Detecção magnética de defeitos: princípio de operação e aplicação, esquema e dispositivo do defectoscópio

O método de detecção de defeitos de pó magnético ou magnético é usado para analisar peças ferromagnéticas quanto à presença de defeitos, como rachaduras ou vazios na superfície, bem como inclusões estranhas localizadas próximas à superfície do metal.

A essência da detecção magnética de defeitos como método é fixar o campo magnético espalhado na superfície da peça próximo ao local onde o defeito está dentro, enquanto o fluxo magnético passa pela peça. Uma vez que no local do defeito permeabilidade magnética muda abruptamente, então as linhas do campo magnético parecem se curvar em torno do local do defeito, dando assim a sua posição.

Defeitos de superfície ou defeitos localizados a uma profundidade de até 2 mm abaixo da superfície "empurram" as linhas de campo magnético para além da superfície da peça, e um campo magnético disperso localmente é formado neste local.

O uso de pó ferromagnético ajuda a fixar o campo espalhado, pois os pólos que aparecem nas bordas do defeito atraem suas partículas. O precipitado formado tem a forma de um veio, muitas vezes maior que o tamanho do defeito. Dependendo da intensidade do campo magnético aplicado, bem como da forma e tamanho do defeito, uma certa forma de precipitado é formada a partir de sua localização.

O fluxo magnético que passa pela peça encontrando um defeito, por exemplo, uma trinca ou casca, muda sua magnitude porque permeabilidade magnética do material neste local acaba sendo diferente do resto, portanto a poeira se deposita nas bordas da área do defeito durante a magnetização.

Pós de magnetita ou óxido de ferro Fe2O3 são usados ​​como pós magnéticos. O primeiro tem uma cor escura e é usado para a análise de peças claras, o segundo tem uma cor vermelho acastanhado e é usado para detectar defeitos em peças com superfície escura.

O pó é bastante fino, seu tamanho de grão é de 5 a 10 mícrons. Uma suspensão à base de querosene ou óleo de transformador, com uma proporção de 30-50 gramas de pó por 1 litro de líquido, permite a condução de defeitos magnéticos com sucesso.

Como o defeito pode estar localizado dentro da peça de diferentes maneiras, a magnetização é feita de maneiras diferentes. Para identificar claramente uma rachadura localizada perpendicularmente à superfície da peça de trabalho ou em um ângulo não superior a 25 °, use a magnetização do pólo da peça no cinto magnético da bobina com corrente ou coloque a peça entre dois pólos um forte ímã permanente ou eletroímã.

Se o defeito estiver localizado em um ângulo mais agudo em relação à superfície, ou seja, quase ao longo do eixo longitudinal, ele poderá ser claramente identificado por magnetização transversal ou circular, na qual as linhas do campo magnético formam círculos concêntricos fechados, para isso a corrente passa diretamente através da peça ou através de uma haste de metal não magnético inserida em um orifício na peça a ser testada.

Para detectar defeitos em diferentes direções, é utilizada a magnetização combinada, na qual dois campos magnéticos atuam simultaneamente de forma perpendicular: transversal e longitudinalmente (pólo); uma corrente de magnetização circulante também passa pela porção colocada na bobina de corrente.

Como resultado da magnetização combinada, as linhas de força magnética formam uma espécie de dobras e permitem detectar defeitos em diferentes direções dentro da peça perto de sua superfície. Para a magnetização combinada, um campo magnético aplicado é usado, e a magnetização polar e circular são usadas tanto no campo magnético aplicado quanto no campo magnético da magnetização remanescente.

O uso de um campo magnético aplicado torna possível detectar defeitos em peças feitas de materiais magnéticos macios, como muitos aços, e o campo magnético residual é aplicável a materiais magnéticos duros, como aços de alto carbono e ligas.

Após a detecção de defeitos, as peças são desmagnetizadas por campo magnético alternado… Assim, a corrente contínua é usada diretamente para o processo de detecção de defeitos e a corrente alternada para desmagnetização. A defectoscopia magnética permite a detecção de defeitos localizados a não mais de 7 mm da superfície da peça examinada.

Para realizar defeitos magnéticos em peças feitas de metais não ferrosos e ferrosos, o valor da corrente de magnetização necessária em um campo magnético aplicado é calculado proporcionalmente ao diâmetro: I = 7D, onde D é o diâmetro da peça em milímetros, I é a força da corrente. Para análise na região de magnetização remanescente: I = 19D.

Os detectores de defeitos portáteis do tipo PMD-70 são amplamente utilizados na indústria.

Este é um detector de falhas universal. É composto por uma seção de alimentação incluindo um transformador abaixador de 220V a 6V com potência de 7 kW, bem como autotransformador e outro transformador 220V para 36V, de dispositivos de comutação, medição, controle e sinalização, de parte magnetizadora incluindo contato móvel, almofada de contato, contatos remotos e bobina, de banho de lama.

Quando a chave B é fechada, através dos contatos K1 e K2, a corrente é fornecida ao autotransformador AT. O autotransformador AT alimenta o transformador abaixador T1 220V a 6V, do enrolamento secundário do qual a tensão retificada é fornecida aos contatos de magnetização de fixação H, aos contatos manuais P e à bobina instalada nos contatos de fixação.

Como o transformador T2 está conectado em paralelo com o autotransformador, quando a chave B for fechada, a corrente também fluirá pelo enrolamento primário do transformador T2. A lâmpada de sinalização CL1 indica que o dispositivo está conectado à rede, a lâmpada de sinalização CL2 indica que o transformador de potência T1 também está ligado. A chave P tem duas posições possíveis: na posição 1 — magnetização de longo prazo para detectar defeitos em um campo magnético aplicado, na posição 2 — magnetização instantânea no campo de magnetização residual.

De acordo com o esquema do detector de falhas PMD-70:

B — interruptor de pacote, K1 e K2 — contatos do acionador magnético, RP1 e RP2 — contatos, P — interruptor, AT — autotransformador, T1 e T2 — transformadores abaixadores, KP — bobina de controle do acionador magnético, KR — bobina do relé intermediário , VM — chave magnética, SL1 e SL2 — lâmpadas de sinalização, R — contatos de magnetização manual, H — contatos de braçadeira de magnetização, M — microinterruptor, A — amperímetro, Z — campainha, D — diodo.

Quando a chave P está na posição 1, a microchave M fecha, a bobina de controle da partida magnética KP é conectada ao transformador T1, cujo enrolamento secundário o alimenta e os contatos do relé intermediário RP1. O circuito acaba por ser fechado. O dispositivo de partida faz com que os contatos K1 e K2 fechem, a seção de potência e com ela os dispositivos de magnetização recebem energia.

Quando a chave P está na posição 2, a bobina do relé intermediário KR liga em paralelo com a bobina de partida. Quando o microinterruptor está fechado, o contato de curto-circuito se fecha, o que faz com que o relé intermediário ligue, os contatos RP2 se fechem, os contatos RP1 se abram, o acionador de partida magnético se desconecte e os contatos K1 e K2 se abram. O processo leva 0,3 segundos. Até que a microchave feche, o relé permanecerá desligado porque o contato de curto-circuito bloqueia os contatos RP2. Depois de abrir o microswitch, o sistema retorna ao seu estado original.

A corrente dos dispositivos magnetizadores pode ser ajustada através do autotransformador AT, ajustando o valor da corrente de 0 a 5 kA. Quando magnetizada, a campainha emite 3 bips.Se a corrente de magnetização fluir continuamente, o sinal será contínuo e a lâmpada de sinalização SL2 funcionará no mesmo modo. No caso de fornecimento de energia de curto prazo, a campainha e a lâmpada também funcionarão por um curto período de tempo.