Opis metódy
Metóda MPK je pasívna metóda nedeštruktívneho skúšania založená na zaznamenávaní a analýze rozloženia vlastných rozptýlových magnetických polí (VRMP, ang. SMLF - Self Magnetic Leakage Field) vznikajúcich vo výrobkoch a zariadeniach v zónach koncentrácie napätia (ZKN). Pri skúške MPK sa používa prírodné zmagnetizovanie, ktoré sa vyskytuje vo forme vlastných rozptýlových magnetických polí počas faktických deformácií vyplývajúcich z opotrebovania prvkov, čo vedie k štrukturálnym zmenám v materiáloch výrobkov a zariadení. Metóda MPK určuje: Na základe analýzy rozloženia VRMP a ich charakteristík, je možné určenie najviac namáhaného fragmentu konštrukcie alebo uzlov náchylných na poškodenie. Následne je možné vo vybraných oblastiach so spoločnym použitím metódy MPK a ďalšchi nedeštruktívnch testovacích metód odhadnúť resurs zariadenia, teda jeho vhodnosť pre ďalšiu bezpečnú prevádzku. Hlavné rozdiely medzi metódou MPK a tradičnými metódami nedeštruktívneho testovania:
Charakteristickým rysom metódy MPK vo vzťahu k iným metódam nedeštruktívneho skúšania je to, že okrem zisťovania už existujúcich diskontinuít, ako sú praskliny, dutiny, nedostatky prievaru, lokalizuje skorú fázu únavy materiálu a defekty štruktúry, mapované zónami koncentrácie napätia (ZKN). Zóny koncentrácie napätia odrážajú vzťah medzi makro defektmi, defektmi štruktúry na úrovni kryštalografickej siete a namáhaním daného komponentu počas jeho prevádzky. Fyzické základy MPK sú:
- magnetoelastické a magnetomechanické javy,
- jav tvorby a umietnenia hraníc magnetických domén na dislokačných stenách v zónach koncentrácie napätia (ZKN),
- jav rozptylu magnetického poľa v dôsledku výskytu štrukturálných a mechanických heterogenít v podmienkach prirodzeného zmagnetizovania kovu v dôsledku namáhania.
- zóny koncentrácie napätia (ZKN) - základné zdroje rozvoja poškodení,
- mikro a makro defekty nielen na povrchu, ale aj v hlbších vrstvách kovu.
História
Vývoj metódy MPK sa začal v roku 1977, keď bol objavený jav samomagnetizácie potrubí kotlov v miestach ich poškodenia.
Po mnohých rokoch základného výskumu od roku 1990 sa začala rozsiahla priemyselná implementácia metódy MPK, najskôr v energetickom sektore a potom v iných priemyselných odvetviach. V tom čase sa objavili prvé usmernenia a metodiky kontroly dohodnuté s Gosgortechnadzorom Ruskej federácie.
Od roku 1994 sa profesor Anatolij A. Dubov zúčastňuje na práci Medzinárodného zváračského inštitútu (MZI). V rokoch 1994 - 2007 sa prediskutovalo a akceptovalo viac ako 39 dokumentov MZI týkajúcich sa metódy magnetickej pamäte kovu. Potom A.A. Dubow navrhol túto definíciu metódy MPK : Metóda magnetickej pamäte kovu je metóda pasívnej nedeštruktívnej kontroly založená na registráciii a analýze vlastného rozptylového magnetického poľa (VRMP) prvku.
Počínajúc rokom 2000 sa na MZI v Komisii V. ? Kontrola a zabezpečenie kvality zváraných spojov? vykonávali práce na príprave medzinárodných noriem pre metódu magnetickej pamäte kovu.
V roku 2003 boli uverejnené ruské národné normy a norma Ruskej spoločnosti pre zváračskú vedu a techniku (RTNTS) a na prelome rokov 2008 a 2009 boli na základe ruských noriem vypracované a uverejnené tri poľské časti normy ISO 24497:
- ISO 24497-1:2009 (E) Nedeštruktívna kontrola. Metóda magnetickej pamäte kovu.
Časť 1: Všeobecné požiadavky,
- ISO 24497-2:2008 (E) Nedeštruktívna kontrola. Metóda magnetickej pamäte kovu
Časť 2: Pojmy a definície,
- ISO 24497-3:2009 (E) Nedeštruktívna kontrola. Metóda magnetickej pamäte kovu.
Časť 3: Kontrola zváraných spojov.
Metóda MPK bola implementovaná alebo testovaná v podnikoch vo viacerých desiatkach krajín po celom svete ? o.i. sú to: Austrália, Angola, Argentína, Bielorusko, Bulharsko, Čína, Čierna Hora, Česká republika, Fínsko, Izrael, India, Irak, Irán, Kanada, Kazachstan, Kolumbia, Južná Kórea, Litva, Lotyšsko, Macedónsko, Malajzia, Moldavsko, Mongolsko, Nemecko, Poľsko , Južná Afrika, Srbsko, Ukrajina, USA, Maďarsko.
Vzhľadom na neustály vývoj metódy MPK v Poľsku a vo svete existuje veľmi veľké množstvo materiálov súvisiacich s touto metódou. Okrem veľkého počtu vedeckých článkov nájdete na konkrétnych príkladoch štúdie o využití výhod metódy v priemysle.
Oblasť uplatnenia
Metóda MPK je široko používaná vo všetkých odvetviach priemyslu. Používa sa na kontrolu všetkých priemyselných zariadení a na kontrolu všetkých komponentov vyrobených z feromagnetických alebo paramagnetických kovov vrátane austenistickej ocele. Metóda MPK sa vďaka svojim výhodám veľmi dobre hodí do procesu posudzovania technického stavu prevádzkovaných strojov a zariadení. Metóda MPK sa používa aj na testovanie potrubí zakopaných do zeme (BMD- Bezkontaktná magnetická diagnostika):
Metóda MPK sa používa ako:
- kontrola kvality kovu a zváraných spojov,
- lokalizácia Zón koncentrácie napätia (ZKN),
- kontrola kvality tepelného spracovania kovov,
- kontrola výrobkov počas výroby a prevádzky,
- kontrola feromagnetických a paramagnetických materiálov vrátane austenitickej ocele,
- 100 % kontrola kvality výrobkov strojárskeho priemyslu ? vrátane triedenia,
- testovanie mechanických vlastností kovu v laboratórnych podmienkach,
- trvalé alebo periodické monitorovanie končtrukcií, ako sú haly, mosty atď.,
- posúdenie technického stavu objektov a prvkov.
Pomocou metódy MPK môžeme skúšať:
- potrubia, vrátane podzemných potrubí,
- oceľové konštrukcie,
- tlakové nádrže,
- turbíny a ich príslušenstvo,
- žeriavy, pojazdné žeriavy, výťahy,
- rotačné mechanizmy s prístrojovým vybavením (čepele, riadiace prvky, disky, trupy, ventily, generátorové pásy),
- prvky kotlov - tlakové nádže, tesniace hadice, potrubia čerstvej pary - sekundárne, zavesenie kotla, prehrievače atď.,
- zariadenia železničnej dopravy - koľajnice, prvky podvozkov, vagóny, cisterny,
- zariadenia podrobené procesom tečenia materiálu alebo vodíkovej chorobe a mnoho ďalších.
- možnosť odhadnúť napätovo-deformačný stav potrubia bez nutnosti odkopávania,
- na podrobné nedeštruktívne skúšanie sa odkryjú fragmenty potrubia vytypované v skúške MPK BMD,
- možnosť posúdiť technický stav plynovodu a určiť rýchlosť degradácie počas cyklických skúšok.
Výhody metódy
MPM je jediná metóda nedeštruktívnej kontroly, ktorá umožňuje v krátkom čase určiť s presnosťou 1 mm zóny koncentrácie napätia (ZKN).
Medzi najväčšie výhody metódy MPM patria:
- odhalenie zón koncentrácie napätia ako hlavných zdrojov poškodenia ešte predtým, než dôjde k poškodeniu vedúcemu k poruche,
- detekcia defektov vo zvarových spojoch a pôvodnom materiáli prvku, výkovkoch a odliatkoch,
- možnosť predvídať vývoj defektu,
- včasná diagnostika poškodenia a odhad stavu kvality prvku,
- kontrolovaného povrchu, navyše je možné v krátkom čase preskúmať veľkú oblasť objektu, zníženie materiálových nákladov pri použití MPM v kombinácii s konvenčnými metódami NDT (nevyžaduje sa čistenie ani žiadna iná príprava kontrolovaného povrchu, navyše je možné v krátkom čase preskúmať veľkú plochu objektu),
- nevyžaduje sa žiadne dodatočné umelé zmagnetizovanie, pretože MPK využíva prirodzené zmagnetizovanie vytvorené počas výroby alebo prevádzky produktu v reálnych prevádzkových podmienkach.
Základné prínosy zavedenia metódy MPK pre diagnostiku:
- Pokles poruchovosti - zníženie nákladov spojených s odstránením porúch
- Zvýšenie bezpečnosti