MANYETİK PARÇACIK MUAYENESİ Doç.Dr.Faruk Demir

MANYETİK PARÇACIK MUAYENESİ Manyetik parçacık muayenesi ferromanyetik özelliğe sahip demir, nikel, kobalt ve bunların alaşımları olan malzemelerin yüzey ve yüzey altı süreksizliklerinin tespitinde kullanılan bir muayene metodudur. Manyetik parçacık testinin esasını kontrol edilecek olan malzemelerin mıknatıslanabilme özelliğine sahip olması teşkil eder. Kontrol edilecek olan malzemeye cihaz tarafından akım verilerek malzemenin mıknatıslanması sağlanır. Mıknatıslanması sonucunda rastgele dizilmiş moleküller, düzgün sıralı bir şekilde geçer ve bir mıknatıs görevi yapar.

Manyetik parçacık yöntemi yüzey ve yüzeye yakın hataların tespitinde ve yerlerinin belirlenmesi işleminde kullanılan oldukça basit, hızlı ve düşük maliyetle uygulanabilirliğinden dolayı ferromanyetik malzemelere uygulanan oldukça geniş bir kullanıma sahiptir. Bu yöntemde yüzey hatalarının belirlenebilmesi hatanın boyutuna ve yüzeye yakınlığına bağlı olup sadece ferromanyetik yani mıknatıslanabilen malzemelere uygulanır

Yöntemin temel esası incelenen malzemenin manyetikleştirilmesi esasına dayanmaktadır. Manyetikleştirme işlemi, parçadan elektrik akımı veya doğrudan manyetik akı geçilerek gerçekleştirilir. Ferromanyetik malzemeler bu manyetik akıya hiç bir direnç göstermezler aksine bu manyetik akının geçmesine katkıda bulunurlar. Eğer manyetik alan içerisinde hata varsa, hatadaki boşluk alan çizgilerini engelleyecek ve saptıracaktır. Bu durum hata üzerinde yoğun bir kaçak akım oluşturur ve kaçak akımın büyüklüğü hatanın boyutu ile doğru orantılıdır

Çerçeve ile manyetik alan oluşturup kaynak dikişinin muayenesi

Ferromanyetik malzemelerdeki ince ve sığ yüzeysel çatlakların dedekte edilmesi için en iyi yöntemdir. Hızlı ve nispeten basit bir yöntemdir. İnce boya tabakaları bulunması durumunda da uygulanabilir. Test parçasının boyutu ve şekli bakımından kısıtlaması çok azdır. Portatif bir yöntemdir. Manyetik parçacık testinin sadece mıknatıslandırılabilen malzemelere uygulanabiliyor olması, bu yöntemin uygulama alanını sınırlandıran bir özelliktir.

Manyetik Partikül Yönteminde Hatanın Tespiti

Yöntemde muayene parçasının durumuna göre farklı magnetleme seçenekleri mümkündür; - bobinle magnetleme - çerçeve yöntemi (manyetik çatal) - prodlar ile magnetleme - merkezi iletken Ayrıca uygulamada bu tahribatsız muayene yöntemi kuru ve ıslak olmak üzere iki şekilde de uygulanabilir.

Kuru yöntem: Manyetik tozların hava ile birlikte bulut şeklinde deney parçasına püskürtüldüğü yöntemdir. Çalışma ortamında hava akımının çok iyi olması gerekir. Zira havaakımı olmadan tozlar aniden çökelir, hatalı ve kalitesiz görüntü oluşur. Bu etkiyi önlemek amacıyla düşey konumda çalışmak tercih edilir. Kuru yöntemle 300 °C sıcaklığa kadar çalışmak mümkündür. Eğer iş parçasında nem vs. varsa tozlar burada topaklaşacağından hatalı algılamalara neden olabilir. Sonuç olarak, sıcak çalışma koşullarının dışında kuru yöntem genelde tercih edilmeyen bir yöntem olarak bilinir.

Islak yöntem: Manyetik tozların taşıyıcı bir sıvıyla uygulandığı yöntemdir. 60 °C sıcaklığa kadar çalışılabilir. Bu sıcaklığın üzerinde buharlaşma olduğundan çalışma sıcaklığı sınırlaması vardır. Islak yöntemle daha küçük süreksizlikler örneğin yüzeyden 0,02 mm derinlikteki yorulma ve taşlama çatlakları algılanabilir. Tozlar ıslak olduğunda çok daha fazla hareket yeteneği kazandıklarından pürüzlülüğü fazla olan yüzeylerde başarı ile uygulanırlar.

Taşıyıcı sıvılar su ve düşük viskoziteli parlama noktası yüksek petrol türevi maddelerdir. Suyun sakıncalı yönü korozif etkili olması ve korozyon geciktirici inhibitör, topaklaşmayı önleyici dispersiyon maddeleri, 0 °C nin altında çalışıldığı durumda antifriz gereksinimlerindendir

Magnetizasyon Teknikleri Manyetik partikül muayenesinde muayene parçasında bir manyetik alan oluşturmak için doğrudan ve dolaylı magnetizasyon teknikleri uygulanır. Doğrudan magnetizasyon Dolaylı magnetizasyon

Doğrudan magnetizasyon 1.Malzemenin kendisi üzerinden akım geçirmek Bu yöntemde ferromagnetik malzeme, kendisi üzerinden veya belirli bir bölümünden 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 edilirliği 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.

Yöntemin esas uygulama sekli, test cihazının temas kafaları arasına test parçasının sıkıstırılarak üzerinden akım geçirilmesi seklindedir.İkincil uygulama sekli de prodlar veya kıskaçlar kullanılarak malzemenin bir bölgesinden doğrudan akım geçirilmesi seklindedir. Prodlar genellikle bakırdan imal edilir ve özellikle kaynak dikişlerinin kontrollerinde kullanılır. Her iki durumda da sıkı temas önemlidir. Aksi halde yeterli olmayan temas koşullarında ark atlamaları ve ikincil hasarlar oluşabilir.

2. İndüksiyon akımı Tekniği Bazı durumlarda, özellikle dairesel ve ortası delik parçaların testinde muayene edilecek parçadaki alanı amaca uygun yönlendirebilmek için parça içerisinde bir manyetik alan yaratılması gerekir. Halka seklindeki test parçası üzerinde, dairesel yönde akan bir indüksiyon akımı oluşturularak dairesel hataları test edilebilir. İndüksiyon akım tekniği prensip gereği sadece alternatif akım kullanılarak uygulanabilir.

Dolayli magnetizasyon 1.Tabi mıknatıs Muayene edilecek parçanın bir bölümü mıknatısın kutupları arasında oluşacak magnetik alanla mıknatıslanır. Bu yöntem mıknatısın iki kutbu arasındaki alan çizgilerine dik olan hataların tespitinde uygulanır. Tabii mıknatıs uygulaması, olusturulacak magnetik alanın büyüklügünün az olması dolayısıyla seri kontrol amacıyla kullanılamaz.

2. Elektromıknatıs Malzeme bir elektromıknatıs yardımı ile mıknatıslanır. Muayene edilecek parça kutuplar arasındaki manyetik alan içerisine yerleştirilir. Parça ve mıknatıs kapalı bir magnetik devre oluşturur ve boyuna magnetik alan yaratılır. Sabit elektromıknatısların yanı sıra taşınabilir el magnetleri seklinde de günümüzde Tahribatsız Muayene oldukça yaygın bir biçimde kullanılmaktadır. Elektromıknatıslar alternatif veya darbeli doğru akımla çalışabildiği gibi alan şiddetleri de ayarlanabilmektedir.

3. Yardımcı iletken üzerinden akım geçirmek Sık kullanılan bir diğer muayene yöntemi de yardımcı bir iletken kablo veya çubuk kullanılarak oluşan magnetik alanın kullanılması seklindedir. İletkenin çevresinde oluşacak magnetik alan ile malzeme mıknatıslanır ve boyuna ve radyal doğrultudaki hatalar tespit edilebilir. Parça ile yardımcı iletken arasında bir elektriksel temas olmadığından ark oluşması tehlikesi yoktur. Bu yöntemle hem iç hem de dış hatalar tespit edilebilir. Yöntemin bir diger avantajlı tarafı da çok sayıda parçanın aynı anda test edilebilmesine imkan tanımasıdır.

4. Bobin ile mıknatıslama Bobin ile mıknatıslama yine oldukça yaygın kullanılan bir yöntemdir. Boyuna magnetik alan oluşturularak enine hataların tespiti yapılır. Sarım sayısı gerekli magnetik alan şiddetine bağlıdır ve şiddeti amper-tur ile ifade edilir. Ampermetreden okunan akımın bobinin sarım sayısı ile çarpılması ile elde edilir.

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.

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

Manyetik partikül yöntemi ile tespit edilebilen ve tespit edilemeyen hata türleri

İlk olarak test edilecek parçanın yüzeyinin kimyasal olarak temizlenip yağ, kir vb. yabancı maddelerden arındırılması gerekir. Temizlenen test parçası kelepçe (Hand-yoke) adı verilen cihaz ile manyetize edilir. Demir oksit parçacıkları içeren süspansiyon malzeme üzerinde akım uygulanan test bölgesine püskürtülür. Bu parçacıklar kaçak manyetik alan tarafından çekilir ve hatanın tam üzerinde kümelenir. Bu kümenin görüntüsü kullanılan süspansiyonun türüne göre görünür ışık veya UV ışık altında gözle tespit edilebilir. Muayene işlemi bittikten sonra parçadaki manyetikliğin kaldırılması gerekmektedir.

Manyetik partikül testinin uygulanışı ve hatanın tespiti

Çatal sürekli mıknatıslar daha çok yüzey çatlaklarının belirlenmesinde kullanılır. Çatlağın manyetik akım çizgilerine paralel olması halinde çatlağı görmek mümkün değildir. Bundan dolayı parçanın enine ve boyuna şekillerdeki gibi muayene edilmesi gerekir.

MANYETİK PARÇACIK YÖNTEMİNİN AVANTAJLARI Uygulaması kolaydır. Niceldir. Görüntüleme hariç tutulursa otomasyona uygundur. (Günümüzde teknolojinin gelişmesiyle beraber basit hataların görüntülenmesinde kameralar kullanılmaktadır.) Ucuz, kolay ve fazla tesis masrafı gerektirmeyen bir tahribatsız malzeme muayenesi yöntemidir. Kaba yüzey temizliği deney için yeterlidir. Yabancı maddelerle dolmuş çatlaklar da algılanabilir

Manyetik parçacık yönteminin dezavantajları Sadece ferromanyetik malzemelerle sınırlıdır. Sadece yüzey ve yüzeye yakın hataların tespiti mümkündür. Demir, nikel, kobalt ve alaşımları gibi ferromanyetik malzemelere uygulanabilir.

Demir esaslı olduğu halde östenitik paslanmaz çeliklere, endüstride yaygın olarak kullanılan demir dışı metallerden alüminyum, bakır ve titanyum alaşımlarına uygulanamaz. Temas noktalarında ıslanma ve ark malzeme özelliklerinin bozulmasına neden olabilir. Muayeneden sonra koşullar gereği demagnetizasyona gerek duyulabilir. Boya ve diğer kaplamalar yöntemin duyarlılığını azaltır.

DİNLEDİĞİNİZ İÇİN TEŞEKKÜRLER..