Badania nieniszczące magnetyczno-proszkowe MT

Na łamach aktualnego numeru czasopisma Utrzymanie Ruchu kontynuujemy ogólny przegląd metod badań nieniszczących. Po prezentacji badań wizualnych a także penetracyjnych, w kolejnej części zostaną zaprezentowane najważniejsze informacje dotyczące badań magnetyczno-proszkowych, oznaczanych skrótowo MT.

Wprowadzenie – badania magnetyczno-proszkowe

Badania magnetyczno – proszkowe są jedną z odmian badań nieniszczących służących do wykrywania wad podpowierzchniowych (do około 2 mm pod powierzchnią, co stanowi przewagę nad badaniami wizualnymi) oraz wad wychodzących na powierzchnię i powierzchniowych, które również mogą być wykrywane metodami wizualnymi oraz penetracyjnymi. Z punktu widzenia tego zastosowania, innymi metodami pozwalającymi na wykrywanie niezgodności na powierzchni i blisko pod nią, są m.in. metody wiroprądowe jak również termograficzne. Biorąc pod uwagę koszt realizacji badania, opisywana metoda badań klasyfikuje się tuż za badaniami wizualnymi (VT) i penetracyjnymi (PT). Koszt wykorzystania pozostałych metod jest zazwyczaj wyższy, co spowodowane jest przede wszystkim ceną niezbędnej aparatury.

Badania magnetyczno-proszkowe i ich zastosowanie

Zasadniczym kryterium możliwości zastosowania tej grupy metod badawczych jest materiał, z którego wykonane są badane elementy. Wykrywanie wad możliwe jest dla wyrobów wykonanych z materiałów o własnościach ferromagnetycznych, a więc materiałów, w których istnieje możliwość wzbudzenia pola magnetycznego. Zalicza się do nich m.in. stale węglowe, niskostopowe, żeliwa a także staliwa. Dla tych materiałów metoda zalicza się do najskuteczniejszych metod badań nieniszczących. Metoda pozostaje jednak całkowicie nieskuteczna dla dość dużej grupy materiałów konstrukcyjnych, w tym licznych gatunków stali (np. austenitycznych), stopów aluminium itp., co jest jej jednym z najistotniejszych ograniczeń.

Przeprowadzanie badań MT jest stosunkowo łatwe, szybkie a także pozwala uzyskać w wielu sytuacjach jednoznaczne wyniki przy niedużych nakładach finansowych. To sprawia, że metodę często stosuje się podczas kontroli jakości w przemyśle. W literaturze dotyczącej metody MT podaje się, że dzięki badaniom z użyciem pola magnetycznego możliwe staje się wykrywanie nieciągłości o bardzo małych rozmiarach, zarówno pod względem głębokości (od kilkudziesięciu mikrometrów), a przede wszystkim szerokości sięgającej nawet zaledwie 1 µm. Wartości te są orientacyjne, jednak pozwalają oszacować możliwości badania, którego skuteczność wykrywania wad maleje wraz ze wzrostem głębokości, na której się one znajdują. W porównaniu do badań penetracyjnych, MT nie ogranicza się do wykrywania anomalii powierzchniowych, możliwe jest też stosowanie jej do przedmiotów pokrytych cienką warstwą farby.

Charakterystyka badań magnetyczno-proszkowych

Badania magnetyczno-proszkowe przeprowadza się na podstawie normy PN-EN ISO 9934 i mogą dotyczyć szerokiego spektrum wyrobów. Mogą nimi być wyroby hutnicze jak odlewy (sektor zastosowań badań nr 1, np. korpusy silników), odkuwki (sektor 2, korbowody, wały maszynowe), konstrukcje stalowe o zróżnicowanych wymiarach i kształtach, czy też same złącza spawane (sektor 3), co ma znaczenie w przypadku rurociągów (rury i wyroby płaskie do produkcji rur – sektor 4), rozmaitych zbiorników, w tym np. cystern drogowych, a także urządzeń transportu przemysłowego jak dźwignice i urządzenia transportu linowego. Metoda znajduje zastosowanie do wyrobów przerabianych plastycznie (sektor 5), w licznych gałęziach przemysłu na etapie wytwarzania produktów (sektor 6), jak również do wykrywania odstępstw od poprawnego stanu technicznego w diagnostyce przed- i w czasie eksploatacji (sektor 7). Ma to istotne znaczenie m.in. w branży motoryzacyjnej, kolejowej (badania przed- i eksploatacyjne osi zestawów kołowych – sektor 8), przemyśle lotniczym czy też energetycznym.

Działanie metody magnetyczno-proszkowej polega na wzbudzaniu pola magnetycznego w materiale ferromagnetycznym, z którego wykonany jest badany produkt. Niezgodności spawalnicze takie jak przyklejenia, podtopienia, czy też inne nieciągłości np. porowatości, zawalcowania, zakucia, wtrącenia, naderwania, rozwarstwienia, pęknięcia powodują zmiany pola rozproszenia – strumień magnetyczny powoduje zmianę układu proszku magnetycznego w ich okolicy, przyczyniając się do ujawnienia ich położenia. Kontrola rozproszenia pozwala w dość nieskomplikowany sposób ocenić strukturę podpowierzchniową badanego elementu, a deformacje pola magnetycznego, odwzorowane układem użytego do badań proszku, wskazują miejsca położenia zaburzeń.