Badania magnetyczno-proszkowe (MT) są metodą NDT stosowaną do wykrywania nieciągłości powierzchniowych i nieznacznie podpowierzchniowych w materiałach ferromagnetycznych, takich jak stal węglowa, stale niskostopowe oraz żeliwo odlewane lub kute. Są szeroko stosowane przy kontroli spawów, utrzymaniu urządzeń ciśnieniowych i przeglądach maszyn wirujących: szybkie, tanie i bardzo czułe na drobne pęknięcia niewidoczne gołym okiem.
MT działa poprzez wprowadzenie pola magnetycznego do elementu ferromagnetycznego i naniesienie na powierzchnię drobnych cząstek żelaza lub tlenku żelaza. Tam, gdzie materiał jest jednolity, strumień magnetyczny przebiega praktycznie bez zakłóceń. Gdy pęknięcie lub inna nieciągłość przerywa drogę strumienia blisko powierzchni, część pola jest wypchnięta na zewnątrz i tworzy nad nią pole „przecieku strumienia”, przyciągając cząstki w postaci wskazania często szerszego niż rzeczywista wada. Dlatego MT jest tak czułe na ciasne, zamknięte pęknięcia, takie jak pęknięcia zmęczeniowe i pęknięcia po szlifowaniu.
MT działa tylko na materiałach ferromagnetycznych. Stale nierdzewne austenityczne, aluminium i większość stopów nieżelaznych nie nadają się do badania MT; dla tych materiałów zwyczajną alternatywą powierzchniową NDT jest badanie penetracyjne.
Pole przecieku strumienia powstaje tylko wtedy, gdy nieciągłość leży mniej więcej prostopadle do pola, dlatego kierunek magnetyzacji dobiera się do spodziewanej orientacji wady. Inspektorzy zwykle stosują pole w dwóch kierunkach, aby objąć zarówno wady poprzeczne, jak i wzdłużne.
Element o nieznanej orientacji wad zazwyczaj wymaga zastosowania obu kierunków jako oddzielnych etapów.
Wskazania MT można uzyskiwać z użyciem cząstek suchych lub cząstek zawieszonych w nośniku ciekłym, oglądanych w świetle widzialnym lub pod promieniowaniem UV-A (światło czarne), jeśli cząstki są fluorescencyjne.
| Wariant | Forma cząstek | Typowe zastosowanie | Relatywna czułość |
|---|---|---|---|
| Sucha widoczna | Suchy proszek, kontrast kolorystyczny | Kontrole polowe spawów, chropowate powierzchnie, prace na zewnątrz | Dobra dla pęknięć przecinających powierzchnię; mniejsza dla drobnych podpowierzchniowych |
| Mokra widoczna | Cząstki w nośniku olejowym lub wodnym | Kontrole warsztatowe, odlewy, kucia | Lepsza ruchliwość cząstek, drobniejsze wskazania |
| Mokra fluorescencyjna | Cząstki fluorescencyjne w nośniku ciekłym, oglądane pod UV-A | Lotnictwo, krytyczne części wirujące, wykrywanie pęknięć w eksploatacji | Najwyższa czułość, szczególnie dla ciasnych pęknięć zmęczeniowych |
Mokra fluorescencyjna MT jest zwykle najbardziej czułą odmianą, określaną dla części krytycznych, takich jak elementy turbin. MT z suchym proszkiem nadaje się do dużych konstrukcji i spawania w terenie, gdzie kąpiel mokra jest niepraktyczna.
Wybór sprzętu zależy od geometrii części, dostępu i przenośności.
MT niezawodnie wykrywa wady przecinające powierzchnię i nieciągłości bardzo blisko powierzchni; czułość zależy od rozmiaru wady, orientacji i natężenia pola, a wraz z głębokością gwałtownie maleje. Nie jest to metoda objętościowa, dlatego głębsze nieciągłości wymagają badań ultradźwiękowych lub radiograficznych. Inne ograniczenia: pole musi przebiegać mniej więcej przez wadę, powierzchnia musi być stosunkowo czysta, a badanie dotyczy tylko metali ferromagnetycznych. Grube powłoki, takie jak farba, zmniejszają czułość.
Ponieważ MT pozostawia w elemencie magnetyzm resztkowy, komponenty demagnetyzuje się zawsze, gdy może to przeszkadzać przy późniejszej obróbce skrawaniem, spawaniu, pracy łożysk lub dokładności przyrządów. Wykonuje się to, przepuszczając element przez malejące, odwracające się pole AC, a następnie weryfikuje za pomocą wskaźnika pola lub gaussomierza. Pomięcie tego kroku w przypadku urządzeń obrotowych często powoduje przyczepianie się wiórów podczas późniejszej obróbki.
Dwie normy stanowią podstawę większości procedur MT na świecie. ASTM E1444/E1444M (Standard Practice for Magnetic Particle Testing) obejmuje sprzęt, techniki magnetyzacji, typy cząstek i kwalifikację procedur i jest powszechnym odniesieniem w praktyce północnoamerykańskiej. ISO 9934 (Badania nieniszczące — Badania magnetyczno-proszkowe), wydana w trzech częściach obejmujących zasady ogólne, media wykrywające i sprzęt, pełni równoważną rolę międzynarodowo. Kryteria akceptacji pochodzą z obowiązującego kodeksu konstrukcyjnego lub specyfikacji klienta, np. ASME Sekcja VIII dla zbiorników ciśnieniowych, a nie z tych norm praktycznych.
Wyniki MT są użyteczne tylko wtedy, gdy są trendowane i powiązane z danym aktywem. Rejestrowanie wskazań i kontroli demagnetyzacji w zapisie sprzętu na platformie takiej jak Fabrico utrzymuje historię inspekcji przypisaną do aktywa, zamiast rozproszonej na papierze. Zarezerwuj demonstrację Fabrico, aby zobaczyć, jak dane z inspekcji wpisują się w szerszy workflow utrzymania. MT uzupełnia także inne metody NDT: badanie penetracyjne jest zwyczajną alternatywą powierzchniową dla części nieferrmagnetycznych, a badanie prądami wirowymi nadaje się do bezkontaktowego przesiewu rur i cienkościennych elementów.
Tylko w gatunkach ferromagnetycznych (martenzytycznych lub ferrytycznych). Stale austenityczne są zasadniczo niemagnetyczne; zamiast nich stosuje się badanie penetracyjne.
MT jest najbardziej wiarygodne dla wad przecinających powierzchnię i szybko traci czułość wraz z głębokością, więc nie zastępuje metod objętościowych, takich jak badania ultradźwiękowe, w przypadku głębszych defektów.
Magnetyzm resztkowy może przyciągać żelazne wióry podczas obróbki, zaburzać przyrządy, przeszkadzać przy spawaniu oraz powodować nadmierne zużycie łożysk w eksploatacji.
Ramka indukuje pole bez przepuszczania prądu przez element, co czyni ją bezpieczniejszą i bardziej przenośną do badań spawów w terenie. Elektrody (prods) przepuszczają prąd bezpośrednio przez element, tworząc pole obwodowe — przydatne na dużych blachach, ale grożące przypaleniami łukowymi przy złym styku lub niewłaściwym natężeniu prądu.
Zaloguj
Blog