ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Магнитная коагуляция порошков при проведении магнитопорошкового контроля из "Неразрушающий контроль Т4" Однако, как оказалось, частицы порошка в процессе контроля всегда взаимодействуют друг с другом, образуя цепочечные структуры, ориентированные по магнитным силовым линиям (вектору Н). Процесс образования цепочек из частиц порошка называют магнитной коагуляцией, которая оказывает существенное влияние на эффективность магнитопорошкового контроля. [c.354] В процессе контроля частицы до оседания над дефектом подвергаются действию магнитных полей внешнего намагничивающего, полюсов детали и поля рассеяния. При контроле на остаточной намагниченности, когда внешнее поле и поле полюсов отсутствуют, на частицы, прежде чем они осядут над дефектом, действует поле рассеяния. [c.354] На рис. 4.8 - 4.15 приведены картины магнитной коагуляции частиц при различных концентрациях стандартного черного порошка, напряженности поля и длительности воздействия его на суспензию. Длина цепочек существенно зависит от напряженности магнитного поля. При напряженности более 50 А/см цепочки имеют вид длинных нитей. После снятия поля картина приобретает вид переплетающихся нитей, а после последующего перемешивания суспензии отдельные части цепочек соединяются разноименными магнитными полюсами с образованием конгломератов в виде хлопьев. В результате выявляющая способность такой суспензии значительно снижается. Контроль в приложенном поле при интенсивной магнитной коагуляции часто не позволяет выявить даже крупные дефекты. При выборе типа суспензии необходимо учитывать все факторы, влияющие на интенсивность магнитной коагуляции. [c.354] При проведении магнитопорошкового контроля ферромагнитные частицы, взвешенные в жидкости или в воздухе, попадая в магнитное поле, намагничиваются и притягиваются друг к другу, образуя цепочки, ориентированные по магнитным силовым линиям поля. [c.354] Соединение частиц в цепочки - магнитная коагуляция - происходит под действием внешнего намагничивающего поля или поля полюсов детали. На рис. 4.8, б показаны частицы, соединившиеся в цепочки в небольшом объеме над деталью, пофуженной в суспензию, а на рис. 4.8, в -цепочки непосредственно над трещиной. Из приведенных рисунков, полученных с помощью микрокиносъемок, следует, что накопление порошка над дефектами происходит как отдельными частицами, так и частицами, соединенными в цепочки. [c.355] В результате этого над трещиной образуется валик из осевшего порошка. [c.355] Под действием результирующей силы происходит движение частиц к дефекту. Кроме этих сил на частицы действуют инерционные силы, связанные со скоростью движения жидкости относительно проверяемой поверхности детали. При большой скорости движения жидкости силы магнитного притяжения преодолеваются и порошок с дефекта смывается. [c.356] Эта зависимость получена экспериментально на физической модели, в которой частицы моделировались ферромагнитными шариками. С увеличением количества частиц в цепочке до 8. .. 10 магнитные заряды т увеличиваются в 1,5 -1,8 раза, при дальнейшем увеличении п в цепочке значения т практически не изменяются. [c.356] действующая в поле дефекта на цепочечные частицы, больше суммы сил, действующих на эти же частицы, не соединенные в цепочки. [c.356] Примем, что Не = onst - поле однородное, тогда первое слагаемое равно нулю. Сила Fi2 изменяется обратно пропорционально четвертой степени расстояния. Из формулы Кулона следует, что если расстояние между цепочками увеличится в 3 раза, то сила взаимодействия между образовавшимися цепочками из частиц уменьшится в 27 раз. Поэтому в процессе магнитной коагуляции быстро достигается положение частиц, при котором сферы магнитного взаимодействия частиц не пересекаются, т.е. силы их притяжения становятся меньше сил сопротивления движению частиц. На рис. 4.10 - 4.14 показаны картины цепочек в керосиновой суспензии, образующихся в магнитном поле напряженностью от 10 до 100 А/см (увеличение 10 ). [c.356] При увеличении напряженности поля увеличиваются магнитные заряды т на торцовых поверхностях цепочек и радиусы сфер магнитного взаимодействия. Если эти сферы оказываются пересекающимися, то возникает магнитная коагуляция, происходит соединение цепочек в более длинные (рис. 4.15). [c.358] Возможность параллельного соединения цепочек маловероятна, так как в случае сближения цепочек одноименными магнитными полюсами возникают магнитные силы отталкивания, происходит их взаимное смещение относительно друг друга вдоль продольных осей из-за значительной неоднородности поля по длине цепочек и сосредоточения на их торцовых поверхностях больших магнитостатических зарядов. В результате цепочки соединяются друг с другом торцовыми поверхностями, т.е. встык. [c.358] При количестве частиц в цепочке 8-10 можно принять для целей магнитопорошкового контроля, что ( м -магнитная восприимчивость порошка). Возможная при таком допущении незначительная погрешность не окажет влияния на результаты контроля. [c.359] Под действием этого момента Мвр (м кг/с = Н м) угол Р стремится к нулю (Р - угол между линией, соединяющей частицы, и направлением вектора внешнего поле Не). В результате все цепочки одновременно с их образованием оказываются ориентированными по направлению внешнего поля Н . [c.359] Магнитная коагуляция оказывает существенное влияние на выявляемость дефектов. При концентрации порошка (ТУ 6-14-1009-87) в керосиновой суспензии 20 г/л и напряженности Я . = 100. .. 150 А/см происходит интенсивная магнитная коагуляция, при которой основная масса частиц соединяется в цепочки - нити (см. рис. 4.10 4.14). [c.359] После снятия поля цепочки в результате различных скоростей оседания их частей приобретают вид переплетающихся нитей. При размешивании такой суспензии части нитей соединяются разноименными полюсами и образуют крупные агрегаты - хлопья, комочки (см. рис. 4.11). [c.359] Короткие цепочки (длиной 0,01. .. 0,1 мм) позволяют получить четкий рисунок над дефектами с большим градиентом поля (усталостными, шлифовочными трещинами, волосовинами и т.д.). Они слабо осаждаются в полях малого градиента (рисками, наклепом и др.). На рис. 4.18 и 4.19 показаны трещины на деталях, выявленные при нормальной магнитной коагуляции, и осаждение порошка по рискам при интенсивной магнитной коагуляции. Интенсивная коагуляция затрудняет обнаружение дефектов. [c.360] Учитывая различную чувствительность цепочек к полям с разными значениями градиента поля, можно в зависимости от типа выявляемых дефектов создать условия для формирования цепочек определенной длины, что позволит достигнуть высокой чувствительности порошка к дефектам. [c.360] На интенсивность магнитной коагуляции оказывают влияние следующие факторы концентрация порошка, его дисперсность, магнитные характеристики, предыдущее магнитное состояние порошка, вязкость дисперсионной среды, напряженность и градиент поля, длительность его действия, автокоагуляция. Изменяя параметры этих факторов или соответственно учитывая их, можно добиться оптимального состава магнитной суспензии при проверке магнитопорошковым методом конкретных объектов. [c.360] Таким образом, магнитная коагуляция играет двоякую роль при оптимальной интенсивности она повьшгает выявляемость дефектов, так как сила поля дефекта, действующая на цепочечную частицу, больше сил, действующих на отдельные частицы при высокой же интенсивности магнитной коагуляции выявляемость дефектов уменьшается из-за низкой чувствительности длинных цепочек к магнитным полям мелких дефектов и значительного фона из частиц порошка, образующегося на проверяемой поверхности. [c.361] Вернуться к основной статье