Магнитный метод контроля сварных швов: типы, технология, детекторы дефектов - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Магнитный метод в основном используется, когда существует риск возникновения неровностей, расположенных плоско и перпендикулярно линиям генерируемого поля. Продольные, неразрезанные шлаковые включения обнаружить сложнее, и для этого требуется опытный инспектор. Сферические пузыри, корочки с гораздо меньшей вероятностью будут обнаружены дефектоскопом.

Содержание

Магнитный контроль как метод неразрушающего контроля сварных швов и сварных соединений

Магнитный контроль сварных швов является неразрушающим методом контроля. Дефектоскоп проверяет готовые швы, нахлесты. Он применим ко всем типам сварных соединений. Дефектоскоп обнаруживает мелкие инородные включения: трещины, зазоры, куски шлака и другие дефекты. Использование методов рассеяния магнитного поля ограничено, для магнитного контроля металл должен иметь определенную структуру, способность намагничиваться. Магнитоскопический, магнитографический, индуктивный контроль используется только для контроля швов на ферромагнитных сплавах – углеродистых и низколегированных сталях, легированных кобальтом, цинком, марганцем.

Индукционный метод магнитного управления основан на использовании специальных катушек, которые генерируют рассеянные магнитные потоки. Сварное соединение намагничивается, и катушка постепенно перемещается вдоль своей оси. Там, где есть дефекты, в катушках наводится индукционный ток. Затем устройство считывает эти сигналы и сохраняет их в памяти. Индукционный метод не считается достаточно чувствительным для небольших дефектов.

Сильные и слабые стороны магнитного контроля

снижение чувствительности при осмотре усиленных швов
низкая выявляемость объемных дефектов (шлаковые включения и поры). Этот метод лучше всего подходит для поиска дефектов трещин;
Ограничения по шероховатости. Чем больше шероховатость, тем ниже чувствительность;
некоторая зависимость от индивидуального уровня квалификации, знаний, опыта и личных качеств дефектоскописта;
Материальные ограничения. Этот тип обнаружения дефектов ориентирован на ферромагнитные сплавы (сталь, железо, чугун и т.д.).

Магнитная дефектоскопия – это набор методов неразрушающего контроля, используемых для обнаружения дефектов в ферромагнитных металлах (железо, никель, кобальт и ряд сплавов на их основе). Дефекты, выявляемые магнитными методами, включают такие дефекты, как трещины, волосяные линии, неметаллические включения, неплавление и флокуляция. Дефекты могут быть обнаружены, если они находятся на поверхности изделия или залегают на небольшой глубине (не более 2-3 мм).

Магнитная дефектоскопия – это набор методов неразрушающего контроля, используемых для обнаружения дефектов в ферромагнитных металлах (железо, никель, кобальт и ряд сплавов на их основе). Дефекты, выявляемые магнитным методом, включают такие дефекты, как трещины, волоски, неметаллические включения, несплавление и флокуляция. Дефекты могут быть обнаружены, если они присутствуют на поверхности изделия или находятся на небольшой глубине (не более 2-3 мм).

Магнитные методы основаны на изучении магнитных блуждающих полей вокруг ферромагнитных объектов после их намагничивания. В местах дефектов наблюдается перераспределение магнитных потоков и образование магнитных паразитных полей. Для обнаружения и регистрации потоков рассеяния на дефектах используются различные методы.

Наиболее распространенным методом магнитного контроля является метод магнитных частиц. Магнитопорошковый контроль (MPI) предполагает нанесение магнитного порошка или магнитной суспензии, которая представляет собой мелкодисперсную суспензию магнитных частиц в жидкости, на намагниченную деталь. Частицы ферромагнитного порошка, захваченные магнитным полем рассеяния, притягиваются и осаждаются на поверхности вблизи области дефекта. Ширина полосы, вдоль которой осаждается магнитный порошок, может быть намного больше, чем фактическая ширина дефекта. Таким образом, даже очень узкие дефекты могут быть обнаружены невооруженным глазом благодаря осаждению частиц порошка. Полученные индикаторные рисунки регистрируются визуально или с помощью оборудования для обработки изображений.

Наша лаборатория предоставляет услуги по магнитному контролю широкого спектра объектов. Лаборатория оснащена всем необходимым оборудованием и имеет собственных техников с сертификатом II уровня. Результаты исследования оформляются в виде отчета. Мы работаем с юридическими и физическими лицами. Магнитные испытания могут проводиться в лаборатории или на месте.

Ниже показано видео процесса проверки магнитных частиц.

Следующие отечественные и зарубежные стандарты регламентируют метод неразрушающего контроля с использованием магнитных частиц

Российские стандарты:

Неразрушающий магнитный контроль. Термины и определения; Неразрушающий контроль. Магнитно-частичный метод; Электромагнитные детекторы. Методы и средства проверки; Неразрушающий контроль. Магнитные и вихретоковые детекторы дефектов. Общие технические требования.

Европейские стандарты:

EN ISO 12707 июнь 2000 Неразрушающий контроль. Терминология – магнитопорошковый контроль; неразрушающий контроль – капиллярный и магнитопорошковый контроль. Термины контроля; неразрушающий контроль. Проверка методом просачивающейся жидкости и методом магнитных частиц. Условия наблюдения; Неразрушающий контроль. Контроль магнитных частиц. Часть 3 – Оборудование;
ASTM E 709-01 Стандартное руководство по испытанию магнитных дефектов;
ASTM E1444-05 Стандартная процедура испытаний с использованием магнитопорошкового контроля.

Метод магнитопорошкового контроля используется для контроля объектов из ферромагнитных материалов с относительной магнитной проницаемостью не менее 40. Чувствительность этого метода зависит от различных факторов, включая магнитные свойства материала, форму, размер и шероховатость объекта контроля (макс. Ra 10 / Rz 63), интенсивность приложенного поля, расположение и ориентацию дефектов и свойства магнитного порошка. Согласно ГОСТ 21105 существует 3 условных уровня чувствительности (A, B, C). Они характеризуются минимальной шириной отверстия и минимальной длиной обнаруженного дефекта.

Метод с использованием магнитных частиц включает следующие операции

подготовка к проверке;
Намагничивание;
Применение дефектоскопического материала;
контроль поверхности и запись индикаторных рисунков;
размагничивание .

Перед проверкой заготовку следует очистить от масла, окалины и других загрязнений. Подготовка поверхности для снижения силы трения осуществляется пескоструйной и механической обработкой. Поверхность также может быть загрунтована красками и лаками, чтобы обеспечить достаточный контраст для порошка.

Стационарные или мобильные магнитные дефектоскопы используются для намагничивания и размагничивания проверяемых объектов. Дефектоскопы оснащены измерителями намагничивающего тока и устройствами для осмотра поверхности и записи индикаторных изображений (измерительные лупы, микроскопы, эндоскопы или автоматические системы визуализации). Используются различные типы намагничивания: циркулярное, продольное, комбинированное.

Магнитный контроль порошков может осуществляться двумя различными способами. В методе остаточной намагниченности порошок для обнаружения дефектов наносится после снятия намагничивающего поля. В методе приложенного поля намагничивание и нанесение порошка происходят одновременно. Выбор метода испытания зависит от магнитных свойств материала заготовки и требуемой чувствительности.

Используемые материалы могут иметь различные цветовые оттенки (от светло-серого и желтоватого до красновато-коричневого и черного) в зависимости от цвета проверяемой поверхности. Магнитные порошки с люминофорным слоем на поверхности повышают чувствительность метода.

Применение магнитного материала осуществляется следующими методами:

с использованием магнитного порошка (сухой метод);
с использованием магнитной суспензии (мокрый метод);
Магнитная паста

Сухой порошок равномерно распределяется по поверхности путем распыления или погружения предмета в контейнер с порошком. Суспензия наносится путем наливания воды или погружения продукта в ванну с суспензией. Аэрозольные баллончики, содержащие суспензии магнитных материалов на водной или масляной основе, удобны в использовании.

Качество используемых магнитных материалов определяется процедурами, описанными в спецификациях на их поставку. Перед испытанием готовых порошков и суспензий качество определяют на основе контрольных (эталонных) образцов, имеющих дефекты известного размера, аттестованных в установленном порядке. Тестовые образцы также используются для проверки технологии контроля с целью достижения заданной чувствительности.

Во время испытания частицы материала намагничиваются и под воздействием приложенных сил образуют стержнеобразные (роликовые) скопления. После того, как осажденный порошок сформировал индикаторный рисунок, проверяемый компонент подвергается контролю. При визуальном осмотре могут использоваться оптические устройства для увеличения изображения. Рекомендуется комбинированное освещение (местное и общее).

При использовании флуоресцентных порошков поверхность проверяется под ультрафиолетовым светом. Используются ультрафиолетовые лампы, светильники, а также индуктивные источники ультрафиолетового излучения.

Преимуществами магнитопорошкового метода неразрушающего контроля являются относительно низкая трудоемкость, высокая эффективность и возможность обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов. Этот метод позволяет обнаружить не только полые частицы, но и дефекты, заполненные инородными телами. Метод магнитных частиц можно использовать не только в производстве, но и в эксплуатации, например, для обнаружения усталостных трещин.

Недостатком метода является сложность определения глубины распространения трещины в металле.

Другими методами обнаружения магнитных дефектов являются феррозондовый метод и магнитографический метод.

Феррозондовый метод заключается в регистрации магнитных полей феррозондовыми преобразователями, в которых измеряемое поле и собственное поле возбуждения взаимодействуют.

Магнитографический метод предполагает запись магнитных полей на магнитный носитель (магнитную ленту) с последующим созданием метки.

Оборудование для магнитного контроля можно приобрести по цене, указанной в прайс-листе. Цена оборудования включает НДС. См. также: Визуальный и размерный контроль, ультразвуковой контроль, радиографический контроль, капиллярный контроль.

Оборудование и услуги по магнитному контролю можно приобрести в следующих городах: Москва, Санкт-Петербург, Екатеринбург, Саратов, Амурск, Ангарск, Архангельск, Астрахань, Барнаул, Белгород, Бийск, Брянск, Воронеж, Великий Новгород, Владивосток, Владикавказ, Владимир, Волгоград, Волгодонск, Вологда, Иваново, Ижевск, Йошкар-Ола, Казань, Калининград, Калуга, Кемерово, Киров, Кострома, Краснодар, Красноярск, Курск, Липецк, Магадан, Магнитогорск, Мурманск, Муром, Набережные Челны, Нальчик, Новокузнецк, Нарьян-Мар Новороссийск, Новосибирск, Нефтеюганск, Новочеркасск, Нижнекамск, Норильск, Нижний Новгород, Обнинск, Омск, Орел, Оренбург, Оха, Пенза, Пермь, Петрозаводск, Петропавловск-Камчатский, Псков, Ржев, Ростов, Рязань, Самара, Саранск, Смоленск, Сочи, Сыктывкар, Таганрог, Тамбов, Тверь, Тобольск, Тольятти, Томск, Тула, Тюмень, Ульяновск, Уфа, Ханты-Мансийск, Чебоксары, Череповец, Элиста, Ярославль и другие города, кроме Республики Беларусь. Крым. А также Республика Казахстан, Беларусь и другие страны СНГ.

Магнитный неразрушающий контроль (NDT) позволяет обнаружить дефекты на поверхности и внутри конструкций из ферромагнитных материалов (железо, никель, кобальт). По этой причине его также называют магнитным контролем.

Приложения и обнаруженные дефекты

При магнитном контроле могут быть обнаружены следующие дефекты

имеют ширину отверстия 0,002 мм и глубину 0,01 мм;
расположенные под поверхностью продукта на глубину 2 мм или более
расположенные на поверхности продукта на глубину 2 мм или менее
расположенные под немагнитным покрытием толщиной менее 0,25 мм.

Этот вид неразрушающего контроля активно используется в тяжелой промышленности практически повсеместно: в металлургии, машиностроении, нефтегазовом комплексе, нефтехимии, энергетике (тепловые и атомные электростанции); в авиационной, судостроительной и автомобильной промышленности.

Наиболее часто магнитный контроль проводится для проверки качества

поковки и детали
трубы и трубки;
металлы и листовой прокат;
фитинги;
Резервуары и другие промышленные емкости.

Также проводится магнитный контроль сварных швов и соединений.

Магнитный контроль позволяет на ранней стадии обнаружить даже самые мелкие дефекты в изделиях из ферромагнитных материалов и своевременно устранить их.

Этот метод контроля специализируется на использовании специальных магнитных порошков. Этот порошок можно использовать в сухом или взвешенном виде. Если используется сухой материал, тонкий слой магнитного порошка наносится на поверхность существующего сварного шва. В этом случае можно использовать мелкий камень или железные опилки. Если используется влажный порошок, наносится соответствующая суспензия.

Индуктивное магнитное обнаружение дефектов

Данная технология контроля сварных соединений является относительно новым изобретением и в настоящее время успешно применяется в различных промышленных областях. Технология основана на использовании соответствующих диффузных потоков, движение которых контролируется соответствующими индукционными катушками. Индукционные катушки помещаются на проверяемый сварной шов, и к ним подключается подходящее записывающее устройство. На металлоконструкцию подается соответствующий электрический ток, который, в свою очередь, создает магнитное поле. Это магнитное поле рассеивается индукционными катушками, и одновременно снимаются показания рассеивания направленного магнитного потока. Надо сказать, что эта технология имеет как некоторые преимущества, включая полностью автоматизированную работу при максимальной эффективности, так и некоторые недостатки. К последним относится низкая чувствительность индукционного метода к мельчайшим дефектам на самой поверхности сварного соединения.

Для контроля состояния металлических трубопроводов был разработан ряд дефектоскопов, которые перемещаются внутри трубопровода и регистрируют различные коррозионные дефекты (коррозионные каверны, трещины и т.д.).

Метод магнитного контроля

Метод магнитного контроля металлов заключается в обнаружении и регистрации полей рассеяния, возникающих в зоне дефекта при намагничивании проверяемых компонентов. Линии магнитного поля распространяются в металле стенки трубы без изменения направления, если в трубе нет дефектов. Если в стенке трубы имеются дефекты, линии магнитного поля отклоняются и создается рассеянное поле. Величина этого поля зависит от размера и конфигурации дефекта при данной намагниченности стенки трубы.

Кроме того, с помощью магнитографического контроля можно обнаружить различные дефекты в сварных швах автоматических газопроводов с толщиной основного материала от 2 до 20 мм. Лучше всего обнаруживаются продольные микротрещины, плохое проникновение, шлаковые включения и газовые поры [10].

При использовании метода обнаружения магнитных дефектов выполняются две последовательные операции:

– Намагничивание стенки газопровода специальным устройством, во время которого поля обнаруженных дефектов “записываются” на магнитную ленту;

– Воспроизведение или считывание “записи” с ленты с помощью магнитографических детекторов дефектов.

Для проверки состояния металла в газопроводах разработан ряд дефектоскопов, которые перемещаются внутри трубопровода и регистрируют различные коррозионные дефекты (коррозионные каверны, трещины и т.д.).

Наиболее известными устройствами являются Система Linalogразработанный компанией AMF TUBOSCOPE (США) и предназначенный для неразрушающего контроля газопроводов. Сила, приводящая систему в движение, создается перепадом давления подаваемого газа.

Инструмент (рис. 9.1) работает путем регистрации изменений линий магнитного поля, создаваемых в металле стенки трубы в пределах разрывов (каверны, трещины и т.д.), которые препятствуют распространению этих линий. Это устройство обнаруживает и регистрирует дефекты, расположенные как на внутренней, так и на внешней поверхности стенки трубы [71].

Инструмент состоит из трех секций, которые шарнирно соединены между собой для обеспечения свободного прохода на криволинейных участках трассы трубопровода.

Первая секция содержит систему подачи и оснащена уплотнительными манжетами, которые позволяют комплексу двигаться под давлением рабочего газа, а также служат для централизованного направления инструмента в трубопроводе.

Во второй секции находится магнитный блок, а в третьей – электронные компоненты и система записи. По мере прохождения снаряда по трубопроводу (с оптимальной скоростью 1¸5 м/с) изменения магнитного поля (между магнитом и датчиком), вызванные изменениями толщины стенки трубы, записываются на 28-дорожечную магнитную ленту.

Рисунок 9.1: Оболочка дефектоскопа типа Linalog:

1 – силовая секция; 2 – магнитная секция; 3 – секция записи; 4 – направляющий фланец; 5 – колесо записи дорожек; 6 – шарнир

В нашей стране разработан ряд дефектоскопов, в которых метод магнитной дефектоскопии с использованием постоянного магнитного поля применяется для обнаружения коррозии и других дефектов металла в трубах без вскрытия трубопровода.

Дефектоскоп КОД-М работает по следующему принципу. Над поверхностью намагниченного участка инспектируемого трубопровода напряженность магнитного поля имеет определенное значение. Напряженность поля увеличивается там, где есть неровности или уменьшение толщины стенки трубы, и уменьшается там, где толщина увеличивается. В то же время меняется и рельеф магнитного поля. Изменения магнитного поля регистрируются датчиками поля дефектов.

Информация о состоянии трубопровода может быть обработана, когда инструмент для обнаружения дефектов удален из приемной камеры [7] или во время движения трубопровода.

Читайте далее: