Факторы, влияющие на чувствительность магнитопорошкового метода

Результаты МП контроля в основном зависят от следующих факторов: толщины немагнитного покрытия, направ­ления магнитных линий в детали, скорости снятия магнитного

поля, магнитных свойств порошка, качества суспензии, способов нанесения ее на деталь и др.

Немагнитное покрытие. С увеличением толщины немагнитного покрытия более 30 мкм (рис. 4.10) чувствительность МП метода значительно уменьшается. Это объясняется тем, что напряжен —

Рис. 4.10. Вид осаждения машинного порошка (а, б, в) на одной и той же де­тали с шлифовочными трещинами, имеющей покрытия, и схемы осаждения по­рошка над трещинами — открытой {a’)t находящимися под слоем покрытия (б’) толщиной 55 мкм и толщиной более 100 мкм (в’)

ность поля рассеяния над дефектом быстро убывает при удалении от Поверхности детали. На расстоянии 100 мкм затягивающая сила, действующая на частицы порошка, становится настолько незначительной, что частицы практически не притягиваются к де­фекту. На рис. 4.10, б’ видно, что при толщине немагнитного слоя <2=55 мкм осаждение порошка имеет вид размытой, неплотной полосы. При толщине 100 мкм осаждения порошка над трещинами не происходит (рис. 4.10,в’). Поэтому слой краски толщиной более 30 мкм с проверяемой поверхности при контроле удаляют.

Направление намагничивания. Наибольшая чувствительность достигается, если силовые линии в детали пересекаются с направ­лением распространения дефектов под углом а^90°. Если а<20— 30°, то выявляемость дефектов значительно ухудшается. На рис. 4.11 показаны трещины, выявленные в деталях из стали ЗОХГСНА при различном угле а. Если неизвестно вероятное на­правление распространения дефектов, то деталь контролируют дважды, намагничивая ее в Двух взаимно перпендикулярных на­правлениях.

Форма детали. Индукция при полюсном намагничивании (в приложенном поле) зависит от значения напряженности ре-

Рис. 4.11. Осаждение магнитного порошка над трещинами при направлении магнитных силовых линий под углом —90° (а) и под углом а*=15° (б) к трещине

зультирующего поля внутри детали, определяемой по фор­муле

Н{ = Не — ЛГУ,

где Нв — внешнее намагничивающее поле;

NJ — размагничивающее поле полюсов детали;

У— намагниченность;

N—коэффициент, называемый размагничивающим фактором.

Из приведенной формулы видно, что, чем больше ЛГ, тем меньше напряженность поля Ні и, следовательно, индукция в де­тали.

Размагничивающий фактор N определяется аналитически или экспериментально. Каждой форме детали соответствует опреде­ленное значение N; так, например, для шара jV = 0,333, для эллип­соида с отношением осей 2 фактор ЛГ = 0,73, для целого кольца Л/~0. Если размагничивающий фактор jV = 0, как для целого кольца, то напряженность поля в нем (в приложенном поле) //* = = Не. Для разрезанного кольца Np ф 0, поэтому Hi = He— ЛГрУ. После снятия поля (Яе=0) остаточная индукция в разрезанном кольце уменьшится до ВГі, а в целом кольце — до ДГа, причем Вг ‘>Вт (рис. 4.12,а). Следовательно, дефекты будут лучше вы­являться на целом кольце, чем на разрезанном.

Для цилиндрических деталей N тем меньше, чем больше удли­нение Х = -^-(Г— длина детали, d — диаметр). Если форма сече-

ния 5 детали сложная, то вместо d берут J/НГ» тогда X =* .

тт к 5

Для уменьшения влияния размагничивающего фактора при кон­троле короткие детали /—4 составляют в цепочки так, чтобы X

а 6

Рис. 4.12. Схемы уменьшения индукции в разрезанном кольце (а)
и расположения деталей 1—4 в цепочках,{б), детали 5 между дву-
мя стальными стержнями (удлинителями) 6 и 7 (в)

было больше 3—5 (рис. 4.12,6). Если контролируемая деталь 5 одна, то ее зажимают между двумя стальными стержнями б, 7, которые в этом случае называют удлинителями (рис. 4.12,в).

Действию размагничивающего фактора можно дать следую­щее физическое объяснение. Магнитное поле детали А (рис, 4.13, а) направлено навстречу полю детали Б и частично раз­магничивает ее, а магнитное поле детали Б частично размагничи­вает деталь А На рис 4.13,6 показана зависимость напряженно­сти на конце (полюсе) стержня из стали ЗОХГСНА (длиной 150 мм, диаметром 12 мм) от количества стержней, составленных вместе. Полюсно намагниченную деталь большого диаметра можно мысленно представить состоящей из большого числа парал­

лельных стержней (рис. 4.13,в), которые размагничивают друг друга. Следовательно, чем больше диаметр детали (при неизмен­ной длине), тем до меньшей остаточной намагниченности намаг­ничивается деталь. Чувствительность метода при контроле на остаточной намагниченности оказывается высокой, если удлинение

детали будет более 3—5.

Скорость снятия магнитного поля. На качество магнитного контроля на продольной остаточ­ной намагниченности оказывает влияние не только величина на­магничивающего поля, но и ско­рость его снятия. Чем больше эта скорость, тем лучше выявляются дефекты. Этому явлению можно дать следующее объяснение. Ре­зультирующее поле вокруг об­разца, помещенного даже в од­нородное магнитное поле, всегда неоднородно, так как одна из со­ставляющих этого поля — раз­магничивающее поле — в различ­ных точках поверхности образца имеет различное значение. Век­тор намагниченности /м в неко­торой точке А составляет с об­разующей поверхности образца относительно большой угол ссм (рис. 4.14). При медленном сня­тии поля уменьшения этого угла практически не происходит. Маг­нитный поток через цилиндрическую поверхность образца выхо­дит вдоль полости трещин. В результате трещины не выявляются или выявляются плохо.

При намагничивании образца быстро убывающим полем в нем возникают вихревые токи /в, протекающие в плоскостях sy перпен­дикулярных к продольной оси образца. Поэтому векторы Нв к эле­ментарным площадкам As будут параллельны поверхности образца. В результате действия векторов Нь вектор намагниченности 1$ в поверхностном слое оказывается направленным под небольшим углом лб к поверхности образца. Теперь магнитный поток пересе­кает трещины, что обеспечивает высокую чувствительность ме­тода.

Магнитное поле между полюсами электромагнита вследствие больших индуктивности и магнитной вязкости магнитопровода уменьшается медленно даже при практически мгновенном разрыве цепи питания. Поэтому для более быстрого снятия поля при кон­троле с применением переносного электромагнита необходимо его резко оторвать от проверяемой детали, отнести на расстояние

0, 5—0,7 м, а затем выключить ток питания. Это позволяет полу­чить более четкий индикаторный рисунок над дефектом.

Другие факторы, связанные с качеством порошков и суспен­зий и способами их нанесения, рассмотрены ниже.