Магнитная и радиационная диагностика

 

Магнитная структуроскопия

3.1.1 Магнитные методы

Магнитные методы неразрушающего контроля применяют в основном для контроля изделий из ферромагнитных материалов, т. е. изделий, которые под воздействием внешнего (намагничивающего) магнитного поля изменяют свои магнитные характеристики: магнитную проницаемость, величины и направления магнитного потока, вследствие возмущений поля, вызванных дефектами. К ферромагнитным материалам относятся: железо, сталь, чугун, никель, кобальт и некоторые сплавы (алюминия с никелем и др.) – материалы, из которых изготавливается большая часть электротехнического оборудования на станциях и подстанциях.

3.1.2 Магнитный неразрушающий контроль

Магнитный неразрушающий контроль основан на выявлении различными способами магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектами, или на определении и оценке магнитных свойств объекта контроля. 

В таблице 3.1 приведена классификация видов магнитных методов неразрушающего контроля.

№ п/п	Метод контроля	Основной параметр контроля	Цель проведения контроля
1	Магнитопорошковый	Рисунок из порошка над магнитным полем рассеяния	Обнаружение дефектов типа нарушения сплошности металла (поверхностные, подповерхностные и внутренние дефекты)
2	Магнитографический	Намагниченность ленты над магнитным полем рассеяния
3	Индукционный	Мгновенная ЭДС, индуцируемая в перемещаемой катушке
4	Феррозондовый	ЭДС, пропорциональная градиенту или напряженности измеряемого магнитного поля	Измерение толщины листов жести, немагнитных покрытий, упрочненного слоя и слоя поверхности закалки
5	Пондеромоторный	Сила притяжения постоянного магнита или электромагнита к контролируемому объекту
6	Метод эффекта Холла	ЭДС Холла, возникающая в полупроводнике с током под воздействием поперечного магнитного поля
7	Магниторезисторный	Электрическое сопротивление полупроводника с током, изменяющееся под воздействием внешнего магнитного поля
8	Магнитопорошковая дефектоскопия	Зоны концентрации напряжений	__

                       

3.1.3 Магнитопорошковый метод

Этот метод основан на выявлении магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектами в детали при ее намагничивании, с использованием в качестве индикатора ферромагнитного порошка или магнитной суспензии. Этот метод среди других методов магнитного контроля нашел наибольшее применение. Примерно 80 % всех подлежащих контролю деталей из ферромагнитных материалов проверяется именно этим методом. Высокая чувствительность, универсальность, относительно низкая трудоемкость контроля и простота – все это обеспечило ему широкое применение в промышленности вообще и на транспорте в частности. Основным недостатком данного метода является сложность его автоматизации.

3.1.4 Индукционный метод

Индукционный метод предполагает использование приемной катушки индуктивности, перемещаемой относительно намагниченной детали или другого намагниченного контролируемого объекта. В катушке наводится (индуцируется) ЭДС, величина которой зависит от скорости относительного перемещения катушки и характеристик магнитных полей дефектов.

Метод магнитной дефектоскопии, при котором измерение искажений магнитного поля, возникающих в местах дефектов в изделиях из ферромагнитных материалов, осуществляется феррозондами. Прибор для измерения и индикации магнитных полей (в основном постоянных или медленно меняющихся) и их градиентов.

3.1.5 Метод эффекта Холла

Метод эффекта Холла основан на выявлении магнитных полей преобразователями Холла. Сущность эффекта Холла заключается в возникновении поперечной разности потенциалов (ЭДС Холла) в прямоугольной полупроводниковой пластинке в результате искривления пути протекающего через эту пластинку электрического тока под воздействием магнитного потока, перпендикулярного этому току. Метод эффекта Холла используют для:

1) обнаружения дефектов;

2) измерения толщины покрытий;

3) контроля структуры и механических свойств ферромагнетиков;

4) регистрации магнитных полей.

3.1.6 Пондеромоторный метод

Пондеромоторный метод основан на измерении силы отрыва постоянного магнита или сердечника электромагнита от контролируемого объекта. Иными словами, этот метод основан на пондеромоторном взаимодействии измеряемого магнитного поля и магнитного поля рамки с током, электромагнита или постоянного магнита.

3.1.7 Магниторезисторный метод

Магниторезисторный метод основан на выявлении магнитных полей магниторезистивными преобразователями, представляющими собой гальваномагнитный элемент, принцип работы которого основан на магниторезистивном эффекте Гаусса. Этот эффект связан с изменением продольного сопротивления проводника с током под действием магнитного поля. Электрическое сопротивление при этом увеличивается вследствие искривления траектории носителей заряда под воздействием магнитного поля. Количественно этот эффект проявляется по-разному и зависит от материала гальваномагнитного элемента и его формы. Для проводниковых материалов этот эффект не характерен. В основном он проявляется в некоторых полупроводниках с высокой подвижностью носителей тока.

3.1.8 Магнитопорошковая дефектоскопия

Магнитопорошковая дефектоскопия основана на выявлении локальных магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектом, с помощью ферромагнитных частиц, играющих роль индикатора. Магнитное поле рассеяния возникает над дефектом вследствие того, что в намагниченной детали магнитные силовые линии, встречая на своем пути дефект, огибают его как препятствие с малой магнитной проницаемостью, в результате чего магнитное поле искажается, отдельные магнитные силовые линии вытесняются дефектом на поверхность, выходят из детали и входят в нее обратно. Магнитное поле рассеяния в зоне дефекта тем больше, чем больше дефект и чем ближе он к поверхности детали.

Таким образом, магнитные методы неразрушающего контроля можно применять ко всему электрооборудованию, состоящему из ферромагнитных материалов.