Раздел 7 : Физические основы магнитопорошкового метода контроля

(трещины)
1 - контролируемый объект; 2 - трещина; 3 – скопление

магнитного порошка над трещиной; 4, 5 - цепочки из частиц порошка

способ нанесения магнитного порошка
Физические основы магнитопорошкового метода
На частицу магнитного

порошка вблизи трещины Т действуют: затягивающая сила магнитного поля дефекта Fз, сила тяжести частицы Fт и сила трения Fтр. Значение и направление результирующей силы Fр зависит от расстояния от трещины. На некотором расстоянии от трещины она заставляет частицу перемещаться к дефекту, а вблизи ее – притягивает к поверхности металла

Мокрый способ нанесения магнитного порошка
FЭ
Цепочки из частиц
порошка
Частицы

магнитного порошка в суспензии, находятся во взвешенном состоянии, так как на них действует выталкивающая сила Fа. При этом обеспечивается большая подвижность частиц, чем при сухом способе

= 2ρ2LKυt ,
где ρ2 - эффективный радиус действия поля рассеяния;

L - длина трещины; K - концентрация суспензии; υ - скорость оседания частиц; t - время нахождения детали в суспензии.

1 –КО;
2 – дефект (трещина);
2ρ1 – ширина индикаторного рисунка
 

= μ0 χТ V Н

Нi =Не —Нр
Нр = NМ
χТ

= χ/(1 + N χ),

где χ = μ - 1

Картины превращения цепочек из частиц магнитного порошка в магнитной суспензии с концентрацией 20 г/л

1 - цепочки, образовавшиеся в поле напряженностью 100 А/см;
2, 3 - цепочки в процессе оседания после снятия поля;
4 - агрегаты, хлопья, образовавшиеся из цепочек при размешивании суспензии

шариками диаметром 4 мм)
Зависимость длины цепочек от времени воздействия поля:
1

— 900, 2 — 1900, 3 — 2900, 4 — 4000, 5 — 8000 А/м

t, мкс

б)

а) - в момент приложения поля;
б) – после окончания процесса соединения
частиц;
ρ - радиус сферы магнитного взаимодействия частиц

Схема расположения цепочек из частиц порошка над трещиной и риской
рискойриской

1 – трещина; 2 - риска; 3 - цепочка из частиц порошка; 4 - часть цепочки в магнитном поле рассеяния трещины; 5 - часть цепочки вне поля рассеяния; Fр - результирующая сила; Fх, Fу - составляющие результирующей силы

детали, то затягивающая сила Fз магнитного поля дефекта недостаточна, чтобы

вызвать движение частицы магнитного порошка в направлении трещины.
Необходимо создать дополнительную внешнюю силу

Внешняя сила Fвн, действующая на частицу, может быть вызвана изменяющимся полем движущегося намагничивающего устройства, струей воздуха или наклоном контролируемой детали

т

При уменьшении размеров частицы уменьшаются Fз, Fвн и Fт, но существенно возрастает сила трения (Fтр) частиц, попавших во впадины шероховатости. Поэтому мелкодисперсные порошки наносят на контролируемую поверхность в составе суспензии. В сухом виде их можно применять только путем напыления воздушной взвеси в специальной камере, так как в этом случае минимальна сила трения

Fтр

ОСОБЕННОСТИ ПОДВИЖНОСТИ ЧАСТИЦ СУХОГО МАГНИТНОГО ПОРОШКА РАЗНОГО РАЗМЕРА НА НЕОБРАБОТАННОЙ ПОВЕРХНОСТИ НАМАГНИЧЕННОЙ ДЕТАЛИ

ширины раскрытия трещины, и размера частиц:
чем меньше ширина раскрытия

трещины, тем меньше валик порошка;
крупный порошок образует над трещиной с большой шириной раскрытия (Т1) широкий валик, тогда как над трещиной (Т2) с малой шириной раскрытия валик не образуется;
мелкий порошок образует валик над трещиной, как с большой, так и с малой шириной раскрытия;
размеры валика мелкого порошка над одной и той же трещиной меньше, чем крупного.

Физические основы магнитопорошкового метода

Рекомендации:
Тип порошка и способ его нанесения выбираются в зависимости от шероховатости поверхности детали и размера недопустимых дефектов.
При контроле наиболее ответственных деталей следует применять мелкодисперсный порошок

ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРА ЧАСТИЦ МАГНИТНОГО ПОРОШКА НА ФОРМИРОВАНИЕ ВАЛИКА