🔩 Badania magnetyczno-proszkowe (MT) spoin — magnesowanie w dwóch prostopadłych kierunkach, pole styczne 2–6 kA/m

Materiały i NDT PN-EN ISO 17638

Przegląd

Norma określa techniki wykrywania niezgodności powierzchniowych w spoinach w materiałach ferromagnetycznych, łącznie ze strefami wpływu ciepła, metodą magnetyczno-proszkową. Techniki nadają się do większości procesów spawania i konfiguracji złączy; odmiany technik podstawowych dające wyższą lub niższą czułość badania opisano w załączniku A. Norma nie określa poziomów akceptacji wskazań — te podaje ISO 23278 albo normy wyrobu lub normy stosowania. Drugie wydanie ISO 17638:2016 unieważnia i zastępuje pierwsze wydanie ISO 17638:2003, zmienione technicznie.

Metoda jest metodą powierzchniową i wykorzystuje zjawisko rozproszenia wzbudzonego pola magnetycznego w miejscu nieciągłości. Wzbudzenie pola jest możliwe wyłącznie w materiałach ferromagnetycznych, więc badania nie da się wykonać dla materiałów niemagnetycznych, na przykład stali austenitycznej. Wykrywane są nieciągłości powierzchniowe i stosunkowo duże nieciągłości podpowierzchniowe: przy magnesowaniu prądem przemiennym do około 2 mm pod powierzchnią, przy magnesowaniu prądem stałym nawet do 3 mm. Metoda wykrywa nieciągłości o długości od około 3 mm, szerokości od 0,001 mm i głębokości 0,1 mm; wykrywalność rośnie wraz z przenikalnością magnetyczną materiału. Ujawniane są pęknięcia powierzchniowe, przyklejenia, zawalcowania, rozerwania, wtrącenia niemetaliczne, pęcherze i wżery korozyjne.

Norma odwołuje się do ISO 3059 (warunki obserwacji), ISO 9934-1 (zasady ogólne), ISO 9934-2 (środki wykrywające) i ISO 9934-3 (aparatura), a terminy przyjmuje z ISO 12707 i ISO 17635. Badanie i ocenę wyników do końcowego przyjęcia powinien wykonywać wykwalifikowany personel; zaleca się kwalifikację według ISO 9712 lub normy równoważnej na odpowiednim poziomie w danym sektorze przemysłu.

Zasada metody

Badany obszar magnesuje się, tak aby w materiale ferromagnetycznym płynął strumień magnetyczny. Nieciągłość zwiększa lokalnie reluktancję magnetyczną i odchyla linie pola; gdy leży na powierzchni lub płytko pod nią, pole przebiega częściowo poza materiałem, a w tym obszarze gromadzi się proszek ferromagnetyczny, dając wskazanie. Wykrywalność zależy od kąta między osią główną niezgodności a kierunkiem pola: najwyższa jest przy ułożeniu prostopadłym, a niezgodność równoległa do pola może pozostać niewykryta. Dlatego, aby wykryć niezgodności o wszystkich orientacjach, spoiny magnesuje się w dwóch kierunkach w przybliżeniu wzajemnie prostopadłych, z odchyleniem najwyżej 30°. Dla stali konstrukcyjnych w spoinach zaleca się pole styczne od 2 kA/m do 6 kA/m (wartość skuteczna). Wskazania mają charakter jakościowy — pozwalają wskazać wadę, ale nie określić jej głębokości.

Zastosowania

• Wykrywanie pęknięć powierzchniowych i przyklejeń w spoinach i strefach wpływu ciepła ze stali ferromagnetycznych
• Kontrola odlewów, odkuwek i elementów przemysłu samochodowego, lotniczego, kolejowego i stoczniowego
• Badanie kół zębatych, osi, wałów, przekładni, sworzni, łańcuchów i haków
• Badanie elementów wyciągów górskich i górniczych
• Kontrola w trakcie produkcji oraz badania eksploatacyjne, także w warunkach terenowych

Kluczowe parametry

Norma

Numer normy

PN-EN ISO 17638:2017-01

Tytuł (PL)

Badania nieniszczące spoin — Badania magnetyczno-proszkowe

Title (EN)

Non-destructive testing of welds — Magnetic particle testing

Procedura krok po kroku

1. Ustalenia przed badaniem

   Określić procedurę badawczą, wymagania co do certyfikacji personelu NDT, zakres pokrycia badaniem, stan wytworzenia elementu, stosowane techniki badania, sprawdzenie skuteczności układu, ewentualne odmagnesowanie, poziom akceptacji i postępowanie ze wskazaniami niedopuszczalnymi.

2. Informacje uzupełniające

   W razie potrzeby zebrać rodzaj i oznaczenie materiału rodzimego i stopiwa, proces spawania, położenie i zakres badanych spoin, przygotowanie i wymiary złącza, położenie i zakres napraw, obróbkę po spawaniu oraz stan powierzchni.

3. Przygotowanie powierzchni

   Obszary badane muszą być suche, chyba że stosuje się środki przeznaczone do powierzchni mokrych. W razie potrzeby poprawić stan powierzchni papierem ściernym lub miejscowym szlifowaniem, aby możliwa była dokładna interpretacja wskazań; czyszczenie nie może szkodzić materiałowi, wykończeniu powierzchni ani środkom wykrywającym. Środki wykrywające stosować w zakresie temperatury podanym przez wytwórcę.

4. Magnesowanie

   Zastosować jarzmo elektromagnetyczne prądu przemiennego, aparat z elektrodami albo przewód przyległy, przewlekany lub cewkę. Przy elektrodach podjąć środki ograniczające przegrzanie, przypalenie i iskrzenie w punktach styku; ślady po iskrzeniu usunąć, a obszar sprawdzić odpowiednią metodą.

5. Sprawdzenie magnesowania

   Potwierdzić wystarczającą indukcję przy powierzchni: przez badanie elementu wzorcowego z drobnymi nieciągłościami w najmniej korzystnych miejscach, przez pomiar natężenia pola stycznego sondą Halla możliwie blisko powierzchni, przez obliczenie przybliżonej wartości prądu dla zalecanego pola stycznego albo inną metodą opartą na uznanych zasadach.

6. Kierunki i obszar badania

   Magnesować w dwóch kierunkach w przybliżeniu prostopadłych (odchylenie do 30°). Uwzględnić, że w pobliżu nabiegunników i końcówek elektrod występuje obszar niebadalny wskutek nadmiernego natężenia pola, widoczny jako „kożuszenie" cząstek; zapewnić właściwe zachodzenie obszarów badanych na siebie.

7. Naniesienie środka i obserwacja

   Nanieść proszek suchy lub zawiesinę; przy metodzie mokrej korzystne jest nachylenie powierzchni, aby nadmiar spływał. Obserwować wskazania w warunkach zgodnych z ISO 3059. Rozpoznać wskazania pozorne wynikające ze złego przygotowania powierzchni, złego wzbudzenia pola, nieciągłości geometrycznych (karby, szczeliny, zmiany przekroju, gwinty) i niejednorodności struktury.

8. Ocena, dokumentacja i odmagnesowanie

   Ocenić wskazania względem przyjętego poziomu akceptacji (np. ISO 23278), udokumentować je szkicem lub fotografią, sporządzić protokół badania, a w razie wymagania odmagnesować element i usunąć środek wykrywający.

Wymagany sprzęt i aparatura

Odczynniki, podłoża i materiały eksploatacyjne

Bezpieczeństwo i higiena pracy (BHP)

• Norma nakazuje szczególną uwagę na materiały toksyczne, łatwopalne i lotne, bezpieczeństwo elektryczne oraz niefiltrowane promieniowanie UV
• Badanie wytwarza silne pola magnetyczne przy obiekcie i aparaturze — przedmioty wrażliwe na pole należy usunąć ze strefy
• Elektrody: przegrzanie, przypalenie powierzchni i iskrzenie przy złym styku; zawiesin olejowych nie stosować z magnesowaniem przepływem prądu ze względu na ryzyko pożaru
• Zawiesiny wodne mogą powodować korozję powierzchni i zwarcia elektryczne
• Opary zawiesin olejowych szkodliwe dla zdrowia i środowiska — wentylacja, rękawice, ochrona dróg oddechowych

Najczęstsze pytania