Détection magnétique des défauts: principe de fonctionnement et d'application, schéma et dispositif du défectoscope

La méthode de détection des défauts par poudre magnétique ou magnétique est utilisée pour analyser les pièces ferromagnétiques afin de détecter la présence de défauts tels que des fissures ou des vides de surface, ainsi que des inclusions étrangères situées près de la surface métallique.

L'essence de la détection magnétique des défauts en tant que méthode consiste à fixer le champ magnétique diffusé sur la surface de la pièce près de l'endroit où se trouve le défaut, tandis que le flux magnétique traverse la pièce. Depuis sur le site du défaut perméabilité magnétique change brusquement, alors les lignes de champ magnétique semblent se courber autour de l'emplacement du défaut, donnant ainsi sa position.

Les défauts de surface ou les défauts situés à une profondeur allant jusqu'à 2 mm sous la surface "poussent" les lignes de champ magnétique au-delà de la surface de la pièce, et un champ magnétique diffusé localement se forme à cet endroit.

L'utilisation de poudre ferromagnétique permet de fixer le champ diffusé, puisque les pôles apparaissant aux bords du défaut attirent ses particules. Le précipité formé a la forme d'une veine, plusieurs fois plus grande que la taille du défaut. En fonction de la force du champ magnétique appliqué, ainsi que de la forme et de la taille du défaut, une certaine forme de précipité se forme à partir de son emplacement.

Le flux magnétique traversant la pièce rencontrant un défaut, par exemple une fissure ou une coque, change d'amplitude car perméabilité magnétique du matériau à cet endroit s'avère différent du reste, la poussière se dépose donc sur les bords de la zone de défaut lors de la magnétisation.

Les poudres de magnétite ou d'oxyde de fer Fe2O3 sont utilisées comme poudres magnétiques. Le premier a une couleur foncée et est utilisé pour l'analyse des pièces claires, le second a une couleur brun-rouge et est utilisé pour détecter des défauts sur des pièces à surface foncée.

La poudre est assez fine, sa granulométrie est de 5 à 10 microns. Une suspension à base de kérosène ou d'huile de transformateur, avec un rapport de 30 à 50 grammes de poudre pour 1 litre de liquide, permet de conduire avec succès les défauts magnétiques.

Le défaut pouvant être localisé à l'intérieur de la pièce de différentes manières, l'aimantation se fait de différentes manières. Pour identifier clairement une fissure située perpendiculairement à la surface de la pièce ou à un angle ne dépassant pas 25 °, utilisez la magnétisation polaire de la pièce dans la ceinture magnétique de la bobine avec courant ou placez la pièce entre deux pôles un aimant permanent puissant ou un électroaimant.

Si le défaut est situé à un angle plus aigu par rapport à la surface, c'est-à-dire presque le long de l'axe longitudinal, il peut alors être clairement identifié par une aimantation transversale ou circulaire, dans laquelle les lignes de champ magnétique forment des cercles concentriques fermés, pour cela le courant passe directement à travers la pièce ou à travers une tige métallique non magnétique insérée dans un trou de la pièce à tester.

Pour détecter des défauts dans différentes directions, on utilise une aimantation combinée, dans laquelle deux champs magnétiques agissent simultanément perpendiculairement : transversalement et longitudinalement (pôle) ; un courant magnétisant circulant traverse également la partie placée dans la bobine de courant.

Du fait de l'aimantation combinée, les lignes de force magnétiques forment une sorte de coudes et permettent de détecter des défauts dans différentes directions à l'intérieur de la pièce à proximité de sa surface. Pour une aimantation combinée, un champ magnétique appliqué est utilisé, et une aimantation polaire et circulaire est utilisée à la fois dans le champ magnétique appliqué et dans le champ magnétique de l'aimantation rémanente.

L'utilisation d'un champ magnétique appliqué permet de détecter des défauts dans des pièces constituées de matériaux magnétiques doux tels que de nombreux aciers, et le champ magnétique résiduel est applicable aux matériaux magnétiques durs tels que les aciers à haute teneur en carbone et alliés.

Après détection des défauts, les pièces sont démagnétisées par champ magnétique alternatif… Ainsi, le courant continu est utilisé directement pour le processus de détection de défaut et le courant alternatif pour la démagnétisation. La défectoscopie magnétique permet la détection de défauts situés à moins de 7 mm de la surface de la pièce examinée.

Pour réaliser des défauts magnétiques sur des pièces en métaux non ferreux et ferreux, la valeur du courant magnétisant nécessaire dans un champ magnétique appliqué est calculée proportionnellement au diamètre : I = 7D, où D est le diamètre de la pièce en millimètres, I est la force du courant. Pour l'analyse dans la région d'aimantation rémanente : I = 19D.

Les détecteurs de défauts portables de type PMD-70 sont largement utilisés dans l'industrie.

Il s'agit d'un détecteur de défauts universel. Il se compose d'une section d'alimentation comprenant un transformateur abaisseur 220V à 6V d'une puissance de 7 kW, ainsi que autotransformateur et un autre transformateur 220V à 36V, des appareils de commutation, de mesure, de contrôle et de signalisation, de la partie magnétisante comprenant le contact mobile, le plot de contact, les contacts à distance et la bobine, du bain de boue.

Lorsque l'interrupteur B est fermé, via les contacts K1 et K2, le courant est fourni à l'autotransformateur AT. L'autotransformateur AT alimente le transformateur abaisseur T1 220V à 6V, à partir de l'enroulement secondaire dont la tension redressée est fournie aux contacts de magnétisation de serrage H, aux contacts manuels P et à la bobine installée dans les contacts de serrage.

Étant donné que le transformateur T2 est connecté en parallèle avec l'autotransformateur, lorsque l'interrupteur B est fermé, le courant circulera également dans l'enroulement primaire du transformateur T2. Le voyant lumineux CL1 indique que l'appareil est connecté au réseau, le voyant lumineux CL2 indique que le transformateur de puissance T1 est également sous tension. L'interrupteur P a deux positions possibles : en position 1 - aimantation à long terme pour détecter les défauts dans un champ magnétique appliqué, en position 2 - aimantation instantanée dans le champ d'aimantation résiduelle.

Selon le schéma du détecteur de défauts PMD-70 :

B — commutateur de paquets, K1 et K2 — contacts du démarreur magnétique, RP1 et RP2 — contacts, P — interrupteur, AT — autotransformateur, T1 et T2 — transformateurs abaisseurs, KP — bobine de commande du démarreur magnétique, KR — bobine de relais intermédiaire , VM — interrupteur magnétique, SL1 et SL2 — lampes de signalisation, R — contacts à magnétisation manuelle, H — contacts à pince magnétisante, M — micro-interrupteur, A — ampèremètre, Z — cloche, D — diode.

Lorsque l'interrupteur P est en position 1, le micro-interrupteur M se ferme, la bobine de commande du démarreur magnétique KP est reliée au transformateur T1 dont l'enroulement secondaire l'alimente et aux contacts du relais intermédiaire RP1. Le circuit s'avère fermé. Le dispositif de démarrage provoque la fermeture des contacts K1 et K2, la section de puissance et avec elle les dispositifs de magnétisation sont alimentés.

Lorsque l'interrupteur P est en position 2, la bobine du relais intermédiaire KR s'active en parallèle avec la bobine de démarrage. Lorsque le micro-interrupteur est fermé, le contact de court-circuit se ferme, ce qui provoque l'activation du relais intermédiaire, les contacts RP2 se ferment, les contacts RP1 s'ouvrent, le démarreur magnétique se déconnecte et les contacts K1 et K2 s'ouvrent. Le processus prend 0,3 secondes. Jusqu'à ce que le micro-interrupteur se ferme, le relais restera éteint car le contact de court-circuit bloque les contacts RP2. Après ouverture du micro-interrupteur, le système revient à son état d'origine.

Le courant des dispositifs magnétisants peut être réglé à l'aide de l'autotransformateur AT, en ajustant la valeur du courant de 0 à 5 kA. Lorsqu'elle est magnétisée, la cloche émet 3 bips.Si le courant magnétisant circule en continu, le signal sera continu et la lampe de signalisation SL2 fonctionnera dans le même mode. Dans le cas d'une alimentation électrique de courte durée, la cloche et la lampe fonctionneront également pendant une courte période.