Magnetik Partikül yöntemi 100 yıla yakın bir süredir endüstriyel anlamda yüzey ve yüzey altı hataların muayenesinde kullanılmaktadır.

Manyetik parçacık muayenesi ferromanyetik özelliğe sahip demir, nikel, kobalt ve bunların alaşımları olan malzemelerin yüzey ve yüzey altı süreksizliklerinin tespitinde kullanılan bir muayene metotudur.

Malzemeye Manyetik parçacık cihazı ile uygulanan doğru akım sonucu malzeme yüzeyinde manyetik alan oluşur. Eğer malzeme üzerinde bir süreksizlik varsa bu süreksizliğin uç kısımlarında da N ve S kutupları oluşur. Oluşan bu kutuplar süreksizlik üzerinde süreksizliğin tespit edilmesini sağlayacak manyetik akı çizgilerinin oluşmasına neden olurlar. Malzeme üzerine demir tozu ve floresan maddesi karışımı olan özel solüsyon uygulandığında, süreksizlikler üzerindeki alan çizgilerinde biriken bu demir tozları, çizgiler şeklinde görülerek süreksizliklerin tespit edilmesini sağlarlar.

Magnetik parçacık çatlak kontrol yöntemi ile magnetik permeabilitesi (magnetik iletkenliği) 100’ün üzerindeki ferromagnetik olan fakat östenitik olmayan bütün çelik ve alaşımları ile dökme demirler muayene edilebilir. Genellikle yüzey ve yüzeyin hemen altındaki çatlak seklindeki malzeme ayrılmaları tespit edilebilir. Belirli koşullar altında döküm ve dövme parçalarda ve kaynak dikişlerinde yüzey altı hatalar da görüntüye getirilebilir. Bu hatalar, parçaların üretimi sırasında oluşan çatlak ve malzeme ayrılmaları olabileceği gibi işletme koşullarında oluşan hasarlar da olabilmektedir.
Magnetik Partikül Çatlak Kontrol yöntemi özellikle döküm ve dövme sektörü ile kaynak dikişi kontrollerinde yoğun olarak kullanılmaktadır. Otomotiv sektöründe işlenmiş ve ısıl işlem görmüş parçaların kontrolünde, çelik konstrüksiyonlarda, güç santralleri, petrokimya ve havacılık sektörlerinde yoğun bir uygulama alanı bulmaktadır.

Ferromagnetik malzemelerin magnetik iletkenliği iyidir ( permeabiliteleri yüksektir ).Magnetizasyon sırasında magnetik alan çizgileri çatlaklarda olduğu gibi daha az iletken bir bölgeye geldiğinde, değişen magnetik iletkenlikten dolayı bir magnetik alan saçılması oluştururlar. Magnetik alandaki bu değişim, magnetik partikül muayenesinde temel oluşturur. Bir çatlak veya malzeme ayrılmasının oluşturduğu bu saçılan alan, magnetizasyon sırasında yüzeye kuru veya süspansiyon içerisinde uygulanan ve serbest olan demir ve demir oksit tozlarını çekmeye ve hatalı bölge üzerinde magnetik bir köprü oluşturmaya baslar. Bu şekilde çatlak veya malzeme ayrılması üzerinde oluşan toz yığını gözle görülerek hatalı bölge olarak tanımlanabilir.

mttest

 

Magnetik partikül çatlak kontrolünün temel parametreleri aşağıdaki gibi sıralanabilir:
1. Uygulanan metodun doğruluğu
2. Uygulanan akımların dalga formları ( Alternatif, Yarı ve Tam Dalga doğru akım )
3. Magnetik akıların parça üzerindeki doğrultu ve büyüklükleri (A/cm veya Öersted )
4. Magnetiklestirme süresi
5. Demagnetizasyon
6. Hatayı gösteren ekipmanlar, aksesuarlar ve uygulama yöntemleri ( Test sıvısı v.s )
7. Operatör

Uygulama metodu seçilirken parçanın her yerinde yeterli magnetik alan şiddetlerinin oluşturulabilmesi ve her yöndeki çatlakların görüntülenebilmesi esas alınır. Bir çatlak görüntüsü için en önemli şart, magnetik alan çizgileriyle çatlak veya malzeme ayrılması arasındaki açının 45° ’den az olmamasıdır.

mtteknik

 

Boyuna hataların tespitinde pratikte en çok uygulan malzemenin kendisi üzerinden veya yardımcı iletken üzerinden akım geçirme yöntemidir. Bu yöntemde ferromagnetik malzeme, kendisi üzerinden veya belirli bir bölümünden ya da yardımcı iletken üzerinden alternatif, yarı dalga veya tam dalga doğru akım geçirilerek magnetize edilir. İçerisinden akım geçen iletkenin çevresinde magnetik alan oluşacağı ve alan çizgilerini dik kesen hataların tespit edilebilirliği prensibi gereği, olası boyuna çatlaklar görüntüye getirilir. Malzemeden geçirilmesi gereken akımlar malzeme kesiti ile doğru orantılıdır ve bu yüzden malzemenin temas noktalarında yanma noktaları oluşmaması için çok iyi bir temas sağlanması gerekmektedir.
Enine hataların tespiti için ise parça magnetik akı tesiri altında bırakılır. Bu yöntemde magnetizasyon bobinleri veya elektromıknatıslar kullanılır. Her iki yöntemde de boyuna magnetik akı olusturularak enine hataların tespiti yapılır.

Her iki yöntemin de temel uygulama sekli, test cihazının temas kafaları arasına test parçasının sıkıştırılarak, üzerinden akım geçirilmesi ve bobin ya da elektromıknatıs ile elde edilen doğrusal akının parça üzerinden iletilmesi seklindedir.
Parçadan geçirilmesi gereken minimum akımlar ve akılar, parçanın kritik bölgelerinde bile minimum alan şiddetini oluşturabilecek şekilde seçilir. Boyu 800 mm’den kısa parçalar için bobin uygulaması yerine elektro mıknatıs uygulamaları tercih edilebilmektedir.

Magnetik Partikül Testlerine Genel Bakış
Standart bir magnetik Partikül Test sisteminin işleyisi aşagıdaki şekilde gösterilebilir. (Sekil 3). Tristörler aracılığı ile şebeke akım ve gerilimi kontrol edilerek yüksek akım transformatörlerinin primer gerilimleri ayarlanır. Yüksek akım transformatörlerinin
sekonder çıkısı üzerindeki akım trafolarından akım geri beslemeleri alınır ve PLC ile kumanda edilir. Elde edilen yüksek akım ile parça üzerinde magnetik akı indükte edilir. Bu esnada parça üzerine gönderilen magnetik partikül test sıvısı içerindeki magnetik partiküller kaçak akı bölgelerinde toplanarak UV ışık altında hataları belirgin hale getirirler.

standartmttest

 

Manyetik parçacık yönteminin uygulanış aşamaları

1. Muayene yüzeyinde ön temizlik

2. Gerekiyorsa mıknatıslık giderimi

3. Mıknatıslama akımının uygulanması

4. Ferromanyetik tozların püskürtülmesi

5. Mıknatıslama akımının kesilmesi

6. İnceleme
7. Değerlendirme ve rapor hazırlama
8. Mıknatıslık giderimi ve son temizlik

Alternatif akım ( AC ) ile demagnetizasyon
Yüzey ve yüzeyin hemen altındaki küçük ve ince hataların hassas tespit edilmesi için alternatif akımla magnetizasyon kullanılır. Oluşan kalıcı magnetikliği gidermek için de yine alternatif akımla beslenen bobinlerden faydalanılır. Bobin veya parça birbirinden uzaklaşırken magnetik alanın yönü ve şiddeti sürekli değiştiğinden demagnetizasyon kolaylıkla yapılabilmektedir. Demagnetizasyon bobinlerinde
parçanın bobinin etkin alanının dışarısına çıkartılması gerekir. Bu yapılmazsa parçada ilave kalıcı mıknatıslık oluşturulması da söz konusu olabilir. Alternatif akım demagnetizasyonu, PLC ve kontrol kartları ile kumanda edilen tristör devreleri ile kolaylıkla yapılabilmektedir.

Doğru akım ( DC ) ile demagnetizasyon
Boyutları ve kütlesi büyük parçalarda yüzey altındaki hataların (boşluk v.s) tespiti için doğru akım tercih edilmektedir. Deri etkisinin ortadan kalkmasıyla, akımın şiddetine bağlı olarak magnetik alan daha derinlere nüfuz edebilmektedir. Kalıcı mıknatıslığın
giderilmesi için böyle bir durumda doğru akım kullanılması gereklidir. Doğru akım kullanılması durumunda ise akımın şiddetinin ve yönünün değiştirilebilmesi şarttır.
Akımın yön değiştirme sıklığı yaklaşık 1Hz civarında tutulmalıdır. Doğru akım demagnetizasyonu oldukça zor ve uzun zaman alan bir işlemdir. Bu amaçla özel cihaz ve düzeneklere ihtiyaç duyulmaktadır.