Для обнаружения дефектов на поверхности или вблизи поверхности ферромагнитных деталей, используют метод порошковой магнитной дефектоскопии. Такие дефекты, как раковины, трещины или несплошности металла могут быть обнаружены посредством этого метода.
В основе метода лежит явление возникновения магнитного поля рассеяния при прохождении магнитного потока через деталь, причем магнитное поле рассеяния возникает именно в тех местах на поверхности детали, где имеются дефекты.
Так происходит потому, что в этих местах резко изменяется магнитная проницаемость материала, и силовые линии проходящего магнитного потока, поэтому, огибают дефект. Силовые линии выйдут за пределы детали и создадут местное магнитное поле рассеяния, если на их пути встретятся неоднородные включения или дефекты, выходящие на поверхность или находящиеся на глубине 1-2мм под поверхностью исследуемого изделия.
Дефектоскопия называется порошковой, поскольку для фиксации магнитного поля рассеяния применяют ферромагнитный порошок (зернистостью 5-10мкм) с высокой магнитной проницаемостью. Для проверки деталей, поверхность которых по цвету темная, применяют буро-красный порошок оксида железа (Fe2О3), а для светлых деталей – черный или темно-коричневый порошок магнетита (Fe3О4).
30 -50 г магнитного порошка смешивают с 1 литром трансформаторного масла, керосина или смеси из них, получая в результате магнитную суспензию, которой и поливают деталь в процессе дефектоскопии.
Частицы порошка притянутся к магнитным полюсам на краях дефекта, и создадут осадок в форме жилки, ширина которой может достигать 100-кратной ширины самой трещины. В зависимости от характера дефекта, его расположения относительно направления магнитного поля, а также от напряженности намагничивающего поля, частицы и будут осаждаться над дефектом.
Магнитный поток изменит свои направление и величину в местах с дефектами, что и обусловит оседание магнитного порошка на кромках трещин. Для этой цели суспензия наносится на испытываемую деталь в присутствии намагничивающего поля или после намагничивания.
Если требуется обнаружить дефект, расположенный под углом не более 25° к продольной оси детали или перпендикулярно ей, применяют полюсное намагничивание в магнитном поясе соленоида, либо размещают деталь непосредственно между полюсами постоянного магнита или электромагнита.
Для обнаружения дефектов, расположенных вдоль продольной оси, или под углом к ней меньше 20°, применяют поперечное намагничивание, при котором силовые линии замыкаются в концентрические окружности, для этой цели электрический ток пропускают прямо через деталь.
Когда требуется выявить дефект на внутренней цилиндрической поверхности, ток пропускают через немагнитный стержень из меди, латуни или алюминия, который помещается в отверстие детали.
При одновременном воздействии на деталь взаимно перпендикулярными магнитными полями (комбинированное намагничивание), результирующие силовые линии направлены по витковой линии к поверхности исследуемой детали, и позволяют выявить дефекты различной направленности. Если полюсное и поперечное намагничивание осуществляют как в приложенном магнитном поле, так и в поле остаточной намагниченности, то комбинированное намагничивание – только в приложенном магнитном поле.
Для магнитомягких материалов, таких как обычные стали: Ст2, Ст3, Ст10 – Ст40, - применяется приложенное магнитное поле, а для магнитожестких материалов, таких как высокоуглеродистые и легированные стали, - поле остаточной намагниченности. После проверки детали без дефектов размагничивают посредством переменного магнитного поля.
Так, магнитно-порошковые дефектоскопы позволяют осуществлять контроль качества ферромагнитных деталей различной формы, включая сварные швы и внутренние поверхности различных изделий.
