Техническая диагностика подвижного состава. Магнитный контроль. Магнитопорошковый метод

Неразрушающий контроль
Магнитный контроль
основан на регистрации магнитных полей рассеянии дефектов или на определении магнитных свойств контролируемого изделия, но только у материалов, способных намагничиваться.

Неразрушающий контроль
Магнитный контроль
основан на регистрации магнитных полей рассеянии дефектов или на определении магнитных свойств контролируемого изделия, но только у материалов, способных намагничиваться (ферромагнетики).
2

Магнитный контроль
Понятие «силовое поле»
это векторное поле в пространстве, в каждой точке которого на частицу действует определённая по величине и направлению сила (вектор силы).
Величина характеризующая тело (масса, заряд, скорость и т.д.)
Векторная величина, которая характеризует поле в точке, где находится поле
Напряженность
Каждое силовое поле создается теми и только теми телами, на которое оно может действовать
3

Магнитный контроль
Понятие «силовые линии»
в любой точке силовой линии направление вектора напряженности совпадает с направлением касательной к ней в этой же точке
длины векторов (значения напряжённостей) во всех точках силовой линии одинаковы (однородное)
длины векторов (значения напряжённостей) во всех точках силовой линии неодинаковы (неоднородное)
4

Магнитный контроль
Понятие «силовые линии»
5

Магнитный контроль
Понятие «магнитное поле»
силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения.
q – заряд тела;
v – величина его скорости;
α – угол между направлением векторов скорости v и напряженности H м.п. в той точке, где тело находится;
μ0 – магнитная проницаемость вакуума, [Гн/м]
Сила Лоренца
6

Магнитный контроль
«Напряженность м.п.»
силовая характеристика м.п., векторная величина, которая служит для количественного описания поля [А/м].
Правило левой руки
7

Магнитный контроль
«Напряженность м.п.»
силовая характеристика м.п., векторная величина, которая служит для количественного описания поля [А/м].
Правило левой руки
Сила Ампера
8

Магнитный контроль
Магнитный момент контура
силовая характеристика м.п., векторная величина, которая служит для количественного описания поля [А/м].
Магнитный момент контура
9

Магнитный контроль
Магнитная индукция
силовая характеристика м.п., векторная величина, которая служит для количественного описания поля [Тл].
μ0 – магнитная проницаемость вакуума, [Гн/м]
Магнитный вращательный момент сил контура
10

Магнитный контроль
Магнетизм и намагничивание
Носители магнетизма в металле:
1) Элементарные электрические токи в атома, создаваемые вращением электронов вокруг ядра
11

Магнитный контроль
Магнетизм и намагничивание
Носители магнетизма в металле:
2) Прецессионное движение (качение) электронных орбит
12

Магнитный контроль
Магнетизм и намагничивание
Носители магнетизма в металле:
3) Вращение электронов вокруг своей оси (спин электрона)
13

Магнитный контроль
Магнетизм и намагничивание
Носители магнетизма в металле:
Суммарное магнитное поле
14

Магнитный контроль
Магнетизм и намагничивание
Ферромагнетики
Ферромагнетик - вещество, которое при температуре ниже точки Кюри, способно обладать намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля.
Домен – микроскопические области образованные соседними атомами, моменты которых самопроизвольно выстроены параллельно друг другу.
15

Магнитный контроль
Магнетизм и намагничивание
Ферромагнетики
Домен – микроскопические области образованные соседними атомами, моменты которых самопроизвольно выстроены параллельно друг другу.
Намагниченность:
магнитный момент домена
16
свойство материала увеличивать свой магнитный момент под действием внешнего магнитного поля

Магнитный контроль
Ферромагнетики
Намагниченность
- магнитная восприимчивость среды (характеризует способность вещества намагничиваться)
- характеризует внешнее М.п.
- характеризует внутреннее М.п.
17
- характеризует суммарное М.п.

Магнитный контроль
Ферромагнетики
Намагниченность
- абсолютная магнитная проницаемость (способность вещества к намагничиванию)
- относительная магнитная проницаемость (во сколько раз магнитные свойства (индукция) данного вещества лучше свойств вакуума)
μ > > 1
- ферромагнетики
Ферромагнетик - вещество, которое при температуре ниже точки Кюри, способно обладать намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля.
18

Магнитный контроль
Ферромагнетики
Намагниченность
19

Магнитный контроль
Магнетизм и намагничивание
Диамагне́тики
Диамагне́тики — вещества, намагничивающиеся против направления внешнего магнитного поля.
μ < 1
20

Магнитный контроль
Магнетизм и намагничивание
Парамагнетики
Парамагнетики — вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля (J↑↑H) и имеют положительную магнитную восприимчивость.
μ => 1
В отсутствии внешнего магнитного поля парамагнетик не намагничен
21

Магнитный контроль
Магнетизм и намагничивание
Носители магнетизма в металле:
Согласно ГОСТ 21105-03 магнитный контроль применим только для деталей из ферримагнитных материалов с μ >=40!
22

Магнитный контроль
Магнетизм и намагничивание
поток вектора магнитной индукции В через некую поверхность.
магнитный поток
23

Магнитный контроль
Физическая сущность МНК
Бездефектный образец ферромагнетика и его кривая намагничивания
24

Магнитный контроль
Физическая сущность МНК
Дефектный образец ферромагнетика
25

Магнитный контроль
Физическая сущность МНК
Дефектный образец ферромагнетика
25

Магнитный контроль
Физическая сущность МНК
Магнитная поляризация стенок дефекта
НД – суммарное поле рассеяния дефекта
Поле с высокой степенью неоднородности!!!
26

Магнитный контроль
Физическая сущность МНК
Магнитное поле рассеяния над дефектом
Поле с низкой степенью неоднородности!!!
27

Магнитный контроль
Физическая сущность МНК
Магнитное поле рассеяния над дефектом
27

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
основан на притяжении магнитных частиц силами магнитных полей рассеяния, которые возникают над дефектами в намагниченных объектах.
Основные виды дефектов:
- Поверхностные трещины
28

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
основан на притяжении магнитных частиц силами магнитных полей рассеяния, которые возникают над дефектами в намагниченных объектах.
Основные виды дефектов:
- Флокены
29

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
основан на притяжении магнитных частиц силами магнитных полей рассеяния, которые возникают над дефектами в намагниченных объектах.
Основные виды дефектов:
- Закаты
30

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
основан на притяжении магнитных частиц силами магнитных полей рассеяния, которые возникают над дефектами в намагниченных объектах.
Основные виды дефектов:
- Волосовины
31

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
основан на притяжении магнитных частиц силами магнитных полей рассеяния, которые возникают над дефектами в намагниченных объектах.
Основные виды дефектов:
- Расслоения
32

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
основан на притяжении магнитных частиц силами магнитных полей рассеяния, которые возникают над дефектами в намагниченных объектах.
Виды МПК:
- «Сухой»
- «Мокрый»
- «Флуоресцентный»
33

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
основан на притяжении магнитных частиц силами магнитных полей рассеяния, которые возникают над дефектами в намагниченных объектах.
Виды МПК:
- «Сухой»
- «Мокрый»
- «Флуоресцентный»
34

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
основан на притяжении магнитных частиц силами магнитных полей рассеяния, которые возникают над дефектами в намагниченных объектах.
Виды МПК:
- «Сухой»
- «Мокрый»
- «Флуоресцентный»
35

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
основан на притяжении магнитных частиц силами магнитных полей рассеяния, которые возникают над дефектами в намагниченных объектах.
Виды МПК:
- «Сухой»
- «Мокрый»
- «Флуоресцентный»
306

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
основан на притяжении магнитных частиц силами магнитных полей рассеяния, которые возникают над дефектами в намагниченных объектах.
Виды МПК:
- «Сухой»
- «Мокрый»
- «Флуоресцентный»
37

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
основан на притяжении магнитных частиц силами магнитных полей рассеяния, которые возникают над дефектами в намагниченных объектах.
Виды МПК:
- «Сухой»
- «Мокрый»
- «Флуоресцентный»
38

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
1) Подготовка детали к контролю
- очистка детали до металла
39

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
1) Подготовка детали к контролю
- очистка детали до металла
- машинная мойка
39

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
1) Подготовка детали к контролю
- очистка детали до металла
- машинная мойка
- сушка детали
39

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
2) Намагничивание
Циркуляционное
Полюсное
40

Магнитный контроль
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
Циркуляционное намагничивание
основная часть силовых линий магнитной индукции замыкается внутри детали.
Условные обозначения: I – проводник с током; IИ - ток индукции; Д – деталь ; Т – трещина;
К – электроконтакты; Ф – магнитный поток; Э – электромагнит; Н – напряжённость магнитного поля;
НВН - вектор напряжённости магнитного поля на внутренней поверхности детали ; НН – вектор напряжённости магнитного поля на наружной поверхности детали; - - - ►- - силовые линии магнитного поля
41

Магнитный контроль
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
Циркуляционное намагничивание
Условные обозначения: I – проводник с током; IИ - ток индукции; Д – деталь ; Т – трещина;
К – электроконтакты; Ф – магнитный поток; Э – электромагнит; Н – напряжённость магнитного поля;
НВН - вектор напряжённости магнитного поля на внутренней поверхности детали ; НН – вектор напряжённости магнитного поля на наружной поверхности детали; - - - ►- - силовые линии магнитного поля
42

Магнитный контроль
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
Циркуляционное намагничивание
Условные обозначения: I – проводник с током; IИ - ток индукции; Д – деталь ; Т – трещина;
К – электроконтакты; Ф – магнитный поток; Э – электромагнит; Н – напряжённость магнитного поля;
НВН - вектор напряжённости магнитного поля на внутренней поверхности детали ; НН – вектор напряжённости магнитного поля на наружной поверхности детали; - - - ►- - силовые линии магнитного поля
43

Магнитный контроль
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
Циркуляционное намагничивание
Условные обозначения: I – проводник с током; IИ - ток индукции; Д – деталь ; Т – трещина;
К – электроконтакты; Ф – магнитный поток; Э – электромагнит; Н – напряжённость магнитного поля;
НВН - вектор напряжённости магнитного поля на внутренней поверхности детали ; НН – вектор напряжённости магнитного поля на наружной поверхности детали; - - - ►- - силовые линии магнитного поля
44

Магнитный контроль
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
Циркуляционное намагничивание
Условные обозначения: I – проводник с током; IИ - ток индукции; Д – деталь ; Т – трещина;
К – электроконтакты; Ф – магнитный поток; Э – электромагнит; Н – напряжённость магнитного поля;
НВН - вектор напряжённости магнитного поля на внутренней поверхности детали ; НН – вектор напряжённости магнитного поля на наружной поверхности детали; - - - ►- - силовые линии магнитного поля
45

Магнитный контроль
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
Полюсное намагничивание
силовые линий магнитной индукции проходит по части намагниченной детали, пересекают границу «металл – воздух», образуя на поверхности детали полюса.
Условные обозначения: Д – деталь; Т – трещина; СНУ – седлообразное намагничивающее устройство;
К – гибкий кабель; С – соленоид; Э – электромагнит; Н – вектор напряжённости магнитного поля;
I – электрический ток; ─ ─ ►─ ─ силовые линии магнитного поля
46

Магнитный контроль
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
Полюсное намагничивание
Условные обозначения: Д – деталь; Т – трещина; СНУ – седлообразное намагничивающее устройство;
К – гибкий кабель; С – соленоид; Э – электромагнит; Н – вектор напряжённости магнитного поля;
I – электрический ток; ─ ─ ►─ ─ силовые линии магнитного поля
47

Магнитный контроль
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
Полюсное намагничивание
Условные обозначения: Д – деталь; Т – трещина; СНУ – седлообразное намагничивающее устройство;
К – гибкий кабель; С – соленоид; Э – электромагнит; Н – вектор напряжённости магнитного поля;
I – электрический ток; ─ ─ ►─ ─ силовые линии магнитного поля
48

Магнитный контроль
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
Полюсное намагничивание
Условные обозначения: Д – деталь; Т – трещина; СНУ – седлообразное намагничивающее устройство;
К – гибкий кабель; С – соленоид; Э – электромагнит; Н – вектор напряжённости магнитного поля;
I – электрический ток; ─ ─ ►─ ─ силовые линии магнитного поля
49

Магнитный контроль
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
Полюсное намагничивание
Условные обозначения: Д – деталь; Т – трещина; СНУ – седлообразное намагничивающее устройство;
К – гибкий кабель; С – соленоид; Э – электромагнит; Н – вектор напряжённости магнитного поля;
I – электрический ток; ─ ─ ►─ ─ силовые линии магнитного поля
49

Магнитный контроль
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
Полюсное намагничивание
Условные обозначения: Д – деталь; Т – трещина; СНУ – седлообразное намагничивающее устройство;
К – гибкий кабель; С – соленоид; Э – электромагнит; Н – вектор напряжённости магнитного поля;
I – электрический ток; ─ ─ ►─ ─ силовые линии магнитного поля
50

Магнитный контроль
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
Полюсное намагничивание
Условные обозначения: Д – деталь; Т – трещина; СНУ – седлообразное намагничивающее устройство;
К – гибкий кабель; С – соленоид; Э – электромагнит; Н – вектор напряжённости магнитного поля;
I – электрический ток; ─ ─ ►─ ─ силовые линии магнитного поля
51

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
3) Нанесение магнитного индикатора
52

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
3) Нанесение магнитного индикатора
53

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
3) Нанесение магнитного индикатора
54

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
4) Осмотр контролируемой поверхности и отбраковка
5) Размагничивание:
- нагревание ОД до точки Кюри (для железа 768 оС);
55

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
4) Осмотр контролируемой поверхности и отбраковка
5) Размагничивание:
- нагревание ОД до точки Кюри (для железа 768 оС);
- однократное приложение встречного поля «большой силы»;
- воздействие знакопеременным полем с уменьшением его амплитуды по времени.
55

Магнитный контроль
Классификация МНК
1) Магнитопорошковый метод (МПК)
Порядок проведения МПК
5) Размагничивание:
- воздействие знакопеременным полем с уменьшением его амплитуды по времени.
56