Aplikace metody magnetické paměti materiálu pro diagnostiku konstrukcí
Metoda magnetické paměti materiálu je NDT metoda založená na měření a analýze rozložení zbytkových magnetických polí v kovových materiálech odrážejících technologickou historii materiálu.
Magnetická paměť materiálu (MPM) se využívá pro určení zón koncentrací namáhání SCZ (Stress Concentration Zones), poruch a heterogenity v mikrostruktuře materiálu a svarových spojů. Reprezentuje jev, který nastává v materiálu ve formě zbytkové magnetizace v prostředí zemského magnetického pole a vlivem provozního zatížení, jako jsou např.: proces výroby, tepelné zpracování, ochlazování, tváření, ohýbání, lisování, sváření atd.
Principem metody je skenování intenzity magnetického pole Hp těsně nad povrchem materiálu pomocí skenovacího zařízení (viz obr. 1). Jde o vozíčkové zařízení, na kterém jsou upevněny snímací sondy. Zařízení je opatřeno kolečky pro snímání vzdálenosti Lx a příslušnou elektronikou pro zesílení a digitalizaci signálů ze sond za použití ověřených kritérií a softwaru, kterým jsou data zpracovávána.
Pro vlastní měření není třeba speciální úprava povrchu nebo odstraňování krycí nátěrové vrstvy. Četnost snímání dat ve vztahu k měřené vzdálenosti je možno volit ve vlastním měřicím programu.
Na obr. 2 je příklad měření nízkých gradientů na potrubí. Z hlediska úrovně amplitud se jedná o těleso bez výskytu defektů a trhlin. Naproti tomu obr. 3 reprezentuje lokalizaci místa zvýšené koncentrace namáhání v konstrukci vyvolané vznikem a šířením únavové trhliny. Příslušné amplitudy gradientů řádově přesahují základní úroveň vůči materiálu bez defektu. Metalograficky zjištěné trhliny ukazuje obr. 4, kde je vidět, že ostrá koncentrace namáhání odpovídá z hlediska lokalizace místu, ve kterém se trhlina nachází.
Tímto způsobem lze kontrolovat plynovody, ropovody, teplovody, vodovody, obecně produktovody. Snímání intenzity magnetického pole se provádí ve vertikální ose Y, axiální ose X (vodorovná osa podél osy potrubí) a ose Z, která je kolmo k ose potrubí. Gradient dH/dx po délce dX potrubí pro všechny výše uvedené složky magnetického pole.
Hlavní výhody metody MPM:
- rychlost měření,
- opakovatelnost měření,
- není třeba úprava povrchu měřeného materiálu,
- inspekce je možná za provozu,
- včasná diagnostika únavového poškození,
- vibrace nemají vliv na měření,
Metoda magnetické paměti materiálu má široké oblasti použití, například v elektrárnách, plynovodech, naftovodech, kovových konstrukcích, dopravě, letectví, loďařství, zdvihacích strojích, metalurgii a také ve vědecké výzkumné činnosti.
Ale má také dílčí omezení vlivem vysoké citlivosti. K limitujícím faktorům patří například nemagnetické materiály, uměle zmagnetované kovy, přítomnost cizích magnetických materiálů v těsné blízkosti kontrolovaného objektu, přítomnost externího magnetického pole nebo elektrického svařování do vzdálenosti 1 m.
Ing. Václav Svoboda, Ing. František Žemlička, Preditest
Foto: Preditest, archiv
Summary
Method of Metal Magnetic Memory is method of a non-destructive inspection based on registration and analysis of distribution of self-magnetic leakage fields (SMLF) arising on products and equipment in stress concentration zones (SCZ) and metal defects. At that, SMLF reflect irreversible change of a magnetization in a direction of maximal stresses action from working loads. Also reflect structural and technological heredity of products and welded joints after their manufacturing and cooling in a weak magnetic field.
124
