Deteksi magnetik cacat: prinsip operasi dan aplikasi, skema dan perangkat defektoskop

Metode deteksi cacat bubuk magnetik atau magnetik digunakan untuk menganalisis bagian feromagnetik untuk mengetahui adanya cacat seperti retakan atau rongga permukaan, serta inklusi asing yang terletak di dekat permukaan logam.

Inti dari deteksi magnetik cacat sebagai metode adalah untuk memperbaiki medan magnet yang tersebar pada permukaan bagian dekat tempat cacat berada di dalam, sedangkan fluks magnet melewati bagian tersebut. Sejak di lokasi cacat permeabilitas magnetik berubah secara tiba-tiba, maka garis medan magnet tampak membengkok di sekitar lokasi cacat, sehingga memberikan posisinya.

Cacat permukaan atau cacat yang terletak pada kedalaman hingga 2 mm di bawah permukaan "mendorong" garis medan magnet di luar permukaan bagian, dan medan magnet yang tersebar secara lokal terbentuk di lokasi ini.

Penggunaan bubuk feromagnetik membantu memperbaiki bidang yang tersebar, karena kutub yang muncul di tepi cacat menarik partikelnya. Endapan yang terbentuk berbentuk vena, berkali-kali lebih besar dari ukuran cacat. Bergantung pada kekuatan medan magnet yang diterapkan, serta bentuk dan ukuran cacat, bentuk endapan tertentu terbentuk dari lokasinya.

Fluks magnet yang melewati benda kerja yang mengalami cacat, misalnya retakan atau cangkang, berubah besarnya karena permeabilitas magnetik bahan di tempat ini ternyata berbeda dari yang lain, oleh karena itu debu mengendap di tepi area cacat selama magnetisasi.

Serbuk magnetit atau besi oksida Fe2O3 digunakan sebagai serbuk magnetik. Yang pertama berwarna gelap dan digunakan untuk analisis bagian yang terang, yang kedua berwarna merah kecoklatan dan digunakan untuk mendeteksi cacat pada bagian yang permukaannya gelap.

Serbuknya cukup halus, ukuran butirannya dari 5 hingga 10 mikron. Suspensi berdasarkan minyak tanah atau minyak transformator, dengan perbandingan 30-50 gram bubuk per 1 liter cairan, memungkinkan untuk berhasil melakukan cacat magnet.

Karena cacat dapat ditemukan di dalam bagian dengan cara yang berbeda, magnetisasi dilakukan dengan cara yang berbeda. Untuk mengidentifikasi dengan jelas retakan yang terletak tegak lurus dengan permukaan benda kerja atau pada sudut tidak lebih dari 25 °, gunakan magnetisasi kutub bagian di sabuk magnet koil dengan arus atau tempatkan bagian tersebut di antara dua kutub magnet permanen atau elektromagnet yang kuat.

Jika cacat terletak pada sudut yang lebih tajam ke permukaan, yaitu hampir sepanjang sumbu longitudinal, maka dapat diidentifikasi dengan jelas dengan magnetisasi melintang atau melingkar, di mana garis medan magnet membentuk lingkaran konsentris tertutup, untuk ini arus mengalir. langsung melalui bagian atau melalui batang logam non magnetik yang dimasukkan ke dalam lubang pada bagian yang akan diuji.

Untuk mendeteksi cacat dalam arah yang berbeda, magnetisasi gabungan digunakan, di mana dua medan magnet bekerja secara bersamaan secara tegak lurus: melintang dan membujur (kutub); arus magnetisasi yang bersirkulasi juga melewati bagian yang ditempatkan di koil arus.

Sebagai hasil dari magnetisasi gabungan, garis gaya magnet membentuk semacam tikungan dan memungkinkan untuk mendeteksi cacat pada arah yang berbeda di dalam bagian dekat permukaannya. Untuk magnetisasi gabungan, medan magnet terapan digunakan, dan magnetisasi kutub dan lingkaran digunakan baik dalam medan magnet terapan maupun medan magnet magnetisasi remanen.

Penggunaan medan magnet terapan memungkinkan untuk mendeteksi cacat pada bagian yang terbuat dari bahan magnet lunak seperti banyak baja, dan medan magnet sisa berlaku untuk bahan magnet keras seperti baja karbon tinggi dan baja paduan.

Setelah mendeteksi cacat, bagian-bagian tersebut mengalami demagnetisasi medan magnet bolak-balik… Dengan demikian, arus searah digunakan langsung untuk proses deteksi cacat dan arus bolak-balik untuk demagnetisasi. Defekoskopi magnetik memungkinkan deteksi cacat yang terletak tidak lebih dari 7 mm dari permukaan bagian yang diperiksa.

Untuk melakukan cacat magnetik pada bagian yang terbuat dari logam non-besi dan besi, nilai arus magnetisasi yang diperlukan dalam medan magnet terapan dihitung sebanding dengan diameter: I = 7D, di mana D adalah diameter bagian dalam milimeter, Aku adalah kekuatan arus. Untuk analisis di daerah magnetisasi remanen: I = 19D.

Detektor cacat portabel tipe PMD-70 banyak digunakan di industri.

Ini adalah detektor cacat universal. Ini terdiri dari bagian catu daya termasuk trafo step-down 220V ke 6V dengan daya 7 kW, serta autotransformer dan trafo lain 220V ke 36V, dari perangkat switching, pengukuran, kontrol dan pensinyalan, dari bagian magnetisasi termasuk kontak bergerak, bantalan kontak, kontak jarak jauh dan koil, dari rendaman bubur.

Ketika sakelar B ditutup, melalui kontak K1 dan K2, arus dialirkan ke autotransformer AT. Autotransformer AT mengumpankan trafo step-down T1 220V ke 6V, dari belitan sekunder yang tegangannya diperbaiki disuplai ke kontak magnetisasi penjepit H, ke kontak manual P dan ke koil yang dipasang di kontak penjepit.

Karena transformator T2 dihubungkan secara paralel dengan autotransformator, maka ketika sakelar B ditutup, arus juga akan mengalir melalui belitan primer transformator T2. Lampu sinyal CL1 menunjukkan bahwa perangkat terhubung ke jaringan, lampu sinyal CL2 menunjukkan bahwa transformator daya T1 juga dihidupkan. Sakelar P memiliki dua kemungkinan posisi: di posisi 1 - magnetisasi jangka panjang untuk mendeteksi cacat pada medan magnet yang diterapkan, di posisi 2 - magnetisasi seketika di medan magnetisasi sisa.

Menurut skema detektor cacat PMD-70:

B — sakelar paket, K1 dan K2 — kontak starter magnet, kontak RP1 dan RP2, P — sakelar, AT — autotransformer, T1 dan T2 — transformator step-down, KP — koil kontrol starter magnet, KR — koil relai menengah , VM - sakelar magnet, SL1 dan SL2 - lampu sinyal, R - kontak magnetisasi manual, H - magnetisasi kontak klem, M - sakelar mikro, A - ammeter, Z - bel, D - dioda.

Ketika sakelar P berada di posisi 1, sakelar mikro M menutup, koil kontrol starter magnet KP dihubungkan ke transformator T1, belitan sekunder yang memasoknya dan kontak relai perantara RP1. Sirkuit ternyata ditutup. Perangkat awal menyebabkan kontak K1 dan K2 menutup, bagian daya dan dengan itu perangkat magnetisasi menerima daya.

Saat sakelar P berada di posisi 2, koil relai perantara KR menyala paralel dengan koil starter. Ketika sakelar mikro ditutup, kontak hubung singkat ditutup, yang menyebabkan relai perantara menyala, kontak RP2 tertutup, kontak RP1 terbuka, starter magnet terputus, dan kontak K1 dan K2 terbuka. Prosesnya memakan waktu 0,3 detik. Hingga microswitch menutup, relai akan tetap mati karena kontak hubung singkat memblokir kontak RP2. Setelah membuka microswitch, sistem kembali ke keadaan semula.

Arus perangkat magnetisasi dapat diatur menggunakan AT autotransformer, menyesuaikan nilai arus dari 0 hingga 5 kA. Saat dimagnetisasi, bel mengeluarkan bunyi bip 3 kali.Jika arus magnetisasi mengalir terus menerus, sinyal akan terus menerus dan lampu sinyal SL2 akan beroperasi dalam mode yang sama. Dalam hal catu daya jangka pendek, bel dan lampu juga akan berfungsi untuk waktu yang singkat.