Магнитопорошковый контроль сварных швов

Одним из самых популярных методов неразрушающего контроля качества сварных соединений является магнитопорошковый. Дефектоскопия такого типа возможна без использования дорогостоящего или сложного в освоении оборудования, и может выполняться без специальной подготовки сотрудников. При таком способе исследования эффективно выявляются внешние и внутренние недочеты шва. С помощью магнитопорошкового контроля сварных соединений получается выявлять дефекты конструкций, расположенных на высоте, а также в сложнодоступных местах. Популярность данного способа исследования объясняется точностью и наглядностью. Специалисты с помощью дефектоскопов быстро и качественно определяют нарушения, которые могли бы снизить прочность швов на трубопроводах, в технологических емкостях, в опорных металлоконструкциях и в сосудах, работающих под высоким давлением.

Определение и особенности методологии

Суть исследования и его принцип понятны: еще в школьном курсе физики объясняется, что существуют материалы-диэлектрики, а также те, которые способны проводить электроны. Во время магнитопорошкового контроля сварных швов явно видно изменение рисунка магнитных линий в местах, которые сварены не всплошную. Если в зоне термического влияния или в диффузном слое есть дефекты  — например растрескивание или свищевые участки, магнитные силовые линии будут обходить эти участки, формируя пиковые образования, выходящие за габариты образца. При наличии мелкодисперсных ферромагнитных элементов на участках, искажения будет явно видно искажение, изменение пространственного положения, то есть, их ориентация по направлению силовых линий магнитного поля.

Чем более явно выражен дефект, тем более выраженной будет электромагнитная сила, из-за которой и перемещаются намагниченные частицы, вплоть до того, что над неоднородным полем будут формироваться цепочки частиц.

Обратите внимание: если несплошной участок располагается под прямым углом к направлению поля, его невозможно будет увидеть по положению частиц.

Как проводится проверка: этапы и важные технические моменты

Стандартная схема проведения исследования одинакова для всех типов и видов швов, последовательность магнитопорошкового контроля сварных соединений регламентирована стандартами, действующими в данной области. 

Порядок проведения исследования:

  • Подготовка исследуемой поверхности. Со шва и зоны термического влияния удаляют окалину, грязь, ржавчину, возможно — смазочные материалы, если они присутствуют. Чтобы более точно видеть контрольный рисунок на фоне темной металлической поверхности, возможна обработка тонким слоем светлой (чаще — белой) водоэмульсионной краски. 

  • Заготовки намагничиваются различными способами (подробно они описаны ниже, в соответствующем разделе). Качество намагничивания влияет на точность контроля. 

  • Наносят индикатор, содержащий частицы ферромагнитов. Способ нанесения выбирается с учетом имеющихся в наличии приборов для контроля (подробнее — ниже). 

  • Для контроля проводится осматривание проверяемого участка, возможно с использованием оптических приборов, указанных в нормативах.

  • Индикаторный рисунок расшифровывают, фиксируя дефекты, выявленные в процессе. Для сравнения используется атлас дефектов, где есть подробные снимки. Информация о недочетах, выявленных в ходе магнитопорошкового контроля сварных швов, заносится в специальный журнал. 

  • Исследованную деталь после проведения испытаний размагничивают, используя метод нагрева до точки Кюри или технологию помещения в магнитное поле с затухающей амплитудой. 

  • Остатки нанесенного индикатора удаляются вручную или с применением специальных средств для протирки. 

Как наносить индикатор: все виды способов

При проведении данного способа контроля могут использоваться разноплановые средства, но чаще всего они сводятся к сухим, мокрым и пастообразным. 

Сухой индикатор

Как правило, это смесь мелких опилок из металла, которая наносится в ее естественном состоянии, без разбавления чем-либо. Для нанесения используется аэрозольная упаковка, возможно использование сита для рассеивания, а также груши для направления потока. В качестве магнитопорошковых индикаторов используют баббит, магнетит, железную окалину и подобные материалы, которые обладают способностью хорошо намагничиваться. Для создания магнитного поля берут П-образный электромагнит, который соединяют с источником переменного или постоянного тока. Для проведения исследования выбирают источники 300–600 ампер. 

Этот способ магнитопорошкового контроля сварных соединений эффективен для обнаружения следующих дефектов:

  • Несплошности шва;

  • Дефекты подповерхностного вида;

  • Включения шлака на поверхности. 

Мокрый индикатор

В данном случае магнитящаяся взвесь добавляется в керосин, раствор жидкого мыла, в трансформаторное масло, в воду с антикоррозионными средствами или в полимерный концентрат. Средство наносится с использованием кисти, путем поливания индикатором испытываемого участка, а также способом погружения, если элемент относительно небольшой и возможно его отсоединение. 

Мокрая методика наглядно демонстрирует несплошные участки на тестируемых сварных соединениях. 

Варианты намагничивания

Большинство вариантов намагничивания применяется к деталям базовых геометрических форм, и свое название они частично получают от этих форм:

  • Циркулярное намагничивание образует ровное поле внутри исследуемого элемента, при этом на краях не возникает полюсов.

  • Продольное, оно же, другими словами, полюсное — создает направленное вдоль поле, на одном конце плюс, на другом — минус.

  • Комбинированное — в разных перпендикулярных направлениях вызывает возникновение разнонаправленных полей.

  • Намагничивание на вращающемся поле — часто используется на промышленных предприятиях для оценки качества шва. 

  • Типы электрического тока, применяемые для намагничивания: 

  • Постоянный, для формирования равномерной индукции;

  • Переменный — чаще используется для простых, низкочувствительных техник проверки;

  • Импульсный — своими особенностями более похож на постоянный. 

Чувствительность методики

Для применения методики исходный тестируемый образец должен обладать относительной магнитной проницаемостью не ниже 40. В общем же случае, на чувствительность методики влияют следующие факторы:

  • Напряженность намагничивающего поля;

  • Метод нанесения сухого или мокрого индикатора на образец;

  • Электромагнитные свойства материала, который применяется для испытания;

  • Расположение дефектов относительно индукционных линий;

  • Способность намагничивания образца;

  • Гладкость тестируемой поверхности (чем она ниже, тем точнее исследование);

  • Тип электротока, формирующего магнитное поле;

  • Условия исследования (при использовании мокрого индикатора степень точности ниже);

  • Способ фиксации индикаторного рисунка над несплошностями. 

Технически определяют три марки чувствительности:

  • А — при дефектах более 2,5 микрон и глубине их залегания 25 мкм;

  • Б — 10 и 100 микрон;

  • В — 25 и 25 соответственно. 

Чтобы провести магнитопорошковый контроль сварных швов, длина неровной поверхности должна составлять не менее 0,5 мм, на меньших дефектных участках исследования не проводят. 

Оборудование и материалы

Для проверки качества сварного соединения используется дефектоскоп или другие намагничивающие приборы, которые способны формировать индукционное поле. Существуют автоматические устройства, где магнитопорошковый дефектоскоп является лишь частью более сложной системы-дефектоскопа. Особая операционная система автоматики способна распознавать шлак, дефекты и пустоты. В качестве приборов для визуального оценивания используются также специальные исследовательские приборы — эндоскопы, фонарики, лупы и прочее.

Для того чтобы измерить магнитное поле напряженности или возникающую индукцию, применяют такие приборы как гауссметры или магнитометры. Необходим достаточный уровень освещенности, чтобы точно рассмотреть рисунок дефекта. 

Все приборы для выявления дефектности сварного шва требуют наличия контрольных образцов, с которыми и идет сравнение. Выбирая модели для сверки, нужно принимать во внимание их универсальность (системы СОН и/или СПП), возможность плавной мануальной регулировки, а также электромагнитные характеристики. 

Для магнитопорошкового контроля сварных соединений требуются расходные материалы:

  • Магнитные индикаторные полоски;

  • Сухие индикаторы (их можно использовать не для всех случаев, но их точность выше);

  • Индикаторные суспензии (мокрые), которыми обрабатывают участки, если нанести равномерно сухой материал не получается. 

Обязательна проверка химсостава магнитных порошков на токсичность, так как в нем не должно содержаться вредных для человека и окружающей среды реагентов. По цвету такие порошки могут быть разными: 

  • Природного бурого, коричневого или черного цвета;

  • Окрашенными в яркие тона;

  • Люминесцентными, то есть, светящимися под ультрафиолетом. 

От типа используемых расходных материалов и приборов измерения во многом зависит точность оценки состояния шва. 

Обращайтесь к нам в лабораторию «Архибилд» для проведения магнитопорошкового контроля сварных швов: мы используем компактное оборудование для работы на объектах и в поле, оперативно и эффективно выявляем дефекты, способные привести к аварийным ситуациям. Звоните, чтобы получить точный расчет стоимости работ и заказать услугу на удобное для вас время!