B 4. Clasificarea metodelor de magnetizare 5. Echipamente pentru examinarea cu particule magnetice 1. Considerente cu privire la alegerea echipamentelor 2. Tipuri de cureni de magnetizare 3. Echipamente de examinare manual 4. Echipamente de inspecie fixe, semiautomate i automate 5. Dispozitive i accesorii 6. Alegerea i exploatarea echipamentelor pentru examinarea cu particule magnetice 4. Clasificarea metodelor de magnetizare 4.1. Metoda cu flux de curent prin pies Pentru aceast metod, curentul care produce cmpul magnetic circul prin piesa de controlat sau printr-o parte a acesteia. Curentul poate fi introdus n pies de la o surs exterioar (metoda cu curent electric prin pies) sau produs prin metoda inductiv (metoda cu montaj inductiv). n cazul metodei cu curent electric prin pies, curentul este introdus n piesa prin punctele de contact. n funcie de forma i dimensiunile piesei, ca i de puterea sursei de curent, piesa poate fi strbtut de curent n ntregime sau pe poriuni. Cmpul magnetic format este ntotdeauna perpendicular pe direcia curentului electric. Se deosebesc dou cazuri: a - piesa de controlat are dimensiuni transversale reduse fa de direcia curentului astfel nct ntreaga seciune transversal a piesei este strbtut aproape uniform de ctre curent Aceasta este situaia barelor i aglelor, a pieselor forjate i turnate alungite. n cazul acestei geometrii, n conductorul electric i n jurul lui ia natere un cmp magnetic circular care provoac indicaii ale fisurilor orientate longitudinal (fig.4.1).

Modifica!

Fig. 4.1. Trecerea curentului prin pies pentru detectarea fisurilor orientate longitudinal sau oblic ntr-o pies alungit

Intensitatea H a cmpului magnetic la suprafaa conductorului se poate determina din relaia:H = I

d

=

I u

(4.1)

unde d i u reprezint diametrul, respectiv circumferina piesei strbtute de curent, iar I este intensitatea curentului. Din aceasta relaie se poate calcula ct de intens trebuie s fie curentul pentru a se realiza o anumit intensitate a cmpului magnetic la suprafaa piesei:I = H d = H u

(4.2)

b - piesa de controlat are o extindere transversal mare comparativ cu seciunea de contact n acest caz curentul care circul ntre cele dou puncte de contact se distribuie n seciunea piesei. Aceasta nseamn ca cea mai mare densitate de curent i deci i cea mai ridicat intensitate a cmpului magnetic se realizeaz pe linia de legtur dintre contacte, cu un minim n poriunea median. Transversal pe aceast linie, valorile menionate scad continuu n ambele pri cmpul electric are cea mai mare extindere n planul median dintre punctele de contact, liniile singulare de curent sunt cercuri care trec prin cele dou puncte de contact (fig.4.2).

Fig. 4.2. Trecerea curentului prin piese de controlat de dimensiuni mari pentru detectarea fisurilor orientate in lungul liniilor de curent sau oblic faa de acestea

Distribuia intensitii cmpului este deci neuniform. n principiu, sunt detectate cel mai bine fisurile care sunt orientate n lungul liniilor de curent i deci perpendicular pe liniile de cmp magnetic. Metodele cu flux de curent prin pies nu dau natere la poli magnetici, adic liniile de cmp magnetic formeaz un circuit nchis atunci cnd piesa nu conine nici o fisur. Sunt necesare totui puncte de contact. Cu ajutorul montajului tip transformator, curentul poate fi indus fr contacte electrice ntr-o pies doar cnd aceasta prezint un orificiu prin care s fie introdus o bar feromagnetic ce scurtcircuiteaz din punct de vedere magnetic polii unui jug. Se formeaz astfel nfurarea secundar n scurtcircuit a unui transformator (fig.4.3).

Fig. 4.3. Principiul montajului inductiv (tip transformator) pentru detectarea fisurilor circumfereniale i oblice pe ntreaga suprafa a pieselor

Din cauza rezistenei electrice sczute pentru obinerea curentului pentru magnetizare este necesar doar o tensiune redus, ns o putere considerabil. Se pot asigura valori optime printr-o dispunere adecvat a bobinei primare i o realizare pe ct posibil fr pierderi a miezului transformatorului. Deoarece transformatorul poate funciona doar cu curent alternativ, acest principiu de control nu intra n discuie n cazul curentului continuu. Deoarece metoda nu da natere la poli magnetici i nici nu necesit contacte electrice, apar indicaii de fisuri de pe ntreaga suprafa, adic de pe faa exterioar, interioar i lateral piesei (fig.4.3). Din cauza fenomenelor de saturaie din fier, pentru transmiterea energiei electromagnetice, trebuie s fie disponibil o anumit seciune minim a conductorului magnetic ajuttor. Pentru evitarea pierderilor prin cureni turbionari, miezul de fier s fie din tole (table subiri izolate, dispuse una lng alta). Cu ct este mai mare diametrul exterior, respectiv circumferina piesei, cu att mai mare este necesarul de energie i puterea de magnetizare a bobinei primare i a seciunii transversale a miezului transformatorului.

Relaiile fundamentale astfel:

ale transformatorului mult simpificate, se prezintU1 n1 = U 2 n2

(4.3)

Tensiunile U se afl n acelai raport cu numrul de spire n. Puterea P2 disponibil n secundar este, n cazul ideal (fr pierderi) egal cu puterea P1 din nfurarea primar: P =P (4.4) 2 1 tiind ca P=UI, rezult din aceste dou relaii c valorile curenilor disponibili trebuie s fie invers proporionale cu numrul a de spire:I1 n2 = I 2 n1

(4.5)

Deci, cnd piesa de controlat const dintr-o singur spir n scurt circuit, prin ea circul un curent electric mare la o tensiune comparativ redus.

4.2. Magnetizarea cu conductor parcurs de curent La aceasta metod, conductorul electric prin care circul curentul de magnetizare nu este identic cu cel din piesa de controlat, aceasta fiind strbtut doar de fluxul magnetic. Magnetizarea se poate realiza cu conductori auxiliari (ex. cabluri, bare de cupru) sau cu o bobin cu configuraie fix. n cazul metodei cu conductor auxiliar, prin orificiul unei piese de form inelar sau tutbular (fig.4.4), se introduce un conductor electric prin care circul curentul de magnetizare.

Fig. 4.4. Principiul metodei cu conductor de ajutor pentru detectarea fisurilor orientate axial/radial sau oblic pe toate feele piese

Cmpul magnetic produs se propag circumferenial. Astfel se pot detecta fisurile longitudinale, adic fisurile orientate axial sau radial, aflate pe oricare din feele piesei (exterioar, laterale sau interioar). Pentru aceasta metod, care nu conine contacte

electrice i nu produce poli magnetici, sunt valabile aceleai relaii ca n cazul metodei cu curent prin piese masive cu seciune transversal limitat. O magnetizare prin metoda conductorului auxiliar se poate realiza i la table plane sau curbate, ca i la obiecte mari prin folosirea unui cablu pentru curent electric. Pentru aceasta, cablul este aezat n apropierea seciunii de controlat, calculul intensitii cmpului se poate face conform relaiei:I = H d = H u

(4.6)

Intensitatea cmpului magnetic poate fi mrit prin aranjarea corespunztoare a cablului - curenii trebuie s circule n cele 2 ramuri n aceeai direcie (fig.4.5).

Fig. 4.5. Magnetizare cu conductor auxiliar la o mbinare sudat, pentru detectarea fisurilor cu orientare longitudinal

Din cauza parcursului comparativ mare al liniilor de cmp magnetic n aer, densitatea de flux n piesa de controlat este relativ redus. Se poate realiza o cretere ulterioar, dac fluxul este obligat s se nchid nu prin aer, ci de exemplu printr-un profil din fier n forma de U (fig.4.6).

Fig. 4.6. Creterea valorii fluxului magnetic prin aezarea unui profil U din fier deasupra cablului de ajutor

Un astfel de control nu necesit contacte electrice, ns da natere la poli magnetici, dup cum se constat din figura 4.7.

Fig. 4.7. Distribuia liniilor de for i formarea polilor n cazul unei table magnetizate prin conductor auxiliar

La magnetizarea cu un solenoid, bobina plan este nlocuit de un cablul flexibil nfurat n jurul piesei de controlat. n principiu, ambele geometrii ale cablului auxiliar au acelai efect, anume magnetizarea longitudinal (fig.4.8).

Fig. 4.8. Principiul magnetizrii longitudinale cu solenoid pentru detectarea fisurilor orientate transversal i oblic

Cmpul magnetic orientat pe direcia axei solenoidului produce indicaii ale fisurilor transversale. Metoda nu necesit contacte electrice dar creaz poli magnetici. La baza calcului intensitii cmpului magnetic H din interiorul solenoidului st formula general:H= I n d2 + I2

(4.7)

unde: n este numrul de spire, d - diametrul bobinei, 1 -ungimea bobinei, I - intensitatea curentului. Hotrtor pentru intensitatea cmpului n interiorul unui solenoid este, n afar de configuraia sa (exprimat prin numitorul raportului de mai sus), aa-numitul numr amperi-spire In. Aceasta nseamn c o bobin (se presupune o geometrie constant) poate fi confecionat fie din multe spire din srm subire pentru intensiti mici de curent, fie din spire puine dintr-un conductor cu seciune mare pentru intensiti mari de curent. Intensitatea cmpului de magnetizare este aceeai cnd produsul In rmne constant. Alegerea modului de realizare depinde n primul rnd de punctul de vedere practic, adic de problemele constructive i de tehnica de utilizare. Aceeai afirmaie este valabil i pentru configuraia bobinei (raportul lungime/diametru). 4.3. Magnetizarea cu jug Magnetizarea cu jug nu se deosebete fizic de magnetizarea cu solenoid. Cu aceast metod se obine acelai efect, ea oferind ns anumite avantaje la manipulare. Miezul de fier transmite n afara bobinei cmpul magnetic folosit pentru control, format n interiorul bobinei. Forma de baz a jugului magnetic este de potcoav (n cazul jugului nchis), circuitul magnetic nchizndu-se prin piesa de controlat. Bobina jugului poate fi amplasat fie pe travers (fig.4.9),

Fig. 4.9. Principiul magnetizrii cu jug pentru detectarea fisurilor orientale transversal i oblic; bobin de magnetizare pe traversa jugului

fie divizat n dou, pe cele dou brae ale jugului (fig.4.10).

Fig. 4.10. Principiul magnetizrii cu jug; bobina de magnetizare divizat in dou pri, pe braele jugului

Jugul magnetic (electromagnet sau magnet permanent) se amplaseaz pe suprafaa controlat astfel nct liniile de for ale cmpului magnetic, ntre cei doi poli, s traverseze perpendicular discontinuitile presupuse a exista n piesa controlat (fig.4.11). Orientarea liniilor de cmp se poate evidenia cu ajutorul indicatorul de flux, magnetic.

Fig. 4.11. Amplasarea jugului magnetic pe pies

La nceputul controlului se verific dac jugul magnetic ndeplinete condiia impus de standard: ridicarea numai cu ajutorul forei magnetice a unei piese din material feritic avnd o mas de 18 kg, pentru alimentarea n curent continuu, respectiv 4,5 kg pentru alimentarea n curent alternativ.

Pentru acoperirea unei suprafee mari este necesar ca electromagnetul s fie amplasat succesiv pe poriuni alturate (1,2,3....7 n fig.4.12), astfel nct ntreaga suprafa s fie controlat. Suprafaa activ a electromagnetului se apreciaz pe baza distanei d dintre polii jugului.

Fig. 4.12. Amplasarea succesiv a jugului electromagnetic

n cazul jugului deschis (fig.4.13), circuitul magnetic nu se nchide. Sunt prevzute doar dou miezuri scurte pentru cele 2 bobine.

Fig. 4.13. Principiul jugului deschis, distribuia de cmp in cazul deschiderilor mici

n cazul distanelor mari ntre bobine, cmpurile magnetice se nchid n fiecare bobin n parte. Din aceast cauz, n cazul pieselor lungi i subiri, capacitatea de magnetizare scade puternic n zona median (fig.4.14).

Fig. 4.14. Jugul deschis n cazul deschiderilor mai mari, distribuia de cmp

O oarecare mbuntire este obinut printr-o bobin suplimentar de omogenizare aezat n zona median (fig.4.15).

Fig. 4.15. Jugul deschis n cazul deschiderilor mai mari; mbuntirea distribuiei de cmp printr-o bobin de omogenizare

4.4. Magnetizarea cu electrozi de contact Electrozii mobili de contact sunt confecionai din cupru sau aluminiu i sunt legai prin cabluri la sursa de curent. Ei sunt folosii pentru introducerea curentului electric n piesa examinat, n vederea magnetizrii acesteia (fig.4.16). Distana dintre electrozi se calculeaz cu relaia: I = 4,7 x d [A] n care I este intensitatea curentului debitat de surs (se folosete o surs de curent alternativ care furnizeaz un curent de 500 A). Se apreciaz zona de examinare c are forma unei elipse cu semiaxa mare egal cu distana dintre electrozi i cu semiaxa mic egal cu jumtatea acestei distane.

Fig. 4.16. Magnetizarea cu electrozi de contact

Pentru detectarea discontinuitilor longitudinale ale custurilor sudate, electrozii se vor amplasa de o parte de alta a custurii, astfel nct direcia curentului de magnetizare s formeze un unghi de 200-300 cu axa sudurii. Examinarea n lungul mbinrii se face pe zone suprapuse pe o distan de 40 - 50 mm, cu scopul punerii n eviden a defectelor din preajma electrozilor (fig.4.17, a i b). Pentru detectarea defectelor transversale, curentul de magnetizare trebuie s fac un unghi de 900-1200 n raport cu axa custurii sudate, iar distana dintre electrozi, pentru dou zone vecine, s nu depeasc 100 mm (fig.4.17,c).

Fig. 4.17. Magnetizarea custurilor sudate cu electrozi de contact

5. Echipamente pentru examinarea cu particule magnetice 5.1. Considerente cu privire la alegerea echipamentelor Dimensiunile piesei de controlat dicteaz alegerea unui aparat mobil sau staionar. Metoda fluxului de curent prin pies (trecerea curentului direct prin pies) nu creaz poli dar necesit zone de contract. n zonele de contract se pot produce supranclziri care conduc la modificri de structur, la cliri i chiar la formarea fisurilor. Zonele arse, cu duritate mare, ngreuneaz prelucrarea mecanic i pot determina deteriorarea sculelor. Exist posibiliti multiple de combatere a arsurilor. n cazul cel mai adecvat se plaseaz contactele n poriuni ale piesei n care zonele arse sunt tolerate. Dac acest lucru nu este posibil, atunci pericolul poate fi redus prin alegerea unor intensiti de curent ct mai sczute posibil i a timpului de trecere a curentului prin pies ct mai scurt, printr-o presiune de contact ridicat i prin suprafee de contact pe ct posibil mari. Fluxul de curent se conecteaz dup ce a fost realizat contactul iar deconectarea se face nainte de ntreruperea contactului. Suprafeele mrite de contact se obin prin interpunerea unor materiale de contact moi sau prin folosirea unei esturi din srm de cupru. Lia cositorit sau papucii din plumb formez, nainte de apariia arsurilor prin topire, zone de contact mrite. Poate s apar totui o arsur puternic care impune schimbarea mai frecvent a plcilor de contact care trebuie s fie ct mai subiri posibil pentru a nu micora prea mult valoarea fluxului magnetic care trece prin pies.

Metoda prin inducie se poate aplica, fr contacte electrice, la piese care au un orificiu suficient de mare. Exist teoretic posibilitatea de a grupa mai multe piese pentru a forma un inel nchis n jurul unui dorn de magnetizare. Aceast metod trebuie folosit doar dup ncercri prealabile deoarece n zonele de legtur dintre piese exist un contact nesigur i apare pericolul de arsur. Dintre metodele cu flux magnetic prin pies, metoda cu conductor de ajutor se execut far contacte electrice i fr apariia polilor magnetici, dar numai la piese care sunt prevzute cu un orificiu. Piesele mici se pot magnetiza prin aezarea lor pe un conductor care este strbtut de curent, realizndu-se o magnetizare transversal pe conductor. Piesele trebuie s fie aezate cu axa longitudinal rotit cu 90 fa de conductorul de ajutor. La capete apar totui poli magnetici. Pentru a genera un cmp magnetic suficient de intens, chiar dac parcursul prin aer este mare, curentul trebuie s fie relativ mare. Este avantajoas o aranjare de form circular a mai multor piese n jurul conductorului. i n cazul fluxului magnetic prin pies cu ajutorul jugului sau bobinei nu se poate evita formarea polilor magnetici, regiuni n care nu este posibil evidenierea indicaiilor de fisuri. Aparatele mobile (sursele de curent transportabile i magneii portabili) sunt folosite pentru controlul pe poriuni a obiectelor mai mari. Cu sursele de curent transportabile se pot realiza toate tipurile de magnetizri. n cazul controlului pe poriuni a suprafeelor mari, pentru fisuri cu orice orientare se procedeaz astfel nct s se realizeze dou controale complete, cu aezarea contactelor sau a polilor defazat la 90.

5.2. Tipuri de cureni de magnetizare Un criteriu de alegere pentru metoda fluxului de curent prin pies este tipul curentului. Avantajele tehnice de control nclin spre magnetizarea combinat cu cmp alternativ. Pentru a putea controla n ntregime cu aceeai sensibilitate piese cu seciune transversal constant pe toat lungimea lor trebuie asigurat constana magnetizarii pe ntreaga deschidere. n cazul jugurilor, reducerea inevitabil a intensitii cmpului n mijlocul deschiderii poate fi acceptat doar la piese a cror grosime este mult mai mare la limitele deschiderii comparativ cu valoarea din mijloc. Mai frecvent este ns cazul contrar, de exemplu la axele de autocamion sau la fuzete. Aparate cu bobin de trecere (fig.5.1) ofer o constan perfect a magnetizrii i pulverizrii. Astfel de aparate se construiesc cu deschideri ncepnd de la 1,5-2 m, deplasarea longitudinal a bobinei se realizeaz mecanic sau manual, cu cca. 15-20 cm/s, determinnd timpul de control. Piesa de controlat poate fi rotit n aparat n vederea examinrii vizuale din toate direciile. Dup examinare, lmpile UV se ndeprteaz din zona piesei pentru a nu mpiedica scoaterea acesteia din aparat.

Fig. 5.1. Control combinat cu flux de curent direct prin pies i bobin de trecere

Jugurile nchise (fig.5.2) produc, n funcie de model, n special n cazul alimentrii cu curent alternativ, o constan a cmpului longitudinal utilizabil la deschideri de pn la cca. 800 mm.

Fig. 5.2. Control combinat cu flux de curent direct prin pies i jug nchis

Jugul deschis (fig.5.3) satisface acest criteriu pn la cca. 400 mm.

Fig. 5.3. Control combinat cu flux de curent direct prin pies i jug deschis

S-a ncercat ocazional diminuarea acestui dezavantaj printr-o bobin suplimentar n zona median a deschiderii (fig.5.4).

Fig. 5.4. Control combinat cu flux de curent direct prin pies, jug deschis i bobin de omogenizare

Ambele tipuri de juguri prezint totui avantaje cnd sunt necesare valori de magnetizare extrem de ridicate la deschideri mici. Bobinele care alimenteaz jugul acioneaz

mpreun, iar intensitatea cmpului crete. Acest lucru este avantajos n primul rnd n cazul metodei prin inducie aplicat pieselor scurte, de exemplu inelelor de rulment cu diametru mare. Aparatele cu bobina Deutro fix (fig.5.5) alimentate cu curent alternativ sunt construite cu deschideri pn la cca. l m, peste care bobina Deutro devine nerentabil. Comparativ cu jugurile i cu bobina de trecere, bobina Deutro necesit mai mult energie datorit parcursurilor lungi prin aer.

Fig. 5.5. Control combinat cu flux de curent direct prin pies i bobin Deutro fix

Un alt avantaj apare atunci cnd desfurarea controlului trebuie mecanizat ntruct ca urmare a construciei nemodificabile sunt necesare n orice situaie o micare de coborre i alta de ridicare, costurile referitoare la partea mecanic sunt disproporionat de mari. Mai favorabil ar fi dac ar intra n discuie doar o deplasare orizontal, fr micare vertical. Acesta a fost unul din motivele care au condus la dezvoltarea bobinei Deutro mobile (fig.5.6).

Fig. 5.6. Control combinat cu flux de curent direct prin pies i bobin Deutro mobil

De la bobina Deutro fix a fost pstrat mprirea n doua nfurri laterale i o nfurare suplimentar pentru omogenizarea cmpului, localizat n mijlocul deschiderii maxime. Modificrile substaniale sunt poziiile nclinate ale celor dou nfurri pariale exterioare, reducerea nfurrii mediane de omogenizare i legtura flexibil dintre prile bobinei. Poziia oblic produce o deviere n sus a cmpului fa de axa median a bobinei. Prin aceast deviere se reuete ca la aezarea pieselor lungi deasupra bobinei (deci la exteriorul ei) pentru magnetizarea unei poriuni din pies, s se obin aproape aceeai intensitate de cmp ca ntre piesele de prindere. Reducerea nfurrii mediane de omogenizare permite ntrebuinarea extractoarelor de piese i a sistemelor de transport. Prin acordarea corespunztoare a celor trei poriuni ale bobinei se poate atinge o magnetizare constant chiar la deschidere de l m.

n cazul deschiderii maxime intensitatea cmpului variaz cu 5% faa de valoarea median n direcia axei piesei i cu 7% n direcia radial. 5.3. Alegerea intensitii de magnetizare Intensitatea H a cmpului poate fi variat n limite largi n jurul valorii optime, fr ca permeabilitile r i t, ale materialului s se modifice semnificativ. O magnetizare prea mic conduce la indicaii de fisur prea slabe, n schimb o magnetizare puternic permite obinerea unor indicaii satisfctoare. Totui, contrastul scade cnd magnetizarea devine prea puternic deoarece se formeaz fluxuri de dispersie pe fiecare denivelare sau rugozitate de pe suprafa care conduc la acumulri de mediu de control. Aceasta nseamn c datorit magnetizrii prea slabe o fisur poate trece neobservat n timp ce la o magnetizare prea puternic poate fi uor recunoscut prin depozitele amplificate de pulbere de pe materialul de baz, fenomen care poate fi evitat prin reducerea puterii. Aproape toate oelurile carbon i slab aliate au permeabilitatea maxim la o intensiate a cmpului mult mai mic de 8 kA/m. Intensitatea cea mai favorabil a cmpului de magnetizare este, la majoritatea materialelor, mult sub aceast valoare. Densitatea corespunztoare a fluxului magnetic B este n general ca ordin de mrime de l Tesla. Orice aparat de control magnetic al fisurilor ar trebui s poat produce, chiar n condiii nefavorabile, o intensitate de cmp de 8 kA/m, respectiv s realizeze n pies o inducie B=1T. Formulele prezentate n continuare pentru calculul intensitilor de magnetizare se refer toate la domeniul 1,5-8 kA/m. 5.3.1 Metoda cu flux de curent prin pies Pentru obiecte de controlat n form de bar i pentru o intensitate de cmp egal cu valoarea median a domeniului 1,5-8 kA/m respectiv 3,18 kA/m, curentul se calculeaz din formula: I ( A) =10 d ( mm ) (5.1) n cazul unei seciuni transversale necirculare i al unui curent alternativ prin pies, calculul se poate face n funcie de circumferina u: u ( mm ) I ( A) = 10 = 3.18u ( mm ) (5.2) n cazul pieselor plate, cnd trebuie detectate preponderent fisuri aflate pe linia de legtur dintre contacte, se iau n calcul cca. 2A pentru fiecare milimetru al distanei dintre cele dou contacte. Dac trebuie cuprins o suprafa mai mare atunci se mrete valoarea la 3-4 A pentru fiecare milimetru de distan ntre contacte. 5.3.2. Metoda prin inducie n cazul metodei prin inducie, energia maxim transmisibil pentru inducerea unui curent suficient de intens n piesa de controlat este limitat de fenomenul de saturaie n dornul de magnetizare (miezul transformatorului). Rezult c pentru un diametru exterior dat, exist o valoare minim di a diametrului interior, respectiv a

seciunii dornului. ntr-o pies de controlat conectat drept nfurare secundar n scurt circuit a unui transformator este indus o tensiune U, care se poate calcula din formula:U ind = d dt

(5.3)

Aici reprezint fluxul magnetix n miezul transformatorului, iar t-timpul. La frecvena de 50 Hz rezult relaia: U ind = K S B (5.4) unde K este o constant care la 50 Hz ia valoarea: V K = 2.2 10 2 2 (5.5) cm T S este seciunea fierului, a crui valoare maxim n cazul controlului poate fi egal cu d2 seciunea intern a piesei S max = i n cazul unui orificiu circular. 4 B este densitatea liniilor de for n dornul de magnetizare care este introdus prin orificiul piesei de controlat. Dac se presupune ca dornul de magnetizare este saturat magnetic atunci este posibil ca alegnd un material adecvat inducia s ia valoarea de 1,5 T. n general aceasta presupunere este ntotdeauna realizabil.Rezult: d2 (di n cm) (5.6) U max (V ) = 0.1 i 4 ntr-un inel cu diametrul interiorul de 2 cm este indus o tensiune de maxim 0,1 V. Aceasta valoare nu depinde de celelalte dimensiuni ale piesei de controlat. Intensitatea cmpului magnetic necesar pentru formarea fluxului de dispersie depinde de intensitatea I a curentului care strbate piesa de controlat, care se calculeaz din legea lui Ohm:I ( A) = U (V ) R ( )

(5.7)

5.3.3 Metoda cu conductor de ajutor n cazul metodei cu conductor de ajutor sunt valabile aceleai legi ca n cazul trecerii curentului printr-un material masiv n form de bar. Curentul de magnetizare nu circul prin pies ci printr-un conductor electric ajuttor (cablu de curent mare, bar de cupru .a.) care este introdus printr-un orificiu al piesei. Intensitatea curentului necesar unei valori a cmpului magnetic de 3,18 kA/m pe suprafaa exterioar a unei piese cu diametrul exterior da, respectiv circumferin ua, are valoarea: I ( A) =10 d a (mm) (5.8) respectiv u ( mm) I ( A) = 10 a = 3.18 ua (mm) (5.9) Diametrul conductorului electric de ajutor poate fi orict de mic dac poate prelua curentul far s se nclzeasc prea tare. Nu apar fenomene de saturaie, ca n cazul conductorului magnetic de ajutor. Conductorul poate servi i aici, similar cu situaia de la metoda prin inducie, drept suport mecanic pentru una sau mai multe piese de controlat.

Atunci cnd conductorul este introdus de mai multe ori prin orificiu, de exemplu prin nfurarea unei bobine prin orificiu, este suficient un curent de intensitate n cazul mai multor nfurri se recomand ca acestea s fie distribuite pe ntreaga circumferin. 5.3.4. Metoda cu flux magnetic prin pies Baza pentru calculele la instalaiile cu flux magnetic prin pies, indiferent dac este vorba de jug sau bobin, este ntotdeauna formula general a bobinei:H ( A / cm ) ) = d + I 2 ( cm )2

I ( A) n

(5.10) n-

unde: H este intensitatea cmpului magnetic, I - itntensitatea curentului electric, numrul de spire, d - diametrul bobinei 1 - lungimea bobinei

Printr-o bobin cu spire puine i curent mare se poate obine aceeai intensitate de cmp ca i ntr-o bobin strbtut de un curent mai sczut dar cu un numr de spire corespunztor mai mare. Prima variant amintit se numete bobin de curent nalt. Cealalt variant necesit o tensiune mai mare din cauza rezistenei electrice mai mari a nfurrii i este deci denumit bobin de tensiune nalt. Deoarece spirele pot fi aezate nu numai una lng alta ci i suprapuse, rezult c lungimea bobinei nu depinde neaprat de numrul de spire. Bobinele scurte (ld) sunt mai avantajoase n tehnica de control, deoarece manevrarea piesei de controlat i aplicarea mediului de control sunt mai uor de realizat n special cnd suprafaa de controlat rmne vizibil. Formula bobinei se simplific, raportat la punctul ei median:H ( A / cm ) = I ( A) n d ( cm )

(5.11)

Bobinele lungi (ld) au n schimb n interior un cmp foarte omogen. n acest caz formula bobinei se simplific astfel nct rezult:H ( A / cm ) = I ( A) n l ( cm )

(5.12)

Intensitatea cmpului magnetic indus n pies atinge valoarea calculat doar cnd ea este depit complet de mijlocul bobinei, respectiv cnd bobina trece peste ntreaga lungime a piesei. Pulverizarea mediului de control se produce n mod eficace pe partea de intrare a piesei n bobin. Acest lucru nu este realizabil n cazul construciilor cu jug. La dimensionarea bobinelor care produc cmpul magnetic trebuie s se ia n consideraie pierderi care nu pot fi evitate. Aceste pierderi depind de dimensiunile jugului i n mare msur de lungimea ntrefierului din ntregul circuit magnetic. Jugurile deschise necesit mult mai multa energie dect jugurile nchise. 5.4. Echipamente de examinare manual

Aparatele mobile pentru controlul cu pulbere magnetic sunt de tip magnet n forma de jug i aparate cu surse de curent transportabile. 5.4.1. Magnei portabili Magneii portabili prezint un compromis ntre greutatea redus, manevrabilitate i dimensiuni reduse pe o parte i putere ct mai mare de magnetizare i distan ct mai mare ntre poli pe de alta parte. Intensitatea cmpului magnetic n mijlocul distanei dintre punctele de contact ale polilor trebuie s fie suficient de mare pentru a produce indicaii provenite de la fisuri. Polii adiionali mobili (fig.5.2) produc pierderi datorit ntrefierurilor suplimentare din circuitul magnetic. Este anihilat astfel avantajul adaptabilitii pe suprafee denivelate sau pe piese scurte. Situaia poate fi mbuntit dac n loc de articulaii polii rigizi sunt rotunjii.

Fig. 5.2. Magnet portabil cu poli adiionali mobili

n cazul pieselor cu dimensiuni mai mici dect distana dintre poli, polii trebuie totui s fie mobili (fig.5.3).

Fig. 5.3. Controlul pieselor mici cu magnei portabili

Caracteristica unui magnet portabil este dat n figura 5.4. unde n ordonat este reprezentat intensitatea cmpului magnetic. Ea are valoarea maxim n situaia de mers

n gol i depinde de distana dintre poli, respectiv de execuia mecanic a aparatului. Fluxul magnetic maxim este limitat de fenomenele de saturaie. n figura 5.5 este artat influena polilor adiionali flexibili asupra caracteristicii magnetului portabil cu poli fici din fig. 5.4. Caracteristica (fig.5.6) se modific att la mrirea ct i la micorarea distanei dintre poli. Poriunea de curba transversal pe caracteristic red influena unor ntrefieruri suplimentare de 0,05 i 1 mm. Ridicarea caracteristicii se realizeaz ntotdeauna pentru un ntrefier de 0,5 mm sub fiecare din cei doi poli.

Fig. 5.4. Caracteristica unui magnet portabil fr poli adiionali

Fig. 5.5. Influena polilor asupra caracteristicii la aceeai distan ntre poli

Fig. 5.6. Influena polilor adiionali asupra caracteristicii distana minim dintre poli

Deoarece pentru controlul complet al unui domeniu dintr-o pies jugul trebuie aezat de dou ori, defazat la 90. Pentru realizarea rapid a unor astfel de controale se utilizeaz adesea perechi de juguri magnetice dispuse n cruce care, la o greutate totui mai mare, permit realizarea acestui control dublu printr-o singur trecere. n astfel de cazuri trebuie luate n considerare regulile controlului combinat. Polii pot fi prevzui cu role care permit trecerea continu a jugului cruce pe suprafaa piesei controlate, de exemplu n lungul sudurilor executate la recipiente.

Exist i juguri portabile echipate cu magnei permaneni care nu necesit alimentare cu curent electric i au greutate relativ redus. Manevrabilitatea lor nu este aa de simpl ca n cazul magneilor portabi cu ntreruptor datorit forelor necesare pentru dezlipire de pe pies.

5.4.2. Surse de curent transportabile Sursele de curent transportabile (fig.5.9) au n general putere mai mare dect magneii portabili i furnizeaz cureni ntre 1000 i 10000 A.

Fig. 5.9. Surs de curent transportabil (aparat portabil)

Sursele conin un transformator pentru cureni inteni cu comutator n trepte sau cu sistem de reglare continu, eventual i cu redresor. Exist i surse care produc impulsuri de curent. Toate elementele necesare sunt introduse ntr-o carcas portabil. n exterior sunt accesibile bornele pentru curent nepericuloase datorit tensiunii reduse, ca i comutatorul n trepte. Cablurile de curent sunt conectate la bornele aparatului printr-un sistem cu fi sau cu urub. Pentru introducerea curentului de magnetizare, n vederea realizrii contactului cu suprafaa, se utilizeaz diferite tipuri de electrozi. Cei mai folosii sunt electrozii care

realizeaz un contact stabil manual sau printr-un magnet de prindere (fig.5.10), nainte de a conecta fluxul de curent prin pies cu ajutorul comutatorului care poate fi acionat manual, cu pedal de picior sau prin apsare pe buton.

Fig. 5.10. Electrozi portabili cu papuci de contact, cablu pentru curent intens i cablu de comand

Probleme apar din cauza materialului de contact al electrozilor. Contactele fixe din cupru pot produce pete de ardere, calin i fisuri fine. Folosind plas de cupru extins mbibat cu cositor fenomenul poate fi n mare msur evitat dar niciodat complet eliminat. Plumbul folosit drept material de contact se topete nainte de formarea petelor de ardere. Este ns necesar o ajustare frecvent sau chiar nlocuirea contactelor din cauza formarii oxizilor. Au fost propuse i alte materiale care prentmpina aceste dezavantaje. Pentru o siguran deplin punctele de contact trebuie lefuite dup control i apoi examinate cu ajutorul penetranilor pentru eventuale fisuri aprute. Printr-o asociere mecanic (fig.5.12) se pot aciona cu o singur mn amndoi electrozii i comutatorul astfel nct controlorul poate aplica mediul de control cu a doua mn. Folosind magneii de prindere a electrozilor pe pies, controlorul are ambele mini libere pentru aplicarea pulberii i pentru lampa UV.

Fig. 5.12. Pereche de electrozi tip jug cu comutator tip buton, sistem de iluminare, cablu de curent i de comand

Proprietile surselor de curent transportabile se pot descrie printr-o curb caracteristic (fig.5.13). n ordonat este reprezentat tensiunea maxim msurabil (tensiunea de mers n gol) prezent la bornele sursei cnd nu se consum curent i n abscis este reprezentat valoarea maxim a curentului pe care l furnizeaz sursa la bornele exterioare n caz de scurt circuit. n acest caz tensiunea la borne scade la valoarea

zero. Toate situaiile de control posibile din punct de vedere tehnic se gsesc pe dreapta care leag aceste dou cazuri limit.

Fig. 5.13. Caracteristica unei surse cu flux de curent prin pies

Din cauza rezistenei cablurilor conectate, a dispozitivelor de contact i a contactelor intermediare, n practic intensitatea curentului maxim care poate fi utilizat scade puternic (fig.5.14). Este esenial ca necesarul de curent i tensiune (punct de funcionare) pentru piesa de controlat s se gseasc sub curba caracteristic real sau pe aceasta.

Fig. 5.14. a - caracteristica unei surse cu flux de curent prin pies cu valori efective i de vrf pentru curent i tensiune (fr ntrziere de faz); b caracteristica aceleai surse cu cablu de 5 m (120 mm2 seciune) i contacte realizate prin magnei de prindere; c - caracteristica aceleai surse cu cablu de 10 m (120 mm2 seciune) i contacte realizate prin magnei de prindere. A punctul de funcionare (necesarul de curent i tensiune pentru piesa de controlat)

Sursele pentru flux de curent prin pies se pot compar pe baza curbelor caracteristice. Cea mai puternic surs este aceea care are curba caracteristic deasupra celorlalte (fig.5.15).

Fig. 5.15. Caracteristicile a dou surse cu flux de curent prin pies; sursa A are putere mai mare

Dac curbele caracteristice ale celor dou surse au un punct de intersecie, atunci cea cu tensiunea de mers n gol mai ridicat i cu curent de scurtcircuit mai mic este mai adecvat pentru obiecte lungi i nguste, n vreme ce cealalalt se potrivete pentru piese scurte i groase (fig.5.16).

Fig . 5.16. Caracteristicile a dou aparate cu flux de curent prin pies cu punct de intersecie al dreptelor

5.5. Echipamente de inspecie fixe, semiautomate i automate Componente ale aparatelor staionare n cazul aparatelor staionare este vorba de cele mai multe ori de aparate universale care au, pentru indicarea fisurilor orientate n orice direcie, dou dispozitive de magnetizare. n afara dispozitivului pentru trecerea curentului prin pies mai este prevzut un echipament pentru trecerea fluxului magnetic prin aceasta. 5.5.1. Jug nchis Jugul nchis este dispozitivul clasic pentru producerea fluxului magnetic prin pies. Cmpul magnetic produs n bobina jugului este transmis n afara ei cu ajutorul jugului n forma de potcoav. Acest sistem permite o manevrare uoar pe pies i permite o stropire cu mediu de control din toate prile. Bobina, poziionat n dou jumti pe cele dou brae ale jugului (fig.5.17) asigur o apropiere de piesa de controlat iar parcursurile prin fier, productoare de pierderi, sunt ntructva scurtate. Aceste pierderi se fac remarcate prin densitatea redus a fluxului i/sau prin nchiderea liniilor de for prin aer.

Fig. 5.17. Construcia unui sistem de jug nchis cu bobine pe traversa jugului (stnga)

i pe braele jugului (dreapta)

Izolaia bobinelor poate fi relativ subire, tensiunile fiind de ordinul de mrime a ctorva voli, astfel nct pierderile magnetice provocate de izolaie sunt la valori reduse. n general ele sunt neglijabile comparativ cu cele de pe plcile de contact ale zonelor de prindere. Realizarea practic a jugurilor de acest tip nu depete n general deschiderea maxim de l m, altfel pierderile prin fier ar deveni prea mari. n timp ce jugurile pentru curent continuu sunt confecionate din oel masiv slab aliat, jugurile pentru curent alternativ sunt construite din tole de transformator. 5.5.2. Jug deschis Din punct de vedere al construciei mecanice, jugul deschis este mai simplu, n cazul lui neexistnd circuit magnetic nchis. Cele dou bobine echipate cu miezuri scurte de fier se gsesc de o parte i alta a piesei de controlat (fig.5.18).

Fig. 5.18. Construcia unui jug deschis

Parcursurile prin aer ale liniilor de cmp nu mai sunt neglijabile astfel nct ele limiteaz fluxul maxim posibil n sistem. n cazul deschiderilor mai mari intensitatea cmpului se reduce. Uneori se ncearc compensarea acestuia printr-o bobin de omogenizare (fig.5.19).

Fig. 5.19. Construcia unui jug deschis cu bobin de omogenizare

5.5.3. Bobina Deutro fix Un cmp magnetic mai uniform este realizat cu ajutorul unei bobine Helmholtz modificate, aa-numita bobin Deutro (fig.5.20). Este vorba de o bobin pentru curent de intensitate mare, cu 4 spire, care conine n zona median dou jumti de spir. Prin aceasta form, cmpul magnetic se poate omogeniza pn la 10 %.

Fig. 5.20. Bobina Deutro fix (schematic)

Fa de sistemul convenional, se pstreaz avantajul sistemului cu jug cu bobin i anume introducerea respectiv accesul din direcia sus n interiorul bobinei Deutro. De regul, aceasta bobin este alimentat cu curent alternativ. Din punct de vedere constructiv, bobina Deutro are forma unui jug deschis la care dispozitivul de prindere const din buci de eav cu partea frontal nchis, evi care poart i contactele pentru trecerea curentului trifazat prin pies. Piesa reprezint miezul bobinei, n timp ce dispozitivul de prindere are n primul rnd sarcina de a fixa piesa de controlat, de a realiza contacte electrice n cazul metodei trecerii curentului prin pies sau a metodei cu conductori ajuttori i eventual de a prelungi magnetic piesele scurte. Deoarece adncimea de ptrundere a cmpului alternativ de 50 sau 60 Hz nu este mai mare de 2 la 3 mm este suficient s fie folosite evi cu grosimi de perete de civa mm. Un miez lamelat de fier din tole de transformator nu aduce aici nici un fel de mbuntire. 5.5.4. Bobina Deutro mobil La bobina Deutro mobil (fig.5.21), partea din dreapta a bobinei este separat i deplasabil odat cu dispozitivul de prindere.

Fig. 5.21. Bobina Deutro mobil (schematic)

Planele laterale ale prilor bobinei i dispozitivul de prindere au fost aezate oblic, la cca. 45. n acest fel mecanizarea a fost mult simplificat, fiind posibil transportarea transversal a pieselor far operaii de ridicare i coborre i controlul pe seciuni a pieselor mai lungi. Cmpul magnetic este oarecum deformat din cauza dispunerii oblice, dar modificrile fa de cazul bobinei fixe nu au o pondere mare.

5.5.5. Bobina de trecere Aparatele universale, respectiv cele fixe cu deschidere de la l la mai muli metri sunt echipate pentru operaia de trecere a fluxului magnetic prin pies cu o bobin de trecere. Aceasta este o bobin relativ scurt, care parcurge ntreaga lungime a piesei n timpul magnetizrii (fig.5.22). n acest mod se poate obine o magnetizare uniform pe lungimea piesei.

Fig. 5.22. Bobin de trecere

Pentru eficientizarea controlului, pe partea de intrare sunt fixate duzele de pulverizare a mediului de control. n partea de intrare n bobin se formeaz indicaiile de fisur. n cazul alimentarii cu curent alternativ, atunci cnd piesa prsete bobina, are loc demagnetizarea. Indicaia de fisur rmne ca urmare a fenomenului de adeziune. 5.6. Aparate universale Aparatele universale servesc la indicarea fisurilor orientate n orice direcie, existente pe oricare fa a pieselor, folosind toate metodele de magnetizare. Folosind diferite tipuri de dipozitive de magnetizare i de curent se pot configura un numr mare de construcii. Pentru introducerea curentului sau cmpului magnetic n pies sunt folosite dispozitivele de contact, cel mai adesea acionate pneumatic. Pentru metoda cu curent electric prin piesa sunt adecvate plcile de contact din cupru sau din li de cupru cositorit. Pentru a slabi ct mai puin fluxul magnetic transmis prin pies plcile ar trebui s fie ct mai subiri posibil,. Totui, plcile mai subiri trebuie schimbate mai des din cauza uzurii care nu poate fi evitat. Prin controlul cu pulberi magnetice apar cel mai clar indicaiile de la fisurile orientate perpendicular pe direcia fluxului magnetic. Indicaiile de la fisurile nclinate fa de aceast direcie pot fi mai slabe, ntruct are efect doar componenta fluxului magnetic perpendicular pe direcia fisurii. Fisurile paralele cu cmpul magnetic rmn nedectate deoarece nu pot forma nici un fel de flux de dispersie. Pentru ca aceste fisuri s poat fi indicate, este necesar o a doua magnetizare defazat cu 90 fa de prima. n cazul celei de-a doua direcii de magnetizare rmn nedetectate fisurile care la magnetizarea iniial au format fluxul de dispersie maxim. Indicaiile acestora nu se mai pstreaz la a doua magnetizare, ele se spal sau dispar la o nou pulverizare. Din aceasta

cauz, dup fiecare magnetizare trebuie s se efectueze i o examinare a zonei controlate. Fisurile orientate oblic sunt indicate la ambele magnetizri, indicaiile lor nu sunt splate. n orice caz, trebuie s se ia n calcul apariia unor indicaii mai slabe dect n cazul magnetizrii optime, perpendicular pe direcia de propagare a fisurii. Din analiza prezentat rezult dou dezavantaje pentru controlul complet al fisurilor cu ajutorul a dou magnetizri succesive defazate la 90: - prin succesiunea a dou magnetizri separate, ca i a necesitaii realizrii a dou procese separate de examinare, rezult un interval relativ mare de timp consumat pentru controlul fiecrei piese; - chiar n cazul pieselor cu form simpl, nu este posibil detectarea cu aceeai sensibilitate a fisurilor identice cu orientri diferite. De la introducerea metodei de control cu pulbere magnetic, s-au fcut eforturi de a controla combinat, adic de a detecta fisuri cu orice orientare printr-un singur proces de magnetizare i cu o sensibilitate constant. Nici combinaia a dou cmpuri continue (fig.5.23), nici aciunea convergent a dou cmpuri alternative n concordan de faz (fig.5.24) nu ofer indicaii constante ateptate de la fisuri cu orientri diferite. n ambele cazuri vectorul rezultant al efectelor magnetice compuse pstreaz o poziie constant. Fisurile orientate paralel cu aceast poziie nu sunt indicate prin aceast combinaie.

Fig. 5.23. Combinaie a dou cmpuri continue; vectorul rezultant rmne nemodificat

n schimb, combinaia cmpurilor magnetice defazate conduce la obinerea prin adunare a unui vector de magnetizare a crui direcie se modific periodic. Succesiv, acesta se gsete perpendicular pe fisurile cu orice orientare posibil sau are cel puin o component perpendicular suficient de intens, producnd deci indicaii ale tuturor fisurilor.

Fig. 5.24. Combinaie a dou cmpuri alternative n faz; direcia vectorului rezultant rmne nemodificat; se modific doar mrimea i semnul

Totui, n cazul paralelismului dintre fisur i vectorul compus de magnetizare nu acioneaz nici o fora magnetic care s pstreze indicaia astfel nct exist pericolul splrii indicaiei n cazul unui flux persistent de mediu de control, care nu se confirm totui n practic. Comparativ cu durata de magnetizare, intervalul de timp n care purttoarea de indicaie persist i indicaia de fisur poate s se formeze i s fie meninut este foarte mic. Aceasta se poate ntmpla cnd se utilizeaz un fluid purttor de mediu de control cu vscozitatea mai mare, de exemplu uleiul. Astfel apare i o aderen mai redus a particulelor de pulbere la suprafaa piesei controlate fa de cazul suspensiei n ap. Inconvenientele ar putea fi i mai mari dac n locul pulberii fluorescente, pentru ca fisura s poat fi marcat vizibil pentru ochiul omenesc, se folosete pulbere colorant sau neagr. n cazul acestor pulberi este necesar o lime mai mare a indicaiei i deci o cantitate mai mare de mediu de control. Indicaiile provenite de la mediile de control fluorescente n suspensie n ap sunt mai durabile, piesele cu fisuri astfel marcate se pot demagnetiza dup un interval de timp relativ scurt de cteva secunde, fr ca indicaia de fisur s se estompeze sau s dispar. La utilizarea suspensiilor n ulei, demagnetizarea este posibil de-abia dup o perioad de picurare de minim 20 la 40 secunde. Modul de aplicare a controlului combinat al fisurilor trebuie descris pe un exemplu de tehnic unde sunt folosite simultan dou cmpuri alternative defazate ntre ele. n figura 5.25 este prezentat situaia n care vectorul magnetizrii compuse efectueaz o micare circular n cazul unei diferene de faz de 90 i intensitate egal a celor dou cmpuri.

Fig. 5.25. Combinaie a dou cmpuri alternative de mrime egal, defazate cu 900 (sfert de perioad); rotaie circular a vectorului rezultant

n practic este mai simplu de utilizat dou faze ale reelei de curent trifazat, care sunt defazate cu 120. Astfel, (fig.5.26), rezult n cazul intensitilor de curent egale o micare eliptic de rotaie.

Fig. 5.26. Combinaie a dou cmpuri alternative de mrime egal, defazate la 1200 (o treime de perioad); rotaie eliptic a vectorului rezultant

Magnetizarea combinat cu cmpuri alternative a eliminat complet combinaia constnd din magnetizarea cu jug n curent continuu i flux de curent alternativ prin pies. n cazul metodei vechi ia natere un vector rezultant variabil care oscileaz (fig.5.27). Construcia acestei combinaii, astzi depit, este deosebit de simpl, aparatele fiind convenabile ca pre.

Fig. 5.27. Combinaie de cmp continuu cu cmp alternativ; oscilaia vectorului magnetic rezultant

Jugul de curent continuu necesit mai puine cheltuieli dect o trecere de flux magnetic alimentat cu curent alternativ cnd trebuie folosit un miez din tole lamelate de transformator. Motivarea utilizrii combinaiei de cmpuri alternative, mai costisitoare, se gsete n avantajele tehnice de control cum ar fi: - magnetizare mai uniform la piese cu geometrie complicat; - demagnetizare mai bun, ntruct nu are loc o magnetizare n interiorul pieselor; formare mai redus a zonelor de poli n cazul fluxului magnetic prin pies; posibilitatea de folosire a magnetizrii ajuttoare combinate, constnd din magnetizare de ajutor i magnetizare prin inducie (fig.5.28).

Fig. 5.28. Principiul magnetizrii ajuttoare combinate (magnetizare ajuttoare + magnetizare prin inducie) pentru detectarea orientrilor tuturor fisurilor de pe toate feele pieselor de form inelar i tubular

Metoda de magnetizare combinat, care nu necesit contacte electrice i nu formeaz poli magnetici se aplic la inele i evi. Ambele cmpuri magnetice care iau natere au forma circular, sunt nchise i deci fr poli magnetici i nu au zone de contact ntruct nu se introduce din exterior nici un curent de magnetizare. Pot fi detectate astfel fisuri cu orientare n orice direcie existente pe toate suprafeele pieselor, adic pe mantaua exterioar, pe mantaua interioar i pe zonele frontale. Orice alt tip de magnetizare prezint dezavantaje. Un flux de curent prin evi (fig.5.29) nu produce indicaii de fisuri pe faa interioar, ntruct acolo intensitatea cmpului are valoarea zero.

Fig. 5.29. Metoda trecerii curentului prin pies in cazul evilor (I=1000A); nu apar indicaii de fisuri pe suprafaa interioar i nici pe suprafeele frontale (zone de contact)

Tot astfel, pe prile frontale care suport contactele electrice nu este garantat indicarea fisurilor cel puin n zona de contact mecanic existnd pericolul apariiei petelor de ardere. Trecerea fluxului magnetic prin pies (fig.5.30) cu ajutorul jugului sau bobinei nu produce, cel puin pe prile frontale, nici o indicaie de fisur. Metoda d natere unor poli magnetici. n cazul aparatelor de tip jug i al pieselor de controlat de dimensiuni mari, este posibil doar un control pe poriuni n pai succesivi, astfel c apare un consum mai mare de timp.

Fig. 5.30. Flux magnetic prin inele cu ajutorul jugului sau bobinei: nici o indicaie de fisur pe prile frontale (poli)

Prinderea diametral i controlul combinat (fig.5.31) reprezint cel mai avantajos compromis, n special n cazul diametrelor mai mari i a lungimilor mai reduse (piese n form de inel). Din cauza zonelor de contact sunt necesare ntotdeauna dou controale defazate la 90. Toate aceste alternative, care de fapt nu se practic, concretizeaz prin comparaie avantajele tehnicii de control prin magnetizarea ajuttoare combinat.

Fig. 5.31. Magnetizare combinat a inelelor: datorit zonelor de contact este necesar o a doua prindere a piesei, n poziie rotit cu 900 fa de prima

La controlul combinat este interesant cazul pieselor n form de oal. Prin interiorul piesei se introduce un dorn de magnetizare (fig.5.32), care const dintr-un miez din tole de transformator i un nveli din cupru, care ndeplinete o funcie dubl: conduce cmpul magnetic i un curent alternativ defazat. Aceasta metod se poate realiza exclusiv cu aparatele pentru controlul fisurilor prin trecerea fluxului magnetic n curent alternativ.

Fig. 5-32. Dornuri de magnetizare conductor ajuttor magnetic i electric=pachet stratificat de table, tole de transformator cu nveliuri din cupru pentru magnetizarea ajuttoare combinat

Dac contactul suprafeei interioare a fundului piesei se realizeaz cu dornul de magnetizare (fig.5.33), atunci pentru partea cilindric rezult o magnetizare combinat.

Fig. 5.33. Controlul pieselor cu form de oal, cu dorn de magnetizare divizat

Defectele aflate sub suprafa sunt indicate mai slab n cazul magnetizarii n curent alternativ, comparativ cu cmpurile continue. Detectarea defectelor interioare depinde, chiar n cazul magnetizarii cu curent continuu nu numai de adncimea la care se gsete defectul ci n mare msur de configuraia acestuia i de dimensiunile obiectului controlat. La controlul combinat cu cmpuri continue (fig.5.34) ambele cmpuri acioneaz unul dup altul n timp. n prima faz, cu nceperea pulverizrii, este instalat un flux magnetic prin pies generat de un curent continuu. Dup cteva secunde, acesta este decuplat i se conecteaz un curent alternativ redresat monoalternan (curent pulsatoriu). Deoarece cmpul continuu nu ajunge la zero ntr-un interval de cca. 2 secunde, n perioada aceasta de stingere acioneaz o magnetizare combinat. n acest interval pulverizarea este ntrerupt i n urmtoarele 2 secunde are loc magnetizarea doar prin trecerea curentului. Avantajele sunt: durata mai redus de conectare a ambelor componente, timpul total pentru operaia de control fiind de cca. 6 secunde i faptul c la sfritul magnetizarii nu sunt prezeni poli magnetici liberi ntruct magnetizarea prin fluxul de curent prin pies conduce la un cmp remanent circular far poli. Pentru acest sistem trebuie s fie stabilite cu deosebit atenie durata de conectare i intensitatea pulverizrii. O pulverizare prea lung ar nruti indicaiile de fisuri transversale, iar o stopare prea devreme ar mpiedica formarea indicaiilor de la fisurile longitudinale. Se poate realiza un control combinat i cu ajutorul unei surse de curent electric. Traversa jugului este realizat ca transformator cu nfurri divizate. Daca ambele nfurri sunt alimentate n sensuri contrare (fig.5.35), fluxul magnetic se nchide prin jug i piesa de controlat, n vreme ce curenii se anuleaz n nfurrile de curent mare.

Fig. 5.35. Sistemul jugului Deutro cu bobinele conectate n sens contrar: fluxul magnetic trece prin piesa de controlat; fluxul de curent (nfurarea de curent mare) nceteaz

n cazul alimentrii n acelai sens a celor dou jumti ale nfurrii, fluxul magnetic circul doar n miezul transformatorului. n acest caz tensiunile respectiv curenii din nfurarea de curent mare se cumuleaz i se nchid prin piesa de controlat (fig.5.36). Se poate realiza orice combinaie ntre aceste dou situaii conectnd stabil una din cele doua bobine la o tensiune alternativ iar pe cealalt conectnd-o cnd n faza cu prima cnd n antifaz. Intensitatea magnetizrii este modificat prin schimbarea tensiunii comune de alimentare.

Fig. 5.36. Sistemul jugului Deutro cu bobine conectate n faz: fluxul magnetic cuprinde doar sistemul bobinelor; fluxul de curent trece prin piesa de controlat

Sistemul poate fi simplificat (fig.5.37) cnd nfurarea de curent mare pentru curentul de magnetizare formeaz mpreun cu bobina pentru magnetizare prin fluxul magnetic un sistem tip transformator. Ca urmare a reactanelor foarte diferite ale celor dou bobine apare o defazare de aproape 90 ntre cmpul longitudinal i cmpul circular.

Fig. 5.37. Magnetizare combinat cu bobin de nalt tensiune i bobin de curent mare

5.7. Aparate speciale Atunci cnd este suficient o singur magnetizare se poate apela la soluii simplificate, mai ieftine. Un exemplu l constituie aparatele pentru controlul barelor. Prelucrarea longitudinal a materialului prin laminare sau tragere determin o direcie preferenial pentru fisuri care apar ca urmare a alungirii defectelor din agle. Este suficient o magnetizare prin trecerea curentului prin pies, ntruct n bara strbtut de curent rezult obligatoriu aceeai intensitate de cmp. Se pot controla lungimi mari prinro singur prindere a piesei. n timpul examinrii se pot observa simultan chiar mai multe bare aezate una lng alta. Trebuie evitat magnetizarea simulan a barelor paralele. Din cauza rezistenelor de trecere diferite se poate ca una din bare s nu fie strbtute de fluxul de curent chiar dac prin sistem circul un curent cu o intensitate total suficient de mare. Magnetizarea se realizeaz prin contacte segmentate, fiecare segment realiznd contactul cu o singura bar. Segmentele sunt astfel conectate nct barele sunt ntotdeauna legate electric n serie. Sistemul are avantajul ca legturile transformatorului se pot gsi pe o singur parte a barei. Tensiunea din secundarul transformatorului trebuie s fie suficient de mare nct s poat fi furnizat curentul de magnetizare coresunztor rezistenei totale. Pentru detectarea fisurilor cu orientare preferenial longitudinal din piesele forjate se folosete metoda cu oc de curent (fig.5.38). Magnetizarea pieselor se realizeaz printr-un impuls de curent continuu, astfel nct ia natere un cmp remanent

circular. Inducia remanent Br este maxim atunci cnd se ajunge la magnetizarea de saturaie Bs.

Fig. 5.38. Principiu] metodei cu oc de curent

Multe oeluri, de exemplu toate oelurile forjate cu coninut de carbon peste 0,2 %, prezint o inducie remanent suficient pentru indicarea fisurilor. Avantajul acestei metode const n rapiditatea ei, pulsul de curent poatnd fi mai scurt de 0,1 secunde. Este suficient chiar descrcarea unui condensator. Aplicarea mediului de control se poate realiza prin introducerea piesei ntr-o baie repompat, prin pulverizarea acestuia n timpul unei operaii de transport sau prin introducerea ntr-un vas cu turbion (fg.5.39).

Fig. 5.39. Vas cu turbion, vedere

n vasul cu turbion (fig.5.40), pulberea uscat este afnat cu ajutorul aerului sub presiune. Vasul cu turbion este un recipient care are o a doua plac de fund din bronz sinterizat permeabil pentru aer. Dinspre partea de jos este introdus n recipient aer sub presiune ct este necesar pentru afnarea bii de pulbere uscat. Nivelul pulberii urc uor i formeaz la suprafa mici goluri de aer, similar cu cazul apei aflate puin naintea fierberii. Aceast stare corespunde dozrii corecte a necesarului de aer. Acum piesa de controlat se poate cufunda ca ntr-un fluid. Indicaiile obinute astfel sunt considerabil mai late i deci mai vizibile dect indicaiile obinute cu pulbere magnetic n suspensie n lichid. Cu acest sistem se pot obine timpi de control de 20-25 % din timpii de control obinuii. Aceasta tehnic de control este folosit n tehologia forjrii. Deoarece multe piese forjate sunt confecionate din segmente de bare sau agle laminate, iar acestea prezint ca urmare a procesului de laminare un fibraj longitudinal, este posibil s fie indicate majoritatea fisurilor formate n procesul de fabricaie. Fisurile care se propag transversal, de exemplu cele ce apar n operaiile de rectificare i care se pot dezvolta de preferin spre ruperi la oboseal. n cazul pieselor solicitate la ndoire sau la torsiune acestea rmn nedetectate.

Fig. 5.40. Vas cu turbion, schem

Pentru controlul pieselor expuse mai ales tensiunilor de ndoire, n pericol de rupere dadorit fisurilor transversale, este suficient metoda cu flux magnetic prin pies cu ajutorul bobinei de trecere. Dac bobina de magnetizare se alimenteaz cu curent alternativ este necesar ca pulverizarea s se produc pe partea de intrare a bobinei, astfel ca indicaiile de fisuri s nu dispar sau s se estompeze datorit demagnetizrii. La deplasarea bobinei are loc suplimentar i o demagnetizare. Aparatele pentru controlul total al arcurilor elicoidale sunt echipate cu surs dubl de curent. Pentru indicarea fisurilor transversale din srma arcului se efectueaz o magnetizare auxiliar raportat la diametrul arcului i pentru detectarea fisurilor longitudinale o magnetizare cu flux de curent prin srma arcului. Fisurile cu orice orientare sunt detectabile la alimentarea din dou faze diferite sau dac unul din cureni este curent continuu. n cazul fluxului de curent prin pies trebuie luate n consideraie condiiile de control referitoare la diametrul relativ mic al srmei arcului la o lungime mare a acesteia. Sursa electric se regleaz la curent mic i tensiune mare. Dornul pentru magnetizarea auxiliar se introduve prin mijlocul seciunii transversale a arcului, iar contactele pentru trecerea curentului prin arc se realizeaz circular pe exteriorul seciunii srmei (fig.5.44).

Fig. 5.44. Principiul controlului cu pulberi magnetice a arcurilor elicoidale

n figura 5.45 este prezentat un aparat pentru controlul cu pulberi magnetice a arcurilor elicoidale.

Fig. 5.45. Aparat pentru controlul arcurilor elicoidale

Existena fisurilor longitudinale poate fi exclus aproape n totalitate, dar din motive de siguran nu se poate renuna la detectarea fisurilor longitudinale majore. Pentru acestea

se poate folosi bobina cruce care conine dou pachete separate de nfurri aezate la 90 ntre ele. Dac fiecare din nfurri este aezat nclinat la 45 este posibil o trecere a piesei de controlat prin aparat, de exemplu cu ajutorul unei benzi de transport (fig.5.46). Dac amndou bobinele sunt alimentate cu cureni alternativi defazai ntre ei rezult un vector rotitor n timp. Vectorul combinat se va gsi, chiar dac pentru un interval foarte scurt, perpendicular pe eventualele fisuri longitudinale. Iau natere totui i linii de cmp, care local circul prin exterior (poli) astfel nct se obine cu greutate constana indicaiilor de fisuri longitudinale pe ntreaga circumferin a piesei.

Fig. 5.46. Magnetizarea cu bobin n cruce

La uruburi pot fi periculoase fisurile longitudinale de pe tij i fisurile transversale de sub capul urubului. Detectarea acestora se poate face dac se obine mai nti un cmp circular, cu ajutorul unui impuls de curent continuu, apoi piesa este trecut printr-o bobin alimentat cu curent continuu (fig.5.47). n cazul unui reglaj corect, ia natere un vector rezultant dispus oblic, care detecteaz i fisuri longitudinale i fisuri transversale.Fig. 5.47. Instalaie de magnetizare pentru controlul uruburilor

n cazul multor piese nu este posibil realizarea unui control cu pulberi magnetice sigur sau complet printr-o singur prindere ntr-un aparat universal. Afirmaia este valabil i pentru piese relativ simple, ca de exemplu biela deschis cu dou contacte pe o parte. Ca la controlul mai multor bare, trebuie stabilit cu certitudine c prin fiecare ramur circul acelai curent de magnetizare. Acest lucru se poate produce cel mai sigur printr-un circuit suplimentar de curent. Transformatorul separat necesar pentru aceasta se conecteaz la cea de-a treia faz a reelei de curent trifazat (fig.5.48).

Fig. 5.48. Controlul unei biele prin dou circuite separate de curent

Piesele forjate sau turnate cu geometrii complicate cum sunt fuzetele sau lagrele oscilante se pot controla cu aparatele universale doar prin mai multe prinderi succesive diferite. Aceasta condiioneaz ntotdeauna i mai multe etape de observare. Costurile ridicate ale acestui sistem de control (fig.5.49) se pot reduce folosind aparate cu pn la zece circuite de magnetizare.Fig. 5.49. Aparat cu pulverizare automat pentru magnetizarea multipl a fuzetelor

Pentru asigurarea unui control ct mai constant posibil este necesar o calibrate minuioas fr "zone moarte" n care nu este posibil indicarea fisurilor ca urmare a anihilrii cmpurilor de sens contrar. Se efectueaz determinri pe piese cu defecte artificiale practicate n zonele puternic solicitate. Pentru o calibrare fin toate circuitele de magnetizare ar trebui s fie reglabile continuu pe domenii relativ mari. Nu pot fi evitate zonele de poli magnetici i cele de contact, n care nu se obin nici un fel de indicaii de fisuri. Dac nu este posibil transformarea acestora n domenii necritice ale piesei, este necesar o nou magnetizare i o nou examinare ntr-o a doua etap de control.

5.5. Dispozitive i accesorii 5.5.1Pulberi magnetice Pulberea magnetica trebuie sa indeplineasca urmatoarele conditii generale: sa fie dintr-un material cu permeabilitate ridicata si camp coercitiv cat mai mic (material feromagnetic moale); in functie de procedeul de aplicare sa asigure o granulatie corespunzatoare si cat mai omogena; sa asigure un contrast corespunzator pe suprafetele aplicate Clasificarea pulberilor magnetice Pulberile magnetice pentru defectoscopie se pot clasifica in functie de : 1. Destinatie: pentru metoda uscata; - pentru metoda umeda; 2. Natura suportului magnetic: - cu suport magnetic pe baza de pulberi de fier; - cu suport magnetic pe baza de pulberi de oxizi de fier magnetici; - cu suport magnetic pe baza de pulberi din aliaje feromagnetice; 3. Culoare , cu varinatele: - pulberi colorate (rosii, albe, negre, galbene si fluorescente de culori diferite); - pulberi necolorate peliculizate;

4. Granulatie, data de diametrul mediu al particulelor: - granulatie fina pentru fisuri fine, dg = 1 15 m, granulatie specifica pentru pulberi in suspensie; - granulatie medie pentru fisuri mai mari dg = 30 100 m; - granulatie grosiera pentru piese turnate si forjate, dg = 100 300 m, granulatie specifica pulberilor uscate. Proprietatile pulberilor magnetice Pulberile magnetice pentru controlul defectoscopic sunt produse solide, granulate pe dimensiuni, colorate, necolorate sau luminoase. In afara de dimensiuni, culoare, densitate, umiditate, puterea de acoperire, unghi de taluz ale particulelor, intereseaza, in primul rand proprietatile magnetice ale acestor pulberi. Marimea particulelor are o importanta deosebita pentru sensibiltatea metodei. Particulele cu dimensiuni mai mici asigura o sensibiltate mare cu conditia indeplinirii unei permeabilitati magnetice corespunzatoare. Pentru obtinerea granulatiei particulelor in concordanta cu densitatea urmarita se pot influenta conditiile de lucru astfel ca sa se obtina predominant particule cu dimensiunile dorite. Granulatia pulberii, asa cum rezulta si in continuare joaca un rol deosebit de important asupra relevarii campului magnetic de dispersie. Se ia in consideratie pe de o parte capacitatea de vizualizare a zonelor de discontinuitate, iar pe de alta parte pragul de sensibilitate.

Functiile densitatii de probabilitate, respectiv de repartitie ale marimii pulberilor magnetice Functia denstitatii de probabilitate 1 si functia de repartitie 2 a diamnetrului echivalent al pulberilor utilizate in procedeul umed sunt prezentate in figura (de mai sus).

Intersectia functiei de repartitie cu probabilitatile p = 90%, p = 50% si p = 10%, determina valorile minime, medii si maxime ale diametrului echivalent. Din punct de vedere al aspectului microscopic granulatia pulberii poate fi deosebit de variata. In microfotografiile electronice Foto 1 si Foto 2, realizate la o marire de 5000 de ori sunt aratate doua forme tipice de granulatie: granulatie globulara obtinuta la o pulbere de trioxide de fier (Foto 1), respective o granulatie sub forma de bastonase, obtinuta la o pulbere fluorescenta (Foto 2).

FOTO 2 Microfotografia electronica a granulatiei cu aspect de bastonase a pulberii fluorescente x 5000 Culoarea are importanta speciala asigurand un contrast cat mai mare intre suprafata piesei controlate si pulberea respectiva. Practic, pentru piese de culoare gri sau piese stralucitoare se folosesc pulberi rosii, iar pentru piese de culoare rosie oxidate sau acoperite elecreolitic se folosesc pulberi negre. For increased visibility, particles are coated with fluorescent pigment by the manufacturer. The search for indications is conducted in total or partial darkness, using ultraviolet light to activate the fluorescent dyes. Fluorescent magnetic particles are available for both the wet and dry methods, but fluorescent particles are more commonly used with the wet method. Pentru o vizibilitate mai mare, particulele sunt acoperite cu un pigment fluorescent de catre producator. Analiza se face in intuneric total sau partial, utilizandu-se lumina ulravioleta pentru a activa vopseaua fluorescenta. Pulberile magnetice fluorescente sunt disponibile atat pentru metoda uscata cat si pentru cea umeda, dar pulberile fluorescente se utilizeaza de obicei la metoda umeda. Puterea de acoperire a pulberii magnetice este data de capacitatea acesteia de a se dispersa pe o anumita suprafata si se exprima in cm 2/g. Este de dorit ca acesta putere de acoperire sa fie cat mai mare, dar ea este strans corelata cu granulatia pulberii. Astfel, cu cat granulatia este mai mica (pulberea mai fina) puterea de acoperire este mai mare. Pentru o anumita pulbere unghiul de taluz reprezinta o caracteristica bine determinata. El depinde de marimea particulelor, forma, densitatea lor, coeficientul de frecare particula-particula.

FOTO 1 Microfotografia electrica a granulatiei globulare la pulberea - Fe2O3, x 5000

Proprietatile magnetice ale pulberilor magnetice colorate au importanta deosebita asupra aprecierii calitative a acestora. Variatia inductiei magnetice (B) in functie de campul aplicat (H), rezulta din studiul curbei de magnetizare. Intre pulberea magnetica usoara si suspensia magnetica colorata sau fluorescenta exista diferente semnificative din acest punct de vedere. Astfel, la suspensiile magnetice permeabilitatea este sub jumatate din cea obtinuta la pulberile uscate cenusii, in timp ce campul coercitiv Hc si inductia remanata Br sunt superioare. Diferentele respective depind, in mod esential, de marimea campului de magnetizare. Acestea rezulta in mod concludent din variatia raportului Br/Bs, redat in tabelul urmator. Felul substantei Pulbere uscata cenusie Suspensie neagra Suspensie fluorescentaH = 400 A/cm 0.031 0.381 0.310

Br/BsH = 40 A/cm 0.064 0.044 0.048

Concentratia pulberii magnetice in suspensie este diferita in functie de parametri de magnetizare, tipul pulberii, pigmentul si felul lichidului purtator. Pentru a conferi o calitate corespunzatoare, suspensia trebuie sa contina si un antispumant si un anticoroziv. De regula, ea se incadreaza in limitele 0. 5 3 g/l pentru pulberea fluorescenta si 1 10g/l pentru pulberea obisnuita. Cercetarile experimentale, au demonstrat ca cu cat este mai mare, curentul necesat este mai mic. Densitatea pulberii magnetice influenteaza calitatea acesteia si depunde in buna parte de natura suportului magnetic si de cantitatea de liant si pigment folosita. Este de dorit ca pentru o anumita granulatie, densitatea sa fie cat mai mica, daca celelalte proprietati fizice si magnetice raman constante. Materii prime si auxiliare folosite pentru preparare Ca suport magnetic pentru pulberile granulate se folosesc magnetita, Fe3O4, trioxid de fier, - Fe2O3 si pulbere de fier. Magnetita - Fe3O4 este o pulbere de cuoare neagra si se prezinta sub forma de pulbere foarte fina, care se orienteaza rapid in campul magnetic al defectoscopului. Pulberea de magnetita se obtine din sulfat feros FeSO4 7H2O prin precipitare cu bicarbonat de amoniu. Exista si alte metode de obtinere a acestei pulberi, dar magnetizarile produse cu pulberile astfel obtinute sunt superioare. Trioxidul de fier - - Fe2O3 de culoare maro, are o magnetizare cu 10-15% mai mica decat magnetita si este foarte reactiv din punct de vedere chimic. Trioxidul de fier - Fe2O3 se obtine in conditii de laborator prin calcinarea magnetitei. Pulberea de fier se obtine prin reducerea trioxidului de fier forma altropa Fe2O3, prin procedee specifice pulberilor metalice sau in urma prelucrarilor mecanice, ca produs secundar. Liantii sunt substante anorganice sau organice incolore compatibile cu pulberea si pigmentul si trebuie sa asigure o granulare usoara si un coeficient mic de frecare pe suprafata piesei. Un contrast superior se obtine prin folosirea amestecului de pulbere magnetica cu particule fluorescente. Ca luminofori se folosesc tetraclorura de carbon, antracenul sau dibenzantracenul cu amestec de pigment alb litopon, oxinatul de zinc, oxinatul de

magneziu, respectiv de cadmiu. Oxinatul de zinc produce o intensitate maxima a spectrului de emisie la lungimi de unda de 520nm, ceea ce corespunde culorilor verde deschis galben- verde. Suspensia foloseste, in pricipal, urmatoarele lichide purtoatoare: petrol, ulei mineral, cu vascozitate sub 1 2E, amestecuri de petrol cu ulei mineral, sau amestecuri de apa cu anticoroziv si detergent pentru evitarea efectelor nocive de corodare, emulsionare si pentru micsorarea tensiunii superficiale. Tipuri de pulberi magnetice Types of Magnetic Particles. The two primary types of particles Cele doua tipuri principale de for magnetic particle inspection are dry pulberi magnetice sunt pulberile uscate si particles and wet particles, and each type is cele umede, fiecare fiind disponibile in available in various colors and as diferite culori precum si ca pulberi fluorescent particles. Particle selection is fluorescente.Alegerea pulberilor este principally influenced by: influentata de: Location of the discontinuity, that is, on Localizarea discontinuitatii, daca the surface or beneath the surface este situata la suprafata sau in apropierea suprafetei; Size of the discontinuity, if on the surface Marimea discontinuitatii, daca este la suprafata; Which type (wet or dry particles) is easier to apply Ce tip de pulberi este mai usor de aplicat (uscat sau umed) Dry particles, when used with direct current for magnetization, are superior for detecting discontinuities lying wholly below the surface. The use of alternating current with dry particles is excellent for revealing surface cracks that are not exceedingly fine, but is of little value for discontinuities even slightly beneath the surface (Fig. 17). Wet particles are better than dry particles for detecting very fine surface discontinuities regardless of which form of magnetizing current is used. Wet particles are often used with direct current to detect discontinuities that lie just beneath the surface. The surface of a part can easily be covered with a wet bath because the bath flows over and around surface contours. This is not easily accomplished with dry powders. Pulberile uscate, cand sunt utilizate cu, curent continuu pentru magnetizare, sunt superioare pentru detectarea discontinuitatilor ce sunt in totalitate sub suprafata. Utilizarea curentului alternativ cu pulberi uscate este excelenta pentru a evidentia crapaturi de suprafata, ce nu sunt foarte fine, dar a caror marime este mica pentru discontinuitatile din imediata apropiere a suprafetei. Pulberile umede sunt mai bune decat cele uscate pentru detectarea discontinuitatilor de pe suprafata piesei fara a tine cont de tipul de curent utilizat. Pulberile umede sunt utilizate adesea cu, curent continuu pentru detectarea discontinuitatilor din imediata apropiere a suprafetei. Suprafata unei piese poate fi imediat acoperita cu o baie de pulbere umeda deoarece aceasta pluteste deasupra si in jurul conturului suprafetei. Aceasta nu este usor de realizat

cu pulbere uscata.

Fig. 17 Comparison of sensitivity of alternating current, direct current, direct current with surge, and half-wave current for locating defects at various distances below a surface by means of the dry-particle continuous magnetizing method. See text for description of test conditions. Comparatia sensibilitatii curentului alternativ, a curentului continuu, a curentului continuu cu supratensiuni, si a curentului cu jumatate de unda pentru localizarea defectelor la diferite distante de sub suprafata pentru pulberile uscate.

Colored particles are used to obtain maximum contrast with the surface of the part being inspected. Black stands out against most light-colored surfaces (Fig. 18), and gray against dark-colored surfaces. Red particles are more visible than black or gray particles against silvery and polished surfaces. Fluorescent particles, viewed under ultraviolet light, provide the highest contrast and visibility.

Pulberile colorate sunt utilizate pentru a se obtine un contrast maxim cu suprafata piesei ce este inspectata. Negrul este utilizat pentru a suprafete de culori deschise (fig 18), iar griul pentru cele de culori inchise. Pulberile rosii sunt mai vizibile decat cele negre sau gri pe suprafete argintii si pe suprafete lustruite. Pulberile fluorescente, vizualizate sub lumina ultravioleta, ofera cel mai bun contrast si cea mai buna vizibilitate.

Fig. 18 Black magnetic-powder indications of a cold shut in a casting when seen under black light. Courtesy of Magnaflux Corporation are available with yellow, red, black, and gray pigmented coloring and with fluorescent coatings. The magnetic properties and particle sizes are similar in all colors, making them equally efficient. Dry particles are most sensitive for use on very rough surfaces and for detecting flaws beneath the surface. They are ordinarily used with portable equipment. The reclamation and reuse of dry particles is not recommended.Dry particles

Particule uscate sunt disponibile in colori pigmentate: galben, rosu, negru, i gri i cu straturi fluorescente. Proprietile magnetice i dimensiunile particolelor sunt similare n toate culorile, fcndu-le la fel de eficiente. Particule uscate sunt cele mai sensibile pentru a fi utilizate pe suprafete foarte dure i pentru detectarea defectelor sub suprafata. Ele sunt de obicei utilizate cu un echipament portabil. Regenerareai i reutilizarea de particule uscate nu este recomandat. Air is used to carry the particles to the surface of the part, and care must be taken to apply the particles correctly. Dry powders should be applied in such a way that they reach the magnetized surface in a uniform cloud with a minimum of motion. When this is done, the particles come under the influence of the leakage fields while suspended in air and have three-dimensional mobility. This condition can be best achieved when the magnetized surface is vertical or overhead. Aerul este utilizat pentru a transporta particulele pe suprafata partii, i trebuie s aiba grija ca particulele sa fie aplicate corect. Pulberile uscate ar trebui s fie aplicate n aa fel nct acestea s ating suprafaa magnetizata ntr-un nor uniform, cu un minim de micare. Atunci cnd acest lucru este realizat, particulele intr sub influena cmpurilor de scurgere care plutesc n aer i au o mobilitate tridimensionala.Aceast condiie poate fi realizata cel mai bine atunci cnd suprafaa de magnetizare este verticala sau deasupra capului. When particles are applied to a horizontal or sloping surface, they settle directly to the surface and do not have the same degree of mobility.

Cand particulele sunt aplicate pe o suprafa orizontal sau nclinat, ele se stabilesc direct la suprafa i nu au acelai grad de mobilitate. Dry powders can be applied with small rubber spray bulbs or specially designed mechanical powder blowers. The air stream of such a blower is of low velocity so that a cloud of powder is applied to the test area. Mechanical blowers can also deliver a light stream of air for the gentle removal of excess powder. Powder that is forcibly applied is not free to be attracted by leakage fields. Neither rolling a magnetized part in powder nor pouring the powder on the part is recommended. Pulberile uscate pot fi aplicate cu becuri mici de cauciuc sau spray-uri special concepute pentru suflante mecanice de praf. Curentul de aer al suflantei trebuie s fie de vitez redus, astfel nct un nor de praf se aplic la zona de ncercare. Suflantele mecanice pot furniza, de asemenea, un flux de lumina, de aer pentru eliminarea blnda a prafului n exces. Pulberea care este aplicata forat nu este liber sa cada ntre fisuri.Nu este recomandat nici rularea prii magnetizate sub form de pudr, nici turnarea pulberii pe o parte. Wet particles are best suited for the detection of fine discontinuities such as fatigue cracks. Wet particles are commonly used in stationary equipment where the bath can remain in use until contaminated. They are also used in field operations with portable equipment, but care must be taken to agitate the bath constantly. Particule umede sunt cele mai potrivite pentru detectarea de discontinuitilor fine, cum ar fi fisuri datorate oboselii. Particulele umede sunt de obicei folosite n echipamentele de staionare n cazul n care baia poate rmne n uz pn contaminare. Acestea sunt, de asemenea, folosite n operaiunile de teren cu echipament portabil, dar trebuie avut grija ca baia sa fie constanta. Wet particles are available in red and black colors or as fluorescent particles that fluoresce a blue-green or a bright yellow-green color. The particles are supplied in the form of a paste or other type of concentrate that is suspended in a liquid to produce the coating bath. Particulele umede sunt disponibile n culorile rou i negru sau sub form de particule fluorescente, care prezint fluorescen de un albastru-verzui sau o culoare galben-verzui. Particulele sunt furnizate n form de past sau alt tip de concentrat, care este sub form de lichid pentru a produce baia de acoperire. The liquid bath may be either water or a light petroleum distillate having specific properties. Both require conditioners to maintain proper dispersion of the particles and to allow the particles the freedom of movement to form indications on the surfaces of parts. These conditioners are usually incorporated in the powder concentrates. Baia de lichid poate fi ap sau un eter de petrol distilat avnd proprieti specifice. Ambele cer climatizoare pentru a menine buna dispersie a particulelor i pentru a permite particulelor libertatea de micare pentru a forma indicaii cu privire la suprafeele pieselor. Aceste climatizoare sunt de obicei ncorporate pulberea concentrat. Oil Suspending Liquid. The oil used as a suspending liquid for magnetic particles should be an odorless, well-refined light petroleum distillate of low viscosity having a low sulfur content and a high flash point. The viscosity of the oil should not exceed 3 10-6 m2/s (3 cSt) as tested at 40 C (100 F) and must not exceed 5 10-6

m2/s (5 cSt) when tested at the bath temperature. Above 5 10-6 m2/s (5 cSt), the movement of the magnetic particles in the bath is sufficiently retarded to have a definite effect in reducing buildup, and therefore the visibility, of an indication of a small discontinuity. Parts should be precleaned to remove oil and grease because oil from the surface accumulates in the bath and increases its viscosity. Suspendarea uleiului lichid. Uleiul folosit ca un lichid pentru reinerea particulelor magnetice ar trebui s fie un distilat inodor, eter de petrol bine rafinat si distilat de vascozitate sczut cu un coninut redus de sulf i un punct de aprindere ridicat. Viscozitatea uleiului nu trebuie s depeasc 3 10-6 m2 / s (3 cSt), ca fiind testat la 40 C (100 F) i nu trebuie s depeasc 5 10-6 m2 / s (5 cSt), atunci cnd sunt testate la baia de temperatur. Mai mare de 5 10-6 m2 / s (5 cSt), micarea de particule magnetice n baie este suficient de ntarziat ncat s aib un efect n reducerea acumulrii i a vizibilitii, de o indicaie a unei discontinuiti mici. Pri ar trebui s fie precurate pentru a elimina urmele de ulei i grsime, deoarece uleiul de la suprafa se acumuleaz n baie i crete vscozitatea acestuia. Water Suspending Liquid. The use of water instead of oil for magnetic particle wet-method baths reduces costs and eliminates bath flammability. Figures 19, 20, 21, and 22 illustrate the effectiveness of water-base magnetic particle testing. Watersuspendible particle concentrates include the necessary wetting agents, dispersing agents, rust inhibitors, and antifoam agents. Reinerea apei n lichid. Utilizarea apei n loc de ulei pentru bi de particule magnetice umede-metod ce reduce costurile si elimina inflamabilitatea bii. Cifrele 19, 20, 21, i 22 ilustreaz eficacitatea de testare pe baza de apa particulelor magnetice. Particule de ap-suspendible concentrate includ agenii necesari de umezire, ageni de dispersare, inhibitori de rugin, i ageni antispumant.

Fig. 19 Spindle defects revealed with water-base magnetic particle testing. Courtesy of Circle Chemical Company Defecte de rotatie dezvluite cu testare pe baza de ap a particulelor magnetice.

Fig. 21 50 mm (2 in.) diam gear subjected to water-base magnetic particle testing showing cracks 0.25 mm (0.0098 in.) long by 0.1 mm (0.004 in.) wide. Courtesy of Circle Chemical Company 50 mm din diametrul uneltelor supuse unor teste pe baz de ap a particulelor magnetice prezint fisuri 0,25 mm lungime de 0.1 mm lime.

Corp de reglare a campului magnetic Pentru a reglarea intensitatii campului magnetic, respectiv corectarea acestuia direct pe suprafata piesei se utilizeaza instrumentul prezentat in figura 5.50

Figura 5.50 Corp de reglare a campului magnetic de tip ASTM Acesta este format din 8 segmente de otel moale avand compozitia chimica pe cat posibil cu cea a piesei controlate, izolate intre ele cu metal neferos si acoperite cu o folie de cupru de 0.25mm grosime. Izolatia dintre segmente joaca rolul discontinuitatilor din material (fisuri, nepatrunderi). Corpul se aplica pe piesa in diferite pozitii, reglandu-se intensitatea curentului pana la formarea unui camp de dispersie cu contrast corespunzator pe suprafata foliei de cupru in dreptul uneia dintre discontinuitati. Corpul de reglare poate fi folosit si pentru stabilirea orientarii campului magnetic. In acest scop, prin rotirea corpului se urmareste interstitiul pe care se formeaza campul de dispersie cel mai intens ; liniile de camp sunt orientate perpendicular pe interstitiul respectiv.

O constructie imbunatatita este prezentata in figura. Corpul de reglare este format dintr-o piesa cilindrica din otel moale (1), sectorizata prin doua canale diametrale perpendiculare si o piulita (2), prevazuta cu o folie subtire de cupru (3), care poate fi apropiata sau indepartata de piesa cilindrica prin rotire. Conditiile de magnetizare (intensitatea curentului, granulatia si concentratia suspensiei), se regleaza astfel incat sa se obtina indicatii cat mai bune de la distante maxime intre folia piulitei si piesa cilindrica prin care se inchide fluxul magnetic. 3 2

1 Fig Corp de deglare a campului magnetic de tip Berthold In vederea obtinerii unei concludente ridicate a controlului, se impune ca directia liniilor de camp sa fie perpendiculara pe directia discontinuitatii. In cazul in care nu se cunoaste directia discontinuitatii, piesa se magnetizeaza in cel putin doua directii perpendiculare. Lampi http://www.ndted.org/EducationResources/CommunityCollege/MagParticle/Equipment/Lights.htm Magnetic particle inspection can be performed using particles that are highly visible under white light conditions or particles that are highly visible under ultraviolet light conditions. Inspectia cu pulberi magnetice poate fi realizata utilizand pulberi ce sunt vizibile in conditii de lumina alba sau cu particule ce sunt vizibile sub lumina ultravioleta. When an inspection is being performed using the visible color contrast particles, no special lighting is required as long as the area of inspection is well lit. A light intensity of at least 1000 lux (100 fc) is recommended when visible particles are used, but a variety of light sources can be used. Cand inspectia este realizata uitlizandu-se pulberi cu culori de contrast, nu este necesara utilizarea unei lumini speciale atat timp cat suprafata inspectata este bine luminata. O lumina cu intensitatea de cel putin 1000 lux (100fc ?) este recomandata cand sunt utilizate pulberi vizibile, dar pot fi utilizate o multime de surse de lumina. Fluorescence is the characteristic of an element or combination of elements to absorb the energy of light at one frequency and emit light of a different frequency. The fluorescent materials used in liquid penetrant and magnetic particle inspection are

combinations of elements chosen to absorb light in the peak energy band of the mercuryarc lamp fitted with a Kopp glass filter. This peak occurs at about 365 nm (3650 ). The ability of fluorescent materials to emit light in the greenish-yellow wavelengths of the visible spectrum depends on the intensity of ultraviolet light at the workpiece surface. Fluorescenta este o caracteristica a unui element sau a unei combinatii de elemente de a absoarbe energia din lumina la o frecventa si de a emite lumina la o alta frecventa. Materialele fluorescente folosite n inspecia cu lichide penetrante si cea cu particule magnetice sunt combinaii de elemente alese pentru a absorbi lumina n banda de energie de vrf a lmpii de mercur-arc prevzut cu un filtru de sticl Kopp. Acest varf apare la aproximativ 365nm (3650 ). Capacitatea materialelor fluorescente de a emite lumina in lungimea de unda galben-verzuie a spectrului vizibil depinde de intensitatea luminii ultraviolete utilizata pentru analiza piesei. Ultraviolet Light A mercury-arc lamp is a convenient source of ultraviolet light. This type of lamp emits light whose spectrum has several intensity peaks within a wide band of wavelengths. When used for a specific purpose, emitted light is passed through a suitable filter so that only a relatively narrow band of ultraviolet wavelengths is available. Lumina ultravioleta O lampa de mecur este o sursa convenabila de lumina ultravioleta. Acest tip de lampa emite lumina al carei spectru are cateva varfuri de intensitate intr-o banda larga de lungimi de unda. Cand este folosita cu un scop precis, lumina emisa este trecuta printr-un filtru convenabil astfel incat doar o banda relativ ingusta de lungimi de unda ultraviolete este disponibila. Ultraviolet Light Ultraviolet light or "black light" is light in the 1,000 to 4,000 Angstroms (100 to 400nm) wavelength range in the electromagnetic spectrum. It is a very energetic form of light that is invisible to the human eye. Wavelengths above 4,000A fall into the visible light spectrum and are seen as the color violet. UV is separated according to wavelength into three classes: A, B, and C. The shorter the wavelength, the more energy that is carried in the light and the more dangerous it is to the human cells. Lumina ultravioleta sau lumina neagra este lumina cu lungimea de unda ce apartine intervalului 1000-4000 Angtromi din spectrul electromagnetic. Este o forma de lumina foarte energica vizibila pentru ochiul uman. Lungimi de unda dincolo de 4000 A intra in spectrul luminii vizibile si sunt considerate ca fiind de culoare violet. UV este separata in functie de lungimea de unda in trei clase : A, B si C. Cu cat lungimea de unda este mai scurta, cu cat energia adusa de lumina este mai periculoasa pentru celulele umane. Clasa Lungimea de unda UV-A 3,2004,000 Angstrom UV-B 2,8003,200 Angstrom UV-C 2,8001,000 Angstrom The desired wavelength range for use in nondestructive testing is between 3,500 and 3,800A with a peak wavelength at about 3,650A. This wavelength range is used because it is in the UV-A range, which is the safest to work with. UV-B will do an effective job of causing substances to fluorescence, however, it should not be used because harmful

effects such as skin burns and eye damage can occur. This wavelength of radiation is found in the arc created during the welding process. UV-C (1,000 to 2,800A) is even more dangerous to living cells and is used to kill bacteria in industrial and medical settings. Lungimea de unda dorita pentru utilizarea in defectoscopia nedistructiva este cuprinsa in intervalul 3500 -3800A, cu un varf de 3650A. Aceasta lungime de unda este utilizata deoarece se situeaza in clasa A care este cea mai sigura pentru a se lucra. UV-B este eficienta in a evidentia substantele fluorescente, dar nu este recomandata utilizarea deoarece poate cauza leziuni foarte usor (arsuri ale pielii, leziuni oculare). Aceasta lungime de unda a radiatiei se gaseste in arcul creat in timpul procesului de sudare. UV-C (1000 - 2800 A) este foarte periculoasa pentru celulele vii si este utilizata in industrie si in medicina pentru a ucide bacterii.

The desired wavelength range for use in NDT is obtained