Министерство высшего образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Омский государственный технический университет» Кафедра «Нефтегазовое дело, стандартизация и метрология» Дисциплина «Основы технической диагностики» РЕФЕРАТ «Магнитные методы неразрушающего контроля» Выполнила: студентка гр. НД-161 Кучковская Е.В. Проверил: ст.пр. Макарочкин В.В. Омск-2019 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ.................................................................................................... 3 1. МАГНИТОПОРОШКОВЫЙ МЕТОД .................................................... 4 2. МАГНИТОГРАФИЧЕСКИЙ МЕТОД .................................................... 7 3. ФЕРРОЗОНДОВЫЙ МЕТОД .................................................................. 9 4. ИНДУКЦИОННЫЙ МЕТОД ................................................................. 10 5.ДАТЧИК ХОЛЛА……………………………………………………….11 ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................... 12 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ................................. 13 2 ВВЕДЕНИЕ Магнитный вид неразрушающего контроля основан на анализе взаимодействия магнитного поля с контролируемым объектом. 1. По характеру взаимодействия с объектом – магнитное поле. 2. По первичному информативному параметру – намагниченность, проницаемость, напряженность, остаточная индукция, эффект Варгаузена. 3. По способу получения информации – магнитопорошковый метод, датчик Холла, феррозондовый, магнитографический, индукционный. Как правило, его применяют для контроля объектов из ферромагнитных материалов. По характеру взаимодействия физического поля с объектом этот вид контроля не дифференцируют: во всех случаях используют намагничивание объекта и измеряют параметры, используемые при контроле магнитными методами. Процесс намагничивания и перемагничивания ферромагнитного материала сопровождается возникновением гистерезиса. Химический состав, структура, наличие несплошностей и другие свойства, которые требуется контролировать, обычно связаны с параметрами процесса намагничивания и петлей гистерезиса. Магнитные методы применяют для измерения толщины неферромагнитного покрытия на ферромагнитном основании; для дефектоскопии поверхностных и подповерхностных участков ферромагнитных материалов (магнитопорошковый метод); для получения информации о магнитной проницаемости и ее изменении в зависимости от напряженности магнитного поля (индуктивный метод). 3 1. МАГНИТОПОРОШКОВЫЙ МЕТОД Магнитопорошковый метод предназначен для выявления поверхностных и под поверхностных (на глубине до (1,5 . 2) мм) дефектов типа нарушения сплошности материала изделия: трещины, волосовины, расслоения, не проварка стыковых сварных соединений, закатов и т.д.На рисунках 1 и 2 показаны образцы,на которых были обнаружены дефекты. Рисунок 1 — Образец Рисунок 2 — Обнаруженный дефект на двух образцах Магнитные частицы порошка, попадая в поле дефекта под действием электрического тока 7, намагничиваются и в результате притягивающей сипы перемещаются в зону наибольшей неоднородности магнитного поля. Порошинки, притягиваясь друг к другу, выстраиваются в цепочки, ориентируясь 4 по магнитным силовым линиям поля 2, и, накапливаясь, образуют характерные рисунки в виде валиков 3, по которым судят о наличии дефекта 4.Этим методом можно контролировать изделия любых габаритных размеров и форм, если магнитные свойства материала изделия (относительная максимальная магнитная проницаемость не менее 40) позволяют намагничивать его до степени, достаточной для создания поля рассеяния дефекта, способного притянуть частицы ферромагнитного порошка. Магнитопорошковый метод - это метод неразрушающего контроля поверхностей изделий из ферромагнитных материалов в их производстве и эксплуатации, суть которого такова: магнитный поток в бездефектной части изделия не меняет своего направления; если же на пути его встречаются участки с пониженной магнитной проницаемостью, например дефекты в виде разрыва сплошности металла (трещины, неметаллические включения и т.д.), то часть силовых линий магнитного поля выходит из детали наружу и входит в нее обратно, при этом возникают местные магнитные полюсы (N и S) и, как следствие, магнитное поле над дефектом. Так как магнитное поле над дефектом неоднородно, то на магнитные частицы, попавшие в это поле, действует сила, стремящаяся затянуть частицы в место наибольшей концентрации магнитных силовых линий, то есть к дефекту. Частицы в области поля дефекта намагничиваются и притягиваются друг к другу как магнитные диполи под действием силы так, что образуют цепочные структуры, ориентированные по магнитным силовым линиям поля. Наибольшая вероятность выявления дефектов достигается в случае, когда плоскость дефекта составляет угол 90грд. с направлением намагничивающего поля (магнитного потока). С уменьшением этого угла чувствительность снижается и при углах, существенно меньших 90грд. дефекты могут быть не обнаружены. Магнитопорошковый метод применяется для выявления в объектах разных размеров и формы, изготовленных из ферромагнитных материалов 5 поверхностных и подповерхностных дефектов. С помощью магнитопорошкового метода могут быть обнаружены различные трещины, волосовины и закаты, непровары сварных соединений и другие дефекты шириной раскрытия несколько микрометров. Метод может быть использован для контроля объектов с немагнитным покрытие. 6 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; воспроизведения или считывания записи с ленты, осуществляемого 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. Перед контролем швы и прилегающие зоны очищают от грязи, остатков шлака и металлических брызг. Применяют двухслойные магнитные ленты типа МК-1 и МК-2, состоящие из целлюлозной или другой эластичной основы и магнитного слоя. Ленту магнитным слоем накладывают на контролируемый шов и плотно прижимают к нему резиновым поясом. Затем шов подвергают намагничиванию с одновременной записью полей рассеяния на ленту. Ленту снимают со шва, наматывают на кассету и доставляют к месту, где находится воспроизводящая аппаратура. Намагничивающие устройства — это электромагниты, подразделяемые на подвижные и неподвижные. Швы намагничиваются постоянным магнитным полем, направленным поперек шва. Воспроизведение магнитной записи осуществляется магнитографическим дефектоскопом, основным элементом которого является воспроизводящая магнитная головка. Последняя преобразует зафиксированные на ленте 7 магнитные сигналы. Индикация сигналов осуществляется при помощи электроннолучевых трубок. Для определения величины дефектов магнитографические дефектоскопы настраивают по эталонным лентам, записанным на контрольных образцах сварных соединений. 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, МД-11, МДУ-1, МГК-1 и др. с комплектом намагничивающих устройств, предназначенных для магнитографического контроля качества сварных швов трубопроводов, листовых и других конструкций. В дефектоскопе МД-9 индикация дефектов осуществляется визуально в виде неподвижных импульсов на экране электроннолучевой трубки. Дефектоскоп МД-11 с растровой разверткой позволяет получать на экране изображение воспроизводимого участка сварного шва (видеоиндикация). Дефектоскоп МДУ-1 — универсальный, позволяет получать на экранах двух электроннолучевых трубок импульсную и видеоиндикацию магнитограммы полей дефектов. Усовершенствованной модификацией этого дефектоскопа является МДУ-2У, на двухлучевой трубке которого возникают одновременно телевизионное изображение участков швов и импульсное изображение сигналов от дефектов. 8 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. Структурные неоднородности материала, магнитные пятна, шероховатость контролируемой поверхности и неоднородность магнитного поля, не связанная с дефектами, порождают на выходе преобразователя сигналы, именуемые помехами или фоном. Помехи являются причиной ошибок дефектоскопирования – пропусков и ложных браковок. 9 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.На рисунке 4 показан генератор ТИТДИ-ЗА. Рисунок 2-Генератор ТИ-ТДИ-ЗА 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. 2. Трассу кабеля. 3. Место расположения муфт на трассе. 4. Глубину заложения кабеля. 10 5. ДАТЧИК ХОЛЛА Датчиком Холла называют устройство,с помощью которого измеряют величину магнитного поля, используя эффект Холла. Датчик Холла состоит из полупроводниковой прямоугольной пластинки,к которой присоединены четыре электрических вывода. Метод основан на регистрации магнитных полей объекта контроля преобразователем Холла. Эффект Холла- явление возникновения поперечной разности поенциалов при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле. 11 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Для контроля трубопроводов используются внутритрубные (например,датчик Холла,используемый как снаряд-дефектоскоп и пускаемый внутри контролируемой трубы),контактные (например,твердометрия), дистанционные (например,метод постоянного магнитного поля) методы контроля. 12 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1. КИПИНФО – Группа проектов [Электронный ресурс] Режим доступа: http://kipinfo.ru/info/stati/?id=51 2. Неразрушающий контроль [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.ncontrol.ru/catalog/Magnitoporoshkovyj-kontrol 13
