זיהוי מגנטי של פגמים: עקרון הפעולה והיישום, תכנית ומכשיר של הפקטוסקופ
שיטת זיהוי פגמי אבקה מגנטיים או מגנטיים משמשת לניתוח חלקים פרומגנטיים עבור נוכחות של פגמים כגון סדקים או חללים משטחים, כמו גם תכלילים זרים הממוקמים ליד משטח המתכת.
המהות של זיהוי מגנטי של פגמים כשיטה היא קיבוע השדה המגנטי המפוזר על פני החלק בסמוך למקום בו נמצא הפגם, בעוד השטף המגנטי עובר דרך החלק. מאז במקום הפגם חדירות מגנטית משתנה בפתאומיות, ואז נראה כי קווי השדה המגנטי מתכופפים סביב מיקום הפגם, ובכך נותנים את מיקומו.
פגמים משטחים או פגמים הממוקמים בעומק של עד 2 מ"מ מתחת לפני השטח "דוחפים" את קווי השדה המגנטי אל מעבר לפני השטח של החלק, ובמקום זה נוצר שדה מגנטי מפוזר מקומי.
השימוש באבקה פרומגנטית עוזר לתקן את השדה המפוזר, שכן הקטבים המופיעים בשולי הפגם מושכים את חלקיקיו. למשקע שנוצר יש צורה של וריד, גדול פי כמה מגודל הפגם. בהתאם לעוצמת השדה המגנטי המופעל, כמו גם לצורת וגודל הפגם, נוצרת צורה מסוימת של משקעים ממיקומו.
השטף המגנטי העובר דרך חומר העבודה שנתקל בפגם, למשל סדק או קליפה, משנה את גודלו בגלל חדירות מגנטית של החומר במקום זה מתברר להיות שונה מאשר בשאר, ולכן האבק מתיישב על הקצוות של אזור הפגם במהלך המגנטיזציה.
אבקות מגנטיט או תחמוצת ברזל Fe2O3 משמשות כאבקות מגנטיות. הראשון בעל צבע כהה ומשמש לניתוח חלקים בהירים, השני בעל צבע חום-אדום ומשמש לאיתור פגמים בחלקים בעלי משטח כהה.
האבקה עדינה למדי, גודל הגרגיר שלה הוא בין 5 ל-10 מיקרון. תרחיף המבוסס על נפט או שמן שנאים, ביחס של 30-50 גרם אבקה לליטר נוזל, מאפשר לבצע בהצלחה פגמים מגנטיים.
מכיוון שניתן לאתר את הפגם בתוך החלק בדרכים שונות, המגנטיזציה מתבצעת בדרכים שונות. כדי לזהות בבירור סדק הממוקם בניצב לפני השטח של חומר העבודה או בזווית של לא יותר מ-25 מעלות, השתמש במגנטיזציה קוטבית של החלק בחגורה המגנטית של הסליל עם זרם או הנח את החלק בין שני קטבים מגנט קבוע חזק או אלקטרומגנט.
אם הפגם ממוקם בזווית חדה יותר אל פני השטח, כלומר כמעט לאורך ציר האורך, אז ניתן לזהות אותו בבירור על ידי מגנטיזציה רוחבית או מעגלית, שבה קווי השדה המגנטי יוצרים מעגלים קונצנטריים סגורים, לשם כך הזרם עובר ישירות דרך החלק או דרך מוט מתכת לא מגנטי המוחדר לחור בחלק המיועד לבדיקה.
כדי לזהות פגמים בכיוונים שונים, נעשה שימוש במגנטיזציה משולבת, שבה שני שדות מגנטיים פועלים בו זמנית בניצב: לרוחב ולאורך (קוטב); זרם מגנט במחזור עובר גם דרך החלק המוצב בסליל הזרם.
כתוצאה מהמגנטיזציה המשולבת, קווי הכוח המגנטיים יוצרים מעין עיקולים ומאפשרים לזהות פגמים בכיוונים שונים בתוך החלק הסמוך לפני השטח שלו. עבור מגנטיזציה משולבת, נעשה שימוש בשדה מגנטי מופעל, ומגנטיות קוטב ומעגליות משמשות הן בשדה המגנטי המופעל והן בשדה המגנטי של המגנטיזציה הרמננטית.
השימוש בשדה מגנטי מופעל מאפשר לזהות פגמים בחלקים העשויים מחומרים מגנטיים רכים כגון פלדות רבות, והשדה המגנטי השיורי ישים לחומרים מגנטיים קשים כגון פלדות פחמן גבוהות וסגסוגת.
לאחר זיהוי פגמים, החלקים מבוטלים על ידי שדה מגנטי לסירוגין... לפיכך, הזרם הישיר משמש ישירות לתהליך זיהוי הפגם וזרם החילופין לדה-מגנטיזציה. דפקטוסקופיה מגנטית מאפשרת זיהוי ליקויים הנמצאים בעומק של לא יותר מ-7 מ"מ מפני השטח של החלק הנבדק.
כדי לבצע פגמים מגנטיים בחלקים העשויים ממתכות אל-ברזליות ומתכות ברזליות, ערך הזרם הממגנט הנדרש בשדה מגנטי מופעל מחושב ביחס לקוטר: I = 7D, כאשר D הוא קוטר החלק במילימטרים, אני הוא הכוח של הזרם. לניתוח באזור המגנטיזציה הרמננטית: I = 19D.
גלאי פגמים ניידים מסוג PMD-70 נמצאים בשימוש נרחב בתעשייה.
זהו גלאי פגמים אוניברסלי. הוא מורכב מחלק אספקת חשמל הכולל שנאי מטה 220V עד 6V בהספק של 7 קילוואט, כמו גם שנאי אוטומטי ושנאי נוסף 220V עד 36V, ממכשירי מיתוג, מדידה, בקרה ואיתות, מחלק ממגנט כולל מגע נע, משטח מגע, מגעים מרוחקים וסליל, מאמבט תרחיץ.
כאשר המתג B סגור, דרך המגעים K1 ו-K2, זרם מסופק לשנאי האוטומטי AT. השנאי האוטומטי AT מזין את השנאי המורד T1 220V עד 6V, מהפיתול המשנית שלו מסופק המתח המיושר למגעי הממגנט H המהדקים, למגעים הידניים P ולסליל המותקן במגעי ההידוק.
מכיוון שהשנאי T2 מחובר במקביל לשנאי האוטומטי, אז כאשר מתג B סגור, זרם יזרום גם דרך הפיתול הראשי של שנאי T2. מנורת האות CL1 מציינת שהמכשיר מחובר לרשת, מנורת האות CL2 מציינת שגם שנאי הכוח T1 מופעל. למתג P יש שני מצבים אפשריים: בעמדה 1 - מגנטיזציה ארוכת טווח לזיהוי פגמים בשדה מגנטי מופעל, בעמדה 2 - מגנטיזציה מיידית בשדה המגנטיזציה השיורי.
על פי התוכנית של גלאי הפגמים PMD-70:
B - מתג מנות, K1 ו-K2 - מגעים של מתנע מגנטי, RP1 ו-RP2 - מגעים, P - מתג, AT - שנאי אוטומטי, T1 ו-T2 - שנאים מטה, KP - סליל בקרה של מתנע מגנטי, KR - סליל ממסר ביניים , VM - מתג מגנטי, SL1 ו-SL2 - מנורות אות, R - מגעים מגנטים ידניים, H - מגעי מהדק ממגנט, M - מיקרו-מתג, A - מד זרם, Z - פעמון, D - דיודה.
כאשר המתג P נמצא במצב 1, מתג המיקרו M נסגר, סליל הבקרה של המתנע המגנטי KP מחובר לשנאי T1, שהפיתול המשני שלו מספק אותו ואת המגעים של ממסר הביניים RP1. מסתבר שהמעגל סגור. מכשיר ההתנעה גורם לסגירת המגעים K1 ו-K2, קטע הכוח ואיתו מכשירי הממגנט מקבלים חשמל.
כאשר מתג P נמצא במצב 2, הסליל של ממסר הביניים KR נדלק במקביל לסליל המתנע. כאשר המיקרו-בורר סגור, מגע הקצר נסגר, מה שגורם להפעלת ממסר הביניים, מגעי RP2 נסגרים, מגעי RP1 נפתחים, המתנע המגנטי מתנתק ומגעי K1 ו-K2 נפתחים. התהליך אורך 0.3 שניות. עד שהמיקרו-בורר ייסגר, הממסר יישאר כבוי מכיוון שמגע הקצר חוסם את מגעי ה-RP2. לאחר פתיחת המיקרו-בורר, המערכת חוזרת למצבה המקורי.
ניתן לכוונן את הזרם של מכשירי הממגנט באמצעות השנאי האוטומטי AT, התאמת ערך הזרם מ-0 ל-5 kA. בעת מגנט, הפעמון משמיע 3 צפצופים.אם זרם הממגנט זורם ברציפות, האות יהיה רציף ומנורת האות SL2 תפעל באותו מצב. במקרה של אספקת חשמל לטווח קצר, הפעמון והמנורה יפעלו גם לזמן קצר.