Załącznik nr 6 do procedury QP/4.2.3/NJ INSTRUKCJA Nr I.O. NP3.4-140/I Wyd. 01 Egz. nr. Str./Na str. 1 / 42 17.05.2016 (data wydania) INSTRUKCJA Nr I.O. NP 3.4-140/I wykonywania badań MPI części silnika i komponentów lotniczych Zatwierdzenie: Level 3 MT Stanowisko Imię i nazwisko Data Podpis Opracował Kierownik KNDT Piotr Wróbel Sprawdził Członek Zarządu Krzysztof WAWRZYK Zatwierdził Prezes Zarządu - Dyrektor Naczelny Leszek WALCZAK
L.p. Nr Karty Zmian INSTRUKCJA Nr I.O. NP 3.4-140/I ARKUSZ REJESTRACJI KART ZMIAN Nr Oper. Nr Ark. Data wprowadzenia Zał. Nr 4 do Instrukcji Publikowania wewnętrznych aktów normatywnych Obowiązuje od dnia Ark. Nr 2 Na ark. 42 Nazwisko wprowadzającego ` Podpis i pieczątka Stanowisko Nazwisko Podpis Data Zmiana Nr zmiany Data Podpis
Str. / Na str. 3 / 42 SPIS TREŚCI 1. Cel Instrukcji.. 4 2. Przedmiot instrukcji.... 4 3. Zakres stosowania... 4 4. Wymagania i dokumenty nadrzędne... 5 5. Terminologia, definicje i skróty.... 5 6. Kwalifikacje personelu... 9 7. Karty Instrukcyjne Kontroli Magnetycznej.... 10 8. Umiejscowienie kontroli magnetycznej w procesie technologicznym.. 11 9. Stosowane typy defektoskopów i materiałów pomocniczych. 11 10. Zawiesiny magnetyczne stosowane do badań.. 14 11. Przebieg procesu kontroli magnetycznej 14 12. Kryteria akceptacji. 34 13. Symbolika oznaczeń rodzajów magnesowania. 35 14. Weryfikacja sprawności systemu.. 36 15. Przepisy BHP i przeciwpożarowe.. 16. Dokumenty związane.... 41 42 17. Wykaz załączników.... 42
Str. / Na str. 4 / 42 1. CEL INSTRUKCJI Celem niniejszej instrukcji kontroli jest określenie metodyki i zestawienia materiałów użytych przy użyciu metody magnetyczno-proszkowej do wykrywania wad zewnętrznych oraz wad wewnętrznych zlokalizowanych blisko powierzchni w materiałach wyłącznie ferromagnetycznych oraz zapewnienie jakości procesu. 2. PRZEDMIOT INSTRUKCJI Niniejsza instrukcja zawiera zasady, jakie mają być przestrzegane przy badaniach z użyciem metody magnetyczno-proszkowej w Wojskowych Zakładach Lotniczych Nr 4 S.A. w Warszawie. 3. ZAKRES STOSOWANIA 3.1 Niniejsza instrukcja jest stosowana przez Dział Badań Nieniszczących dla części lotniczych i komponentów turbinowych silników po dokonanym remoncie (overhaull) za które odpowiedzialne jest WZL-4 S.A. 3.2 Zalety badań magnetyczno-proszkowych. Badanie magnetyczno-proszkowe pozwala na wykrycie z wysoką czułością na materiałach ferromagnetycznych wszelkiego typu nieciągłości również tych nie wychodzących na powierzchnię lecz położonych blisko powierzchni (do kilku mm); badanie to pozwala również na wykrycie, z nieco mniejszą czułością, nieciągłości na części pokrytej powłokami nieferromagnetycznymi o grubości nie większej od 50 µm. Maksymalną czułość techniki osiąga się, kiedy dłuższa oś nieciągłości jest skierowana pod kątem 90 w odniesieniu do linii strumienia magnetycznego; do celów praktycznych osiąga się wystarczająca czułość do ± 45. W celu objęcia wszystkich możliwych kierunków nieciągłości, badanie powinno być prowadzone przynajmniej w dwóch etapach, w których kierunki strumieni magnetycznych będą z grubsza do siebie prostopadłe w płaszczyźnie równoległej do powierzchni badanej części. 3.3 Wady i ograniczenia badań magnetyczno-proszkowych. Kontrola magnetyczno-proszkowa może być przeprowadzana wyłącznie na częściach ferromagnetycznych. Inne rodzaje materiałów nie podlegają badaniom metodą magnetyczną. Kontrolę magnetyczno-proszkową przeprowadza się wyłącznie na częściach zdemontowanych. Wykonanie kontroli części składających się w zespół w większości przypadków nie jest możliwe.
Str. / Na str. 5 / 42 3.4 Jeżeli istnieje sprzeczność pomiędzy niniejszą instrukcją a specyfikacją, rysunkiem konstrukcyjnym, kartą instrukcyjną, instrukcją lub innym szczegółowym dokumentem, pierwszeństwo ma: rysunek konstrukcyjny wraz ze specyfikacją, instrukcja klienta, karta instrukcyjna. 3.5 Informacje zawarte w niniejszej instrukcji są zgodne z wymaganiami podanymi w instrukcji ASTM-E 1444. ASTM-E1444 nie może być jednak stosowana w zastępstwie niniejszej instrukcji. 4. WYMAGANIA I DOKUMENTY NADRZĘDNE ASTM E1444 Standardowe procedury badań metodą magnetyczno proszkową AMS 2641 - Magnetic Particle Inspection Vehicle EN 4179 Lotnictwo. Kwalifikacja i zatwierdzanie personelu badań nieniszczących NAS410 - Certyfikacja i kwalifikacja personelu do badań nieniszczących przez NAS 5. TERMINOLOGIA, DEFINICJE I SKRÓTY WZL-4 S.A Wojskowe Zakłady Lotnicze Nr 4 Spółka Akcyjna w Warszawie NDT Badania nieniszczące Badanie, którego sposób przeprowadzenia (przy założeniu uzyskania pozytywnych wyników kontroli) nie eliminuje części z ich przeznaczenia do eksploatacji (w przeciwieństwie do badań niszczących) Badanie NDT wykonuje się w celu wykrycia, zlokalizowania, pomiaru i klasyfikacji wad, a tym samym eliminacji wadliwych części z dalszego cyklu produkcji lub użytkowania. MT Kontrola magnetyczna Nieniszcząca metoda kontroli polegająca na poddawaniu kontrolowanej części działaniu pola magnetycznego wytworzonego przez bezpośredni lub pośredni przepływ prądu elektrycznego. Fluorescencja Emisja widzialnego promieniowania przez substancję będącą pod wpływem promieniowania światła UV. Magnesowanie metodą ciągłą Magnesowanie, w którym nakładanie zawiesiny i wzbudzanie impulsów magnetycznych odbywa się równocześnie. Magnesowanie metodą szczątkową Magnesowanie, w którym najpierw wykonuje się wzbudzanie impulsów magnetycznych a następnie nakładanie zawiesiny.
Str. / Na str. 6 / 42 Magnesowanie obwodowe Magnesowanie części wywołane przez prąd przechodzący bezpośrednio przez tą część lub pośrednio przez trzpień centralny powodując powstanie obwodowego pola magnetycznego. Magnesowanie wzdłużne Magnesowanie części wywołane przez prąd przechodzący przez cewkę lub toroid powodując powstanie wzdłużnego pola magnetycznego. Rozmagnesowanie Działanie mające na celu zmniejszenie magnetyzmu szczątkowego utrzymującego się w części do dopuszczalnego poziomu. Defektoskop magnetyczny Urządzenie służące do kontroli magnetycznej, zdolne do wytworzenia pola magnetycznego w celu wykrycia wad w materiale ferromagnetycznym. Cewka Urządzenie defektoskopu składające się z nawiniętych zwojów i służące do wytworzenia pola magnetycznego wzdłużnego. Parametrami charakterystycznymi cewki jest średnica oraz ilość nawiniętych zwoi. Cewki przenośne montowane są w głowicach defektoskopu. Cewki stacjonarne są zamontowane w defektoskopach na mechanizmach przesuwnych. Cewki wewnętrzne są wbudowane w głowicach defektoskopu. Pręt pomocniczy Pręt (najczęściej miedziany) służący do magnesowania obwodowego dla części posiadających centralny otwór przelotowy. W celu zapobiegania powstaniom miejscowego przegrzania lub łuku elektrycznego, trzpienie powinny być pokryte cienką warstwą tworzywa (miejsce styku trzpienia z głowicami nie powinno być pokryte tworzywem). Głowice defektoskopu Urządzenie służące do zacisku i podtrzymywania części w celu umożliwienia przepływu prądu bezpośrednio przez część lub pośrednio przez trzpień. Zawiesina magnetyczna Dwufazowy system składający się z silnie rozdrobnionego proszku magnetycznego rozproszonego w cieczy nośnej. Proszek magnetyczny Silnie rozdrobniony materiał ferromagnetyczny zdolny do indywidualnego magnesowania się i reakcji na odkształcenie pola magnetycznego. Proszek fluorescencyjny zawiera pigment fluorescencyjny emitujący widzialne promieniowanie pod światłem UV.
Str. / Na str. 7 / 42 Światło ultrafioletowe (UV) Promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie długości fal zbliżonych do ultrafioletu (340 do 400nm) z dominująca długością fali równą 365 nm. Światło białe Światło niezbędne do interpretacji wskazań wykrytych uprzednio pod światłem UV. Światło otoczenia Światło emitowane ubocznie z lamp UV oraz z otoczenia, wpływające szkodliwie na kontrast wad w stosunku do tła. Prąd magnesujący Przepływ prądu wykorzystywany do indukowania magnetyzmu w badanej części. Prąd zmienny (AC) Prąd niemodyfikowany, uzyskany z sieci elektrycznej. Generuje efekt naskórka powodujący koncentrację pola magnetycznego na powierzchni części. Stosowany jest głównie do wykrywania wad powierzchniowych. Nie zaleca się do części pokrytych galwanicznie. Prąd zmienny wyprostowany półokresowo, jednofazowy (1ph HWDC). Prąd uzyskany poprzez wyprostowanie połowy fali prądu zmiennego jednofazowego. Stosowany głównie do wad podpowierzchniowych. Niezalecany do wykrywania wąskich wad powierzchniowych. Prąd zmienny wyprostowany pełnookresowo, trójfazowy (3ph FWDC). Prąd uzyskany poprzez wyprostowanie całej fali prądu zmiennego jednofazowego. Stosowany do wad powierzchniowych i podpowierzchniowych. Zalecany w produkcji lotniczej. Prąd stały (DC) Charakteryzuje się stałą wartością natężenia oraz kierunkiem przepływu. Posiada zdolność wykrywania wad podpowierzchniowych. Charakteryzuje go trudność w uzyskaniu wysokich natężeń. Amperozwoje Wynik przemnożenia liczby zwojów cewki przez wartość natężenia prądu przepływającego przez cewkę mierzoną w amperach (A). Wskaźnik wypełnienia w cewce Stosunek pola przekroju cewki do pola przekroju poprzecznego badanej części. Pole magnetyczne Przestrzeń w obrębie i wokół namagnesowanej części, w której wyzwalana jest siła magnetyczna. Natężenie pola magnetycznego Siła pola magnetycznego w danym punkcie obszaru magnesowania wyrażona w kiloamperach na metr (ka/m).
Str. / Na str. 8 / 42 Obwodowe pole magnetyczne Pole magnetyczne otaczające część, pochodzące od prądu, który przepływa przez część lub trzpień. Wzdłużne pole magnetyczne Pole magnetyczne przechodzące przez część w kierunku równoległym z jej osią podłużną, pochodzące od prądu przepływającego przez cewkę lub toroid. Szczątkowe pole magnetyczne Pole magnetyczne, które pozostaje w części po usunięciu siły magnetycznej. Wskazanie Widzialny ślad nagromadzenia cząstek magnetycznych. Może być zakwalifikowane jako istotne, nieistotne lub fałszywe. Wskazanie fałszywe Wskazanie obecne na powierzchni ale nie z powodu obecności nieciągłości. Wskazanie nieistotne Wskazanie związane z w nieciągłością materiału (dopuszczalne). Wskazanie istotne Wskazanie związane z nieciągłością (niedopuszczalne). Rozmiar wskazania Rzeczywisty fizyczny wymiar wady: może być to jej głębokość, długość powierzchni, średnica dla wskazań zaokrąglonych, promień dla wskazań pół-okrągłych lub narożnych wskazań, posiadających właściwości przechodzenia na wskroś ścianki. Interpretacja Akt definiowania wskazań. Ocena Porównywanie otrzymanych wskazań z kryteriami akceptacji w celu określenia, czy to są to wady czy też nie. Wskazanie liniowe Wskazanie o stosunku długości do szerokości minimum 3:1. Wskazanie zaokrąglone Wskazanie o stosunku długości do szerokości mniejszym niż 3:1. Przeważnie są równe. Nieciągłość Brak ciągłości; niezamierzona przerwa w fizycznej strukturze części.
Str. / Na str. 9 / 42 Wada Wskazanie, którego wielkość, kształt, ułożenie lub umiejscowienie nie odpowiadają określonym kryteriom dopuszczalności i wpływa na parametry użytkowe wyrobu Kalibracja Nastawienie charakterystyki pomiarowej przyrządu w porównaniu do wzorca. 6. KWALIFIKACJE PERSONELU 6.1. Personel wykonujący badania nieniszczące powinien być zatwierdzony i posiadać kwalifikacje zgodne z wymaganiami PN-EN 4179 / NAS 410 oraz specyficznymi wymaganiami klienta. Kwalifikacje dotyczą sprawdzonej i potwierdzonej zdolności personelu do spełnienia wszystkich wymagań wynikających z odpowiednich norm związanych ze szkoleniem i zatwierdzaniem personelu NDT. Kwalifikacje te odnoszą się do predyspozycji fizycznych, doświadczenia zawodowego, praktyki, wiedzy oraz szkolenia, zakończonego wymaganymi egzaminami i uzyskaniem kwalifikacji odpowiedniego stopnia w danej metodzie. Dokument potwierdzający uzyskane kwalifikacje musi zawierać upoważnienie od pracodawcy, zezwalające na wykonywanie zadań związanych z działalnością odpowiadającą wymaganiom danego stopnia w firmie. Personel opracowujący Karty Instrukcyjne Kontroli Magnetycznej musi posiadać certyfikat minimum 2 stopnia MT. Personel opracowujący Instrukcje (metodyki, zatwierdzający Karty Instrukcyjne Kontroli Magnetycznej) oraz nadzorujący całość prac związanych z badaniem MT musi posiadać kwalifikacje 3 stopnia MT. Decyzję o przyjęciu / odrzuceniu części podejmują operatorzy minimum 2 stopnia. Nadzór nad personelem badań nieniszczących z zakresie kwalifikacji i aktualności zatwierdzeń sprawuje Osoba Odpowiedzialna 3 stopnia. 6.2. Badanie wzroku Zasady badania wzroku zostały opisane w procedurze Written Practice No. I.O. NJ 2.3 143/I.
Str. / Na str. 10 / 42 7. KARTY INSTRUKCYJNE KONTROLI MAGNETYCZNEJ (Techniki Badań) Kontrola magnetyczna powinna być wykonywana w oparciu o pisemne procedury zawarte w Kartach Instrukcyjnych (Załącznik nr 2) opracowanych dla danego numeru części. Karty powinny spełniać wymagania niniejszej instrukcji oraz zapewniać wykrywalność wad na poziomie minimalnych wymagań odbiorczych. Wszystkie Karty Instrukcyjne powinny być zatwierdzone przez osobę z uprawnieniami 3 stopnia MT. Każda Karta Instrukcyjna powinna zawierać, co najmniej: - numer identyfikacyjny Karty - oznaczenie laboratorium wykonującego badanie, - numer części, - oznaczenie materiału lub stopu, - typ zastosowanego defektoskopu, - odwołanie do niniejszej instrukcji i do instrukcji klienta jeśli ma zastosowanie, - wymagane przygotowanie części przed kontrolą, - kierunek usytuowania przedmiotu w stosunku do urządzenia wzbudzenia magnetycznego, - metodę realizacji wzbudzenia magnetycznego (cewka, elektrody, elektromagnes), - rodzaj materiału proszku magnetycznego (suchy, mokry), metoda nanoszenia, koncentracja cząstek, - szczegółową technikę magnesowania z podaniem typu i wartości prądu, kolejność i sposoby magnesowania (bezpośrednie, w strumieniu, równoległe), ilość faz i położenie części w każdej fazie kontroli, punkty pomiaru czujnikiem Halla i/lub położenie wskaźników strumienia magnetycznego, lub SAE AS5371 z jednym lub więcej schematami w celu dobrego wykonania, - wartość natężeń prądu i/lub liczbę amperozwojów wraz z czasem przyłożenia, - oznaczenie stosowanego oprzyrządowania (np. średnicę prętów pomocniczych), - identyfikację części wzorcowych (testowych), - szkice części określające podstawowe gabaryty części, pokazujące obszary podlegające sprawdzeniu, - datę i podpisy osób opracowujących, zatwierdzających, - kryteria odbioru części lub odniesienie do obowiązującego dokumentu, - wymagania dotyczące rozmagnesowania i mycia po kontroli MT.
Str. / Na str. 11 / 42 8. UMIEJSCOWIENIE KONTROLI MAGNETYCZNEJ W PROCESIE TECHNOLOGICZNYM O ile nie określono inaczej, kontrola powinna być wykonywana po zakończeniu wszystkich procesów remontowych lecz przed obróbkami, które mogą mieć wpływ na jej skuteczność, za takie uznaje się: procesy pokryciowe, różne powłoki organiczne, kulowanie i ogólnie procesy spęczania. W przypadku pokryć metalowych osadzanych elektrolitycznie, kontrola powinna być wykonana przed lub po procesie galwanicznym, gdy część jest w stanie normalizowanym obróbki cieplnej oraz przed i po procesie galwanicznym w innych przypadkach. Podobnie dla wszystkich procesów, które jednocześnie ingerują i mogą być przyczyną usterek (na przykład procesy odkształcania plastycznego takie jak wszelkiego typu walcowania), kontrola powinna być wykonywana zarówno przed jak i po tych procesach. Kontrole międzyoperacyjne są odpowiednie po procesach takich jak obróbki cieplne, szlifowanie, obróbki plastyczne na gorąco i na zimno, itd.; kontrole międzyoperacyjne mogą być ponadto wykonywane na każdym etapie obróbki części; nie mogą być jednak traktowane jako zastępujące kontrole końcową. Aby objąć wszystkie możliwe kierunki wad, powinny być wykonywane przynajmniej dwie odrębne fazy magnesowania: najpierw magnesowanie kołowe a następnie wzdłużne; przypadki specjalne mogą wymagać wykonania dodatkowych faz specjalnych. Na materiałach takich jak stale umacniane wydzieleniowo odporne na korozję, rysunek może wymagać, by kontrola magnetyczna była wykonywana wspólnie z kontrolą penetracyjną. W tym przypadku obie kontrole powinny następować po sobie, a kontrola penetracyjna powinna obowiązkowo poprzedzać magnetyczną. 9. STOSOWANE TYPY DEFEKTOSKOPÓW I MATERIAŁÓW POMOCNICZYCH 9.1 Aparatura do magnesowania i zakres kontroli Aparatura do magnesowania powinna posiadać następujące charakterystyki: powinna być typu poziomego i być w stanie generować prąd o wysokim natężeniu i niskim napięciu; prąd powinien być prostowany pełno okresowo z trójfazowego (FWDC); Uwaga: Do kontroli części cienkich (do 12 mm całkowitej grubości), oraz części remontowanych, jest dopuszczalne stosowania wyposażenia na prąd przemienny (AC) o niskiej gęstości prądu. posiadać system krótkiego oderwania (wyłączenia przepływu) (wymaganie to nie dotyczy sprzętu na prąd AC i HWDC); posiadać dwie elektrody prądotwórcze (głowica i końcowa do styku) do magnesowania kołowego lub cewkę 5-7 zwojów. WZL-4 posiada urządzenie wyposażone w cewkę (5 zwoi zewnętrznych i 5 zwoi wewnętrznych), bądź zestaw wytwarzania strumienia magnetycznego do magnesowania wzdłużnego; dwie elektrody (głowice) stykowe, kiedy są używane do magnesowania kołowego bezpośredniego, powinny być wyposażone w okładziny ołowiowe lub siatkę miedzianą; posiadać potencjometr do ciągłego regulowania generowanego prądu od zera do wartości maksymalnej; wartość maksymalna i minimalna powinna być rejestrowana;
Str. / Na str. 12 / 42 posiadać amperomierz klasy 5 (± 5%) do odczytu prądu; posiadać czasomierz umożliwiający regulowanie czasu trwania impulsu prądu w zakresie ½ 1s z dokładnością ±0,1 s; posiadać przełącznik do dostarczania prądu do elektrod stykowych (głowic) lub cewki; posiadać system zbierania i dostarczania zawiesiny składający się ze zbiornika, pompy recyrkulacji i mieszania oraz pistoletu dostarczającego. Stosowany w WZL-4 S.A do badań defektoskop magnetyczny to MAGNAFLUX MAG 50 / 6FR Defektoskop jest zdolny badać części o długości 1,5 metra. Posiada wyjściowy prąd magnetyczny 6,000 Amps, 3-fazowy Full Wave. Do defektoskopu dołączona jest 5 zwojowa cewka o średnicy 500mm. W odniesieniu do warunków oświetlenia w obszarze kontroli, wyposażenie powinno: posiadać odpowiednie zaciemnienie, które zapewni, że światło widzialne będzie dawać oświetlenie maksymalne na powierzchnię roboczą 2 stopo-kandele (20 Ix); posiadać jedną lub dwie lampy światła czarnego będące w stanie zagwarantować minimalne natężenie promieniowania 1000 µw/cm 2 na powierzchni min. 3 cale dla każdej z nich na powierzchnię roboczą z odległości 38 cm (15 cali) od filtra lampy. Zalecana jednak wartość promieniowania UV na powierzchni roboczej to min. 1500 µw/cm 2. Lampy punktowe oraz ze skupiona wiązką światła są niedopuszczalne; zagwarantować, że wymaganie 1000 µw/cm 2 na powierzchnię będzie zachowane również w przypadku użycia endoskopu (jeśli jest używany) do badania powierzchni wewnętrznych, otworów itp.; światło widzialne emitowane przez lampy światła czarnego umieszczone w odległości 38 cm (15 cali) od powierzchni roboczej lub od endoskopów do odległości użytkowej, powinno dawać oświetlenie tejże powierzchni nie wyższe od 2 fc (stopo-kandele) - (20 lx); posiadać źródła światła białego będące w stanie zagwarantować minimalne oświetlenie 186 fc (2000 lx) na powierzchnię roboczą w celu interpretowania lub oceny wskazań. Uwaga Światło widzialne może być emitowane przez lampę światła niewidzialnego (UV), kiedy ta jest wyposażona w nieodpowiedni filtr bądź gdy jest on uszkodzony. Należy być świadomym, że w takich przypadkach oprócz emitowania światła białego, lampa emituje UV-B a także UV-C. Dlatego niedopuszczalne jest wykonywanie pracy przy użyciu filtrów uszkodzonych. - Dopuszczalne są wyłącznie lampy o długości fali 360-370 nm, z max. pikiem 365 nm. - Dopuszczalne są wyłącznie do użytkowania przy procesie kontroli lampy o mocy minimum 1000 µw/cm 2 wyposażone w odpowiednie filtry ograniczające długość fal również długich fal światła widzialnego oraz lampy typu LED. - Maksymalna moc lampy z odległości 15 cali (38 cm) nie może przekraczać 10000 µw/cm2. Takie lampy nie mogą być użyte do procesu kontroli.
Str. / Na str. 13 / 42 9.2 System rozmagnesowywania Po zakończeniu kontroli, magnetyzm szczątkowy powinien być usunięty za pomocą jednego z wymienionych poniżej systemów, które powinny posiadać odpowiednią moc: cewka otwarta na prąd przemienny, ułożyć część wewnątrz cewki a następnie oddalić ją na odległość do 1,5 m od płaszczyzny cewki, bądź na odległość, gdzie strumień magnetyczny w powietrzu jest zaniedbywalny; zaleca się by oś wzdłużna tej cewki miała kierunek wschód-zachód, bezpośrednie dostarczanie prądu przemiennego tłumionego przez głowice urządzenia magnesowania, w którym pozostawić część do czasu przerwania prądu. 9.3 Dodatkowe wyposażenie W celu dopracowania techniki kontroli oraz kontroli procesu, może być potrzebne następujące wyposażenie: Centryfuga (probówka o kształcie gruszki) o pojemności 100 ml z podziałką do 1 ml, wyskalowana z dokładnością do 0,05 ml; pierścień zgodny z SAE-AS5282 (tylko dla instalacji z FWDC); wzorzec PT 4 sprawdzenia magnesowania w cewce; miernik pola magnetycznego stycznego oparty na zjawisku Halla zdolny do oceny pomiaru w poszczególnych wartościach. Gausomierz hallotronowy powinien mieć częstotliwość działania 0 Hz do 300 Hz lub wyższą. Aktywna powierzchnia sondy hallotronowej nie może być większa niż 5,1 mm na 5,1 mm; zestaw wskaźników strumienia magnetycznego (elastyczne paski laminatowe) zgodny z ASTM E 1444 (jeśli są stosowane); zestaw wzorców zgodny z SAE AS5371 (jeśli są stosowane); bocznik z kalibrowanym amperomierzem odpowiedni dla całego zakresu dostarczanego prądu urządzenia; miernik światła do pomiaru oświetlenia białego; miernik UV do pomiaru natężenia promieniowania UV-A w µw/cm 2 ; przyrząd quick break tester lub odpowiedni oscyloskop z pamięcią; zestaw prętów z aluminium, mosiądzu lub miedzi, które mogą być używane do kontroli części gotowych. Pręty powinny być pokryte materiałem izolującym; specjalne okulary filtrujące światło UV.
Str. / Na str. 14 / 42 10. ZAWIESINY MAGNETYCZNE STOSOWANE DO BADAŃ Nośniki w postaci zawiesiny do badania magnetycznego metodą na mokro powinny być cieczą, destylatem lekkiego oleju o niskiej lepkości spełniającym wymagania normy AMS-2641 Typ 1 lub równoważnej. Jedyną techniką / procesem zatwierdzonym według niniejszej specyfikacji jest metoda magnetyczna fluorescencyjna, mokra. Metoda suchego proszku nie może być stosowana w statkach powietrznych lub na częściach w przemyśle lotniczym bez wyraźnej zgody właściwego organu technicznego dla indywidualnych wymagań inspekcyjnych. Zawiesina do polewania powinna mieć stężenie objętościowe cząstek 0,1 0,4 ml/100ml z maksymalnym zanieczyszczeniem 30%. Cząstki powinny być zgodne z wymaganiami AMS3044, a ciecz nośna z AMS2641. Każda używana partia cząstek i ciecz nośna powinny posiadać certyfikat producenta z podaniem zgodności z AMS3044 oraz AMS2641 lub AMS3045 w przypadku zawiesin gotowych do użycia. Każde wyposażenie powinno mieć etykietę zawierającą informację identyfikowalności zawartych materiałów (cząstek i cieczy) oraz partii. Do kontroli okresowych, dla każdego wyposażenia do kontroli, musi być przechowywana w ciemnym pomieszczeniu próbka nowej zawiesiny z oznaczeniem partii materiałów i daty mieszania. 10.1 ZAWIESINA OLEJOWO FLUORESCENCYJNA MAGNAFLUX 14HF - gotowa zawiesina 14HF firmy MAGNAFLUX lub (proszek magnetyczny MAGNAGLO 14A rozpuszczony w oleju bezwonnym typ CARRIER II) - lepkość kinematyczna w temp. 21 C: w zakresie do 3,45 mm 2 /s (cst) - koncentracja proszku: 0,1 0,4 ml/100 ml zawiesiny 11. PRZEBIEG PROCESU KONTROLI MAGNETYCZNEJ 11.1. Wstęp Metoda kontroli magnetycznej ma na celu wykrycie wad powierzchniowych i podpowierzchniowych do głębokości kilku milimetrów w zależności od rodzaju zastosowanego rodzaju prądu magnesującego w materiałach ferromagnetycznych. Prąd stały wnika najgłębiej pod powierzchnię przewodnika i pozwala wykryć wady usytuowane najgłębiej pod powierzchnią badanych części, natomiast prąd przemienny wnika płytko pod powierzchnię i pozwala na skuteczne wykrycie wad na powierzchni i do ok. 1 mm pod powierzchnią.
Str. / Na str. 15 / 42 Prąd przemienny AC: Wykorzystywany może być jedynie do wykrywania nieciągłości powierzchniowych. Te rodzaje nieciągłości stanowią większość wad wykrywanych podczas serwisu (eksploatacji). Pęknięcia zmęczeniowe oraz pęknięcia spowodowane korozją naprężeniową są przykładami pęknięć zazwyczaj otwartych na powierzchnię. Stosuje się głównie do kontroli drobnych części o małych przekrojach, oraz części, w których należy zaobserwować pęknięcia zmęczeniowe (eksploatacyjne), wady związane z niewłaściwym szlifowaniem powierzchni (pęknięcia szlifierskie), oraz określić głębokość zalegania wad wykrytych podczas magnesowania prądem stałym lub prostowanym. Prąd przemienny ma też inną zaletę: siła magnesowania zależy od wartości prądu szczytowego (na górze sinusoidy cyklu). Prąd szczytowy jest 1,41 razy większa niż bieżąca wartość odczytaną na mierniku. Mierniki AC odczytują wartości średnie zamiast wartości szczytowej. Prąd stały DC: Pola magnetyczne wytwarzane przez prąd stały penetruje części głębiej niż pola wytwarzane przez prąd przemienny, dzięki czemu wykrywanie nieciągłości podpowierzchniowych jest możliwe. Przy wzdłużnym namagnesowaniu DC, magnesowanie całego przekroju części jest bardziej równomiernie. Magnesowanie techniką kontaktową (magnesowanie kołowe) pole namagnesowania jest zmienne z maksimum przy powierzchni do zera w środku. Prąd stały jest na ogół stosowany i zalecany w technikach cząstek magnetycznych mokrych. Kontrola magnetyczna pozwala wykryć wady w postaci pęknięć, wtrąceń obcych materiałów (zwykle tlenków, siarczków i innych składników niemetalicznych), rozwarstwień i innych wad związanych z przeróbką plastyczną stali o szerokości 10µm i długości 0,5 mm. Wtrącenia niemetaliczne są skutecznie wykrywane na głębokości równej ich średnicy. Wykrywanie wad polega na obserwacji rozproszenia linii sił pola magnetycznego, spowodowanego przez nieciągłość badanego materiału. Rodzaj i wielkość zastosowanych prądów magnesujących wybiera operator kontroli magnetycznej na podstawie gabarytów części oraz dodatkowych wymagań określonych w dokumentacji klienta i Karcie Instrukcyjnej Kontroli Magnetycznej, która podlega zatwierdzeniu (akceptacji) przez operatora posiadającego 3 stopień certyfikacji w zakresie NDT-MT. Rodzaj magnesowania (kierunek pola magnetycznego), metodę mocowania części w defektoskopie oraz warunki prądowe podawane są w Karcie Instrukcyjnej Kontroli Magnetycznej. Należy stosować następujące zasady podczas kontroli magnetycznej: - ze względu na trudność w wykryciu nieciągłości tworzących wraz z kierunkiem pola wzbudzającego kąt mniejszy niż 45 0 części podlegające kontroli magnetycznej powinny być sprawdzane, co najmniej w dwóch prostopadłych kierunkach; - najpierw stosuje się magnesowanie poprzeczne - kołowe, czyli przez przepływ prądu przez część lub pręt pomocniczy, a następnie magnesowanie wzdłużne w okładkach elektromagnesu lub cewce pomocniczej.
Str. / Na str. 16 / 42 11.2. Przygotowanie do badań magnetyczno-proszkowych Odpowiednie przygotowanie powierzchni części do badań jest ważne z różnych powodów. Najważniejsze z nich to ryzyko szybkiego zanieczyszczania i konieczność wymiany zawiesiny magnetycznej oraz co ważniejsze utrudnianie cząstkom poruszania się w tworzeniu i widoczności wskazań (w metodzie mokrej). Części przeznaczone do kontroli powinny być oczyszczone, suche i wolne od brudu, resztek ziemi, oleju, powłok lakierniczych i pozostałości zgorzelin, które mogłyby wywierać negatywny wpływ na kontrolę; jednakże części z przeglądu (eksploatacji) mogą być sprawdzane bez uprzedniego zdejmowania powłok pod warunkiem, że nie powodują fluorescencji i/lub interferencji tła, nie wpływają na styk elektryczny i nie zanieczyszczają zawiesiny. Jeśli na części nałożone są powłokii ferromagnetyczne (np. nikiel), to mogą być one sprawdzone bez uprzedniego zdejmowania powłok. Tak więc, warstwa ta może pozostać na części. Należy jednak unikać uszkodzenia warstwy kadmu. Części przeznaczone do badań metodą kontaktową (np. przepływ prądu) pokryte powłokami nieprzewodzącymi prąd należy przed badaniem magnetycznym poddać usunięciu. Oczyszczanie powinno być wykonywane w zależności od typu zanieczyszczenia do usunięcia i nie powinno mieć żadnego niekorzystnego wpływu na część i jej funkcjonalność. Możliwe do zastosowania metody oczyszczania powierzchni części to: - odtłuszczanie alkaliczne, - oczyszczanie rozpuszczalnikiem, - czyszczenie ultradźwiękowe, - oczyszczanie mechaniczne. Niedopuszczalne przed badaniem magnetycznym pozostałości zgorzeliny lub rdza czy łuski mogą być usuwane metodami mechanicznymi typu piaskowanie. Ewentualny magnetyzm szczątkowy po poprzednich operacjach, powinien być eliminowany zgodnie z wymaganiami punktu 11.3. Otwory i wgłębienia, z których usunięcie zawiesiny po kontroli byłoby trudne, powinny być odpowiednio zabezpieczane (maskowane). Łożyska lub powierzchnie, które mogłyby być uszkodzone przez zawiesinę, powinny być zabezpieczane; jednakże zabezpieczenie to nie powinno kolidować z zastosowaniem pola magnetycznego ani z kontrolą. 11.3. Rozmagnesowanie Części do kontroli magnetycznej powinny być najpierw sprawdzone w 100% na okoliczność występowania szczątkowego pola magnetycznego przy użyciu miernika pola magnetycznego. Jeżeli natężenie szczątkowego pola jest większe niż 3 Gauss (240 A/m), części należy rozmagnesować. Ważne! Rozmagnesowanie należy przeprowadzać również między operacjami magnesowania, jeżeli zmienia się typ magnesowania z obwodowego na wzdłużny lub odwrotnie.
Wydanie 01 / 02 / 11.01.2017 Str. / Na str. 17 / 42 11.4. Magnesowanie Podczas magnesowania należy stosować natężenie prądu podane w Karcie Instrukcyjnej części. Dla kilkustopniowych magnesowań tego samego typu, magnesowanie należy rozpocząć od magnesowania prądem o najniższym natężeniu przewidzianym w Karcie Instrukcyjnej dla danego typu magnesowania, przechodząc na kolejne wyższe poziomy stosowanych natężeń prądu. Podczas kontroli pierwszej części z danej serii i danego numeru części, należy zweryfikować wartości natężenia prądu podane w Kartach Instrukcyjnych poprzez wykonanie miernikiem pomiarów natężenia pola stycznego. W przypadku, gdy podane natężenia prądów nie zapewniają wymaganego natężenia pola stycznego, należy skorygować wartości prądu w zakresie ± 10% oraz wprowadzić zmiany w Kartach Instrukcyjnych. Natężenie zastosowanego pola magnetycznego powinno być wystarczająco wysokie do celów kontroli, lecz nienadmierne w stopniu powodującym nadmierną fluorescencje tła lub wskazań nieistotnych powodujących zakłócenia w wykrywaniu wskazań istotnych. Jeśli nie określono inaczej, zawsze powinien być używany prąd FWDC i metoda ciągła z minimum trzema impulsami prądu o czasie trwania minimum 0,5 sekund, stosowanymi bezpośrednio po przerwaniu polewania części zawiesiną, gdy część została całkowicie polana. Jednakże, w przypadku kontroli części mających powierzchnie bardzo nieregularne (jak gwinty), gdzie metoda ciągła wykrywa znaczną ilość wskazań nieistotnych, wskazana jest kontrola części metodą szczątkową bezpośrednio po kontroli metodą ciągłą. Magnesowanie kołowe powinno zawsze poprzedzać wzdłużne i pomiędzy fazami nie jest konieczne rozmagnesowanie. Zarówno dla magnesowania kołowego jak i wzdłużnego, wartości prądu dla właściwego magnesowania mogą być obliczane wstępnie według wzorów podanych w niniejszej instrukcji lub w ASTM E 1444; jednakże uzyskane wartości mogą być nadmierne i powinny być zawsze potwierdzane doświadczalnie za pomocą miernika pola opartego na zjawisku Halla lub giętkiego wskaźnika (paska) strumienia magnetycznego według ASTM E 1444 bądź też wzorców odniesienia zgodnie z SAE AS5317. Szczegóły podano w p.11.4.1.1; 11.4.2.1 W każdym przypadku zakres wartości pola stycznego mierzonego na powierzchni powinna wynosić 2,4 4,8 ka/m (30 60 Gauss). Jeśli użyta jest metoda szczątkowa zakres ten wynosi 1,5 3,9 ka/m (20 50 Gauss). Wskaźniki strumienia magnetycznego i wzorce odniesienia według SAE AS5371 nie mogą być stosowane do walidacji skuteczności magnesowania w metodzie szczątkowej. Kiedy użycie prądu AC jest dozwolone; należy uwzględnić następujące informacje: wskazania powinny być oceniane podczas przepływu prądu, metoda szczątkowa jest nieskuteczna, magnesowanie równoległe jest nieskuteczne, użycie przewodnika centralnego do magnesowania kołowego pozwala na wykrywanie nieciągłości wyłącznie na powierzchni wewnętrznej części.
Str. / Na str. 18 / 42 Jeśli nie podano inaczej na rysunku lub w innej obowiązującej dokumentacji technicznej, powinny być przestrzegane następujące kryteria: części pełne (bez wgłębień) wszelkich stopni krytyczności powinny być kontrolowane z pełnym pokryciem ich powierzchni, dla części z wgłębieniami, otworami (o profilu wklęsłym), wszelkich stopni krytyczności, kontrola powinna obejmować całą powierzchnię zewnętrzną i całą powierzchnię wewnętrzną z ograniczeniem widoczności w otworach na głębokość równą lub niższą od średnicy wewnętrznej części (chyba że stosowane są endoskopy, wówczas ograniczenie to nie obowiązuje). 11.4.1 Magnesowanie kołowe (poprzeczne, przez przepływ prądu): Polega na a) przepływie prądu przez część kontrolowaną zamocowaną w głowicach defektoskopu (technika bezpośredniego kontaktu) lub b) przepływie prądu przez część kontrolowaną w pręcie pomocniczym, na który nakłada się części typu pierścienie, tulejki itp.(technika centralnego przewodnika). Zarówno technika z użyciem pręta pomocniczego jak i technika bezpośredniego przepływu prądu może być stosowana do wykrywania nieciągłości na zewnątrz powierzchni rurowych lub części ukształtowanych cylindrycznie. Technikę z użyciem pręta stosuje się, jeżeli wzdłużne nieciągłości muszą być wykryte wewnątrz części o kształcie rurowym albo cylindrycznym. Technika bezpośredniego kontaktu (w głowicach) w tym przypadku nie może uzyskać wiarygodnych wyników. Technika z użyciem centralnego pręta jest również bardzo przydatna do wykrywania nieciągłości, zwykle pęknięć, które promieniują od otworów. Części z otworami mogą być kontrolowane zarówno pod względem wewnętrznych jaki zewnętrznych nieciągłości. Części są zwykle umieszczone na centralnym pręcie współosiowo w środku otworu. Magnesowanie poprzeczne pozwala na wykrycie wad wzdłużnych, czyli prostopadłych do kierunku pola magnetycznego i równoległych do kierunku przepływu prądu.
Str. / Na str. 19 / 42 a) b)
Str. / Na str. 20 / 42 Magnesowanie kołowe powinno być wykonywane w sposób bezpośredni lub indukowany a wartości prądu oraz inne wymagania mogą być obliczane wstępnie według niniejszej instrukcji lub wg ASTM E 1444 a następnie zatwierdzane doświadczalnie. Do kontroli części cienkich (do 12 mm grubości) oraz dla części poddawanych kontroli przy przeglądzie, może być używany prąd AC o gęstości A=20 A/mm RMS. W celu uniknięcia ryzyka przypaleń od łuku elektrycznego w punktach styku oraz umożliwienia kontroli końcówek powierzchni wewnętrznej części i właściwego jej magnesowania, do kontroli części o profilu wklęsłym, metodą preferowaną powinno być zawsze magnesowanie kołowe indukowane z zastosowaniem przewodnika centralnego. Obszar skutecznego magnesowania części może być obliczany zgodnie z wytycznymi podanymi w niniejszej instrukcji lub w ASTM E1444 z taką różnicą, że obszar powinien być uwzględniany na obwodzie wewnętrznym a nie na zewnętrznym jak podaje ASTM E 1444. Jednakże w celu umożliwienia oceny całej powierzchni wewnętrznej części, włącznie z tą niewidoczną bezpośrednio ze względu na obecność pręta, by móc wykryć ewentualne nieciągłości występujące w punkcie styku, ilość obrotów powinna być odpowiednio zwiększona. Prawidłowa kolejność w tej metodzie kontroli powinna być następująca: a) nałożenie zawiesiny, b) natychmiastowe magnesowanie przez zastosowanie minimum trzech impulsów prądu, c) kontrola i identyfikacja ewentualnych wskazań, d) obracanie części o poszczególne fazy z każdorazowym powtarzaniem operacji a), b), i c)aż do pełnego objęcia obwodu wewnętrznego. Uwaga. Kontrola przez magnesowanie kołowe części stalowych z serii PH wykonanych z pręta często wykazuje obecność dużej ilości nieistotnych wskazań związanych z włóknistością materiału, które mają wpływ na wykrywanie wskazań istotnych; w tym przypadku należy powtórzyć kontrolę z polem stycznym o wartości 2,4 4,8 ka/m (30 60 Gauss), które w powietrzu daje indukcję równą 30 60x10-4 T (30 60 Gauss). 11.4.1.1 Wartość zastosowanego prądu Należy uwzględnić szereg czynników przy określaniu, jakie natężenie prądu użyć do magnesowania kołowego. Niektóre z tych czynników to: Typ poszukiwanych nieciągłości i oczekiwane łatwości lub trudności ze znalezieniem ich, Rozmiar, kształt i przekrój wady przez którą prąd popłynie, Ilość wpływu ciepła, która może być tolerowana w części i w obszarach styku, Zależność między prądem i stratami pola na powierzchni części.
Str. / Na str. 21 / 42 Magnesowanie techniką bezpośredniego kontaktu w głowicach: Zgodnie z ASTM E 1444 sugeruje się prądy do użycia w zakresie od 300 do 800 amperów na cal (12-32 A/mm 2 ) średnicy części, gdy część jest dość jednolita i posiada cylindryczny kształt. Z wyjątkiem niektórych stopów specjalnych, użycie górnych wartości prądów z podanego powyżej zakresu spowoduje zbyt wysokie natężenie, co utrudnia wykrycie nieciągłości. Generalnie średnicę części należy traktować jako największą odległość między dwoma dowolnymi punktami na zewnętrznym obwodzie części, albo użyć miernika gaussa, lub wskaźników podkładek regulacyjnych, aby znaleźć odpowiedni poziom prądu. Magnesowanie techniką pręta pomocniczego: Wymagania w przypadku magnesowań z centralnym prętem będą zależeć od wielkości danej części i średnicy otworu, przez który przewód ma być przełożony. W przypadku centralnie położonego pręta sugerowany prąd może wynosić od 100 amperów na cal ( 4 A/mm 2 ) średnicy otworu, do nawet 1000 amperów na cal (40 A/mm 2 ) średnicy otworu, w zależności od materiału części oraz charakteru podejrzewanych nieciągłości. Należy pamiętać, że natężenie pola magnesu wokół centralnego przewodu zmniejsza się wraz ze wzrostem odległości od pręta. Najsilniejsze pole występuje w wewnętrznej powierzchni otworu, przez który przechodzi przewód centralny. Wykrywalne są nie tylko nieciągłości równolegle z przewodem środkowym ale też nieciągłości radialne na końcach otworów, ponieważ pewna część linii sił magnetycznych będzie przechwytywać te nieciągłości. W przypadku korzystania z centralnego przewodu, prąd zmienny może być stosowany tylko podczas inspekcji dla nieciągłości powierzchniowych na wewnętrznej części obwodu, chyba że efektywność na zewnętrznej powierzchni wykazano stosując QQI - podkładki testowe). Ponieważ prąd zmienny jest przeznaczony do wad wyłącznie powierzchniowych, to pole zmniejsza swoją skuteczność osiągając zewnętrzną powierzchnię, więc znacznie większy prąd będzie wymagany do wewnętrznych powierzchni, a w niektórych częściach kontrola może nie być możliwa. Odpowiednia wartość natężenia może być osiągnięta poprzez jedną z poniższych metod lub ich kombinację: a) Poprzez badanie znanych części z wadami naturalnymi lub stosowanie porównawczych podkładek testowych z nacięciami wg AS5371. Podkładki testowe stosowane są zasadniczo do ustalenia właściwego kierunku pola i zapewnienia odpowiedniego natężenia pola magnetycznego. Podkładki wykonane są ze stali niskowęglowej i dostępne są o grubościach 0,05 mm i 0,1 mm. b) Użycie sondy hallotronowej gausomierza poprzez pomiar wartości szczytowej pola stycznego. Kierunek i wielkość składowej stycznej pola na powierzchni części można określić przez dwa pomiary w jednym miejscu w dwóch kierunkach zorientowanych pod kątem 90 0 względem siebie. c) Użycie wzorów do wyliczenia odpowiedniej wartości natężenia pola magnetycznego. Mogą one być użyte jako pomocnicze, lecz nie mogą być używane jako finalnie obowiązujące. Użycie poniższych wzorów musi być zawsze potwierdzone doświadczalnie za pomocą miernika pola lub przez użycie podkładek testowych.
Str. / Na str. 22 / 42 Magnesowanie w głowicach defektoskopu, gdy części nie posiadają przelotowego otworu, tj. w przypadku braku możliwości magnesowania na trzpieniu: I = m D cz Magnesowanie dla części posiadających centralnie otwór przelotowy, w który wkłada się pręt pomocniczy miedziany i zaciska wraz z nałożoną częścią w głowicach defektoskopu. Zastosowanie wzoru jest uzależnione od stosunku średnicy trzpienia: jeżeli to: I = (D cz + d cz D trz) m Gdy pomimo zastosowania największego dostępnego trzpienia, średnica części jest znacznie większa od średnicy pręta pomocniczego: czyli jeżeli to: I = (D cz - d cz + D trz) m oraz należy stosować magnesowanie części na trzpieniu przez n obr-krotne magnesowanie, obracając za każdym razem część w przybliżeniu o kąt :
Str. / Na str. 23 / 42 Otrzymany wynik należy zaokrąglić do najbliższej liczby całkowitej. Legenda stosowanych oznaczeń: I natężenie prądu D cz średnica zewnętrza części d cz średnica wewnętrzna części D trz średnica trzpienia n obr - ilość obrotów na trzpieniu - kąt obrotu na trzpieniu m współczynnik zależny od gatunku materiału (m=10 dla stali 30HGSA, 40HNMA; m=20 dla pozostałych gatunków stali z wyjątkiem stali utwardzanych wydzielinowo; m=25 dla stali utwardzanych wydzielinowo o strukturze martenzytycznej typu 17-4 PH, 15-5 PH, PH13-8M m=30 dla stali utwardzanych wydzielinowo o strukturze półaustenitycznej typu 17-7PH, PH15-7Mo) 11.4.2 Magnesowanie wzdłużne: Magnesowanie wzdłużne (indukowane) pozwala wykryć nieciągłości poprzeczne, prostopadłe do kierunku linii pola magnetycznego i osi badanej części. Jest stosowane do wykrywania nieciągłości na obwodzie, które znajdują się w przybliżeniu prostopadle do osi danej części. Głębokość, na której może być wykryta nieciągłość, zależy od wielkości i kształtu nieciągłości w stosunku do: wielkości przekroju, w którym się znajduje, stosunku długości do średnicy (L / D) części, siła pola magnesującego stosowane. Efektem nieodłącznym przy magnesowaniu wzdłużnym przy użyciu cewki jest trudność wytwarzania dobrych wskazań w pobliżu końców części. Przy magnesowaniu za pomocą solenoidu rzeczywista odległość magnesowania poza obszar cewki wynosi około 10% długości konkretnej cewki. W przypadku badania części dłuższych, proces ten należy podzielić na etapy, poprzez zmianę pozycji cewki lub przewodu z 10% pokrywaniem się obszarów badanych.
Str. / Na str. 24 / 42 Do magnesowania za pomocą cewki używa się cewki o możliwie najmniejszej średnicy. Dla zamocowania części w cewce stacjonarnej używa się głowic defektoskopu. Dla zamocowania części posiadających centralnie otwór przelotowy używa się trzpienia, który jest wkładany do otworu części, a następnie mocowany z nałożoną częścią w głowicach defektoskopu. Ze względu na zasadę magnesowania pole magnetyczne ma najwyższe natężenie w odległości 0 do 100mm od okładek elektromagnesu lub krańców cewki obejmującej i dlatego należy zweryfikować jego wartość przy pomocy miernika natężenia pola magnetycznego. Przy pomiarach natężenia pola magnetycznego należy uwzględnić współczynniki korygujące. 11.4.2.1 Wartość zastosowanego natężenia prądu Istnieje wiele czynników, które należy wziąć pod uwagę przy określaniu poziomów magnetyzacji wzdłużnej części. Niektóre z ważniejszych czynników to: średnica cewki i liczbę obrotów cewki, przekroje części i cewki, długość średnicy (L / D) stosunek części, wielkość, kształt i skład części, orientacja części wewnątrz cewki, rodzaj nieciągłości poszukiwane i ich łatwość wykrywania. Magnesowanie wzdłużne powinno być wykonywane w sposób indukowany za pomocą cewki. Wartości prądu obliczane wstępnie muszą być zatwierdzone doświadczalnie. Obliczanie wartości wymaganego prądu magnesującego zasilającego cewki elektromagnesów: Magnesować część przyjmując 150 200 Azwojów/cm 2 przekroju części lub Korzystając ze wzorów dla L/D = 2 15 (obliczać z dokładnością ± 10%):
Str. / Na str. 25 / 42 Powierzchnia przekroju. Ważne jest, aby określić zależność pomiędzy powierzchnią przekroju części, a powierzchnią przekroju zwojów cewki. Ten stosunek określa, czy część może być kontrolowana w cewce o danej średnicy, układając ją w dolnej części cewki, obok ścianki bocznej cewki lub przez wycentrowanie części w cewce. Ważne jest też to który wzór będzie wykorzystany do oszacowania wymaganego natężenia prądu. Powierzchnie przekroju części i cewki określa się w następujący sposób: A=Πr 2 A - powierzchni przekroju Π - 3.1416 r promień (1/2 średnicy). Średnica części jaką należy przyjąć to najdłuższy dystans pomiędzy dwoma punktami na zewnętrznym obwodzie części. Przykład : 12-calowa średnica cewki jest odpowiednia do badania części o średnicy 2 cali. Obszar cewki (12 średnicy) Obszar części (2 średnicy) A = Πr 2 A = Πr 2 A = Π(6) 2 A = Π(1) 2 A = 113 sq. inches A = 3.14 sq. inches Gdy pole powierzchni przekroju poprzecznego części jest mniejsze niż jedną dziesiątą powierzchni przekroju poprzecznego z cewki, część powinna być namagnesowana w pozycji leżącej w dolnej części cewki. Gdy pole powierzchni przekroju poprzecznego części jest większe niż jedną dziesiątą powierzchni przekroju cewki, część musi być namagnesowana w środku cewki. Gdy powierzchnia przekroju części przekracza połowę powierzchni przekroju cewki, część powinna być wyśrodkowana w cewce, a do oszacowania wymaganego natężenia stosuje się wzór dla wysokiego wypełnienia cewek. Średnica największej części, którą można magnesować leżącej w dolnej części cewki lub umieszczonej przy ścianie cewki dla niektórych typowych rozmiarów cewki są wyszczególnione w tabeli poniżej. Dla danej średnicy cewki, elementy o średnicach większych niż wymienione MUSZĄ być namagnesowane za pomocą innej metody, takiej jak centrowanie jej w cewce, stosując okład kablowy lub stosując większą cewkę. Średnica cewki (cale) Maksymalna średnica części (cale) 8 2,5 12 3,8 15 4,8 18 5,7 20 6,3 24 7,6
Str. / Na str. 26 / 42 Obliczanie prądu dla cewki Zostały opracowane do zastosowania wzory szacowania poziomów prądów dla cewki stosowane do wzdłużnej magnetyzacji. Pierwszy wzór jest dla części w środku cewki, a drugi na części znajdującej się w dolnej części cewki. Wzory te stosuje się do cylindrycznych części o nieregularnym kształcie. Używany jest stosunek części długości do średnicy (L / D). Użyteczne pole magnesujące wytwarzane przez otaczającą cewkę rozciąga się w przybliżeniu od 6 do 9 cali, po obu stronach cewki. Dla części dłuższych niż efektywna odległość pola, wymagana jest wzdłuż całej długości części jedna lub więcej kontroli (sekwencja badań). Podczas zmian położenia tych dłuższych części w cewce, należy umożliwić 3-calowe skuteczne nakładanie pola. Wzory są przeznaczone do części o stosunku L / d pomiędzy 2 15. Dla części o stosunku L / D większym niż 15, użyć należy wartości wskaźnika 15. Wzór obliczeniowy dla części leżącej na dole cewki: I -prąd na cewce (ampery) K- 45000 (stała wartość) L długość części (cale) D średnica części (cale) N ilość zwoi cewki I= KD NL Przykład: Wartość wymagana do podłużnego namagnesowania części ze stali o 10 calach długości i średnicy 2- cali za pomocą cewki o średnicy 12 cali i ilości zwoi 5. W celu określenia stosunku przekroju powierzchni między częścią i cewką - patrz powierzchnie przekroju. Podstawiając znane wartości i po dokonaniu obliczeń otrzymujemy: I=1800 amper Typowe prądy dla cewki 5-zwojowej i części leżącej w dolnej części cewki lub utrzymywanej przy ścianie cewki podano w tabeli poniżej: Długość części L (cale) Średnica części D (cale) Stosunek L/D Wymagane amperozwoje Wymagane ampery 12 3 4 11250 2250 12 2 6 7500 1500 16 2 8 5625 1125 10 1 10 4500 900 18 1 1/2 12 3750 750 14 1 14 3214 643
Str. / Na str. 27 / 42 Wzór obliczeniowy dla części umieszczonej po środku cewki: I -prąd na cewce (ampery) K- 43000 (stała wartość) R Promień cewki (cale) L długość części (cale) D średnica części (cale) N ilość zwoi cewki I= KR N (6( L/ D ) 5) Określenie 6 (L / D) -5 nazywana jest efektywną przenikalnością. Przykład: Prąd potrzebny do podłużnego namagnesowania części o długości 12-cali i średnicy 4 cali stosując 5 zwojową cewkę o średnicy 12 cali. W celu określenia stosunku przekroju powierzchni między częścią i cewką - patrz powierzchnie przekroju. Jeżeli część zawiera wgłębienia należy D zastąpić D eff: ( patrz:ustalenie rzeczywistej średnicy) Podstawiając znane wartości i po dokonaniu obliczeń otrzymujemy: I=3969 Amper Wzór obliczeniowy dla części o wysokim współczynniku wypełnienia cewki: I = KR N(L / D)+ 2 ) I -prąd na cewce (ampery) K- 35000 (stała wartość) R Promień cewki (cale) L długość części (cale) D średnica części (cale) N ilość zwoi cewki Formuła obliczeniowa dla części posiadającej wgłębienia /otwory (Ustalenie rzeczywistej średnicy): 2 2 Deff = (OD) (ID) Deff efektywna średnica części OD średnica zewnętrzna części ID średnica wewnętrzna części
Str. / Na str. 28 / 42 Przykład: Określenie efektywnej średnicy części o kształcie rury z zewnętrzną średnicą wynoszącą 5 cali i wewnętrzną średnicą 4,5 cali: Deff = ( 25 ) ( 20, 25 ) = 2,179 Do obliczenia wymaganego prądu przy magnesowaniu podłużnym powyższej części należy użyć formuły obliczeniowej jaką stosuje się w przypadku umieszczenia części na dole cewki i podstawieniu do wzoru wymiarów cewki: średnica cewki 12 cali, ilość zwoi 5, oraz w miejsce D wstawić D eff: KD 45000 x2, 179 I = = = 1961. Amper NL 5x10 W podanych przykładach (dla części umieszczonej na dole cewki oraz dla części zawierającej otwory i zagłębienia), różnice prądu wymaganego do podłużnego namagnesowania materiału pełnego a materiału z otworem są porównane w tabeli poniżej. Jedyna różnica pomiędzy tymi dwiema częściami jest to wydrążony otwór w jednym z nich. Jeżeli efektywna średnica D eff nie została uwzględniona, obecny w wydrążonej części prąd byłby przeszacowany aż o 927 amperów. Ten dodatkowy amperaż z pewnością skutkować będzie nadmiernym tłem i ewentualnie występowaniem fałszywych wskazań wynikających z ponad magnesowania części. Materiał pełny Materiał z otworem Długość części 10 cali 10 cali Średnica części 2 cale 2 cale Cewka 5 zwojów, 12 cali średnica 5 zwojów, 12 cali średnica Wymagany prąd 1800 873 Zamienne metody magnesowania wzdłużnego: Technika strumienia magnetycznego: Magnesowanie otrzymuje się poprzez przepływ w części strumienia magnetycznego generowanego przez elektromagnesy do głowic defektoskopu. Technika ta pozwala na wykrywanie wskazań w kierunku poprzecznym do strumienia magnetycznego do maksimum 45º w stosunku do niego. Część powinna być w ścisłym kontakcie z głowicami, które mogą być odległe według potrzeb dla objęcia części i uzyskania właściwego magnesowania, lecz nie mogą być odległe powyżej 500 mm.