Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля

Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля (МПК) — это один из наиболее надежных способов выявления поверхностных и приповерхностных дефектов в деталях, сварных соединениях из ферромагнитных металлов.

Метод основан на визуализации изъянов при помощи магнитного порошка, который собирается в местах искажения магнитного поля, указывая на возможные нарушения целостности материала.

Он применяется в производстве, при ремонте и техническом обслуживании металлических изделий, где требуется контроль качества без разрушения самой детали. Его выбирают, когда важна высокая точность, возможность обнаружения даже мельчайших дефектов: от микротрещин до несплошностей в сварных швах.

Магнитопорошковая дефектоскопия (МПД) применяется как при оценке новой продукции, так и оборудования, находящегося в эксплуатации. Низкая трудоемкость, высокая чувствительность и доступность приборов делают МПК незаменимым в условиях жесткого производственного контроля.

Сотрудники Гортест Сибирь объяснят, как работает магнитопорошковый контроль, помогут с его проведением.

Принцип действия МПК

Суть такой проверки заключается в том, что при намагничивании металлической детали в зонах с дефектами нарушается равномерность магнитного поля. Это приводит к образованию так называемых полюсов рассеяния — локальных участков, где часть электромагнитного потока выходит на поверхность. Именно там и оседает порошок, указывая на дефекты.

Проверка начинается с намагничивания изделия. Это выполняется двумя способами:

• Пропускание тока через деталь — создается внутреннее электромагнитное поле.
• Воздействие внешними электромагнитами — соленоиды / постоянные магниты.

После создания поля на контролируемую поверхность наносится магнитный индикатор. В зависимости от условий это бывает:

• сухой порошок;
• суспензия (жидкость со взвешенными магнитными частицами).

Когда порошковый индикатор попадает на область дефекта, он собирается в четкий визуальный след — так называемый индикаторный рисунок. Это позволяет специалисту определить наличие, форму, направление изъяна без разрушения изделия.

Магнитопорошковый метод контроля наиболее эффективен для плоскостных дефектов, которые расположены перпендикулярно направлению магнитного потока. Такие нарушения вызывают сильное искажение поля, отчетливо выявляются при проверке.

Благодаря высокой чувствительности, метод позволяет обнаруживать:

• трещины с раскрытием от 0,001 мм;
• дефекты глубиной от 0,01 мм, длиной от 0,5 мм и более.

МПК не так часто используется при оценке округлых дефектов (пор, раковин), так как они не создают выраженного рассеяния магнитного потока. Такое исследование проводится двумя основными способами:

• СПП (приложенного поля) — исследование выполняется при действующем магнитном поле;
• СОН (остаточной намагниченности) — после отключения источника поля.

Выбор способа зависит от условий контроля, конструкции детали, типа оборудования.

Где применяется магнитопорошковый контроль

Такой неразрушающий метод проверки подходит исключительно для ферромагнитных материалов — сталей с высокой магнитной проницаемостью. Он используется как при изготовлении продукции, так и при ее эксплуатации и ремонте.

Основные сферы применения:

• Нефтегазовая отрасль — оценка сварных соединений, трубопроводов, бурильных труб.
• Металлургия и машиностроение — контроль литых, кованых заготовок, муфт, зубчатых колес, корпусов насосов.
• Судостроение, авиация — проверка ответственных конструктивных элементов, соединений.
• Ж/д — оси колесных пар, надрессорные балки, рамы, элементы подвижного состава.
• Мостостроение, строительство — обследование металлоконструкций, болтовых, клепаных соединений.
• Энергетика (атомная, теплоэнергетика) — контроль сосудов под давлением, элементов трубных систем, крепежных деталей.

Среди объектов, подвергаемых МПК:

• стальные трубы (магистральные, технологические, промысловые);
• арматура, листы, прокат, прутки;
• сварные швы, зоны вокруг них;
• литье, поковки, соединения грузоподъемных механизмов;
• элементы эстакад, мостов, металлокаркасов.

Такое широкое использование объясняется высокой информативностью способа при низкой стоимости контроля. Он позволяет оперативно выявлять трещины, несплавления, подрезы, другие нарушения целостности металла, влияющие на надежность и безопасность изделия.

Проведение процедуры

Весь процесс проверки включает несколько последовательных этапов:

1. Подготовка поверхности.

Контролируемую область очищают от загрязнений, масел, ржавчины, краски, других покрытий. Поверхность доводят до шероховатости не грубее Ra 6,3 мкм, чтобы обеспечить равномерное действие магнита, хорошее сцепление индикатора с металлом.

2. Намагничивание.

Изделие подвергается воздействию магнитного поля. Используется один из двух способов: прямой ток / наружное поле. Величина электротока и напряженность поля подбираются с учетом формы детали, толщины металла, ожидаемых зон контроля.

3. Нанесение порошка.

На зону контроля наносят магнитный индикатор. В зависимости от условий используется:

• сухой вариант — удобен в полевых условиях;
• суспензия — обеспечивает более высокую чувствительность.

Порошок распределяется по поверхности, и под действием магнитного поля частицы собираются в местах рассеяния — там, где есть дефекты.

4. Визуальный осмотр.

После удаления излишков проводят наглядную оценку. Формирующиеся индикаторные рисунки позволяют точно определить место, форму изъяна. При использовании люминесцентного индикатора применяют ультрафиолетовые лампы.

После завершения контроля изделие размагничивают и очищают от остатков индикатора. Это обязательная процедура, особенно если деталь продолжает участвовать в производственном процессе.

По итогам оценки составляется технический паспорт или протокол МПК, в котором фиксируются сведения о выявленных дефектах, условиях проведения процедуры. Соблюдение всех этапов гарантирует достоверность результата, соответствие требованиям нормативных документов.

МПК деталей: особенности в разных отраслях

Несмотря на общие принципы, в каждой сфере есть свои нюансы выполнения процедуры.

1. В нефтегазовой промышленности такая оценка применяется при контроле труб большого диаметра, сварных соединений, элементов бурового оснащения. Здесь важна точность при проверке длинномерных швов, устойчивость оборудования к полевым условиям.
2. В авиационной и оборонной отрасли особое внимание уделяется деталям сложной геометрии. Используются установки с повышенной чувствительностью, мелкодисперсные порошки, обеспечивающие обнаружение мельчайших трещин, включая усталостные и деформационные.
3. В ж/д метод применяется при проверке осей, боковых рам, балок, деталей тормозной системы. Контроль проводится как в условиях депо, так и на выезде с использованием переносных дефектоскопов.
4. В машиностроении и металлургии МПК подвергают заготовки (поковки, литье), готовые изделия — муфты, валы, шестерни, элементы редукторов, другие механизмы, несущие эксплуатационные нагрузки.
5. Для строительных объектов и мостовых конструкций нужно контролировать болтовые и клепаные соединения, элементы ферм, металлокаркасы. Здесь приоритет — высокая надежность при эксплуатации в условиях перепадов температур, вибраций.

Для каждой отрасли разрабатываются технологические карты, инструкции, с учетом типа изделия, толщины стенок, материала, условий работы. Это позволяет стандартизировать процедуру, обеспечить сопоставимость результатов при серийном контроле.

Оборудование для МПК и дефектоскопии

Выбор техники зависит от размеров изделия, условий работы, целей контроля.

Основные типы оборудования:

• Переносные дефектоскопы.
  Компактные устройства весом до 15 кг. Применяются в полевых условиях, на выезде, при контроле труднодоступных зон. Идеальны для осмотра объектов на строительных площадках, железной дороге, в цехах.
• Передвижные установки.
  Мобильные комплексы, предназначенные для контроля крупногабаритных изделий: труб, балок, листов. Оснащаются собственными источниками питания, используются вне лабораторий.
• Стационарные дефектоскопы.
  Устанавливаются в цехах серийного производства. Обеспечивают высокий уровень автоматизации, стабильность параметров, удобство в обслуживании большого объема продукции.

Дополнительные средства:

• Намагничивающие устройства — электромагниты, соленоиды, токовые контакты.
• Постоянные магниты — используются для создания стабильного поля без подключения к источнику питания.
• Индикаторы — сухие порошки / суспензии, в том числе люминесцентные, для работы с ультрафиолетовой подсветкой.
• Контрольные образцы — применяются для оценки чувствительности оборудования, проверки настроек.
• Осветительное оборудование — особенно актуально при визуализации люминесцентного порошка.

Перед началом работ проводят калибровку, проверку рабочих параметров и при необходимости — настройку системы под конкретную задачу.

Нормативные документы для проведения контроля

Магнитопорошковый метод регламентируется профильной документацией, устанавливающей требования к методике проведения, оборудованию, квалификации персонала.

Ключевой стандарт — ГОСТ Р 56512-2015. Он описывает типовые технологические процессы МПК, включая подготовку поверхности, выбор способа намагничивания, параметры контроля, оценку результатов. Стандарт распространяется на изделия из ферромагнитных материалов с магнитной проницаемостью не ниже 40.

Дополнительно применяется  ГОСТ 21105-87 — содержит методические рекомендации по организации контроля, включая требования к оформлению протоколов, допуски.

Для подтверждения компетентности лаборатории, специалистов требуются:

• аттестация испытательного центра по методам неразрушающего контроля;
• удостоверения о повышении квалификации персонала;
• аттестация руководителя лаборатории.

Соблюдение всех нормативов обеспечивает юридическую защиту предприятия, а также гарантирует точность, достоверность полученных результатов.

В центре Гортест Сибирь ваша компания может заказать услуги по реализации необходимых проверок, оформлению разрешительной документации на товар. Также возможно получение добровольных документов для продвижения бренда на рынке:

• сертификата соответствия ГОСТ Р ИСО 9001-2015 — подтверждает внедрение системы менеджмента качества;
• экспертных заключений о гигиенической безопасности изделий;
• сертификатов пожарной безопасности, соответствия ГОСТ / ТУ.

Кроме того, сотрудники центра оказывают помощь в составлении и регистрации технических условий (ТУ), разработке другой нормативной документации, штрихкодировании и пр. Обращайтесь!

Вопрос-ответ

Сколько времени занимает магнитопорошковое исследование?

Процедура реализуется от 1 рабочего дня. Продолжительность определяется после консультации и изучения заданных условий.