Способ приложенного поля — это режим МПД, при котором контроль осуществляют при действующем внешнем магнитном поле, а магнитный индикатор (суспензию) наносят до или во время намагничивания. Это базовый рабочий режим для контроля объектов из магнитомягких материалов, а также для ряда задач, где важно обнаруживать приповерхностные дефекты или работать по покрытой поверхности.
Что такое способ приложенного поля
Способ приложенного поля (СПП) — это способ магнитопорошкового контроля, при котором объект находится во внешнем магнитном поле в момент нанесения индикатора и/или осмотра. В терминах ГОСТ Р 56512-2015 приложенное магнитное поле — это внешнее магнитное поле, создаваемое магнитным дефектоскопом, в котором находится объект контроля или его часть во время проведения МПД. Для практики это означает, что при СПП дефект проявляется в момент действия поля, а не после его снятия. Именно поэтому этот способ часто выбирают как основной для цехового, лабораторного и выездного контроля, когда нужна высокая стабильность индикации и понятная технологическая последовательность операций.
Способ приложенного поля отличается от способа остаточной намагниченности следующим: при СПП вы работаете с активным внешним полем, а при СОН — с остаточной намагниченностью самой детали. При способе остаточной намагниченности объект сначала намагничивают, затем после прекращения намагничивания на поверхность наносят магнитный индикатор и выполняют осмотр; промежуток времени между этими операциями не должен превышать 3–4 часа. При способе приложенного поля индикатор наносят до намагничивания или в процессе него, а осмотр проводят при действующем поле и/или после прекращения намагничивания и стекания основной массы суспензии.
Для каких материалов обычно применяют СПП
ГОСТ Р 56512-2015 прямо указывает, что способ приложенного поля обычно применяют для контроля объектов из магнитомягких материалов, то есть материалов с высокой магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой менее 10 А/см, малыми потерями энергии на перемагничивание и способностью намагничиваться и размагничиваться в слабых магнитных полях. Это одна из самых важных характеристик СПП и один из основных критериев его выбора.
При этом стандарт отдельно подчеркивает, что в ряде случаев в приложенном поле контролируют и объекты из магнитотвердых сталей. Это делают, если нужно обнаруживать подповерхностные дефекты на глубине более 0,01 мм, но, как правило, не более 2 мм, если на объекте есть неснимаемое немагнитное покрытие суммарной толщиной 40–50 мкм и более, либо если объект имеет сложную форму, большое сечение или малое удлинение, из-за чего его трудно качественно контролировать по остаточной намагниченности.
Глубина выявления дефектов. По ISO 9934-1 магнитопорошковый контроль прежде всего применяется как поверхностный метод НК, но допускается обнаружение дефектов, расположенных близко к поверхности, при этом чувствительность быстро снижается с глубиной. Использование постоянного тока или выпрямленного переменного тока улучшает выявление дефектов, расположенных непосредственно под поверхностью.
СПП особенно целесообразен в следующих случаях:
- контроль объектов из магнитомягких материалов;
- необходимость выявлять подповерхностные дефекты в пределах типовой глубины до 2 мм;
- контроль деталей с неснимаемым покрытием толщиной 40–50 мкм и более;
- объекты сложной формы, большого сечения или с малой удельной длиной;
- локальный контроль крупных изделий, когда используют электромагниты или постоянные магниты;
- задачи, где важна более технологичная организация процесса и высокая производительность.
Какое оборудование используют для способа приложенного поля
Сам СПП не привязан к одному типу прибора. Его можно реализовывать с помощью разных схем намагничивания и разных средств создания поля. По ГОСТ Р 56512-2015 магнитопорошковый контроль вообще выполняют с применением универсальных и специализированных стационарных и переносных дефектоскопов, осветителей, измерителей поля, средств контроля индикатора и размагничивающих устройств. В рамках СПП могут использоваться:
- стационарные дефектоскопы;
- переносные дефектоскопы НЕВА-ПЭМ-1;
- намагничивающие катушки;
- ярмовые электромагниты;
- генераторы тока и токовые схемы;
- гибкие кабели и центральные проводники;
- устройства на постоянных магнитах для локального контроля.
Какой вид тока особенно важен для СПП
При МПД используют (ГОСТ Р 56512-2015) импульсный, постоянный, переменный, выпрямленный однополупериодный и двухполупериодный ток, а также выпрямленный трехфазный ток. При переменном и импульсном токе намагничивается в основном поверхностный слой, а при постоянном или выпрямленном токе — поверхностный и подповерхностный слои, что позволяет выявлять дефекты на глубине до 2 мм. Для СПП это один из самых важных технических параметров: он определяет, работаете ли вы только по поверхности или также в приповерхностной зоне.
Какие условия нанесения индикатора важны при СПП
Для СПП особенно важно, что индикатор должен находиться на объекте в момент действия поля. Это основная технологическая логика способа. В ряде прикладных стандартов, использующих общие принципы ISO 9934-1, прямо подчеркивается, что для обнаружения поверхностных дефектов индикатор должен наноситься одновременно с приложенным магнитным полем. При выборе СПП, технологическая последовательность следующая: магнитное поле — индикатор — осмотр.
Что важно для реального применения на участке
Как и для любого режима МПД, перед началом работы по СПП нужно подтверждать адекватность намагничивания. ISO 9934-1 требует устанавливать достаточность намагничивающего поля с помощью проверочного образца с естественными или искусственными дефектами.
Метод используется, в частности, для задачи магнитопорошкового контроля сварных соединений.
В качестве искусственных дефектов используют:
- узкие плоские пазы;
- цилиндрические отверстия диаметром примерно 2–2,5 мм, расположенные параллельно поверхности на разной глубине;
- трещины различного происхождения.
Паз удобен для воспроизводимого поверхностного дефекта, отверстие на глубине — для моделирования подповерхностной несплошности, трещина — для проверки того, как реально работает индикатор и насколько система чувствительна к естественному повреждению.
Как выбрать проверочные образцы при магнитопорошковом контроле
Контрольные образцы при магнитопорошковом контроле нужны для практической проверки работоспособности дефектоскопа и магнитного индикатора. ГОСТ Р 56512-2015 прямо указывает, что для проверки дефектоскопов преимущественно применяют образцы с искусственными дефектами, а для проверки магнитных индикаторов (магнитных суспензий) — преимущественно образцы с трещинами. При этом тип образца выбирают с учетом схемы намагничивания, глубины ожидаемых дефектов и направления магнитного поля.
Следует учитывать что образцы нельзя использовать для подбора режимов контроля конкретной детали, если они не соответствуют ей по материалу, форме и размерам. Для такой задачи нужен образец, близкий к реальному объекту контроля.
Какие образцы применяют и в чем их различие
| Образец | Для какой схемы | Какой дефект моделирует | Когда применять | Когда не применять |
|---|---|---|---|---|
| МО-1 | Электроконтакты, ярмовый электромагнит | Поверхностный паз и два подповерхностных дефекта | Когда нужно быстро проверить работоспособность дефектоскопа при локальном намагничивании и убедиться, что система видит и поверхностные, и подповерхностные несплошности | Когда нужно подобрать технологию контроля конкретной детали или проверить циркулярную схему |
| МО-2 | Продольное намагничивание соленоидом или кабелем, намотанным как соленоид | Поверхностная плоская несплошность | Когда нужно проверить базовую работоспособность продольной схемы и чувствительность к поверхностному дефекту | Когда требуется оценка подповерхностной чувствительности или настройка режима под конкретное изделие |
| МО-3 | Продольное намагничивание соленоидом, кабелем-соленоидом, магнитным ярмом | Пять подповерхностных дефектов в виде отверстий диаметром 2 мм на разной глубине | Когда важно оценить запас чувствительности продольной схемы по глубине | Когда достаточно только быстрой проверки поверхностной чувствительности |
| МО-4 | Индукционное и циркулярное намагничивание, включая центральный проводник | Два поверхностных дефекта разной ориентации и три подповерхностных дефекта на глубинах 2, 3 и 4 мм | Когда контролируют кольца, втулки, диски, ступицы и другие детали с отверстием, а также проверяют циркулярную схему | Когда проверяют плоские локальные схемы или пытаются подобрать режим контроля для детали другой геометрии |
| МО-5 | Проверка магнитных индикаторов, оценка чувствительности к натуральным трещинам | Трещины в азотированном слое пластины | Когда нужно получить более реалистичную картину, чем на пазе или отверстии, и оценить качество индикаторного рисунка | Когда нужен только быстрый ежедневный контроль работоспособности дефектоскопа |
| МО-6 | Проверка индикаторов и режимов на мелких поверхностных трещинах | Искусственные трещины после формирования покрытия и азотирования | Когда нужна серия более воспроизводимых трещин для сравнения индикаторов и режимов | Когда требуется универсальный образец для всех схем намагничивания |
| МО-7 | Тонкая настройка чувствительности по узким трещинам | Трещины, близкие по ширине к минимально выявляемым на продукции | Когда нужно приблизиться к реальной предельной чувствительности системы | Когда выполняется обычная рутинная проверка оборудования |
| МО-8 | Любая схема, если образец выполнен как сам объект контроля или его часть | Естественные трещины или искусственные дефекты на реальной детали либо ее фрагменте | Когда нужно отработать и подтвердить технологию МПД именно для конкретной детали | Когда достаточно стандартной проверки дефектоскопа или индикатора |
Если задача состоит в проверке работоспособности дефектоскопа, то обычно выбирают образец с искусственными дефектами под нужную схему намагничивания. Если задача — оценить качество магнитного индикатора, лучше использовать образец с трещинами. Если задача — подобрать режим контроля и подтвердить технологию для конкретной детали, нужен образец, соответствующий реальному объекту по материалу, форме и размерам.
Для повседневной проверки оборудования удобны образцы МО-1, МО-2, МО-3 и МО-4. Для оценки работы магнитного индикатора и чувствительности к реальным трещинам полезнее МО-5, МО-6 и МО-7. Для разработки технологии контроля конкретной продукции необходимо использовать образец, максимально близкий к самому объекту контроля.
Когда выбирать способ приложенного поля
- объект изготовлен из магнитомягкого материала;
- требуется более технологичный и быстрый процесс контроля;
- нужно выявлять приповерхностные дефекты;
- на объекте есть толстое неснимаемое покрытие;
- форма детали или ее размеры неудобны для контроля по остаточной намагниченности;
- контроль ведется локально на крупном объекте.
Когда одного способа приложенного поля недостаточно
Сам по себе СПП не решает проблему неверной ориентации поля относительно дефекта. Если направление дефектов неизвестно, ISO 9934-1 рекомендует намагничивать поверхность в двух перпендикулярных направлениях, а ГОСТ Р 56512-2015 рекомендует использовать два взаимно перпендикулярных или три направления либо комбинированное намагничивание. Поэтому СПП часто выбирают как режим контроля, но внутри него все равно требуется правильная схема намагничивания: циркулярная, продольная, полюсная, кабельная или комбинированная.
Часто задаваемые вопросы
Что такое способ приложенного поля?
Чем способ приложенного поля от остаточной намагниченности?
Для каких материалов обычно применяют СПП?
Можно ли применять СПП для магнитотвердых сталей?
Какие дефекты лучше выявляет СПП?
Какой ток лучше использовать при СПП?
Можно ли выполнять СПП ярмом или постоянным магнитом?
Нужно ли подтверждать достаточность намагничивания при СПП?
Нужно подобрать оборудование для контроля способом приложенного поля?
Поможем определить, когда СПП будет оптимальным, какой вид тока выбрать, когда достаточно ярма или катушки, а когда нужен генератор тока и более жесткая схема намагничивания.
