Μαγνητική ανίχνευση ελαττωμάτων: αρχή λειτουργίας και εφαρμογής, σχήμα και συσκευή του ελαττωματοσκοπίου

Η μέθοδος ανίχνευσης ελαττωμάτων μαγνητικής ή μαγνητικής σκόνης χρησιμοποιείται για την ανάλυση σιδηρομαγνητικών μερών για την παρουσία ελαττωμάτων όπως επιφανειακές ρωγμές ή κενά, καθώς και ξένα εγκλείσματα που βρίσκονται κοντά στη μεταλλική επιφάνεια.

Η ουσία της μαγνητικής ανίχνευσης ελαττωμάτων ως μεθόδου είναι να στερεωθεί το διάσπαρτο μαγνητικό πεδίο στην επιφάνεια του τμήματος κοντά στο σημείο όπου βρίσκεται το ελάττωμα, ενώ η μαγνητική ροή διέρχεται από το εξάρτημα. Αφού στο σημείο του ελαττώματος μαγνητική διαπερατότητα αλλάζει απότομα, τότε οι γραμμές του μαγνητικού πεδίου φαίνεται να κάμπτονται γύρω από τη θέση του ελαττώματος, δίνοντας έτσι τη θέση του.

Επιφανειακά ελαττώματα ή ελαττώματα που βρίσκονται σε βάθος έως και 2 mm κάτω από την επιφάνεια «σπρώχνουν» τις γραμμές μαγνητικού πεδίου πέρα ​​από την επιφάνεια του εξαρτήματος και σε αυτή τη θέση σχηματίζεται ένα τοπικά διάσπαρτο μαγνητικό πεδίο.

Η χρήση σιδηρομαγνητικής σκόνης βοηθά στη στερέωση του διάσπαρτου πεδίου, αφού οι πόλοι που εμφανίζονται στις άκρες του ελαττώματος προσελκύουν τα σωματίδια του. Το ίζημα που σχηματίζεται έχει σχήμα φλέβας, πολλές φορές μεγαλύτερο από το μέγεθος του ελαττώματος. Ανάλογα με την ισχύ του εφαρμοζόμενου μαγνητικού πεδίου, καθώς και το σχήμα και το μέγεθος του ελαττώματος, σχηματίζεται μια ορισμένη μορφή ιζήματος από τη θέση του.

Η μαγνητική ροή που διέρχεται από το τεμάχιο εργασίας αντιμετωπίζοντας ένα ελάττωμα, για παράδειγμα μια ρωγμή ή ένα κέλυφος, αλλάζει το μέγεθός της επειδή μαγνητική διαπερατότητα του υλικού σε αυτό το μέρος αποδεικνύεται διαφορετικό από ό,τι στα υπόλοιπα, επομένως η σκόνη εγκαθίσταται στις άκρες της περιοχής ελαττώματος κατά τη μαγνήτιση.

Οι σκόνες μαγνητίτη ή οξειδίου του σιδήρου Fe2O3 χρησιμοποιούνται ως μαγνητικές σκόνες. Το πρώτο έχει σκούρο χρώμα και χρησιμοποιείται για την ανάλυση ανοιχτόχρωμων τμημάτων, το δεύτερο έχει καφέ-κόκκινο χρώμα και χρησιμοποιείται για την ανίχνευση ελαττωμάτων σε μέρη με σκούρα επιφάνεια.

Η σκόνη είναι αρκετά λεπτή, το μέγεθος των κόκκων της είναι από 5 έως 10 μικρά. Ένα εναιώρημα με βάση την κηροζίνη ή το λάδι μετασχηματιστή, με αναλογία 30-50 γραμμάρια σκόνης ανά 1 λίτρο υγρού, καθιστά δυνατή την επιτυχή διεξαγωγή μαγνητικών ελαττωμάτων.

Δεδομένου ότι το ελάττωμα μπορεί να εντοπιστεί στο εσωτερικό του εξαρτήματος με διαφορετικούς τρόπους, η μαγνήτιση γίνεται με διαφορετικούς τρόπους. Για να προσδιορίσετε με σαφήνεια μια ρωγμή που βρίσκεται κάθετα στην επιφάνεια του τεμαχίου εργασίας ή σε γωνία όχι μεγαλύτερη από 25 °, χρησιμοποιήστε μαγνήτιση πόλων του εξαρτήματος στη μαγνητική ζώνη του πηνίου με ρεύμα ή τοποθετήστε το τμήμα μεταξύ δύο πόλων ένας ισχυρός μόνιμος μαγνήτης ή ηλεκτρομαγνήτης.

Εάν το ελάττωμα βρίσκεται σε πιο έντονη γωνία προς την επιφάνεια, δηλαδή σχεδόν κατά μήκος του διαμήκους άξονα, τότε μπορεί να αναγνωριστεί σαφώς με εγκάρσια ή κυκλική μαγνήτιση, στην οποία οι γραμμές μαγνητικού πεδίου σχηματίζουν κλειστούς ομόκεντρους κύκλους, για αυτό το ρεύμα περνά απευθείας μέσω του εξαρτήματος ή μέσω μιας μη μαγνητικής μεταλλικής ράβδου που έχει εισαχθεί σε μια οπή στο προς δοκιμή εξάρτημα.

Για την ανίχνευση ελαττωμάτων σε διαφορετικές κατευθύνσεις, χρησιμοποιείται συνδυασμένη μαγνήτιση, στην οποία δύο μαγνητικά πεδία δρουν ταυτόχρονα κάθετα: εγκάρσια και διαμήκη (πόλος). ένα κυκλοφορούν μαγνητιστικό ρεύμα διέρχεται επίσης από το τμήμα που βρίσκεται στο πηνίο ρεύματος.

Ως αποτέλεσμα της συνδυασμένης μαγνήτισης, οι μαγνητικές γραμμές δύναμης σχηματίζουν ένα είδος κάμψεων και καθιστούν δυνατό τον εντοπισμό ελαττωμάτων σε διαφορετικές κατευθύνσεις μέσα στο τμήμα κοντά στην επιφάνειά του. Για τη συνδυασμένη μαγνήτιση, χρησιμοποιείται ένα εφαρμοσμένο μαγνητικό πεδίο και η πολική και η κυκλική μαγνήτιση χρησιμοποιούνται τόσο στο εφαρμοζόμενο μαγνητικό πεδίο όσο και στο μαγνητικό πεδίο της παραμένουσας μαγνήτισης.

Η χρήση ενός εφαρμοζόμενου μαγνητικού πεδίου καθιστά δυνατή την ανίχνευση ελαττωμάτων σε μέρη κατασκευασμένα από μαλακά μαγνητικά υλικά όπως πολλοί χάλυβες, και το υπολειπόμενο μαγνητικό πεδίο εφαρμόζεται σε σκληρά μαγνητικά υλικά όπως χάλυβες υψηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα και κράματα.

Μετά την ανίχνευση ελαττωμάτων, τα εξαρτήματα απομαγνητίζονται από εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο… Έτσι, το συνεχές ρεύμα χρησιμοποιείται απευθείας για τη διαδικασία ανίχνευσης ελαττωμάτων και το εναλλασσόμενο ρεύμα για την απομαγνήτιση. Η μαγνητική ελαττοσκόπηση επιτρέπει την ανίχνευση ελαττωμάτων που εντοπίζονται όχι περισσότερο από 7 mm από την επιφάνεια του εξεταζόμενου τμήματος.

Για την εκτέλεση μαγνητικών ελαττωμάτων σε μέρη κατασκευασμένα από μη σιδηρούχα και σιδηρούχα μέταλλα, η τιμή του απαιτούμενου ρεύματος μαγνήτισης σε ένα εφαρμοζόμενο μαγνητικό πεδίο υπολογίζεται σε αναλογία με τη διάμετρο: I = 7D, όπου D είναι η διάμετρος του εξαρτήματος σε χιλιοστά, Εγώ είμαι η δύναμη του ρεύματος. Για ανάλυση στην περιοχή παραμένουσας μαγνήτισης: I = 19D.

Οι φορητοί ανιχνευτές ελαττωμάτων του τύπου PMD-70 χρησιμοποιούνται ευρέως στη βιομηχανία.

Αυτός είναι ένας γενικός ανιχνευτής ελαττωμάτων. Αποτελείται από ένα τμήμα τροφοδοσίας που περιλαμβάνει μετασχηματιστή 220V σε 6V με ισχύ 7 kW, καθώς και αυτομετασχηματιστής και άλλος μετασχηματιστής 220V έως 36V, από συσκευές μεταγωγής, μέτρησης, ελέγχου και σηματοδότησης, από μαγνητιστικό τμήμα που περιλαμβάνει κινητή επαφή, μαξιλαράκι επαφής, απομακρυσμένες επαφές και πηνίο, από λουτρό πολτού.

Όταν ο διακόπτης Β είναι κλειστός, μέσω των επαφών Κ1 και Κ2, παρέχεται ρεύμα στον αυτομετασχηματιστή ΑΤ. Ο αυτομετασχηματιστής AT τροφοδοτεί τον μετασχηματιστή κατεβάσματος T1 220V σε 6V, από τη δευτερεύουσα περιέλιξη του οποίου η ανορθωμένη τάση τροφοδοτείται στις επαφές μαγνήτισης σύσφιξης H, στις χειροκίνητες επαφές P και στο πηνίο που είναι εγκατεστημένο στις επαφές σύσφιξης.

Εφόσον ο μετασχηματιστής Τ2 είναι συνδεδεμένος παράλληλα με τον αυτομετασχηματιστή, τότε όταν ο διακόπτης Β είναι κλειστός, το ρεύμα θα ρέει επίσης μέσω της κύριας περιέλιξης του μετασχηματιστή Τ2. Η λυχνία σήματος CL1 υποδεικνύει ότι η συσκευή είναι συνδεδεμένη στο δίκτυο, η λυχνία σήματος CL2 υποδεικνύει ότι ο μετασχηματιστής ισχύος T1 είναι επίσης ενεργοποιημένος. Ο διακόπτης P έχει δύο πιθανές θέσεις: στη θέση 1 — μακροχρόνια μαγνήτιση για την ανίχνευση ελαττωμάτων σε ένα εφαρμοσμένο μαγνητικό πεδίο, στη θέση 2 — στιγμιαία μαγνήτιση στο υπολειπόμενο πεδίο μαγνήτισης.

Σύμφωνα με το σχήμα του ανιχνευτή ελαττωμάτων PMD-70:

B — διακόπτης πακέτων, K1 και K2 — επαφές μαγνητικού εκκινητή, RP1 και RP2 — επαφές, P — διακόπτης, AT — αυτομετασχηματιστής, T1 και T2 — μετασχηματιστές υποβάθμισης, KP — πηνίο ελέγχου μαγνητικού εκκινητή, KR — πηνίο ενδιάμεσου ρελέ .

Όταν ο διακόπτης P βρίσκεται στη θέση 1, ο μικροδιακόπτης M κλείνει, το πηνίο ελέγχου του μαγνητικού εκκινητή KP συνδέεται με τον μετασχηματιστή T1, η δευτερεύουσα περιέλιξη του οποίου τον τροφοδοτεί και οι επαφές του ενδιάμεσου ρελέ RP1. Το κύκλωμα αποδεικνύεται κλειστό. Η συσκευή εκκίνησης προκαλεί το κλείσιμο των επαφών Κ1 και Κ2, το τμήμα ισχύος και μαζί με αυτό οι συσκευές μαγνήτισης λαμβάνουν ισχύ.

Όταν ο διακόπτης P βρίσκεται στη θέση 2, το πηνίο του ενδιάμεσου ρελέ KR ανάβει παράλληλα με το πηνίο εκκίνησης. Όταν ο μικροδιακόπτης είναι κλειστός, η επαφή βραχυκυκλώματος κλείνει, με αποτέλεσμα να ενεργοποιείται το ενδιάμεσο ρελέ, οι επαφές RP2 κλείνουν, οι επαφές RP1 ανοίγουν, ο μαγνητικός εκκινητής αποσυνδέεται και οι επαφές K1 και K2 ανοίγουν. Η διαδικασία διαρκεί 0,3 δευτερόλεπτα. Μέχρι να κλείσει ο μικροδιακόπτης, το ρελέ θα παραμείνει απενεργοποιημένο επειδή η επαφή βραχυκυκλώματος μπλοκάρει τις επαφές RP2. Μετά το άνοιγμα του μικροδιακόπτη, το σύστημα επιστρέφει στην αρχική του κατάσταση.

Το ρεύμα των συσκευών μαγνήτισης μπορεί να ρυθμιστεί χρησιμοποιώντας τον αυτομετασχηματιστή AT, ρυθμίζοντας την τιμή ρεύματος από 0 έως 5 kA. Όταν μαγνητιστεί, το κουδούνι εκπέμπει 3 ηχητικά σήματα.Εάν το ρεύμα μαγνήτισης ρέει συνεχώς, το σήμα θα είναι συνεχές και η λυχνία σήματος SL2 θα λειτουργεί στον ίδιο τρόπο λειτουργίας. Στην περίπτωση βραχυπρόθεσμης παροχής ρεύματος, το κουδούνι και η λάμπα θα λειτουργήσουν επίσης για μικρό χρονικό διάστημα.