Badania elektromagnetyczne oparte są na wykorzystaniu zjawisk zachodzących w strumieniu magnetycznym.
Do badań elektromagnetycznych zaliczyć można metody:

  • prądów wirowych,
  • magnetyczną.

Badania metodą prądów wirowych:

Urządzenia do badań wiroprądowych składają się z sond służących do wytwarzania zmiennego natężenia pola magnetycznego i odbioru informacji o wielkości tego pola, generatora zmiennej częstotliwości o stabilnej amplitudzie i odpowiednim natężeniu prądu, przetwornika pomiarowego przetwarzającego informację pochodzącą z sondy na sygnał użyteczny, wskaźników pozwalających ocenić wielkość zmian występujących i sterujących segregacją lub znakowaniem wyrobów.

Na przebieg badania metodą prądów wirowych składają się następujące, najważniejsze czynności:

  1. Zapoznanie się z obiektem/obiektami badanymi, ich technologią, możliwymi w nich nieciągłościami oraz wymaganiami jakościowymi.
  2. Dobór defektoskopu.
  3. Dobór sposobu analizy i prezentacji sygnałów, wywołanych przez nieciągłości obiektów.
  4. Dobór przetwornika wiroprądowego.
  5. Dobór cewek do podmagnesowania obiektu i dobór prądu magnesującego. Cewki są stosowane w zautomatyzowanych badaniach prętów i rur, wykonanych ze stali ferrytycznych, przy wykorzystaniu przetworników przelotowych.
  6. Sprawdzenie poprawności działania defektoskopu.
  7. Dobór eksperymentalny lub obliczenie częstotliwości pracy defektoskopu.
  8. Sprawdzenie poprawności doboru częstotliwości pracy defektoskopu.
  9. Sprawdzenie wykrywalności nieciągłości obiektów, za pomocą wzorca z nieciągłościami naturalnymi lub sztucznymi.
  10. Wykonanie badania obiektu/obiektów.
  11. Wykonanie demagnetyzacji obiektu/obiektów (tylko w przypadku podmagnesowywania obiektów).
  12. Sporządzenie raportu z badań.

Do badań powinny być włączane obiekty danej klasy, z uprzednio wykrytymi nieciągłościami. Ma to na celu okresową kontrolę poprawności pracy aparatury i nastaw aparatury, a także umiejętności operatorów badań.

Prądy wirowe wykorzystywane są w kilku zasadniczych sektorach przemysłowych: lotnictwie, przemyśle maszynowym, przemyśle hutniczym, badaniu wymienników ciepła oraz badaniu spoin.

Metoda prądów wirowych jest metodą powierzchniową. Badane mogą być tylko wyroby metalowe generalnie na głębokość od kilku do kilkunastu milimetrów. Niemniej bardzo duża czułość tej metody oraz wiarygodność wyników badania postawiła ją na bardzo istotnej pozycji w metodach stosowanych przez takie przemysły jak lotniczy, jądrowy, kosmiczny, chemiczny czy maszynowy. Klasycznym przykładem zastosowania metody prądów wirowych jest badanie eksploatacyjne poszycia samolotów w miejscach spawanych, na łączeniach nitowanych lub skręcanych, wykrywanie pęknięć w konstrukcjach wielowarstwowych materiałów metalowych kompozytowych, badanie części ruchomych.

Prądy wirowe w znacznym stopniu wykorzystywane są w urządzeniach do oceny struktur materiałowych, wad procesów obróbki cieplnej. Służą tutaj do pomiarów twardości, szacowania zawartości ferrytu, głębokości warstw nawęglanych, azotowanych, strukturalnych np. zmian cieplnych spowodowanych wyładowaniami atmosferycznymi na poszyciach samolotów lub procesem szlifowania części maszynowych.

Badania metodą magnetyczną:

Badania magnetyczne należą do grupy elektromagnetycznych metod badań nieniszczących, w których wykorzystuje się, najogólniej ujmując, zjawiska towarzyszące wzbudzaniu pola magnetycznego w obiekcie przeznaczonym do kontroli.

Wśród tych metod najszersze zastosowanie znalazły badania magnetyczno – proszkowe i wiroprądowe.

Metoda magnetyczna umożliwia wykrywanie powierzchniowych nieciągłości płaskich i wąskoszczelinowych, a także stosunkowo dużych, położonych blisko powierzchni, nieciągłości podpowierzchniowych.

Prowadzenie badań obiektów przy wykorzystaniu metody magnetycznej polega na:

  • magnesowaniu obiektów,
  • detekcji magnetycznego pola rozproszenia, występującego w miejscach występowania powierzchniowych i podpowierzchniowych nieciągłości materiałowych namagnesowanych obiektów.

Obiekty można magnesować dwoma rodzajami prądów:

  • przemiennym,
  • stałym.

W przypadku magnesowania prądem przemiennym są wykrywane nieciągłości położone do głębokości ok. 2 [mm], a magnesowania prądem stałym najczęściej – do głębokości ok. 3 [mm]. Mogą być wykrywane pęknięcia o głębokości od ok. 0,1 [mm], szerokości od ok. 0,001 [mm], i długości od ok. 0,3 [mm], przy dużym stosunku sygnału do zakłóceń.

Najlepsza wykrywalność wad uzyskiwana jest, jeśli kierunek pola magnetycznego, wzbudzonego w obiekcie, jest prostopadły do wykrywanych wad.

W zależności od tego w jaki sposób dokonujemy detekcji pola magnetycznego w badaniu magnetycznym można wyróżnić metodę:

  • magnetyczno – proszkową,
  • magnetograficzną.

Metoda magnetyczno – proszkowa pozwala na wykrywanie wszelkich niejednorodności w materiałach ferromagnetycznych spowodowanych pęknięciami, niejednorodnościami struktury, obcymi wtrąceniami, nieciągłościami materiału itp., które mogą być niewidoczne gołym okiem. Jest to jedna z najstarszych stosowanych w defektoskopii metod. Metoda magnetyczno – proszkowa wykorzystuje powstawanie magnetycznego pola rozproszenia wokół wady zlokalizowanej na powierzchni lub bezpośrednio pod powierzchnią badanego materiału. Polega ona na wstępnym namagnesowaniu badanego obszaru, a następnie naniesieniu na jego powierzchnie proszku ferromagnetycznego, którego cząstki skupiają się w miejscach występowania strumienia rozproszenia.

Proszki magnetyczne stosowane w tej metodzie to proszki:

  • czarne (oględziny w świetle widzialnym białym naturalnym lub sztucznym),
  • barwne (oględziny w świetle widzialnym białym naturalnym lub sztucznym),
  • fluorescencyjne (oględziny w świetle ultrafioletowym),
  • barwno – fluorescencyjne (oględziny w świetle białym / ultrafioletowym).

Jeśli w badanym elemencie nie ma wad, to linie sił pola magnetycznego zobrazowane usytuowaniem ziaren proszku magnetycznego będą układać się bez zmiany kierunku. Natomiast będą odchylać się w miejscu z wadą (zjawisko rozproszenia pola magnetycznego).

Podobnie jak przy badaniach penetracyjnych, czułość badań magnetycznych określa się szerokością i głębokością wykrytych wad odpowiednio wynosi ona ok. 0,001 i 0,01 ÷ 0,05 [mm].

Rozróżnia się dwie techniki badania:

  • w świetle dziennym,
  • w świetle ultrafioletowym (ziarna proszku pokryte luminoforem aby świeciły w świetle ultrafioletowym).

Metoda ta może być realizowana dwoma sposobami:

  • sposobem mokrym, polegający na polewaniu (lub zanurzaniu) przedmiotu namagnesowanego odpowiednio dobrana cieczą z zawiesina proszku magnetycznego,
  • sposobem suchym, polegającym na bezpośrednim posypywaniu powierzchni namagnesowanych przedmiotów proszkiem magnetycznym.
W metodzie magnetograficznej wykorzystuje się podobnie jak w metodzie magnetyczno – proszkowej, zjawisko rozproszenia pola magnetycznego wokół wad powierzchniowych lub podpowierzchniowych.

Wykrywanie pola rozproszonego następuje za pomocą taśmy magnetycznej lub taśmy gumowej pokrytej drobnymi cząstkami magnetycznymi. Taśma przyłożona do przedmiotu magnesuje się w miejscach, w których występuje pole rozproszenia. Zarejestrowane na taśmie magnetycznej pole odczytuje się za pomocą specjalnej głowicy umieszczonej w przyrządzie magnetograficznym.

Na pełny cykl badania magnetyczno-proszkowego składają się następujące operacje:

  • wzbudzenie pola magnetycznego (magnesowanie),
  • nanoszenie proszku magnetycznego,
  • oględziny powierzchni,
  • rejestracja wyników badań,
  • rozmagnesowanie końcowe,
  • czyszczenie końcowe.

Schemat badania obiektów przy wykorzystaniu metody magnetyczno – proszkowej

Metodą magnetyczną można kontrolować obiekty wykonane z materiałów ferromagnetycznych: stali ferrytycznych, żeliwa oraz staliwa. Obiekty ze stali austenitycznej nie mogą być badane.

Metoda magnetyczna jest wykorzystywana do wykrywania nieciągłości materiałowych, przede wszystkim szczególnie groźnych wad wychodzących na powierzchnię, obiektów (półwyrobów i wyrobów gotowych) o różnorodnych kształtach, o nieskomplikowanej i skomplikowanej geometrii, od stosunkowo małych do dużych, często o znacznych gabarytach i masie:

  • połączeń spawanych (w przypadku badania złączy spawanych rurociągów magistralnych badania magnetyczne są wprowadzane jako badania uzupełniające – podczas naprawy / szlifowania, w celu sprawdzenia, czy wady zostały usunięte),
  • obiektów obrobionych i obiektów częściowo obrobionych (kęsy, sztaby, pręty walcowane, rury),
  • odpowiedzialnych części samochodowych, takich, jak półosie, wały korbowe, korbowody, zwrotnice osi przedniej, drążki kierownicze, elementy konstrukcyjne skrzyni biegów, popychacze zaworów i inne odkuwki; zarówno w stanie surowym, jak i obrobionym, pierścienie gniazd zaworów, wałki rozrządu, itd..
  • odpowiedzialnych części taboru kolejowego (często o skomplikowanych kształtach),
  • odpowiedzialnych części statków powietrznych,
  • lin (kolejek i wyciągów górskich oraz wyciągów górniczych; lin dźwignicowych, lin w górnictwie głębinowym i odkrywkowym, lin w urządzeniach wiertniczych),
  • odlewów,
  • wałów, osi, czopów wałów i osi, wrzecion,
  • innych obiektów o kształcie pierścieniowym, w tym obręczy kół, łożysk,
  • odkuwek – wirników turbin i generatorów od strony otworów centralnych oraz zewnętrznych powierzchni wałów,odkuwek – wirników turbin i generatorów od strony otworów centralnych oraz zewnętrznych powierzchni wałów,
  • przekładni zębatych.
  • obiektów gwintowanych,
  • sworzni i śrub,
  • końcówek stożkowych do kotwienia lin.
  • elementów zbrojenia szybów górniczych,
  • elementów układów hamulcowych urządzeń górniczych,
  • sprężyn,
  • łańcuchów (kotwic i urządzeń wyciągowych),
  • haków.
  • obiektów po obróbce cieplnej, cieplno – chemicznej,
  • części maszyn, takich, jak korpusy pras, wrzeciona szlifierek, elementy przenośników, kontrola podczas produkcji i eksploatacji,
  • matryc, tłoczników; kontrola podczas produkcji i eksploatacji,
  • fragmentów konstrukcji (złączy spawanych); kontrola podczas produkcji i eksploatacji,

 

 

O autorze

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *