חלקיקים מגנטיים
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
בדיקה באמצעות חלקיקים מגנטיים, נועדה לבדוק הימצאות סדקים או אי רציפויות, ביציקות, ריתוכים ועוד.
זוהי אחת ממגוון שיטות הבדיקה שאינן הורסות את האובייקט הנבדק, מבוססת על מגנוט החלק הנבדק, ומכאן שניתן להפעילה רק על חומרים פרומגנטיים (הניתנים למיגנוט).
השיטה מתבססת על עקרון פריצת (דליפת) שטף מגנטי.
על פי עקרון זה, כאשר תהיה אי רציפות בחומר ממוגנט (למשל אם נוצר בו סדק, בפני השטח או מעט מתחת לפני השטח), ייוצרו שני קטבים מגנטיים חדשים, בעלי משיכה מגנטית גבוהה עקב קרבת הקטבים, ואליהם יימשכו חלקיקים מגנטיים המפוזרים על פני החלק.
שיטה זו משמשת לבדיקת יציקות, חישולים, ריתוכים וכן דפנות מיכלים.
תוכן עניינים |
[עריכה] עקרונות ותכונות
[עריכה] מגנטיות
על פי עקרונות המגנטיות, שדה מגנטי ינוע תמיד בין קוטב אחד לקוטב אחר במגנט, במעגל סגור.
אי רציפות במגנט תיצור שני קטבים חדשים, שביניהם ינועו קווי השטף המגנטי בעוצמה רבה עקב קרבת הקטבים (הדבר דומה למגנט פרסה - כיפוף של מגנט ישר יאפשר לייעל את עוצמת המגנוט שבו ולהופכו למעשה למגנט חזק/אפקטיבי יותר ממגנט ישר).
בשיטה זו, ממגנטים את החלק, ולאחר מכן מפזרים על הפריט הנבדק חלקיקים מגנטיים, שיימשכו אל הקטבים שבפריט הנבדק.
לא ניתן לבדוק בשיטה זו פריטים דיאמגנטיים (שאינם מתמגנטים כלל), או פאראמגנטיים (המתמגנטים בצורה חלשה או מתמגנטים כל עוד זורם בתוכם זרם חשמלי - ע"ע אלקטרומגנטיות).
יכולת החלק להתמגנט (פרמביליות) ומידת השאירות המגנטית שלו הינן קריטיות לצורך בדיקה איכותית.
פריצת שדה מגנטי תהיה בניצב לכיוון תנועת השטף המגנטי, וזאת אחת מהסיבות לקיום מספר סוגי מגנוט שונים על מנת לאתר כל סוג של אי רציפות בחומר.
[עריכה] החלקיקים
החלקיקים המגנטיים עשויים משבבים פאראמגנטיים, בעלי צורה מרובת צלעות, על מנת ליצור מהירות תנועה מקסימלית לעבר ריכוז קווי השטף המגנטי.
כיום משתמשים בחלקיקים בעלי פלורוסנטיות, על מנת להקל על הבודק לאתר את מיקומם.
בנוסף, על מנת לייעל את תהליך הבדיקה, משתמשים בנוזל שמנוני שבתוכו נמצאים החלקיקים המגנטיים, וכך תנועתם לעבר הקטבים הינה מהירה בהרבה. גודל החלקיקים המקובל הוא 1 עד 20 מיקרון.
[עריכה] סוגי מגנוט
[עריכה] מגנוט ישיר במגע - Contact
בשיטה זו משתמשים בחלק עצמו כמוליך חשמלי, שדרכו מזרימים זרם חשמלי היוצר שדה מגנטי היקפי מסביב לפריט.
- החלק מתחמם בקצוות ועלול להתעוות במגנוט רב עוצמה.
- הסדקים שיימצאו הינם רוחביים - בניצב לכיוון הזרם החשמלי.
[עריכה] מגנוט בעזרת מוט מוליך - Contact
שיטה זו מתאימה לחלקים בעלי חלל פנימי צינורי. מעבירים דרך החלל מוט מוליך (עשוי נחושת) שאותו ממגנטים בשיטת המגנוט הישיר.
- שיטה זו עדיפה במידה ואפשר להשתמש בה - לא נגרם נזק לפריט הנבדק.
- הסדקים שיימצאו יהיו אורכיים - במקביל לכיוון הזרם החשמלי במוט המוליך.
[עריכה] מגנוט באמצעות פרודים - Prods
בשיטה זו משתמשים בצמד מוטות מוליכים לצורך מגנוט משטחים גדולים - המוטות מוצמדים אנכית אל משטח הבדיקה.
- קווי השטף ינועו סביב המוטות.
- השיטה יוצרת סימני צריבה חריפים על גבי הפריט הנבדק, ולכן אסורה בחלקים תעופתיים.
[עריכה] מגנוט באמצעות סליל - Coil
בשיטה זו משתמשים במוליכים בצורת סליל שדרכם מועבר זרם חשמלי, וכך נוצר שדה מגנטי בתוך הפריט הנבדק שנמצא במרכז הסליל או בתחתיתו.
- הסדקים שיימצאו יהיו רוחביים - עם כיוון הזרם החשמלי.
- עוצמת המגנוט תלויה בעוצמת הזרם ובמיקומו בסליל.
[עריכה] מגנוט באמצעות פרסה - Yoke
הפרסה היא מכשיר נייד המורכב ממחולל זרם, עם שתי זרועות מתכווננות שדרכן עובר סליל חשמלי, שהופך אותן למעין מגנט פרסה. את הפרסה מצמידים לחלק הנבדק, כשאזור הבדיקה הוא בין זרועות הפרסה.
- הסדקים שייתגלו יהיו בניצב לזרועות.
[עריכה] שיטות בדיקה
ישנן שני סוגי בדיקה עיקריים בשיטה זו - השיטה הרציפה והשיטה השיורית.
[עריכה] השיטה הרציפה
בשיטה זו מזרימים את הנוזל עם החלקיקים המגנטיים, על הפריט הנבדק, לפני המגנוט ובמהלכו, עד מעט לפני סיום המגנוט.
זאת השיטה היעילה ביותר לאיתור סדקים, מכיוון שכך מנוצלת כל יכולת ההתמגנטות של הפריט (לאחר הגעה לנקודת הרוויה המגנטית, יורדת רמת המגנטיות של המגנט במעט).
[עריכה] השיטה השיורית
בשיטה זו מנצלים את המגנטיות השיורית של הפריט (כלומר - את השדה המגנטי שנשאר לאחר הפסקת המגנוט).
את נוזל החלקיקים המגנטיים מיישמים על הפריט לאחר הפסקת המגנוט. שיטה זו פחות יעילה למתכות מסוימות, ורצוי להשתמש בשיטה הרציפה.
[עריכה] יישום החלקיקים
ישנן שלוש שיטות ליישום החליקים המגנטיים על גבי הפריט הנבדק.
[עריכה] אבקה
משתמשים באבקת ברזל, שאותה מפזרים בצורה אחידה על פני הפריט הנבדק. לאחר המגנוט האבקה תתרכז במקומות בהם יהיו פרצות בשטף המגנטי.
שיטה זאת הינה בעלת היעילות הנמוכה ביותר, מכיוון שתנועת האבקה מוגבלת, והאינדיקציות המופיעות אינן ברורות.
[עריכה] תרסיס
שימוש במיכל ריסוס דחוס המלא בנוזל מעורב בחלקיקים מגנטיים. זו הדרך המהירה והקלה ליישום החלקיקים.
התרסיס הינו במצב נוזלי, עם ריכוז גבוה של חלקיקים קטנים, ועל כן הוא יעיל יותר מיישום בעזרת אבקה. הניידות שמציעה אריזת התרסיס הינה עוד מעלה של השיטה.
[עריכה] נוזל
- ערך מורחב – נוזל מגנטי
שימוש במתקן בעל אמבט מלא נוזל שמנוני עם חלקיקים מגנטיים, שאותו שואבים בעזרת צינור, ומיישמים ישירות על הפריט.
שיטה זו מבטיחה יישום מקסימלי של החלקיקים על פני השטח, ומאפשרת בקרה מלאה על ריכוז החלקיקים בנוזל, להבדיל מתרסיס.
[עריכה] הוצאה ממגנוט
לרוב, לאחר גמר הבדיקה, יש להוציא את החלק ממגנוט. על ידי כח יש להשתמש בכח מאלץ (כח קורהזיבי), שישנה את סידור האטומים המגנטיים בפריט לסידור אקראי.
ניתן להשתמש לצורך כך במתקן ייעודי או במתקן הממגנט (כגון ביוק או בסליל נייד).
[עריכה] יתרונות וחסרונות
[עריכה] יתרונות
- מאפשרת בדיקת יציקות.
- בדיקה מהירה, ללא זמן המתנה.
- מאפשרת בדיקת מתכות מגנטיות.
- מאפשרת בדיקת מתכות בעלות צפיפות גבוהה.
[עריכה] חסרונות
- מחייבת שימוש בתאורת UV, המסוכנת לבריאות.
- לא תמיד ניתן לאשש חד משמעית אינדיקציות שהעלתה הבדיקה.
- מחייבת מיכשור ייעודי ונגישות לחשמל.
- מחייבת ידע תיאורטי רב על מנת לתכנן ביעילות בדיקה לפריטים שונים.
| בדיקות לא הורסות בתעשייה |
|
בדיקות ויזואליות | רדיוגרפיה | אולטרסוניקה | בדיקת חלקיקים מגנטיים | זרמי ערבולת | שירוגרפיה | תרמוגרפיה | נוזלים חודרים | בדיקת הקשה |
קטגוריות: תעשייה | הנדסה אזרחית | אלקטרומגנטיות | חשמל
