Přehledný článek, který laikovi pomůže pochopit význam metody detekce defektů magnetických částic při sledování kvality švů na svarových spojích kovových dílů a konstrukcí. Materiály v článku vám řeknou o technologii aplikace a fázích procesu.

Proč je nutná kontrola svaru?

Spolu s rozvojem technologií svařování kovových konstrukcí rostou požadavky na kvalitu výrobků. Také obchodní manažeři a investoři usilují o snížení ztrát v důsledku neplánovaných oprav a preventivní údržby. Průmysl a podnikání vyžadují dodržení provozních charakteristik – ekonomických i časových parametrů zahrnutých do návrhu objektu, konstrukce nebo výrobku.

Pevnost konstrukce je technologický parametr, na kterém závisí nejen provozuschopnost a produktivita objektu, ale také bezpečnost lidí a životního prostředí. „Podpovrchová vada“ ve svarovém švu nebo nespojitost ve svařování, která nebyla při vizuální kontrole přehlédnuta, začne při zatížení během provozu objektu narůstat. Jednoho dne praskne šev, což bude mít za následek řadu narůstajících poruch následovaných nehodou nebo katastrofou.

Nejen zákazníci a zhotovitelé proto věnují zvýšenou pozornost ukazatelům a metodám zjišťování vad a sledování přesnosti parametrů svarových spojů. Vědci z různých průmyslových odvětví jsou přitahováni vývojem předpisů a nových metod měření. A státní služby pro technickou regulaci, normalizaci, metrologii a certifikaci vytvářejí jednotné systémy měření.

Díky snadnému použití a dostatečné přesnosti měřených indikátorů se magnetická detekce vad svarů částic stala uznávanou a rozšířenou. O tom bude řeč v tomto článku. Abychom pochopili výhody této metody kontroly, porovnáme ji s dalšími možnostmi kontroly kvality svarových spojů.

Jaké metody kontroly svarových spojů se používají

Metody jsou rozděleny do dvou skupin:

  1. Nedestruktivní zkoušení (dále jen NDT).
  2. Destruktivní zkušební metody.

Z druhé skupiny se nejčastěji používají mechanické zkoušky.

V průmyslovém využití, dopravě, stavebnictví a národním hospodářství se nedestruktivní metody staly uznávanými a rozšířenými. Vývoj měřicích technologií probíhá právě v této oblasti řízení. Podívejme se na metody NDT podrobněji.

  • Vizuální a měřicí kontrola. Toto je počáteční způsob kontroly kvality provedené práce. Zahrnuje vnější kontrolu švů a měření geometrických parametrů. K tomu se používají jednoduché měřicí přístroje. Získané údaje jsou kontrolovány podle norem v projektové dokumentaci, GOST, SNiP a technických specifikací. Používá se jako primární metoda pro identifikaci defektů a není schopen detekovat malé a skryté defekty uvnitř stehu.
  • Kapilární kontrola. Tento přístup je založen na vlastnostech kapalin pronikat do nejmenších trhlin, pórů, dutin nebo nedostatků roztavení. Přečtěte si více o vadách připojení níže v textu. Speciální penetrační vlastnosti jsou vlastní určitým kapalinám – penetranty. Na jejich základě jsou vyráběny kompozice pro aplikaci na svary a pro testování magnetických částic.
  • Ultrazvukové zkušební metody (UT). Univerzální a univerzální metoda pro detekci vad svarových spojů. Analýza indikátorů a detekce trhlin se provádí pomocí defektoskopů, které se skládají z ultrazvukových zářičů a přijímačů. Existují metody echo-puls, echo-mirror a mirror-shadow metody ultrazvukového testování.
  • TOFD neboli testování difrakce doby letu. Častěji se používá pro výzkum a detekci defektů v obvodových a podélných svarech pomocí ultrazvukového echa. Působení je založeno na rozdílu odražených vln od trhliny nebo od plně svařeného povrchu. Využívá se jak jednoskupinová metoda TOFD, tak metody s vícenásobnou podporou více skupin nebo techniky s kombinací jiných metod řízení, například s pulzními nebo echo-povrchovými vlnami.
  • Analýza vířivých proudů. Provádí se pomocí certifikovaných přístrojů – vírových defektoskopů. Na základě identifikace problémů ve zkušebních svarech porovnáním změn vířivých proudů a elektromagnetických polí. Jeho provoz je podobný ultrazvukovým testovacím metodám. Stejně jako metoda magnetických částic se používá k testování hloubek do 2 mm.
  • Detekce radiačních vad svarových spojů. V praxi se tomu také říká rentgenové testování, protože výzkum se provádí pomocí rentgenového záření gama. Jedná se o nejúčinnější způsob kontroly, který má však velmi omezené použití kvůli radiačnímu nebezpečí a povinnému používání speciálních ochranných prostředků.
  • Testování magnetických částic nebo detekce vad (MPC nebo MPD). Hlavní postava dnešní recenze. Umožňuje určit vady ve svarovém kovu, jako jsou trhliny, nedostatek průvaru nebo nedostatečná fúze, póry a dutiny, pevné struskové vměstky v hloubce ne větší než 2 mm. V další části článku si povíme o předpisech a charakteristikách vad svaru.
READ
Co se hodí k béžové v interiéru?

Díky snadnému použití přímo na místě a také schopnosti rychle detekovat tenké a drobné trhliny se MTD rozšířilo. Metoda nevyžaduje drahé a složité vybavení ani zdlouhavé školení obsluhujícího personálu. Výhodou této možnosti testování je dobrá vizualizace defektů. Zákazník dostává jasné výsledky bez ztráty času. Které jsou viditelné pro zástupce kontrolujících a přijímajících stran. Důležité je, aby výsledky studie byly označeny pro svářeče, který zjištěné nedostatky odstraní.

Během procesu ověřování se používá zařízení pro magnetizaci a demagnetizaci odpovídající GOST R 53700-2009. Pro měření na nelineárních plochách, jako jsou rohy a válce, se používají nástavce a hranoly s různými poloměry. Kontrolují také kvalitu svarů na závitových spojích, koutech a drážkách. A pro testování rotujících hřídelí se používají speciální hranolové kolébky.

Po testování magnetickými částicemi a kontrole objektu defektoskopy vypracují zkušební protokol s uvedením objektu a podrobností studie. Dokument odráží datum, místo, vybavení a způsoby kontroly. Zaznamenávají se jména odpovědných specialistů a jejich odborný posudek.

Co jsou vady svaru?

V Ruské federaci a zemích SNS jsou definice všech defektů spojů při tavném svařování kovů označeny a klasifikovány v GOST R ISO 6520-1-2012.

Vady svaru nejsou nic jiného než povrchové nebo podpovrchové vady ve svaru. Liší se od sebe charakterem, konfigurací, velikostí a vedou ke snížení životnosti kovové konstrukce. Ovlivňují jeho uživatelské vlastnosti a vedou k nouzovým situacím, a proto je lepší se jim vyhnout. Konstrukce s vadami musí být naléhavě vyřazena z provozu za účelem odstranění závady a následné obnovy nebo likvidace produktu.

Metoda magnetických částic pro detekci vad spojení pomáhá rychle identifikovat vady jakéhokoli typu.

Faktory způsobující vady svarových spojů:

  1. Švy mohou být špatné kvality, pokud svářeč nemá mnoho zkušeností s prací. Při postupu je porušena technologie svařování elektrickým obloukem, argonem a paprskem. Nedochází k žádné přípravě ani tepelnému zpracování komponentů, montážní schéma prvků je popletené. Byl zvolen nevhodný režim provozu zařízení pro laserové svařování atd.
  2. Nekvalitní švy se objevují v důsledku použití neodborně vyrobeného nebo rozbitého zařízení pro ruční svařování elektrickým obloukem, nebo nekvalitního kovu nebo levného spotřebního materiálu.
  3. Na snížení kvality má velký vliv tavení strusky, mnohonásobné rozstřiky kovu, znečištění natavovaných povrchů a špatná organizace pracoviště.
READ
Co je vertikální hydroizolace?

Všechny defekty stehů mají různé názvy a jsou konvenčně rozděleny do tří skupin, z nichž každá má své vlastní charakteristiky. Jsou tam nedostatky:

  • externí;
  • vnitřní;
  • end-to-end.

Způsob opravy vad svarového spoje je určen jeho vlastnostmi. Aby se předešlo takovým problémům v budoucnu, svářeč opravuje chyby nezávisle a chápe, co vedlo k neuspokojivým výsledkům. Metoda testování magnetických částic v tomto případě pomáhá tyto chyby vizuálně zaznamenat.

Někdy v důsledku přehřátí dochází k tepelným deformacím nebo změnám pevnosti kovu, které neodpovídají konstrukčním vlastnostem konstrukce nebo předmětu. Častěji se to týká svarových spojů kalených kovů a kovů různého složení. Například při spojování slitiny austenitické nerezové oceli s uhlíkovou ocelí.

Technologie MTD

K jeho nalezení používají specialisté NDT certifikované zařízení a používají barevnou feromagnetickou složku, tedy magnetický prášek. Tuto značkovací hmotu aplikují na zkoumaný svarový spoj suchou nebo mokrou metodou.

V prvním případě je vhodná standardní magnetická částicová látka. Při výběru za mokra se připraví suspenze včetně magnetického prášku a kapaliny s penetračními vlastnostmi. K tomu se používá transformátorový olej v kombinaci s petrolejem, případně vodou, v kombinaci s látkami, které zabraňují korozi. Tyto kapaliny se nazývají penetranty, tzn. pronikají do všech pórů, dutin a kapilár.

Volba metody závisí na situaci. Někdy jsou vzájemně kombinovány. Bez ohledu na použitou magnetickou látku pomáhá identifikovat minimální defekty, v případě použití prášku nebo suspenze se hmota „koncentruje“ kolem defektu a vytváří bizarní obrazce s četnými defekty. Můžete tak zjistit nejen umístění, ale i velikost vady.

Detektor defektů se zpravidla vybírá s ohledem na rozsah jeho činnosti. Pokud se na místě plánuje detekce vad svarových spojů magnetickou částicí, pak je hlavním parametrem kompaktnost. Pokud se výzkum provádí permanentně v laboratoři, pak na velikosti zařízení nezáleží. V takových případech je prioritou funkčnost a volí se technologicky vyspělejší model.

Proces detekce magnetických částic ve svarech

Tato technologie kontroluje kvalitu spojů vyrobených svařováním, jejím principem je detekce magnetických polí na povrchu kovu nad existující vadou ve svaru pomocí feromagnetických komponent.

Pokud má obrobek nějakou nevýhodu, pak se nad ním jistě vytvoří magnetické pole, které se začne měnit. Řídící sekce je zmagnetizována a tok magnetických čar obchází defektní oblasti, které se objevují po cestě. V důsledku toho je magnetické pole zkreslené. Současně se podél okrajů obrobku vytvářejí magnetické póly, které tvoří samostatná magnetická pole.

READ
Kde se nejlépe žije důchodcům?

Všechny údaje o deformaci magnetického pole jsou zaznamenávány magnetickým detektorem defektů částic. Čím významnější je vada, tím větší je stupeň rozptylu, a tím i možnost jeho identifikace. Pokud je tok magnetických čar pod úhlem 90 stupňů vzhledem k defektu, pak se možnost jeho detekce zvyšuje.

V místě defektů čáry vytvářejí vrchol, který přesahuje obrobek. Pokud jsou v místech zkreslení pozorovány malé částice feromagnetických látek, změní svou polohu v prostoru a budou se shodovat se směrem magnetických siločar.

Čím výraznější je nehomogenita pole nad defektem, tím silnější bude vznikající elektromagnetická síla zodpovědná za pohyb magnetizovaných částic. Z nich se v zóně defektu tvoří řetězy.

Technologické funkce

Detekce defektů magnetických částic má své vlastní charakteristiky. Hlavní je, že to není možné provést, pokud obrobek není vyroben z feromagnetických kovů. To je třeba vzít v úvahu, pokud plánujete testovat prvky vyrobené ze zinku nebo mědi, protože jsou diamagnetické, takže pomocí této metody nebude možné provádět vysoce kvalitní kontrolu.

V případě potřeby vybere stavební laboratoř IRONCON zkušební metodu na místě pro nemagnetické kovy, ale i pro další typy stavebních materiálů a konstrukcí: beton a cihlové výrobky, výztuže, sypké materiály a požární schodiště.

Možnosti citlivosti

Pamatujte, že detekce vad svarů magnetickou částicí má určitý parametr citlivosti. Toto je míra, do jaké bude vada s přesností detekována. Citlivost je ovlivněna magnetickými vlastnostmi kovů, intenzitou magnetického pole, počtem defektů a jejich plochou. Ovlivňuje také velikost a tvar obrobku.

Někdy je citlivost ovlivněna způsobem aplikace feromagnetické látky (suchá nebo mokrá, suspenze). To vše je třeba mít na paměti, abychom pochopili, jak účinná bude kontrola. Důležitým bodem je, že použití detekce defektů magnetických částic je vhodné v kombinaci s jinými kontrolními metodami pro získání objektivního obrazu a přesných čísel.

Typy magnetizace

V rámci metody se používají 4 možnosti magnetizace:

  • oběžník;
  • podélný;
  • kombinované;
  • v magnetickém poli, které rotuje.

Nejoblíbenější jsou první 3 typy. Pokud mluvíme o prvcích, které mají jednoduchou strukturu, formulace magnetizace bude následující.

  • Kruhový – je druh magnetizace, při které se magnetické pole uvnitř prvku uzavře a na jeho koncích se nevytvářejí magnetické póly.
  • Podélná varianta, při které je magnetické pole směrováno podél dílu, přičemž na jeho koncích jsou vytvořeny magnetické póly.
  • Kombinovaný – když je prvek umístěn pod vlivem dvou nebo více magnetických polí s různými směry.
READ
Jak se říká kanceláři, kde všichni sedí v jedné místnosti?

Fáze kontroly

1. Příprava obrobku nebo konstrukce pro postup.

Přípravný proces pro zkoušení svarových spojů magnetickými částicemi spočívá v očištění povrchu prvku od koroze, nečistot, ale i maziv a olejů, pokud se kontrola provádí pomocí vodné suspenze nebo suchého prášku. Pokud je povrch prvku tmavý a černý magnetický prášek na něm není dostatečně patrný, pak je prvek pokryt vrstvou bílé barvící kompozice.

2. Magnetizace obrobku.

Toto je jedno z prioritních opatření metody magnetických částic. Citlivost a určení nedostatků závisí na tom, jak správně je zvolen způsob, směr a typ magnetizace a také typ proudu.

3. Přiložením magnetického indikátoru na povrch prvku.

Nejlepším řešením pro aplikaci suspenze je ponořit prvek do nádoby, ve které je suspenze důkladně promíchána, a postupně ji z ní odebírat. Ale tato metoda není vždy vhodná. Typicky se suspenze aplikuje hadicí, sprejem nebo sprchou.

Je důležité udržovat nízký tlak trysky, pak magnetický prášek zůstává v defektních oblastech. Pokud je zvolena metoda zkoušení suchými magnetickými částicemi, vztahují se tyto požadavky na tlak proudu vzduchu, kterým je magnetický prášek aplikován na prvek.

Období odvodnění rozptýleného média o vysoké viskozitě trvá déle, takže produktivita regulátoru je snížena.

4. Vizuální kontrola obrobku.

Dešifrování obrazu indikátoru a provedení třídění. Inspektor je povinen zkontrolovat prvek poté, co z něj odteče podstatná část suspenze, kdy se usazeniny prášku zjednotí.

Díly se kontrolují vizuálně, ale v některých situacích se k dešifrování typu závad používá profesionální optika. Jeho konfigurace se provádí podle oficiální dokumentace.

Kdo vede MTD

Stavební laboratoř IRONCON-Lab provádí testování magnetických částic a radiografické testování svarových spojů za konkurenceschopné ceny. Zkoušky se provádějí buď v místnosti vybavené speciálním zařízením, nebo na staveništi zařízení. Při prohlídce je sepsán protokol, ve kterém defektoskopy udělají závěr o shodě či nesouladu provedených stavebních prací.