сварных соединениях;
микротрещины типа волосовин, а также надрывы и закаты;
флокены в металлопрокате;
поры, если они залегают неглубоко, имеют площадь более 2–3 мм2.

Сложности возникают при оценке дефектов округлой формы — таких как шлаковые включения или газовые раковины. Из-за слабого искажения поля они могут остаться незамеченными при магнитопорошковой дефектоскопии.

Нормативные документы и стандарты МПК

Проведение МПК регулируется двумя основными стандартами, обеспечивающими единый подход к организации работ, оценке результатов.

ГОСТ Р 56512–2015 описывает типовые технологические процессы МПК. В документе указаны допустимые методы намагничивания, порядок нанесения порошка, требования к оборудованию, а также условия безопасности. Стандарт распространяется на изделия из ферромагнитных сталей, является обязательным при проведении испытаний в рамках сертификации.

ГОСТ 21105–87 содержит методические рекомендации по проведению оценки. Он регламентирует последовательность операций — от подготовки поверхности до размагничивания изделия, а также описывает схемы намагничивания, правила выбора режимов.

Оба документа требуют документального сопровождения процедуры: оформляется технический паспорт или протокол контроля с обязательной фиксацией параметров, обнаруженных нарушений.

К кому обратиться за проведением процедуры

Проведение магнитопорошкового контроля, оформление результатов и подготовку технической документации поручите порталу EAC Audit. Через EAC Audit доступно:

оформить обязательный (или добровольный) сертификат соответствия;
получить сертификат пожарной безопасности;
заказать экспертное заключение по результатам неразрушающего контроля;
разработать нормативно-технические документы: паспорт продукции, ТУ, руководство по эксплуатации;
организовать аттестацию лаборатории, повышение квалификации персонала (ДПО), удостоверение о повышении квалификации, а также аттестацию специалистов и руководителей лабораторий неразрушающего контроля.

Получите бесплатную консультацию экспертов – звоните, пишите на сайт.