Приборы для анализа структуры материалов широко распространены в сферах строительства, производства, а иногда применяются и домашними умельцами. С помощью такого аппарата пользователь может определить наличие и параметры физического дефекта в изделии. Например, обнаружить трещину, надрыв, углубление, крупные поры и т. д. Для таких задач обследования применяются разные модели устройств, но магнитопорошковые дефектоскопы считаются оптимальным решением благодаря совокупности выгодных рабочих качеств. При достаточно высокой точности аппарат требует минимальных усилий в организации процесса исследования, имеет широкую область применения и в то же время позволяет выявлять самые разные виды структурных нарушений в основе материала.
Принцип работы
Технология магнитопорошкового анализа относится к методам неразрушающего контроля. Это группа способов дефектоскопии, благодаря которым оператор фиксирует нарушения в структуре отдельных участков деталей, конструкций, заготовок и т. д. Обследование производится посредством намагничивания целевой зоны полем, которое формируется прибором под действием постоянного или импульсного тока. Если материал на конкретном участке характеризуется однородностью и нормативными показателями плотности с твердостью, то поле магнитного рассеивания не даст сигналов, свидетельствующих о наличии структурных нарушений. И напротив, магнитопорошковые дефектоскопы подают соответствующие сигналы о присутствии несплошностей разного рода, если на поверхности или внутри объекта имеются отклонения от норматива. Специально для работы на поверхностях применяют и вспомогательные активные средства, позволяющие наглядно фиксировать трещины и прочие дефекты. Для этого используют магнитные порошки и жидкости, поведение частиц которых также дает информацию о тех или иных нарушениях структуры.
Устройство прибора
Основу любого оборудования данного типа составляет электромагнитная начинка. Это могут быть генераторы, преобразователи и рассеиватели токов, действующих на фоне магнитов. Для параллельного формирования магнитного поля также применяются соответствующие катушки. Конфигурации взаимодействия двух силовых сред могут быть разными. На данный момент применяются модели для создания полюсного, циркуляционного и комбинированного намагничивания. В зависимости от тактики формирования полей задействуются электроконтакторы, соленоиды, электромагниты и другие инструменты. Для подачи расходного активного материала магнитопорошковые дефектоскопы также могут включать дополнительные приспособления. Они не связаны напрямую с функцией контроля, но в целях обеспечения удобства пользователя производители комплектуют аппараты и такой оснасткой. Это могут быть распылители, компрессоры, пульверизаторы, емкости для разбавления порошков и т. д. И на заключительной стадии работа производится с участием средств сканирования, фотографирования и составления диаграмм, на которых визуально отображаются точки расположения и характеристики изъянов структуры.
Виды аппаратов
Классификация дефектоскопов основывается на комплектации базовой функциональной платформы. Исходя из ее состава, можно выделить стационарные, портативные и ручные аппараты. Наибольшими возможностями располагают представители первой категории. Они не просто включают в себя полный набор компонентов, необходимых для комплексного контроля, но и в зависимости от версии могут поддерживать разные методы проверки. По своим возможностям портативный магнитопорошковый дефектоскоп может быть похож на стационарные аналоги, но он также предполагает возможность перемещения. То есть подобные модели допускаются к применению в рамках выездных мероприятий комплексной проверки объектов. Что касается ручных моделей, то, по сути, это компонент дефектоскопа, предназначенный для выполнения лишь одной из его функций – намагничивания целевого участка.
Модель МД-М
Базовое решение, предлагающее типовой набор инструментов для обследования изделий на предмет наличия дефектов. В частности, этот прибор анализирует структуру сварных швов, внутренние полости деталей, а также проникает в труднодоступные зоны. Особенностью прибора является поддержка двух способов контроля – путем приложения поля и за счет остаточной намагниченности. Результаты проверки представляются в процессе обработки фотографических материалов в виде магнитограмм. Таким образом, оператор может составлять карты расположения дефектов в обследуемых деталях и конструкциях. Что касается устройства, то магнитопорошковый дефектоскоп МД-М включает в себя три модуля, обеспечиваемые индивидуальными блоками энергоснабжения. Главный из них – генератор импульсного тока, формирующий магнитное поле в целевой зоне. Модуль соленоида, в свою очередь, обеспечивает намагничивание детали за счет направления переменного тока. Для создания постоянного активного поля применяется электромагнит.
Модель МД-2
Вариация портативного легковесного, но в то же время точного и эффективного дефектоскопа, который подходит и для промышленного, и для бытового использования. Посредством этого аппарата можно осуществлять ручное обследование, автоматически устанавливая параметры заданного тока – опять же, постоянного, импульсного или переменного. После завершения операции магнитопорошковый дефектоскоп МД-2 сохраняет в ячейках памяти примененные характеристики и не теряет их даже после отключения.
Энергоснабжение прибора может обеспечиваться и обычной сетью на 220 В, и бортовыми линиями питания транспорта на 27 В. Ток регулируется до 5000 А, а длительность его подачи в импульсном режиме составляет 1,5 мс. Как и в магнитопорошковом дефектоскопе МД, а данной модели предусмотрена функция «ток-паузы». Это значит, что оператор сможет варьировать величины направления тока и отпуска магнитов с диапазонами от 1 до 10 с. Также остается и возможность образования стабильного силового поля с разным количеством периодов.
Модель МД-12ПС
Дефектоскоп профессионального уровня, который предназначен для выявления поверхностных поперечных трещин. В частности, его применяют для контроля состояния элементов подвижного ЖД-состава. С помощью аппарата проверяются локомотивные колесные пары, хвостовики, хомуты, автосцепки, а также крупногабаритные части, выполненные из магнитных сплавов. В процессе эксплуатации прибор потребляет до 2,5 кВт под напряжением 220 В. Высокая мощность позволяет использовать дефектоскоп магнитопорошковый МД-12ПС для формирования высокоэффективного поля на 15 000 А/м. Поэтому открываются и широкие возможности по исследованию толстостенных конструкций с детальным анализом мелких элементов. Но, масса почти в 60 кг не позволяет применять устройство как портативное.
Модель МД-12ПШ
Еще одна версия, которая используется специально для работы с железнодорожным транспортом. К особенностям этой модели дефектоскопа стоит отнести характеристики порога чувствительности (протяженность – от 5 мм, и ширина раскроя – от 0,02 мм), высокое напряжение намагничивания (до 18000 А/м) и расширенную стандартную комплектацию. В базовом наборе с магнитопорошковым дефектоскопом МД-12ПШ владелец получает шеечное намагничивающее приспособление, полный перечень кабельных узлов, ванночку, кружку, распылитель порошка и светотехнические устройства. Расходные же материалы и тест-образцы для операции контроля следует приобретать отдельно.
Суспензии для дефектоскопии
Для несложных операций контроля на поверхностях в ферромагнитных материалах используют масляные составы черного цвета. Такие суспензии наносятся напылением, поливом или погружением. В целях обеспечения контраста на темных деталях и конструкциях может дополнительно применяться и фоновая светлая краска. Широко распространен и порошковый гранулированный концентрат. С его помощью готовится водная суспензия, включающая поверхностно-активные частицы, магнитные компоненты и функциональные присадки, улучшающие защитные качества активной среды как таковой. Например, это могут быть ингибиторы, пластификаторы и антипенные добавки. Самые же точные и технологичные магнитопорошковые дефектоскопы не имеет смысла использовать без высококачественных цветных порошков с первым классом чувствительности. Это беспыльные составы, в которые входят оксиды железа и красящие пигменты, позволяющие создавать четкие индикаторные рисунки с детальной прорисовкой дефектологических карт.
Заключение
Методы неразрушающего контроля становятся все популярнее благодаря своим достоинствам, что и обуславливает актуальность технологии магнитопорошкового исследования. Разумеется, это не единственный способ реализации такого рода проверок, но у него есть свои преимущества, заключающиеся в универсальности и точности. По этим параметрам, к примеру, портативный магнитопорошковый дефектоскоп МД-2 вполне может конкурировать с ультразвуковыми инструментами контроля. Другое дело, что стоимость приборов ограничивает их использование во многих сферах. Стационарные многофункциональные модели на рынке доступны за 300-400 тыс. руб. Портативную и ручную технику можно приобрести по ценам до 100 тыс., но у нее и спектр возможностей гораздо уже.
