Магнитопорошковый контроль — неразрушающий метод выявления дефектов

Магнитопорошковый контроль является методом неразрушительного действия и применяется в целях определения и выявления дефектов в материалах не зависимо от их размера, форм и способа создания. Благодаря методу обнаруживаются различные трещины, волосовины, неровности, дефекты в швах и соединениях после сварки и др.

Магнитопорошковый контроль (МПК) — один из самых чувствительных и быстрых методов неразрушающего контроля для ферромагнитных материалов. Он выявляет трещины, поры, непровары и другие несплошности, невидимые глазу. Магнитопорошковый метод основан на регистрации магнитных полей рассеяния, возникающих в местах нарушения сплошности металла.

Физические основы метода: магнитопорошковый контроль

Теория магнетизма: остаточная намагниченность и поля рассеяния

Ферромагнитные материалы — железо, никель, кобальт и их сплавы — способны намагничиваться под действием внешнего магнитного поля. При наличии дефекта (трещины, поры, расслоения) линии магнитного потока искажаются. В месте нарушения сплошности возникает поле рассеяния, выходящее за пределы поверхности.

Это поле притягивает мелкие частицы магнитного порошка. Частицы скапливаются над дефектом, образуя индикаторный след, который виден визуально. Чувствительность метода зависит от:

• Силы намагничивающего поля
• Формы и ориентации дефекта
• Размера частиц порошка
• Шероховатости поверхности

Какие дефекты выявляет магнитопорошковый контроль: трещины, поры, непровары, волосовины

Магнитопорошковый метод  обнаруживает дефекты, ориентированные перпендикулярно или под углом к направлению магнитного потока. К ним относятся:

• Поверхностные трещины — усталостные, сварочные, закалочные
• Подповерхностные поры — газовые и усадочные
• Непровары и неполные сплавления в сварных швах
• Волосовины — микротрещины в прокате
• Шлаковые включения и расслоения

Магнитопорошковый метод не выявляет дефекты, параллельные линиям магнитного потока. Например, продольная трещина на трубе при циркулярном намагничивании останется незамеченной.

Глубина обнаружения: возможности выявления поверхностных и подповерхностных дефектов

МПК чувствителен к дефектам на глубине до 6 мм в зависимости от материала и оборудования.

Наибольшая чувствительность — к открытым поверхностным трещинам. Их можно обнаружить даже при ширине раскрытия менее 1 микрона.

Область применения магнитопорошкового контроля и нормативная база

Магнитопорошковый контроль используется в настоящее время для определения микро-дефектов в ферримагнитных материалах. Наиболее востребованным и часто проводимым метод является на железнодорожном транспорте, в судостроении, авиации, химической промышленности, нефтедобывающей сфере деятельности, газодобывающей, автомобилестроении.

Отрасли использования магнитопорошковый метода: авиация, энергетика, машиностроение, строительство

МПК применяют в:

• Авиации — контроль посадочных мест валов, шасси, крепёжных элементов.
• Энергетике — диагностика роторов турбин, паропроводов, арматуры.
• Машиностроении — проверка поковок, шестерён, валов, коленчатых валов.
• Железнодорожном транспорте — осмотр колёсных пар, осей, рельсов.
• Строительстве — контроль сварных соединений несущих конструкций.
• Судостроении — проверка деталей главных двигателей и трансмиссий.

Метод особенно востребован при планово-предупредительных ремонтах и эксплуатационном контроле.

Регламентирующие документы и магнитопорошковый контроль: ГОСТы, СНиПы, ТУ

Основные нормативы:

• ГОСТ 21105–87 «Контроль неразрушающий магнитопорошковый»
• ГОСТ Р ИСО 9934-1–2020 (части 1–3) — международный стандарт
• РД 03-606–03 — инструкция по МПК в энергетике
• СТО ЦКТИ 10.002–2020 — для котельного оборудования

Документы устанавливают:

• Требования к оборудованию
• Параметры намагничивания
• Критерии оценки дефектов
• Порядок оформления отчётов

Контролируемые объекты: сварные соединения, поковки, литые детали, прокат

МПК не применяют к деталям с сложной геометрией без предварительной подготовки.

Технология проведения МПК: пошаговая инструкция

В основе магнитопорошкового метода контроля стоят свойства магнитных частиц, которые используются, чтобы концентрировать их там, где проявляется неоднородность магнитного поля. Неоднородность поля вызывается наличием на поверхности материала трещин и других дефектов.

Перед проведением метода контроля материал, подлежащий испытанию, предварительно проходит процесс намагничивания. После этого объект исследования полностью покрывается магнитным порошком. Следующий этап подразумевает оседание порошка в местах дефектов, где визуально можно определить их следы – определенного строения линий, которые выстраивает порошок в микротрещинах или других изменениях целостности материала.

Подготовка поверхности: очистка, обезжиривание

Поверхность должна быть:

• Чистой от окалины, шлака, ржавчины
• Обезжиренной (спирт, ацетон)
• Без лакокрасочных покрытий толще 50 мкм

Шероховатость не должна превышать Ra 12,5 мкм — иначе фон от неровностей маскирует дефекты.

Способы намагничивания: продольное, циркулярное, комбинированное

Выбор способа зависит от ориентации ожидаемых дефектов:

• Циркулярное намагничивание — ток пропускают через деталь. Поле направлено по окружности. Выявляет продольные трещины.
• Продольное намагничивание — деталь помещают в соленоид. Поле направлено вдоль оси. Обнаруживает поперечные трещины.
• Комбинированное — применяют последовательно оба метода, особенно для сварных швов.

Намагничивающее поле должно быть на 20–30% выше коэрцитивной силы материала.

Нанесение магнитного порошка: сухой и мокрый методы

Сухой метод:

• Используют цветной или чёрный порошок фракцией 5–150 мкм.
• Наносят пневматическим распылителем или вручную.
• Подходит для шероховатых поверхностей и высоких температур (до +300°C).

Мокрый метод:

• Порошок диспергируют в воде или масле, получая суспензию.
• Наносят кистью, распылителем или погружением.
• Даёт более чёткие следы на гладких поверхностях.

Флуоресцентные суспензии применяют при ультрафиолетовом освещении — чувствительность повышается в 2–3 раза.

Визуальный контроль и регистрация дефектов: условия освещенности, расшифровка индикаторных следов

Освещение:

• Дневной свет или белый свет — не менее 500 лк
• УФ-свет — не менее 1000 мкВт/см² (для флуоресцентных порошков)

Индикаторный след над дефектом:

• Чётко очерчен
• Шире самого дефекта в 2–5 раз
• Сохраняется после снятия поля (при использовании остаточной намагниченности)

Результаты фиксируют фото, схемами и описанием в акте.

Оборудование и материалы

Устройства для намагничивания: электромагниты, соленоиды, гибкие проводники

• Стационарные установки — для лабораторий и цехов (до 10 000 А).
• Переносные дефектоскопы — работают от сети или аккумулятора (до 5 000 А).
• Электромагниты с полюсными наконечниками — для локального контроля.
• Гибкие кабели — для намагничивания крупногабаритных конструкций.

Оборудование должно проходить метрологическую поверку ежегодно.

Магнитные суспензии и порошки: цветные, флуоресцентные, черные

Порошки изготавливают из магнетита (Fe₃O₄) или ферросплавов с добавками для улучшения дисперсии.

Вспомогательное оборудование: демагнетизаторы, УФ-лампы, измерители напряженности поля

• Демагнетизаторы — устраняют остаточную намагниченность после контроля.
• УФ-лампы — длина волны 365 нм, мощность ≥ 4 Вт.
• Тесламетры — измеряют индукцию поля на поверхности.
• Концентратомеры — контролируют концентрацию суспензии.

Интерпретация результатов и оформление документации

Классификация дефектов: допустимые и недопустимые

Дефекты делят на:

• Недопустимые — трещины любой длины, сквозные поры, непровары в ответственных швах.
• Допустимые — точечные включения, мелкие поры в неответственных зонах (по ТУ).

Решение принимают по чертежам и отраслевым стандартам.

Форма акта испытаний: какие данные необходимо фиксировать

Акт должен содержать:

• Наименование объекта и чертёж
• Материал и состояние поверхности
• Способ намагничивания и параметры тока
• Тип порошка и метод нанесения
• Описание и координаты дефектов
• Заключение: «годен» / «требует ремонта»
• Подписи дефектоскописта и ответственного

Образцы актов доступны для скачивания на сайте.

Дальнейшие действия: браковка, исправление дефектов, повторный контроль

Если обнаружен критический дефект:

1. Зона помечается маркером.
2. Проводится зачистка или вырезка.
3. Выполняется ремонт (сварка, наплавка).
4. Повторяется МПК после обработки.

При повторном обнаружении — деталь списывают.

Преимущества и ограничения магнитопорошкового метода

Сравнение с другими методами НК: капиллярным, ультразвуковым, вихретоковым

МПК — самый быстрый и чувствительный для поверхностных трещин в стали.

Факторы, влияющие на достоверность результатов

• Недостаточное намагничивание
• Загрязнённая поверхность
• Неправильный выбор направления поля
• Слишком крупный порошок
• Низкая освещённость

Контроль должен выполнять сертифицированный дефектоскопист 2–3 уровня.

Меры безопасности при работе

• Защита глаз при работе с УФ-лампами
• Респиратор при использовании сухого порошка
• Изоляция токоведущих частей
• Заземление оборудования

МПК не использует ионизирующее излучение — безопаснее рентгена.

Ответы на частые вопросы (FAQ)

Какие материалы нельзя контролировать магнитнопорошковым методом (МПК)?

Метод применим только к ферромагнитным материалам: углеродистые и легированные стали, чугун. Нельзя использовать для алюминия, меди, титана, нержавеющих аустенитных сталей (например, 12Х18Н10Т). Эти материалы не намагничиваются.

Как проводится контроль сварных швов сложной конфигурации?

Для сложных швов применяют многонаправленное намагничивание:

1. Циркулярное — для выявления продольных трещин.
2. Продольное — для поперечных.
3. При необходимости — локальное намагничивание электромагнитами.

Каждый участок контролируют минимум в двух перпендикулярных направлениях.

В чем отличие метода магнитопорошкового контроля от других методов неразрушающего контроля?

МПК — единственный метод, который:

• Делает дефект видимым невооружённым глазом
• Работает без сложной аппаратуры
• Даёт мгновенный результат
• Обладает высокой чувствительностью к микротрещинам

В отличие от ультразвука, не требует калибровки. В отличие от капиллярного — выявляет подповерхностные дефекты.

Заключение

Магнитопорошковый контроль остаётся одним из самых востребованных методов неразрушающего контроля в промышленности. Он сочетает высокую чувствительность, скорость и простоту. Особенно эффективен для выявления опасных трещин в ответственных деталях из стали и чугуна.

Метод не заменяет ультразвук или рентген, но часто служит первым этапом диагностики. Его применяют как на производстве, так и при эксплуатации — от авиационных двигателей до мостовых конструкций.

Компания «Невский Орден» выполняет магнитопорошковый контроль в полном соответствии с ГОСТ и международными стандартами. Все работы проводят сертифицированные специалисты с оформлением технической документации.

Нужен магнитопорошковый контроль?
Закажите услугу по телефону: +7 (812) 602-56-55.

Другие услуги от компании «Невский Орден»

Сертификаты и лицензии