Способ магнитной дефектоскопии Советский патент 1942 года по МПК G01N27/84 

Предлагаемый способ магнитной дефектоскопии основан на применении в качестве индикаторов дефекта взвешенных в жидкости измельченных магнитных материалов (магнитных суспензий), которыми покрывают поверхность предварительно намагниченного исследуемого изделия.

При применении магнитных суспензий (масляных, керосиновых и т. п.) на практике возникает ряд затруднений. Частицы в вязком масле при движении сильно тормозятся и теряют кинетическую энергию, сообщаемую им непрерывным воздействием рассеянного магнитного поля, которое создается дефектом. Вследствие этого скорость перемещения частиц в рассеянном магнитном поле получается очень малой и требуется много времени для осаждения этих частиц над дефектным местом. Для того, чтобы началось движение частиц, затягивающая частицу сила должна превысить некоторое предельное значение «трения покоя, которое, как известно, увеличивается с возрастанием вязкости среды. Большая вязкость масла при всех прочих равных условиях уменьшает сферу действия рассеянного поля, так как

частицы, находящиеся в зоне действия малых сил, не будут приходить в движение. Отсюда следует, что увеличение вязкости затрудняет выявление очень мелких дефектов.

Таким образом, применение масла в качестве дисперсионной среды на практике делает метод магнитной дефектоскопии мало чувствительным, сужает применимость и уменьшает его пропускную способность, требуя при массовом контроле применения дополнительной дефектоскопической аппаратуры и средств. Вязкость керосина хотя и меньше вязкости трансформаторного масла, однако, керосин также имеет недостатки: он огнеопасен п не может быть допущен к употреблению на многих заводах. Кроме того, примеси керосина вызывают коагуляцию частиц порошка, приводящую к образованию хлопьев, а также и флотацию, выносящую часть порошка на поверхность.

Заменить дисперсную среду (масло, керосин или т. п.) обыкновенной водой значило бы ввести другие не менее сушественные для магнитного контроля недостатки, а именно: допустить коагуляцию порошка, при которой магнитная суспензия становится непригодной к употреблению как индикатор, и заведомо подвергнуть контролируемые изделия коррозии.

Вышеуказанные недостатки применения воды в качестве дисперсной среды могут быть устранены тем, что магнитный порошок, который служит для обнаружения дефекта, предварительно смешивается с водой, имеюш,ей добавку олеинового мыла, чем достигается стабилизация водной магнитной суспензии. Для предохранения изделия от коррозии, в результате покрытия его водной суспензией магнитного порошка, в воду добавляют ш,елочи и дубильные вешества, например в виде смеси тройного фосфорнокислого натра с едким натром и экстрактом дубовой коры, либо таннина. Известно, что крупинки магнетита или ферромагнитной окиси железа (у-РсзОз), будучи распылены в обыкновенной воде, коагулируют и легко осаждаются на дно.

Опытным путем установлено, что молекулы мыла могут образовать на поверхности частиц магнетита и y-FeoOg мыльные пленки, которые, обладая хорошей смачиваемостью, поддерживают частицы во взвешенном состоянии и зашишают их от коагулирующего действия кислот. Опыты показывают, что существует определенная критическая концентрация мыла (0,2-0,3/о при 10-15 г порошка на 1 л мыльного раствора), причем если концентрация мыла ниже критической концентрации, то в течение 5-10 мин. происходит полное осаждение всего количества порошка. При встряхивании же смеси возникает частично флотация. Наоборот, если концентрация мыла будет взята выше критической, это может вызвать явление желатинизации (застудневания) мыла, что может привести к нежелательному увеличению вязкости дисперсионной среды. Чтобы избежать этого вредного явления, олеиновое мыло должно иметь температуру желатпнизации ниже комнатной температуры. Такое олеиновое мыло оказывает наилучшее стабилизирующее действие.

Обыкновенная вода может содержать газы - кислород, углекислоту, сероводород, аммиак и др., а также Н- и ОН-ионы вследствие разложения молекул воды; Все это, как известно, может вызывать коррозию на некоторых сталях. Поэтому при приготовлении водной магнитной суспензии необходимо провести ряд мероприятий, предохраняющих контролируемое изделие от коррозии водой. С этой целью обыкновенную водопроводную воду надо вначале прокипятить в течение 15-20 мин. для удаления газов, а затем, после стабилизации суспензии мылом, внести в нее такие предохранительные от коррозии средства, которые одновременно с этим не нарушали бы стабилизации самой суспензии, т. е. не вызывали бы коагуляции и флоккуляции частиц порошка. Так как растворимость кислорода в воде убывает с увеличением щелочности, то содержание некоторого количества щелочи должно безусловно способствовать предохранению против коррозии кислородом. Кроме того, прибавление щелочных веществ, например тройного фосфорнокислого натра или едкого натра, рационально еще и потому, что они создают условия для образования на цервой стадии коррозии очень тонкой пассивирующей пленки на поверхности контролируемого изделия. Поэтому предлагается вводить в водную магнитную суспензию тройной фосфорнокислый натр с незначительной примесью едкого натра, безвредного для рук испытателя. Все-таки, если в эту суспензию попадает кислород, то пассивирующая пленка может разрушиться. Поэтому для достижения безусловного предохранения от коррозии водная суспензия должна быть совершенно освобождена от газа. Для этой цели к суспензии нужно добавить экстракт дубовой коры или таннин в небольших количествах. С помощью этих веществ может быть поглощена значительная часть того количества кислорода, которое может вообще находиться в воде согласно кривой его растворимости, в зависимости от наличия щелочи.

Как установлено опытным путем, полное предохранение от коррозии наступает при следующих концентрациях: 75 мг1л NajPOi, 5 мг1л NaOH и 25 мг1л экстракта дубовой коры (или 2-3 мг1л таннина).

Водная магнитная суспензия, которая стабилизована олеиновым мылом и обработана вышеуказанными реактивами для придания ей антикоррозийных свойств, не коагулирует, не флотирует, не корродирует стали и чугуна и наряду с этим является весьма дешевой и общедоступной. По сравнению с другими известными магнитными суспензиями она при всех прочих равных условиях является самой чувствительной.

Предлагаемый способ открывает новые возможности применения магнитной суспензии для решения ряда технически важных задач (выявление микроструктуры закаливаемого слоя в деталях, прошедших поверхностную закалку, зерна

в кислотоупорных сталях, карбидов, графита, а-фазы в аустенитовых сталях и т. п.).

Предмет изобретения

1.Способ магнитной дефектоскопии, основанный на применении в качестве индикаторов дефекта взвешенных в ЖИДКОСТИ измельченных магнитных материалов, которыми покрывают поверхность предварительно намагниченного исследуемого изделия, отличающийся тем, что служащий для обнаружения дефекта магнитный порошок предварительно смещивают с водой с добавлением олеинового мыла, с целью предотвращения выпадения порошка из раствора.

2.Прием осуществления способа по п. 1, отличающийся тем, что, с целью предохранения изделия от коррозии в результате покрытия его магнитной смесью, к последней добавляют щелочи и дубильные вещества, например в виде смеси тройного фосфорнокислого натрия с едким натром и экстрактом дубовой коры, либо таннином.