на чем основан бесконтактный магнитометрический неразрушающий контроль

Опыт диагностики трубопроводов тепловых сетей бесконтактным магнитометрическим методом

В.Г.Шикуненко, генеральный директор, ООО «ИПК Шерна», г. Москва

В течение 2010 г. наша компания проводила работы по диагностике московских тепловых сетей бесконтактным магнитометрическим методом (разработчик А.А. Дубов) с целью выявления участков теплосети, находящихся в напряженно-деформированном состоянии, и определения необходимости ремонта данных участков.

При обследовании использовалось следующее оборудование: измеритель концентрации напряжений ИКН-3М-12 с датчиком тип 11; ИКН 5М-32 с датчиком тип 11; трассопоисковое оборудование «RIDGIT SR-20»; ультразвуковой толщиномер фирмы Panametrics MODEL 37DL plus; преобразователь (ПЭП 5,0/312); D799; ультразвуковые толщиномеры А1207.

Метод бесконтактной магнитометрической диагностики позволяет с поверхности земли выявлять участки подземных теплопроводов в непроходных каналах с неоднородным напряженно-деформированным состоянием, в металле труб которых при дальнейшей эксплуатации возникнут либо уже имеются повреждения различного характера. Бесконтактное магнитометрическое обследование основано на измерении искажений магнитного поля Земли, обусловленных изменением магнитной проницаемости металла трубы в зонах концентрации напряжений и в зонах развивающихся коррозионно-усталостных повреждений. При этом характер изменений поля (частота, амплитуда) обусловлен деформацией трубопровода, возникающей в нем вследствие воздействия ряда факторов:

■ остаточных технологических и монтажных напряжений;

■ рабочей нагрузки и напряжений самоком- пенсации при колебаниях температуры наружного воздуха и среды (грунта, воды и т.д.).

Метод бесконтактного магнитометрического обследования является косвенным диагностическим методом.

При расшифровке информации о состоянии трубопроводов по изменению магнитного поля Земли используются критерии и программный продукт, разработанные для метода магнитной памяти металла.

Обследование проводилось в соответствии с требованиями «Методики бесконтактного магнитометрического контроля теплопроводов» (разработчик ООО «Энергодиагностика», г. Москва), ГОСТ Р 53006-2008 «Оценка ресурса потенциально опасных объектов на основе экспресс-методов. Общие требования» и ГОСТ Р 52330-2005 «Контроль неразрушающий. Контроль напряженно-деформированного состояния объектов промышленности и транспорта. Общие требования».

При обследовании использовались отдельные положения и рекомендации, изложенные в РД 102-008-2002 «Инструкция по диагностике технического состояния трубопроводов бесконтактным магнитометрическим методом» (разработчик ВНИИСТ).

Обследование трубопроводов проводилось от камеры до камеры, при этом «прямой» и «обратный» трубопроводы обследовались отдельно друг от друга.

Оценка эффективности работы оператора проводилась двумя способами:

■ путем сопоставления оценки состояния теплопровода, сделанных специалистом по результатам обработки данных бесконтактных измерений участка, с фактическими данными, полученными при вскрытии этого участка и проведении визуально измерительного контроля теплопроводов;

■ путем анализа повреждений, зафиксированных на участке тепловой сети после проведения там бесконтактной диагностики (например, оператор оценил состояние теплопровода как удовлетворительное, а при опрессовке на данном теплопроводе произошло повреждение, значит, оценка состояния была неверная).

Для оценки состояния теплопроводов по результатам диагностики, проводимой различными операторами, были приняты четыре формулировки выводов (коды), которые выбирал оператор:

Диапазон участка, определенный исполнителем, с кодом 1 однозначно подлежит дополнительному визуально измерительному контролю.

Диапазон участка с кодом 2 подлежал визуально измерительному контролю, только если это рекомендовал в отчете исполнитель.

В диапазоне участка с кодами 3 и 4 дополнительный визуально измерительный контроль не планировался, но проводился только тогда, когда на этом участке при проведении опрессовки фиксировалось повреждение.

На 1 ноября 2010 г. была проведена работа по обследованию теплопроводов общей протяженностью 56,822 км. Было выявлено 2484 аномалии, из них:

По результатам обследования на всех участках, где выявлялись аномалии с кодом 1, производились шурфовки. Дополнительно нужно пояснить, что участком считается отрезок прокладки тепловой сети между двумя ближайшими камерами тепловой сети. Средняя длина участка порядка 100 м, на этой длине может быть множество различных зон магнитных аномалий. В местах шурфовок (в зонах с кодом 1) проводились дополнительные обследования методами визуально измерительного контроля и ультразвуковой толщинометрии и т.д. На рис. 1-9 для наглядности показаны некоторые из участков, на которых были выявлены аномалии по результатам бесконтактной магнитной диагностики.

Некоторые примеры результатов шурфовок приведены ниже.

Участок 1-2. Участок от камеры к1 до к2 по совокупности выявленных аномалий (с кодом 1 и 2) и выполненных ранее локальных ремонтов необходимо включить в план реконструкции в течение 3 лет. Часть участка подающего теплопровода на расстоянии 11 м от к1 в сторону к2 и на расстоянии 10 м от угла поворота в сторону к2 (аномалия с кодом 1) находится в аварийном состоянии и требует локального ремонта немедленно.

Участок 42-43. По результатам инженерной диагностики (выявлена аномалия с кодом 1) был запланирован шурф на 163-172 м от к42 в сторону к43 для уточнения зоны ремонта подающей трубы, но при проведении опрессовки на данном участке были выявлены свищи и при вскрытии места повреждения выяснилось, что на расстоянии 164 м необходим ремонт в местах двух свищей, на расстоянии 182 м отвод и м трубы имеют значительные коррозионные повреждения.

Участок 11-12. На этом участке сильная магнитная аномалия (с кодом 1), выявленная при бесконтактной магнитной диагностике, соответствует видимым изгибам труб и трещинам изоляционной конструкции от нарушения компенсации. Данный участок подающего теплопровода требует проведения ремонта системы компенсации, ревизии скользящих опор и сильфонных компенсаторов и локального ремонта изоляционной конструкции.

Участок 68-69. На всем протяжении канала необходима: очистка от наносного ила и разрушенной изоляции; ревизия всех скользящих опор на участке. Необходимо провести восстановление тепло- и гидроизоляции, ремонт и замену перекрытий. Повторное обследование с проведением толщинометрии и бесконтактной магнитометрической диагностики.

Участок 17-18. Участок теплопровода на длине 31 м находится в аварийном состоянии и требует скорейшего локального ремонта. Участок от к17 до к18 по совокупности выявленных аномалий (с кодом 1 и 2) и выполненных ранее локальных ремонтов необходимо включить в план реконструкции в течение 2 лет.

Участок 52-53. Вышеуказанный участок на отметке 1-34 м имеет протяженную зону деформации (с кодом 1) в результате нарушения тепловой компенсации, а также 3 ранее возникших повреждения. Данный участок рекомендуется к проведению планового ремонта в течение 3 лет.

Участок 58-58а. Участок на расстоянии 24 м от смотрового люка (аномалии с кодом 1) требует срочного ремонта, участок от смотрового люка до к58а (выявлены аномалии с кодом 2) требует регулярного мониторинга в связи с нарушением вентиляции, компенсации и напряженно-деформированным состоянием зон вблизи смотрового люка и неподвижной опоры.

Участок 50/6-50/7. По результатам визуального контроля и магнитометрических данных (аномалии с кодом 1 и 2) участок теплосети от к50/6 до к50/7 длиной 137 м находится в аварийном состоянии и требует немедленного ремонта во избежание аварий во время отопительного периода.

Участок 06-07 (с имеющимися аномалиями с кодом 1). По результатам проведенного в шурфе визуально измерительного контроля и ультразвуковой толщинометрии необходимо провести:

■ ремонт плит перекрытия на 273 м и 276 м от к06;

■ очистку участка в интервале от 260 м до к07 от разрушенной теплоизоляции, песка, ила;

■ ревизию всех скользящих опор от неподвижной опоры до к07;

■ восстановление скользящих опор и теплоизоляции трубопроводов.

Рекомендация: участок нуждается в дополнительных инженерно-геологических исследованиях, т.к. из-за сложного рельефа и близости МКАД возникла деформация канала и труб в целом.

Участок 07-08. Участок нуждается в замене обратного теплопровода на интервале 40-60 м в связи с недопустимым утонением стенки трубы. Необходимо провести очистку интервала от к07 до к08 от разрушенной теплоизоляции, песка и провести ревизию всех скользящих опор.

Примечание: Коррозионные процессы в данном месте также имеются, но утонение стенки теплопроводов пока менее 20%.

Участок 21-24. На участке магистрали от к21 до к24 (выявлены аномалии с кодом 1, 2 и 3) необходимо провести дополнительные работы по изучению состояния теплотрассы в связи с разрушением конструкционных элементов (дно канала). Для исключения разрушения в будущем, рекомендуется дополнительно провести георадарные исследования, поскольку территориально зоны повышенного напряженно-деформированного состояния подающего и обратного трубопроводов обоих участков находятся в одном месте (автостоянка у поликлиники). Разрушения основания канала и значительные зоны НДС могут быть связаны с суффозными процессами (вымывание и просадка грунта) под данным участком.

Участок 20-20/1. Участок на расстоянии 3 м от смотрового люка требует ремонта (выявлены аномалии с кодом 1 и 2), необходимо исключить касание плит перекрытия и труб, рекомендуется включить данный участок в план капитального ремонта в течение 3 лет

Участок 29/2-29/3. На отметке 19 м от к29/2 необходим ремонт скользящей опоры (выявлены аномалии с кодом 1 и 2). Необходимо проверить соответствие проекту по количеству опор. Необходима ревизия всех скользящих опор до П-образного поворота, смазка или монтаж компенсатора перед неподвижной опорой.

Результаты технической диагностики по бесконтактному магнитометрическому методу в подавляющем большинстве случаев находят свое подтверждение дополнительным обследованием в шурфах. Метод позволяет с высокой точностью определять потенциально опасные места напряженно деформированного состояния (нарушение компенсации, воздействие на трубу посторонних предметов) и места пересечения со смежными магистралями, являющиеся в совокупности с дополнительными вредными факторами (подтопления и т.д.) причиной внутренней и внешней коррозии, утонения стенки. Однако однозначно определить степень коррозионного поражения стенок труб только по магнитограмме без изучения «истории болезни» достаточно сложно.

Следует также отметить, что метод имеет существенные ограничения.

1. Метод чувствителен к массе обследуемой трубы. В условиях города трубопроводы диаметром меньше 300 мм не всегда могут быть определены.

2. Не всегда есть возможность пройти точно по трассе (например, здания или транспорт на поверхности земли над прокладкой тепловой сети).

3. Сложно выявлять точечные дефекты, не создающие сильные искажения магнитного поля.

4. Пока не определена выраженная характеристика магнитного поля соответствующего участку теплопровода со значительным утонением стенки, хотя отмечено, что иногда таким местам соответствует провал градиента напряженности магнитного поля.

5. Метод восприимчив к помехам, создаваемым посторонними металлическими предметами, если они сопоставимы по массе обследуемым трубам.

6. Анализ магнитограмм требует высокой квалификации и опыта оператора.

Очень хорошо выявляются участки напряженно деформированного состояния теплопроводов еще внешне целых, но с нарушением компенсации. Несмотря на то, что эти участки не способны вызывать масштабные аварии в ближайшей перспективе, в дальнейшем, если не устранить нарушения компенсации, могут развиваться более серьезные дефекты.

Пока точную остаточную толщину стенки и точное время до разрыва только обработкой данных бесконтактной магнитной диагностики выявить нельзя, для этого требуется проведение шурфовок, или детальное описание «истории болезни», но уже сейчас ясно, что постоянный набор данных и расширение аналитической базы имеют значительную перспективу в дальнейшем выявлении закономерностей старения металла труб тепловых сетей и повышения точности прогноза остаточного ресурса теплопроводов.

На практике метод бесконтактной магнитной диагностики хорошо сочетается и дополняется методом акустической томографии, но это уже тема отдельной статьи.

Кроме того, уже на существующем этапе развития данные бесконтактной магнитной диагностики, по нашему мнению, могут найти отражение в практике локальных ремонтных работ. Многие выявленные участки напряженно деформированного состояния теплопроводов еще не имеют значительных коррозионных поражений и утонения стенки металла труб, поэтому проведение своевременных ремонтных работ по устранению нарушений компенсации позволят значительно повысить срок безаварийной эксплуатации данного участка.

Практика проведения бесконтактной магнитной диагностики показала, что даже недавно введенные в эксплуатацию участки тепловых сетей могут иметь значительные нарушения компенсации или нарушения в технологии сварочных работ. Поскольку качество проектных и строительных работ не могут исключить появление участков с повышенным НДС на вновь построенных участках теплосети, возможно, было бы целесообразно включить в комплекс приемочных работ проведение бесконтактной магнитной диагностики для выявления и устранения НДС теплопроводов на стадии ввода в эксплуатацию.

Источник

Магнитный контроль как один из видов неразрушающего контроля

Термином «магнитный контроль» (сокращённое обозначение – МК) обозначают обширную группу методов, построенных на регистрации рассеянных магнитных потоков и/или изменении параметров магнитного поля, которые возникают в предварительно намагниченном объекте там, где имеются поверхностные и подповерхностные дефекты. Размеры несплошностей могут быть минимальными, в частности, глубина – от 0,01 мм. Ширина раскрытия – от 0,001 мм.

Представленный вид НК широко эффективен для дефектоскопии оборудования и трубопроводов АЭС, сосудов и аппаратов, работающих под давлением, а также различных узлов, механизмов авиационного и железнодорожного транспорта. В том числе – осей, валов, боковых рам, дисков, подшипников. Магнитный контроль – один из немногих надёжных способов для проверки состояния и расчёта ресурса стальных канатов, которыми оснащаются грузоподъёмные краны, фуникулёры, лифты и т.д. К данному виду неразрушающего контроля прибегают, когда нужно обследовать не только сварные, но также болтовые, клёпаные, паяные и прочие типы соединений.

Технология магнитопорошкового метода, например, заключается в намагничивании объекта переменным, постоянным или комбинированным полем. В местах несплошностей это приводит к возникновению полей рассеяния, которые подлежат регистрации и расшифровке. После этого выполняется размагничивание.

Сильные и слабые стороны магнитного контроля

1) высокая чувствительность даже к самым мелким поверхностным и приповерхностным несплошностям, недоступных, например, для обычного визуального и измерительного контроля. Особенно если использовать люминесцентные суспензии и УФ-светильники;

3) отсутствие больших финансовых затрат. Для ручного магнитного контроля не нужно дорогостоящей аппаратуры и расходников;

4) экологичность. Магнитные порошки и суспензии гораздо безопаснее для здоровья оператора, нежели индикаторные жидкости для капиллярного контроля. Сам рабочий процесс намного «чище», может обойтись без респираторов, менее требователен к вентиляции, спецодежде и пр. С транспортировкой, хранением и утилизацией дефектоскопических материалов намного меньше трудностей;

5) отличная адаптированность к полевым испытаниям. Важное достоинство магнитного метода контроля в том, что он позволяет сразу, на месте, выявить поверхностные несплошности. В том числе – на объектах сложной конфигурации, с большим радиусом кривизны, под открытым небом и т.д. Но и для цеховых условий МК подходит безупречно. В отличие от ПВК и рентгена, он не требует отдельного помещения и может проводиться даже в присутствии остального рабочего персонала, параллельно с другими технологическими процессами, а не в перерывах;

6) наглядность результатов. Это актуально для ручного способа (съёмка объекта фотоаппаратом с УФ-вспышкой) и особенно для автоматизированных установок (отображение сигналов на экране и формирование детальных отчётов).

Основные методы магнитного контроля

Самый распространённый – это, конечно же, магнитопорошковый. На объект наносят индикаторный порошок (чёрную либо цветную люминесцентную суспензию), затем намагничивают. На участках без дефектов направление частиц совпадает с направлением магнитных линий. Но при наличии несплошностей картина меняется: порошок скапливается вокруг трещины (поры, инородного включения и пр.). Полученные индикаторные следы осматривают и обозначают на поверхности маркером по металлу, а по завершении расшифровки – объект размагничивают.

Ещё одна разновидность магнитного контроля – магнитографический метод. Главная его особенность – запись магнитного поля на магнитную ленту для последующего считывания при помощи специального устройства. Технология была востребована преимущественно для стыковых сварных соединений, например, магистральных газопроводов. Допустимая толщина металлической стенки достигала 20–25 мм. Способ продуктивен для выявления плоскостных дефектов и мало эффективен для несплошностей сферической формы.

Индукционный метод магнитного контроля базируется на применении специальных катушек, создающих рассеянные магнитные потоки. Сварное соединение намагничивают, и катушку постепенно смещают вдоль его оси. В местах с несплошностями возникает индукционный ток в витках. Далее прибор считывает эти сигналы и запоминает их. Считается, что индукционный способ недостаточно чувствителен к дефектам малых размеров.

Наконец, ещё одно ответвление магнитного контроля – феррозондовый метод. Активно используется, например, в вагоноремонтных депо для диагностики надрессорных, соединительных и боковых балок, балансиров, тяговых хомутов и пр. Ключевой атрибут здесь – феррозондовый преобразователь, регистрирующий магнитные поля рассеяния. В дефектных зонах напряжённость магнитного поля резко меняется. Преобразователь фиксирует эти «скачки», преобразует градиент напряжённости в электрический сигнал и передаёт его на дефектоскоп. Феррозондовый метод реализуется при помощи феррозондового дефектоскопа способом приложенного поля или остаточной намагниченности.

Оборудование и расходники для магнитной дефектоскопии

Сообщество специалистов магнитного контроля

На форуме «Дефектоскопист.ру» зарегистрированы тысячи специалистов МК всех уровней квалификации – I, II и III. Кроме того, на нашем сайте есть преподаватели, научные сотрудники, представители фирм-поставщиков и предприятий-производителей оборудования и дефектоскопических материалов. Мы рады, что наш проект помогает коллегам обсуждать рабочие вопросы, разбираться в теории и практике, подбирать материалы, оборудование, советоваться по инструкциям и т.д.

В помощь специалистам МК в электронной библиотеке «Архиус» предусмотрен отдельный раздел с нормативной-технической документацией.

Ежедневно проект «Дефектоскопист.ру» объединяет специалистов по всей стране для обмена опытом. Чтобы присоединиться к нашему профессиональному сообществу и познать все тонкости магнитного контроля, просто зарегистрируйтесь на нашем сайте!

Источник

Лекция 3. Магнитные методы неразрушающего контроля

Лекция 3. Магнитные методы неразрушающего контроля

Магнитные МНК основаны на анализе взаимодействия контролируемого объекта с магнитным полем и применяются, как правило, для обнаружения внутренних и поверхностных дефектов объектов, изготовленных из ферромагнитных материалов.

Согласно ГОСТ 24450-80 по способу получения первичной информации различают следующие методы магнитного вида контроля:

· Магнитографический метод (МГ)

· Метод эффекта Холла (ЭХ)

— также не входящие в ГОСТ:

· магнитооптический (МО) и

· метод магнитной памяти металла (МПМ).

Магнитный контроль в наши дни применяется почти во всех отраслях тяжелой и легкой промышленности.

К приборам магнитного контроля относятся:

1. измерители напряженности магнитного поля,

2. коэрцитиметры,

3. магнитометры,

4. металлоискатели,

5. ферритометры,

6. ультрафиолетовые лампы. Лампы, используются для работы в сложных условиях, труднодоступных местах, то есть при ограниченном доступе к исследуемой поверхности.

Ферритометры применяют для определения удельной теплоемкости исследуемого материала, для определения конкретных размеров возможных дефектов методом вихретока.

Металлоискатели или, ферродетекторы, незаменимы при определении точного места нахождения люков, покрышек, труб, баллонов под слоем земли/снега и т. д. аппаратура магнитного контроля просто необходима при поиске аварийных участков, при обнаружении металлических предметов и т. д.

Сформировались три основных области магнитного контроля:

· контроль дефектов сплошности в ферромагнитных материалах;

· оценка структурного состояния и прочностных характеристик ферромагнитных сталей и сплавов;

· определение фазового состава.

Магнитные методы применяют для:

· измерения толщины неферромагнитного покрытия на ферромагнитном основании (магнитная толщинометрия);

· дефектоскопии поверхностных и подповерхностных участков ферромагнитных материалов, (закалочных, шлифовочных, усталостныех трещин, волосовин, расслоения, не проварки стыковых сварных соединений, закатов и т. д.- магнитопорошковый метод);

· получения информации о магнитной проницаемости и ее изменении в зависимости от напряженности магнитного поля (индуктивный метод).

Подробнее о магнитной структуроскопии

Определены основные области ее применения:

— определение структурного состояния и механических свойств холодного и горячего проката;

— контроль структурного состояния и прочностных характеристик объемно-термически обработанных стальных и чугунных изделий (отжиг, нормализация, закалка, отпуск и старение);

— оценка напряженного состояния и его изменений в материалах и конструкциях после термической обработки и пластической деформации;

выявление кристаллографической текстуры, анизотропии механических свойств при штамповке или деформации листового проката;

— контроль структуры, физико-механических свойств и толщины слоев поверхностно упрочненных изделий различными методами (закалка ТВЧ, химико-термическая обработка, упрочнение концентрированными потоками энергии, виброупрочнение, обезуглероживание в стали и отбел в чугуне);

— сортировка изделий по марке, качественная оценка содержания основных легирующих элементов.

На производстве для магнитной структуроскопии уже много десятилетий широко и успешно применяется метод, основанный на измерении коэрцитивной силы Нс металла в точке контроля. Приборы, реализующие этот способ контроля, обычно называют коэрцитиметры или структуроскопы.

Магнитная толщинометрия основана на измерении силы притяжения постоянного магнита или электромагнита к поверхности изделия из ферромагнитного материала, на которую нанесен слой немагнитного покрытия, и позволяет определить толщину этого покрытия.

По принципу действия все магнитные толщиномеры можно разделить на три группы:

· толщиномеры пондеромоторного действия;

· толщиномеры индукционного действия;

· толщиномеры магнитостатического действия.

В настоящее время большое внимание уделяется вопросам контроля изменений структурного и напряженно-деформированных состояний конструкционных материалов в процессе эксплуатации.

Появилась возможность производить оценку фазового состава конструкционных материалов, определять пористость в металлокерамических изделиях, выявлять парамагнитные и ферромагнитные участки в деталях и элементах конструкций.

В качестве перспективных работ следует отметить задачи контроля изменений фазового состава изделий в процессе эксплуатации изделий, работающих в сложных условиях (высокие давления, длительный срок эксплуатации, большой перепад температур, работа в агрессивных средах).

Метод магнитного порошка весьма прост и позволяет определять места и контуры нарушений сплошности материала, расположенные на поверхности деталей, с шириной раскрытия у поверхности 0,002 мм и более,, а также на глубине до 2—3 мм под поверхностью. Под различного рода покрытиями, но при условии, что толщина немагнитного покрытия не более 0,25 мм.

Намагничивание деталей, обработка их порошком (чаще суспензией), а также последующее размагничивание производятся с помощью магнитных дефектоскопов.

1. Магнитопорошковый МНК

Самым распространённым и надёжным методом магнитной дефектоскопии является магнитопорошковый – основанный на возникновении неоднородности магнитного поля над местом дефекта.

При этом методе намагниченную деталь посыпают магнитным порошком (сухой метод) или поливают магнитной суспензией (мокрый метод). Частицы порошка, попавшие в зоны магнитных полей рассеяния, оседают на поверхности деталей вблизи мест расположения дефектов.

Ширина полосы, по которой происходит оседание порошка, значительно больше ширины «раскрытия» дефекта, поэтому невидимые до этого дефекты фиксируют по осевшему около них порошку даже невооруженным глазом.

Магнитный поток в бездефектной части изделия не меняет своего направления. Если же на пути его встречаются участки с пониженной магнитной проницаемостью, например трещины, неметаллические включения и т. д., то при этом возникают местные магнитные полюсы (N и S) и, как следствие, магнитное поле над дефектом.

Металлические частицы, попавшие в неоднородное магнитное поле, возникшее над повреждением, притягиваются друг к другу и ориентируясь по магнитным силовым линиям поля, образуют цепочные структуры (рис), выявляемые при осмотре деталей.

Намагничивание деталей, обработка их порошком (чаще суспензией), а также последующее размагничивание производятся с помощью магнитных дефектоскопов.

Принцип действия магнитных дефектоскопов основан на регистрации магнитных полей рассеяния дефектов, при намагничивании контролируемых ферромагнитных изделий.

Регистрация полей рассеяния может осуществляться с помощью магнитного порошка, магнитной ленты, феррозондов, преобразователей Холла, индукционных и магниторезисторных преобразователей.

Чувствительность и качество магнитопорошкового метода зависит от нескольких факторов:

от магнитных характеристик материала применяемого для изготовления детали; силы напряженности намагничивающего поля; взаимного направления намагничивающего поля и дефекта; параметрические характеристики: размер, форма и шероховатость поверхности детали; способа и условий при регистрации, анализе и документирование индикаторного рисунка обнаруженного дефекта. размера, формы, местоположения и ориентации дефекта; свойств дефектоскопического материала, применяемого для проведения контроля; способа нанесения дефектоскопического материала на поверхность детали;

2. Магнитографический метод

Метод основан на обнаружении магнитных полей рассеяния, возникающих в местах дефектов при намагничивании контролируемых изделий.

Поля рассеяния от дефектов фиксируются в виде магнитных отпечатков на эластичном магнитоно-сителе (магнитной ленте), плотно прижатом к поверхности шва.

Процесс контроля состоит из двух основных операций: намагничивания изделий специальными устройствами, при котором поля дефектов записываются на магнитную ленту.

Воспроизведение или считывание записи с ленты, осуществляется магнитографическим дефектоскопом.

Магнитографический метод контроля можно применять для проверки сплошности стыковых швов, плоских изделий и труб различных диаметров, изготовленных из ферромагнитных металлов, с толщиной стенки 1—16 мм.

Контролю подвергают швы с равномерным усилением и нормальной чешуйчатостью без видимых наружных дефектов: трещин, наплывов, подрезов, пор, недопустимых смещений и т. п.

Магнитную ленту магнитным слоем накладывают на контролируемый шов и подвергают его намагничиванию с одновременной записью полей рассеяния на ленту.

Характер дефектов определяют по видеоиндикатору. Форма изображения на экране соответствует форме дефекта, а степень почернения характеризует его глубину.

Трещины характеризуются наличием извилистых темных линий с большой контрастностью, непровары — прямых линий, шлаковые включения — темных пятен и т. д.

Применяют магнитографические дефектоскопы типов МД-9,. с комплектом намагничивающих устройств, предназначенных для магнитографического контроля качества сварных швов трубопроводов, листовых и других конструкций.

3. Феррозондовый метод

Феррозондовый метод неразрушающего контроля основан на обнаружении феррозондовым преобразователем магнитного поля рассеяния дефекта на намагниченной детали.

Дефекты обнаруживаются за счет выявлений пространственных искажений магнитного поля над дефектом.

Искаженное поле над дефектом называется полем рассеяния дефекта или полем дефекта. Выявляются поля рассеяния с помощью феррозондового преобразователя, преобразующего градиент напряженности магнитного поля в электрический сигнал.

Феррозондовым методом обнаруживаются поверхностные и подповерхностные (глубина залегания до 30 мм) дефекты типа нарушения сплошности: волосовины, трещины, раковины, закаты и т. д. Метод также применяют для обнаружения дефектов сварных швов: непроваров, трещин, неметаллических включений, пор и т. п.

Так же как и при магнитопорошковой дефектоскопии различают два способа феррозондового контроля: способ остаточной намагниченности и способ приложенного поля.

4. Индукционный метод

Индукционный метод определения места повреждения основан на принципе улавливания магнитного поля над кабелем, по которому пропускается ток высокой частоты.

Метод надлежит применять во всех случаях, когда в месте повреждения кабеля удается получить электрическое соединение одной или двух жил через малое переходное сопротивление.

Метод обеспечивает практически абсолютную точность, имеет широкое распространение в СССР и за рубежом.

При применении индукционного метода по кабелю пропускают ток от генератора звуковой частоты (800— 3000 гц), при этом вокруг кабеля образуется магнитное поле, величина которого пропорциональна величине тока в кабеле.

На поверхности земли над кабелем при. помощи приемной рамки, усилителя и телефона можно прослушать звучание, которое распространяется по пути прохождения тока по кабелю.

Индукционным методом можно определить:

1. Место повреждения кабеля.

3. Место расположения муфт на трассе.

4. Глубину заложения кабеля.

Широкое распространение получили индукционные толщиномеры. Принцип их действия основан на измерении изменений магнитного сопротивления цепи, состоящей из ферромагнитной основы изделия, измерительного преобразователя и немагнитного зазора между ними, соответствующего толщине покрытия.

Контроль методом магнитной памяти металла (ММП-контроль) основан на измерении и анализе распределения собственных магнитных полей рассеяния (СМПР) металла сварных соединений, отображающих их структурную технологическую наследственность.

ММП-контроль служит для определения зон концентрации механических напряжений (ЗКН) в сварных соединениях сосудов, трубопроводов, оборудования и конструкций.

ММП контроль является первоочередным по отношению к известным методам неразрушающего дефектоскопического контроля (ультразвуковой, радиационный, магнитопорошковый, капиллярный, цветная дефектоскопия, измерение твердости и толщинометрия).

Позволяет контролировать сварные соединения любых размеров и форм (стыковые, тавровые, угловые, нахлестанные, торцевые, прерывистые и др.) без ограничения толщины свариваемого металла на всех видах ферромагнитных и аустенитных сталей и сплавов и на чугунах.

При ММП-контроле определяют:

— зоны концентрации остаточных сварочных напряжений и их распределение вдоль сварного соединения:

Метод МПМ выполняет одновременно при неразрушающем контроле одновременно две задачи:

Из физических свойств.

2.2 Измерение магнитных величин

Магнитные измерения тесно связаны с электрическими измерениями, так как электрические и магнитные явления представляют собой части единого электромагнитного процесса. В большинстве случаев при определении той или иной магнитной величины измеряется практически электрическая величина, значение которой представляет собой функцию измерения магнитной величины. Сама же магнитная величина определяется расчетным путем на основании соотношений, связывающих магнитные и электрические величины. Посредством магнитных измерений решается ряд задач, к которым относятся исследование магнитных свойств веществ и материалов, атомов и атомного ядра; контроль качества магнитных материалов и изделий из них; измерение магнитных полей постоянных магнитов и электромагнитов; исследование магнитного поля Земли и других планет; изучение физических свойств материалов по их магнитным характеристикам.

Измерение магнитного потока. При создании приборов для измерения магнитного потока обычно используется явление электромагнитной индукции. При изменении магнитного потока в измерительной катушке (ИК) возникает ЭДС. Измерительная катушка является преобразователем, с помощью которого магнитные величины (магнитный поток Ф. магнитная индукция В, напряженность магнитного поля Н) могут быть преобразованы в ЭДС и измерены. Магнитоизмерительный преобразователь в виде ИК можно использовать для измерения параметров постоянного и переменного магнитных полей. В зависимости от характера измеряемой величины к ИК предъявляются различные требования относительно ее формы, размеров, расположения и т. д. Основной характеристикой ИК является ее постоянная, определяемая через произведение числа витков на площадь витка.

Магнитные преобразователи. В подавляющем большинстве ситуаций связанных с магнитным контролем приходиться иметь дело с кратковременным измерением или индикацией магнитных полей в относительной близости от поверхности изделий. В этих случаях используют различные магнитные преобразователи, из которых наиболее широкое распространение получили феррозондовые, датчик Холла, индукционные и магниторезистивные.

Источник