بخشی از مقاله
چکیده :
بازرسی به روش مغناطیس کردن ذرات، روشی حساس براي تعیین محل نقصهاي سطحی و برخی نقصهاي زیرسطحی در مواد فرومغناطیس است وقتی قطعه فرومغناطیس مغناطیده میشود ناپیوستگیهاي مغناطیسی (تقریبا) عمود بر جهت میدان، میدان نشت قوي را به وجود می آورند. این میدان نشت در سطح و بالاي قطعه مغناطیده قرار دارد و آن را با استفاده از ذرات ریز مغناطیسی می توان مشاهده کرد.
خاصیت مغناطیسی را در قطعه با روشهاي متنوعی می توان القا کرد که در این مقاله به تعدادي از این روشها اشاره می شود. این تست در عمیات کنترل کیفیت کاربرد گسترده اي دارد و در تشخیص و اشکارسازي عیوب حساسیت خوبی دارد که به عیوب موجود در قطعات و دسته بندي انها نیز به طور اختصار پرداخته می شود و در اخر تعدادي از استانداردهاي موجود در این تست معرفی می گردد.
وازههاي کلیدي:
کنداکتور،پراد،کلمپ،کویل،یوك
مقدمه
-1تکنیک شار جریانشار جریان میتواند به دو روش مستقیم و غیرمستقیم بکار برده شود .طبق قانون اورستد، میدان مغناطیسی در زاویه 90 درجه با جهت جریان بکار رفته ایجاد می شود. عیوبی که در جهت جریان اعمال شده قرار دارند، خطوط میدان مغناطیسی به وجود امده را قطع کرده و به راحتی قابل تشخیص اند. به طور کلی عیوبی قابل شناسایی هستند که با خطوط میدان زاویه اي بین 30 تا 90 درجه بسازند.
-1-1شار جریان عبوري از هدهاي دستگاه ذرات مغناطیسی
هر قطعه اي اعم از توپر یا سوراخدار که بتوان آن را بین دو فک دستگاه ثابت کرد میتواند به این روش مغناطیس شود. در این روش که جریان الکتریکی از داخل قطعه فرومغناطیس عبور می کند احتمال وقوع اتش سوزي یا جرقه بر روي قطعه وجود دارد. این مشکل می تواند با تمیزکردن قطعه و همچنین دوسر فک مغناطیس کننده دستگاه به حداقل خود برسد. کثیفی از هر نوع باعث ایجاد مقاومت الکتریکی کرده و این مساله به جرقه منتهی می شود که منجر به صدمه دیدن قطعه خواهد شد.
هنگام استفاده از این روش ممکن است بعضی از قطعات خیلی کوتاه باشند که در این صورت می توان از تکه هاي اضافی استفاده کرد و یا چندین قطعه با هم جفت گردند تا تست به راحتی قابل انجام باشد. همچنین بعضی از قطعات ممکن است انتهاي نامنظم داشته باشند به طوري که یک نقطه تماس خیلی کوچک بین قطعه و دو فک دستگاه ایجاد میشود که در نتیجه احتمال وقوع جرقه یا سوختگی افزایش می یابد. این مشکل با استفاده از اداپتورهاي مخصوص که شکل مناسبی به انتهاي قطعات میدهند قابل حل است.
به طور خلاصه تکنیک شار جریان بسیار مناسب است و دامنه وسیعی از قطعات مانند con-rads, axles, shafts, rings, bolts, rods, crankshafts, camshafts را شامل می شود.
-2-1کنداکتور مرکزي
کنداکتور مرکزي شامل یک میله هادي جریان الکتریکی از جنسهایی نظیر مس، برنج، الومینیوم و.. است، که از میان قطعات فرومغناطیس تیوبی یا رینگی شکل می گذرد و بین دو فک دستگاه ثابت میشود. در این روش میدان مغناطیسی هنگامی که جریان الکتریکی از میان کنداکتور عبور میکند دور تادور اطراف کنداکتور ایجاد می شود. این روش براي قطعات تیوب مانند و یا رینگ شکل بسیار مناسب است طوري که اجازه می دهد تا سطح داخلی قطعه که دیده نمیشود و یا وقتی که بین هدها جفت میشود ذرات مغناطیسی داخل انها ریخته نمیشود به راحتی تست گردند. از مزیتهاي این روش این است که تماس الکتریکی مستقیم با قطعه وجود ندارد و در نتیجه خطر جرقه یا اسیب گرمایی نیز به حداقل میرسد. از نکات مهم این روش این است که قطر کنداکتور مرکزي باید به بزرگی سوراخ قطعات باشد. کنداکتور مرکزي نباید از جنس فرومغناطیس باشد زیرا خود میله نیز مغناطیس شده و با قطعه تحت تست تداخل به وجود میآورد. از مس، بیشتر به عنوان کنداکتور مرکزي استفاده میکنند زیرا مس کمترین مشکل گرمایی را ایجاد میکند. میله هاي الومینیومی و برنجی نیز معمولا به عنوان کنداکتور نتایج خوبی به همراه دارد. در بعضی موارد قسمتی از قطعه روي کنداکتور قرار میگیرد که این امر به دلیل بزرگتربودن قطعه از کنداکتور است. در این وضعیت مغناطیس شدگی کمتر از وقتی است که کنداکتور درست در وسط قطعه قرار میگیرد شکل زیر نشان دهنده قرارگیري کنداکتور میباشد.
شکل :1 توزیع میدان داخل و اطراف قطعات تیوبی شکل که توسط کنداکتور مرکزي مغناطیس شده است الف-در وسط قرار دارد ب-قسمتی از قطعه روي آن قرار دارد.
وقتی که قطر قطعه از قطر کنداکتور خیلی بزرگتر است به ناچار قسمتی از قطعه روي کنداکتور قرار می گیرد در این روش باید قسمتی از قطعه که روي کنداکتور قرار می گیرد( حدودا 4D که D قطر کنداکتور است) تست شود، سپس کنداکتور را به سطح دیگر قطعه نزدیک کرده و سطح جدید را نیز تست میکنیم. این کار را براي تست کلیه سطح قطعه انجام می دهیم و مطمئن می شویم که کل سطح قطعه تست گردیده است.
از روش کنداکتور مرکزي براي قطعاتی که یک طرف انها سوراخ و طرف دیگر بسته است نیز استفاده می شود، فقط باید طرفی که به فک بسته می شود کاملا تمیز باشد و از اتصال الکتریکی آن نیز کاملا مطمئن باشیم تا از ایجاد جرقه جلوگیري شود.
-3-1کابل مرکزي
با عبور یک کابل عایق بندي شده حامل جریان از میان سوراخها یا دیگر روزنه هاي قطعات مدل دیگري از روش کنداکتور مرکزي ایجاد می شود. پایه تئوري این روش دقیقا مانند قسمت قبل است اگر چه در عمل قراردادن کابل درست در وسط سوراخها مشکل است. استفاده از کابلهاي قابل انعطاف براي اشکارسازي عیوب شعاعی و محوري سوراخها خیلی راحت و مناسبشکلاست. 2 نمایی از این مدل را نشان می دهد.
شکل 2
-4-1پرادها و کلمپها
پرادها وسایل متصل به کابلهایی هستند که امپراژ خیلی بالایی را حمل میکنند. با قراردادن پرادها روي سطح، جریان ولتاژ پایین توسط ژنراتور به قطعه انتقال می یابد.شکل 3 چگونگی توزیع میدان توسط پرادها روي قطعه را نشان می دهد. پرادها اغلب به صورت جفتهاي جداگانهاي هستند که در یکی از انها ماشه اتصال براي کنترل عبور جریان تعبیه شده است. در این روش براي تست قطعات به دو نفر اپراتور احتیا ج است، یک نفر به وسیله پرادها جریان را برقرار میسازد و نفر دیگر با بکاربردن ذرات مغناطیسی به اشکارسازي عیوب بپردازد.
شکل 3 توزیع میدان مغناطیسی در مواد فرو مغناطیس اطراف پرادها
یکی از مشکلاتی که هنگام استفاده از پراد به تکرار به وجود میاید عدم تماس الکتریکی مناسب بین نوك پراد و قطعه تحت تست است. در روش کاري که هنگام استفاده از پرادمغناطیبراي بازرسی ذرات سی نوشته می شود حتما باید این نکته را مدنظر داشت که پس از تست ، براي محلهاي تماس نوك پراد با قطعه جهت اشکارسازي ترکهایی که ممکن است توسط گرماي زیاد به وجود امده باشد ، تست مواد نافذ در نظر گرفت . جنس نوك پرادها که با قطعات در تماس است باید مناسب باشد. مس یک هادي خوب براي جریان الکتریسته است ولی در بعضی موارد به صورت ناخواسته با فلز تحت تست ترکیب میشود. سرب نیز مانند مس مشکلات ترکیب شدن را دارد علاوه بر انکه احتمال متصاعدشدن بخارات سمی خطرناك نیز وجود دارد. وقتی که از پراد براي بازرسی خطوط جوش استفاده میکنیم پرادها باید در مکانها و فواصل مناسب در دوطرف خط جوش قرارگیرند طوري که خط فرضی بین دو پراد و خط جوش زاویه 45 درجه را تشکیل دهند سپس در طول خط جوش همانند شکل4 حرکت داده شوند. مشکلات کار با پراد باعث شده که در صنایع هوایی از این روش براي بازرسی ذرات مغناطیسی استفاده نگردد و روشهاي دیگر جایگزین آن گردد.
کلمپها (شکل(5 همانند پرادها عمل میکنند، با این تفاوت که بیشتر براي اهداف مشخصی نظیر مغناطیس کردن رینگها بکار رون می د. در این روش نهایت دقت باید انجام شود تا اینکه سطح تماس الکتریکی بین کلمپ و قطعه تحت تست به خوبی تمیز باشد و اجازه بدهد تماس الکتریکی خوبی بین انها ایجاد شود تا از صدمات ناشی از گرماي موضعی جلوگیري شود. استفاده از کلمپها در تکنیک شار جریان اغلب موقعی انجام می شود که بخواهیم از تغییر شکل رینگها هنگامی که بین دو فک دستگاهقرار میگیرد جلوگیري کنیم .
شکل :5 نمایی از کلمپ ها
-2تکنیک کویلوقتی که یک سیم پیچ (کویل) شامل چندین سیم حامل جریان الکتریکی وجود داشته باشد یک میدان مغناطیسی طولی در میان انها ایجاد خواهد شد. چندین روش براي ایجاد چنین میدانهایی در قطعات وجود دارد که در اینجا چند روش آن مورد بررسی قرار میگیرد.
-1-2کویلهاي ثابت
کویلهاي ثابت اغلب شامل چندین کابل مسی سخت از نوع کابلهاي مورد استفاده در جوشکاري است که به شکل حلقه وار و ثابت در کنار یکدیگر قرار میگیرند. تیوبها و میلههاي مسی نیز میتوانند در این نوع کویل استفاده شوند.
معمولا تعداد دورها 5 دور است و ساختار آن بسته به کاربرد کویل از یکدیگر متفاوت است . میدان مغناطیسی در میان کویل با تعداد دورهاي کویل، جریانی که از کابلها میگذرد و همچنین با میزان فاصله از کویل متناسب است. همواره باید دقت کرد که با بکاربردن جریان کافی از میان کویل یک مغناطیدگی مناسبی براي تست قطعات ایجاد شود. وقتی که قطعات با طول بلند به وسیله کویل ثابت مغناطیس میشوند باید در طول قطعه چندین بار مغناطیدگی ایجاد شود. یک همپوشانی %25 از نقطه مغناطیس شده قبلی موردنیاز است تا از مغناطیس شدن کل سطح قطعه مطمئن باشیم .
