Rilevazione magnetica dei difetti: principio di funzionamento e applicazione, schema e dispositivo del difettoscopio
Il metodo di rilevamento dei difetti della polvere magnetica o magnetica viene utilizzato per analizzare le parti ferromagnetiche per la presenza di difetti come crepe superficiali o vuoti, nonché inclusioni estranee situate vicino alla superficie metallica.
L'essenza del rilevamento magnetico dei difetti come metodo consiste nel fissare il campo magnetico diffuso sulla superficie della parte vicino al punto in cui si trova il difetto all'interno, mentre il flusso magnetico passa attraverso la parte. Poiché nel sito del difetto permeabilità magnetica cambia bruscamente, allora le linee del campo magnetico sembrano piegarsi attorno alla posizione del difetto, dando così la sua posizione.
Difetti superficiali o difetti situati a una profondità fino a 2 mm sotto la superficie "spingono" le linee del campo magnetico oltre la superficie della parte e in questa posizione si forma un campo magnetico diffuso localmente.
L'uso della polvere ferromagnetica aiuta a fissare il campo diffuso, poiché i poli che compaiono ai bordi del difetto ne attraggono le particelle. Il precipitato formatosi ha la forma di una vena, molte volte più grande della dimensione del difetto. A seconda dell'intensità del campo magnetico applicato, nonché della forma e delle dimensioni del difetto, dalla sua posizione si forma una certa forma di precipitato.
Il flusso magnetico che passa attraverso il pezzo incontrando un difetto, ad esempio una crepa o un guscio, cambia la sua grandezza perché permeabilità magnetica del materiale in questo punto risulta essere diverso rispetto al resto, quindi la polvere si deposita sui bordi dell'area del difetto durante la magnetizzazione.
Come polveri magnetiche vengono utilizzate polveri di magnetite o ossido di ferro Fe2O3. Il primo ha colore scuro e serve per l'analisi di parti chiare, il secondo ha colore rosso brunastro e serve per rilevare difetti su parti con superficie scura.
La polvere è abbastanza fine, la sua granulometria va dai 5 ai 10 micron. Una sospensione a base di cherosene o olio per trasformatori, con un rapporto di 30-50 grammi di polvere per 1 litro di liquido, consente di condurre con successo difetti magnetici.
Poiché il difetto può essere localizzato all'interno del pezzo in modi diversi, la magnetizzazione avviene in modi diversi. Per identificare chiaramente una crepa situata perpendicolarmente alla superficie del pezzo o con un angolo non superiore a 25 °, utilizzare la magnetizzazione polare della parte nella cintura magnetica della bobina con corrente o posizionare la parte tra due poli un forte magnete permanente o elettromagnete.
Se il difetto si trova ad un angolo più acuto rispetto alla superficie, cioè quasi lungo l'asse longitudinale, allora può essere chiaramente identificato dalla magnetizzazione trasversale o circolare, in cui le linee del campo magnetico formano cerchi concentrici chiusi, per questo la corrente passa direttamente attraverso il pezzo o attraverso un'asta metallica amagnetica inserita in un foro del pezzo da testare.
Per rilevare difetti in direzioni diverse, viene utilizzata la magnetizzazione combinata, in cui due campi magnetici agiscono contemporaneamente perpendicolarmente: trasversalmente e longitudinalmente (polo); una corrente magnetizzante circolante passa anche attraverso la porzione posta nella bobina di corrente.
Come risultato della magnetizzazione combinata, le linee di forza magnetiche formano una sorta di curve e consentono di rilevare difetti in diverse direzioni all'interno del pezzo vicino alla sua superficie. Per la magnetizzazione combinata, viene utilizzato un campo magnetico applicato e la magnetizzazione polare e circolare viene utilizzata sia nel campo magnetico applicato che nel campo magnetico della magnetizzazione residua.
L'uso di un campo magnetico applicato consente di rilevare difetti in parti realizzate con materiali magnetici morbidi come molti acciai e il campo magnetico residuo è applicabile a materiali magnetici duri come acciai ad alto tenore di carbonio e legati.
Dopo aver rilevato i difetti, le parti vengono smagnetizzate da campo magnetico alternato… Pertanto, la corrente continua viene utilizzata direttamente per il processo di rilevamento dei difetti e la corrente alternata per la smagnetizzazione. La difettoscopia magnetica consente il rilevamento di difetti situati a non più di 7 mm dalla superficie della parte esaminata.
Per eseguire difetti magnetici su parti in metalli non ferrosi e ferrosi, il valore della corrente di magnetizzazione richiesta in un campo magnetico applicato viene calcolato in proporzione al diametro: I = 7D, dove D è il diametro della parte in millimetri, Io è la forza della corrente. Per l'analisi nella regione di magnetizzazione rimanente: I = 19D.
I rilevatori di difetti portatili del tipo PMD-70 sono ampiamente utilizzati nell'industria.
Questo è un rilevatore di difetti universale. Si compone di una sezione di alimentazione comprendente un trasformatore step-down da 220V a 6V con una potenza di 7 kW, oltre a autotrasformatore e un altro trasformatore da 220V a 36V, dai dispositivi di commutazione, misurazione, controllo e segnalazione, dalla parte magnetizzante compreso il contatto mobile, la piazzola di contatto, i contatti remoti e la bobina, dal bagno di impasto liquido.
Quando l'interruttore B è chiuso, attraverso i contatti K1 e K2, viene fornita corrente all'autotrasformatore AT. L'autotrasformatore AT alimenta il trasformatore step-down T1 220V a 6V, dal cui avvolgimento secondario viene fornita la tensione raddrizzata ai contatti magnetizzanti di bloccaggio H, ai contatti manuali P e alla bobina installata nei contatti di bloccaggio.
Poiché il trasformatore T2 è collegato in parallelo con l'autotrasformatore, quando l'interruttore B è chiuso, la corrente fluirà anche attraverso l'avvolgimento primario del trasformatore T2. La spia CL1 indica che il dispositivo è connesso alla rete, la spia CL2 indica che anche il trasformatore di alimentazione T1 è acceso. L'interruttore P ha due possibili posizioni: in posizione 1 — magnetizzazione a lungo termine per rilevare difetti in un campo magnetico applicato, in posizione 2 — magnetizzazione istantanea nel campo di magnetizzazione residua.
Secondo lo schema del rilevatore di difetti PMD-70:
B - interruttore di pacchetto, K1 e K2 - contatti dell'avviatore magnetico, RP1 e RP2 - contatti, P - interruttore, AT - autotrasformatore, T1 e T2 - trasformatori step-down, KP - bobina di controllo dell'avviatore magnetico, KR - bobina del relè intermedio , VM — interruttore magnetico, SL1 e SL2 — lampade di segnalazione, R — contatti magnetizzanti manuali, H — contatti pinza magnetizzante, M — microinterruttore, A — amperometro, Z — campanello, D — diodo.
Quando l'interruttore P è in posizione 1, il microinterruttore M si chiude, la bobina di comando dell'avviatore magnetico KP è collegata al trasformatore T1 il cui secondario la alimenta ed i contatti del relè intermedio RP1. Il circuito risulta essere chiuso. Il dispositivo di avviamento provoca la chiusura dei contatti K1 e K2, la sezione di potenza e con essa i dispositivi di magnetizzazione ricevono alimentazione.
Quando l'interruttore P è in posizione 2, la bobina del relè intermedio KR si accende in parallelo con la bobina di avviamento. Quando il microinterruttore è chiuso, il contatto di cortocircuito si chiude, provocando l'accensione del relè intermedio, la chiusura dei contatti RP2, l'apertura dei contatti RP1, la disconnessione dell'avviatore magnetico e l'apertura dei contatti K1 e K2. Il processo richiede 0,3 secondi. Fino alla chiusura del micro, il relè rimarrà spento perché il contatto in cortocircuito blocca i contatti RP2. Dopo l'apertura del microinterruttore, il sistema ritorna allo stato originale.
La corrente dei dispositivi di magnetizzazione può essere regolata tramite l'autotrasformatore AT, regolando il valore della corrente da 0 a 5 kA.Quando magnetizzata, la suoneria emette 3 bip.Se la corrente di magnetizzazione scorre continuamente, il segnale sarà continuo e la lampada di segnalazione SL2 funzionerà nella stessa modalità. In caso di alimentazione a breve termine, anche il campanello e la lampada funzioneranno per un breve periodo.