Introducción a la Inspección Por Partículas Magnéticas

Inspección de partículas magnéticas (MPI) es un método de ensayo no destructivo se utiliza para la detección de defectos. MPI es rápido y relativamente fácil de aplicar, y preparación de superficie de la pieza no es tan importante como lo es para otros métodos de ensayos no destructivos. Estas características hacen de MPI uno de los métodos de ensayos no destructivos más ampliamente utilizados.

MPI utiliza campos magnéticos y las partículas magnéticas pequeñas (presentaciones ieiron) para detectar fallas en los componentes. El único requisito desde un punto de vista inspeccionabilidad es que el componente que está siendo inspeccionado debe estar hecha de un material ferromagnético, tal como hierro, níquel, cobalto, o algunas de sus aleaciones. Los materiales ferromagnéticos son materiales que pueden ser magnetizados a un nivel que permita la inspección sea eficaz.

El método se utiliza para inspeccionar una variedad de formas de producto incluyendo piezas fundidas, piezas forjadas, y piezas soldadas. Muchas industrias diferentes utilizan la inspección de partículas magnéticas para determinar la aptitud para el uso de un componente.Algunos ejemplos de industrias que utilizan la inspección de partículas magnéticas son las estructuras de acero, automotriz, petroquímica, generación de energía y las industrias aeroespaciales. Inspección bajo el agua es otra área en la inspección de partículas magnéticas puede ser utilizado para probar los artículos, tales como las estructuras en alta mar y las tuberías submarinas.

   

Principios básicos

En teoría, la inspección de partículas magnéticas (MPI) es un concepto relativamente simple.Se puede considerar como una combinación de dos métodos de ensayos no destructivos: pruebas de fuga de flujo magnético y la prueba visual. Considere el caso de un imán de barra. Tiene un campo magnético en y alrededor del imán. Cualquier lugar que una línea de fuerza magnética sale o entra del imán se llama un poste.Un poste de donde una línea de fuerza magnética sale del imán se llama un polo norte y un polo donde una línea de fuerza entra en el imán se llama un polo sur.

Cuando un imán de barra se rompe en el centro de su longitud, dos imanes de barra completos con los polos magnéticos en cada extremo de cada pieza resultarán. Si el imán se acaba roto, pero no se rompe por completo en dos, una al norte y el polo sur se formarán en cada borde de la grieta. El campo magnético que sale del polo y vuelve a entrar en el polo sur al norte. El campo magnético se extiende a cabo cuando se encuentra con el pequeño espacio de aire creado por la grieta debido a que el aire no puede soportar tanto el campo magnético por unidad de volumen como el imán.Cuando el campo se extiende hacia fuera, que aparece a filtrarse del material y, por lo tanto se llama un campo de pérdida de flujo.

Si las partículas de hierro se esparcen en un imán agrietado, las partículas se sentirán atraídos y el grupo no sólo en los polos en los extremos del imán, sino también en los polos en los bordes de la grieta. Este conjunto de partículas es mucho más fácil de ver que la grieta real y esta es la base para la inspección de partículas magnéticas.

El primer paso en una inspección de partículas magnéticas es para magnetizar el componente que va a ser inspeccionado. Si los defectos en la superficie o cerca están presentes, los defectos crean un campo de fuga. Después de que el componente ha sido magnetizado, partículas de hierro, ya sea en una forma suspendida en seco o en húmedo, se aplican a la superficie de la parte magnetizada. Las partículas serán atraídos y clúster en los campos de fuga de flujo, formando de este modo una indicación visible de que el inspector puede detectar.

Historia de Inspección de Partículas Magnéticas

Magnetismo es la capacidad de la materia para atraer a otro asunto a sí mismo. Los antiguos griegos fueron los primeros en descubrir este fenómeno en un mineral que llamaron magnetita.Más tarde Bergmann, Becquerel, y Faraday descubrió que toda la materia incluyendo líquidos y gases se vieron afectados por el magnetismo, pero sólo unos pocos respondieron en un grado notable.

El uso más antiguo conocido del magnetismo para inspeccionar un objeto tuvo lugar ya en 1868. Barriles Cannon fueron revisados por defectos de magnetización del barril luego deslizando un compás magnético a lo largo de la longitud del cañón. Estos inspectores primeros fueron capaces de localizar fallas en los barriles para el control de la aguja de la brújula. Esta era una

forma de ensayos no destructivos, pero el término no era de uso común hasta algún tiempo después de la Primera Guerra Mundial

En la década de 1920, William Hoke se dio cuenta de que las partículas magnéticas (virutas de metal de color) se podrían utilizar con el magnetismo como un medio de localización de defectos. Hoke descubrió que una superficie o del subsuelo defecto en un material magnetizado causaron el campo magnético a distorsionar y extenderse más allá de la parte. Este descubrimiento fue llevado a su atención en el taller mecánico. Se dio cuenta de que las moliendas de piezas metálicas de acero duro (en poder de un plato magnético mientras se esté rectificando) forman patrones en la superficie de las partes que correspondían a las grietas en la superficie. La aplicación de una fina ferromagnética en polvo a las partes provocó una acumulación de polvo sobre los defectos y formó una indicación visible. La imagen muestra un dispositivo de prueba de acero 1928 Electyro-magnética (MPI) hecha por el Equipo y Engineering Company Ltd. (ECO) de Strand, Inglaterra.

A principios de 1930, la inspección de partículas magnéticas estaba reemplazando rápidamente el método de petróleo y bacaladilla (una forma temprana de la inspección de líquidos penetrantes) como el método de elección por la industria ferroviaria para inspeccionar las calderas de vapor del motor, ruedas, ejes, y las pistas. Hoy en día, el método de inspección MPI se utiliza ampliamente para comprobar si hay defectos en una gran variedad de materiales y componentes manufacturados. MPI se utiliza para comprobar los materiales como el acero en barras para las costuras y otros defectos antes de invertir el tiempo de mecanizado durante la fabricación de un componente. Los componentes críticos de automóviles son inspeccionados por defectos después de la fabricación para garantizar que las piezas defectuosas no se ponen en servicio. MPI se utiliza para inspeccionar algunos componentes altamente cargados que han estado en servicio por un período de tiempo. Por ejemplo, muchos componentes de coches de carreras de alto rendimiento son inspeccionados siempre que el motor, tren de accionamiento u otro sistema se somete a una revisión. MPI también se utiliza para evaluar la integridad de las soldaduras estructurales en los puentes, tanques de almacenamiento, y otras estructuras críticas para la seguridad.

Magnetism

Magnets are very common items in the workplace and household. Uses of magnets range from holding pictures on the refrigerator to causing torque in electric motors. Most people are familiar with the general properties of magnets but are less familiar with the source of magnetism. The traditional concept of magnetism centers around the magnetic field and what is know as a dipole. The term "magnetic field" simply describes a volume of space where there is a change in energy within that volume. This change in energy can be detected and measured. The location where a magnetic field can be detected exiting or entering a material is called a magnetic pole. Magnetic poles have never been detected in isolation but always occur in pairs, hence the name dipole. Therefore, a dipole is an object that has a magnetic pole on one end and a second, equal but opposite, magnetic pole on the other.

A bar magnet can be considered a dipole with a north pole at one end and south pole at the other. A magnetic field can be measured leaving the dipole at the north pole and returning the magnet at the south pole. If a magnet is cut in two, two magnets or dipoles are created out of one. This sectioning and creation of dipoles can continue to the atomic level. Therefore, the source of magnetism lies in the basic building block of all matter...the atom.

Los imanes son elementos muy comunes en el trabajo y el hogar. Usos de la gama de imanes de poseer imágenes en el refrigerador para causando torsión en motores eléctricos. Mayoría de la gente está familiarizada con las propiedades generales de los imanes, pero está menos familiarizada con la fuente de magnetismo. El concepto tradicional de magnetismo se centra alrededor del campo magnético y lo que es conocido como un dipolo. El término "campo magnético" simplemente describe un volumen de espacio donde hay un cambio en la energía dentro de ese volumen. Este cambio en la energía puede ser detectado y medido. El lugar donde un campo magnético puede ser detectado salir o entrar en un material se llama un polo magnético. Polos magnéticos nunca se han detectado aisladamente, pero siempre ocurren en pares, por lo tanto el dipolo de nombre. Por lo tanto, un dipolo es un objeto que tiene un polo magnético en un extremo y un segundo, igual pero enfrente de, polo magnético en el otro.

Una barra de imán puede considerarse un dipolo con una norte pole en un extremo y el polo sur en el otro. Un campo magnético puede medirse el dipolo en el Polo Norte y regresará el imán en el Polo Sur. Si un imán está cortado en dos, se crean dos imanes o dipolos de uno. Esta sección y la creación de dipolos pueden continuar a nivel atómico. Por lo tanto, la fuente de magnetismo encuentra en el componente básico de toda materia... el átomo.

The Source of Magnetism

All matter is composed of atoms, and atoms are composed of protons, neutrons and electrons. The protons and neutrons are located in the atom's nucleus and the electrons are in constant motion around the nucleus. Electrons carry a negative electrical charge and produce a magnetic field as they move through space. A magnetic field is produced whenever an electrical charge is in motion. The strength of this field is called the magnetic moment

La fuente de magnetismo

Toda la materia está compuesta de átomos y los átomos están constituidos por protones, neutrones y electrones. Los protones y neutrones se encuentran en el núcleo del átomo y los electrones están en constante movimiento alrededor del núcleo. Electrones llevan una carga eléctrica negativa y generar un campo magnético mientras se mueven a través del espacio. Un campo magnético se produce siempre que una carga eléctrica en movimiento. La fuerza de este campo se llama el momento magnético

This may be hard to visualize on a subatomic scale but consider electric current flowing through a conductor. When the electrons (electric current) are flowing through the conductor, a magnetic field forms around the conductor. The magnetic field can be detected using a compass. The magnetic field will place a force on the compass needle, which is another example of a dipole.

Since all matter is comprised of atoms, all materials are affected in some way by a magnetic field. However, not all materials react the same way. This will be explored more in the next.

Esto puede ser difícil de visualizar en una escala subatómica pero cuenta corriente eléctrica que circula a través de un conductor. Cuando los electrones (corriente eléctrica) están fluyendo a través del conductor, la forma de un campo magnético alrededor del conductor. El campo magnético puede detectarse mediante una brújula. El campo magnético colocará una fuerza en la aguja de la brújula, que es otro ejemplo de un dipolo.

Puesto que toda la materia está compuesta de átomos, todos los materiales son afectados de alguna manera por un campo magnético. Sin embargo, no todos los materiales reaccionan igual. Esto será explorado más en la siguiente sección.

Diamagnetic, Paramagnetic, and Ferromagnetic Materials

When a material is placed within a magnetic field, the magnetic forces of the material's electrons will be affected. This effect is known as Faraday's Law of Magnetic Induction. However, materials can react quite differently to the presence of an external magnetic field. This reaction is dependent on a number of factors, such as the atomic and molecular structure of the material, and the net magnetic field associated with the atoms. The magnetic moments associated with atoms have three

origins. These are the electron motion, the change in motion caused by an external magnetic field, and the spin of the electrons.

Materiales diamagnéticos, paramagnéticos y ferromagnéticos

Cuando un material se coloca dentro de un campo magnético, se verán afectadas las fuerzas magnéticas de los electrones del material. Este efecto es conocido como la ley de inducción magnética de Faraday. Sin embargo, los materiales pueden reaccionar absolutamente diferentemente a la presencia de un campo magnético externo. Esta reacción depende de varios factores, como la estructura atómica y molecular del material, y el campo magnético neto asociado con los átomos. Los momentos magnéticos asociados con átomos tienen tres orígenes. Estos son el movimiento de electrones, el cambio en el movimiento causado por un campo magnético externo y el giro de los electrones.

In most atoms, electrons occur in pairs. Electrons in a pair spin in opposite directions. So, when electrons are paired together, their opposite spins cause their magnetic fields to cancel each other. Therefore, no net magnetic field exists. Alternately, materials with some unpaired electrons will have a net magnetic field and will react more to an external field. Most materials can be classified as diamagnetic, paramagnetic or ferromagnetic.

En la mayoría de los átomos, electrones ocurren en pares. Electrones en un par giran en direcciones opuestas. Así, cuando los electrones están emparejados juntos, sus giros opuestos hacer que sus campos magnéticos cancelar mutuamente. Por lo tanto, ningún campo magnético neto existe. Alternativamente, materiales con algunos electrones desparejados tendrán un campo magnético neto y reaccionan más a un campo externo. Mayoría de los materiales se puede clasificar como diamagnéticos, paramagnéticos y ferromagnéticos.

Diamagnetic: materials have a weak, negative susceptibility to magnetic fields. Diamagnetic materials are slightly repelled by a magnetic field and the material does not retain the magnetic properties when the external field is removed. In diamagnetic materials all the electron are paired so there is no permanent net magnetic moment per atom. Diamagnetic properties arise from the realignment of the electron paths under the influence of an external magnetic field. Most elements in the periodic table, including copper, silver, and gold, are diamagnetic.

Materiales diamagnéticos tienen una susceptibilidad débil, negativa a campos magnéticos. Materiales diamagnéticos son levemente repelidos por un campo magnético y el material no conserva las propiedades magnéticas cuando se quita el campo externo. En materiales diamagnéticos todos los electrones se aparean por lo que no momento de magnético neto permanente por átomo. Diamagnéticos propiedades provienen de la realineación de las trayectorias de electrones bajo la influencia de un campo magnético externo. Mayoría de los elementos en la tabla periódica, incluyendo cobre, plata y oro, es diamagnético.

Paramagnetic: materials have a small, positive susceptibility to magnetic fields. These materials are slightly attracted by a magnetic field and the material does not retain the magnetic properties when the external field is removed. Paramagnetic properties are due to the presence of some unpaired electrons, and from the realignment of the electron paths caused by the external magnetic field. Paramagnetic materials include magnesium, molybdenum, lithium, and tantalum.

Materiales paramagnéticos tienen una susceptibilidad pequeña y positiva a los campos magnéticos. Estos materiales son levemente atraídos por un campo magnético y el material no conserva las propiedades magnéticas cuando se quita el campo externo. Propiedades paramagnéticas son debido a la presencia de algunos electrones desparejados y de la realineación de las trayectorias de electrones causada por el campo magnético externo. Materiales paramagnéticos incluyen magnesio, litio, molibdeno y tántalo.

Ferromagnetic materials: have a large, positive susceptibility to an external magnetic field. They exhibit a strong attraction to magnetic fields and are able to retain their magnetic properties after the external field has been removed. Ferromagnetic materials have some unpaired electrons so their atoms have a net magnetic moment. They get their strong magnetic properties due to the presence of magnetic domains. In these domains, large numbers of atom's moments (1012 to 1015) are aligned parallel so that the magnetic force within the domain is strong. When a ferromagnetic material is in the unmagnitized state, the domains are nearly randomly organized and the net magnetic field for the part as a whole is zero. When a magnetizing force is applied, the domains become aligned to produce a strong magnetic field within the part. Iron, nickel, and cobalt are examples of ferromagnetic materials. Components with these materials are commonly inspected using the magnetic particle method.

Materiales ferromagnéticos tienen una susceptibilidad grande, positiva a un campo magnético externo. Exhiben una fuerte atracción a los campos magnéticos y son capaces de retener sus propiedades magnéticas, después de haber extraído el campo externo. Materiales ferromagnéticos tienen algunos electrones desparejados así que sus átomos tienen un momento magnético neto. Consiguen sus fuertes propiedades magnéticas debido a la presencia de dominios magnéticos. En estos dominios, gran número de momentos del átomo (1012 a 1015) está alineado paralelamente para que la fuerza magnética dentro del dominio es fuerte. Cuando un material ferromagnético es en el estado de un magnitized, los dominios se organizan casi al azar y el campo magnético neto para la parte como un todo es cero. Cuando se aplica una fuerza que magnetiza, los dominios se alinean para producir un campo magnético fuerte dentro de la parte. Hierro, níquel y cobalto son ejemplos de materiales ferromagnéticos. Componentes con estos materiales comúnmente se examinan utilizando el método de partículas magnéticas.

Magnetic Domains

Ferromagnetic materials get their magnetic properties not only because their atoms carry a magnetic moment but also because the material is made up of small regions known as magnetic domains. In each domain, all of the atomic dipoles are coupled together in a preferential direction. This alignment develops as the material develops its crystalline structure during solidification from the molten state. Magnetic domains can be detected using Magnetic Force Microscopy (MFM) and images of the domains like the one shown below can be constructed.

Dominios magnéticos

Materiales ferromagnéticos consiguen sus propiedades magnéticas no sólo porque sus átomos llevan un momento magnético pero también porque el material se compone de pequeñas regiones conocido como dominios magnéticos. En cada dominio, todos los dipolos atómicos están acoplados entre sí en una dirección preferente. Esta alineación se desarrolla a medida que el material convierte su estructura cristalina durante la solidificación de estado fundido. Dominios magnéticos pueden detectarse mediante microscopía de fuerza magnética (MFM) y se pueden construir imágenes de los dominios como se muestra a continuación.

.Magnetic Force Microscopy (MFM) image showing the magnetic domains in a piece of heat treated carbon steel.

Imagen de microscopía de fuerza magnética (MFM) que muestra los dominios magnéticos en un pedazo de calor trató de acero al carbono.

During solidification, a trillion or more atom moments are aligned parallel so that the magnetic force within the domain is strong in one direction. Ferromagnetic materials are said to be characterized by "spontaneous magnetization" since they obtain saturation magnetization in each of the domains without an external magnetic field being applied. Even though the domains are magnetically saturated, the bulk material may not show any signs of magnetism because the domains develop themselves and are randomly oriented relative to each other.

Durante la solidificación, 1 trillón o más momentos de átomo se alinean paralelos para que la fuerza magnética dentro del dominio es fuerte en una dirección. Materiales ferromagnéticos se dicen que se caracteriza por "magnetización espontánea" ya obtienen la magnetización de la saturación en cada uno de los dominios sin un campo magnético externo se aplica. A pesar de que los dominios se saturan magnéticamente, el material a granel no puede mostrar ningún signo de magnetismo porque los dominios se desarrollan y orientan al azar entre sí.

Ferromagnetic materials become magnetized when the magnetic domains within the material are aligned. This can be done by placing the material in a strong external magnetic field or by passing electrical current through the material. Some or all of the domains can become aligned. The more domains that are aligned, the stronger the magnetic field in the material. When all of the domains are aligned, the material is said to be magnetically saturated. When a material is magnetically saturated, no additional amount of external magnetization force will cause an increase in its internal level of magnetization.

Materiales ferromagnéticos se magnetizan cuando se alinean los dominios magnéticos dentro del material. Esto puede hacerse colocando el material en un fuerte campo magnético externo o por pasar corriente eléctrica a través del material. Algunos o todos de los dominios pueden ser alineados. Los dominios más que estén alineados, más fuerte el campo magnético en el material. Cuando todos los dominios están alineados, el material se dice que ser saturado magnéticamente. Cuando un material magnético se satura, ninguna cantidad adicional de la fuerza de magnetización externos causará un aumento en su nivel interno de la magnetización

Magnetized Material

Unmagnetized Material

Magnetic Field Characteristics

Magnetic Field In and Around a Bar Magnet

As discussed previously, a magnetic field is a change in energy within a volume of space. The magnetic field surrounding a bar magnet can be seen in the magnetograph below. A magnetograph can be created by placing a piece of paper over a magnet and sprinkling the paper with iron filings. The particles align themselves with the lines of magnetic force produced by the magnet. The magnetic lines of force show where the magnetic field exits the material at one pole and reenters the material at another pole along the length of the magnet. It should be noted that the magnetic lines of force exist in three dimensions but are only seen in two dimensions in the image.

Características del campo magnético

Campo magnético en y alrededor de una barra de imán

Como hemos comentado anteriormente, un campo magnético es un cambio en la energía en un volumen de espacio. El campo magnético alrededor de una barra de imán puede verse en el magnetógrafo abajo. Puede crearse un magnetógrafo colocando un pedazo de papel sobre un imán y rociar el papel con limaduras de hierro. Las partículas se alinean con las líneas de fuerza magnética producida por el imán. El espectáculo de líneas magnéticas de fuerza donde el campo magnético sale el material en un poste y reingresa el material en otro Polo a lo largo de la longitud del imán. Cabe señalar que las líneas magnéticas de fuerza existen en tres dimensiones, pero sólo se ven en dos dimensiones de la imagen.

It can be seen in the magneto graph that there are poles all along the length of the magnet but that the poles are concentrated at the ends of the magnet. The area where the exit poles are concentrated is called the magnet's north pole and the area where the entrance poles are concentrated is called the magnet's south pole.

Puede verse en el magnetógrafo que hay postes a lo largo de la longitud del imán, pero que los polos se concentran en los extremos del imán. El área donde se concentran los postes de salida se llama polo del imán y el área donde se concentran los polos de la entrada se llama poste del sur del imán.

Magnetic Fields in and around Horseshoe and Ring Magnets

Magnets come in a variety of shapes and one of the more common is the horseshoe (U) magnet. The horseshoe magnet has north and south poles just like a bar magnet but the magnet is curved so the poles lie in the same plane. The magnetic lines of force flow from pole to pole just like in the bar magnet. However, since the poles are located closer together and a more direct path exists for the lines of flux to travel between the poles, the magnetic field is concentrated between the poles

Campos magnéticos en los alrededores de herradura y los imanes de anillo

Imanes vienen en una variedad de formas y una de las más comunes es el imán de herradura (U). El imán de herradura tiene polos norte y sur al igual que una barra de imán pero el imán se curva para los polos que se encuentran en el mismo plano. Las líneas magnéticas de fuerza del flujo de poste a poste apenas como en la barra de imán. Sin embargo, puesto que los polos se encuentran más cerca juntos y existe un camino más directo para las líneas de flujo entre los polos, el campo magnético se concentra entre los polos

If a bar magnet was placed across the end of a horseshoe magnet or if a magnet was formed in the shape of a ring, the lines of magnetic force would not even need to enter the air. The value of such a magnet where the magnetic field is completely contained with the material probably has limited use. However, it is important to understand that the magnetic field can flow in loop within a material. (See section on circular magnetism for more information).

Si una barra de imán se colocó por el extremo de un imán de herradura o si un imán se formó en la forma de un anillo, las líneas de fuerza magnética no incluso tendría que entrar en el aire. El valor de un imán de donde el campo magnético está totalmente contenido con el material probablemente

ha limitado uso. Sin embargo, es importante entender que el campo magnético puede fluir en bucles dentro de un material. (Vea la sección sobre magnetismo circular para obtener más información).

Propiedades generales de líneas magnéticas de fuerza

Magnetic lines of force have a number of important properties, which include:

They seek the path of least resistance between opposite magnetic poles. In a single bar magnet as shown to the right, they attempt to form closed loops from pole to pole.

They never cross one another. They all have the same strength. Their density decreases (they spread out) when they move from an area of higher

permeability to an area of lower permeability. Their density decreases with increasing distance from the poles. They are considered to have direction as if flowing, though no actual movement occurs. They flow from the south pole to the north pole within a material and north pole to south

pole in air.

Magnético líneas de fuerza tienen un número de importantes propiedades, que incluyen:

Buscan el camino de menor resistencia entre polos magnéticos opuestos. En un solo imán de barra como se muestra a la derecha, intentan formar bucles cerrados de poste a poste.

Nunca cruzan mutuamente.

Todos tienen la misma fuerza.

Sus disminuciones de densidad (extendió) cuando se mueven de una zona de mayor permeabilidad a un área de baja permeabilidad.

Su densidad disminuye al aumentar la distancia de los polos.

Se consideran que han sentido como si fluye, aunque ningún movimiento real ocurre.

Fluyen desde el polo sur y Polo Norte al polo sur el north pole dentro de un material en el aire.

Electromagnetic Field

Magnets are not the only source of magnetic fields. In 1820, Hans Christian Oersted discovered that an electric current flowing through a wire caused a nearby compass to deflect. This indicated that the current in the wire was generating a magnetic field. Oersted studied the nature of the magnetic field around the long straight wire. He found that the magnetic field existed in circular form around the wire and that the intensity of the field was directly proportional to the amount of current carried by the wire. He also found that the strength of the field was strongest next to the wire and diminished with distance from the conductor until it could no longer be detected. In most conductors, the magnetic field exists only as long as the current is flowing (i.e. an electrical charge is in motion). However, in ferromagnetic materials the electric current will cause some or all of the magnetic domains to align and a residual magnetic field will remain.

Oersted also noticed that the direction of the magnetic field was dependent on the direction of the electrical current in the wire. A three-dimensional representation of the magnetic field is shown below. There is a simple rule for remembering the direction of the magnetic field around a conductor. It is called the right-hand clasp rule. If a person grasps a conductor in one's right hand with the thumb pointing in the direction of the current, the fingers will circle the conductor in the direction of the magnetic field.

Los imanes no son la única fuente de campos magnéticos. En 1820, Hans Christian Oersted descubrió que una corriente eléctrica que circula a través de un cable provocó una brújula cercana a desviar. Esto indica que la corriente en el cable estaba generando un campo magnético. Oersted estudiaban la naturaleza del campo magnético alrededor del alambre largo y recto. Él encontró que el campo magnético existió en forma circular alrededor del alambre y que la intensidad del campo es directamente proporcional a la cantidad de corriente por el cable. También encontró que la fuerza del campo era más fuerte al lado del alambre y disminuye con la distancia del conductor hasta que ya no podía ser detectado. En la mayoría de los conductores, el campo magnético existe siempre y cuando el flujo de la corriente (es decir, es una carga eléctrica en movimiento). Sin embargo, en los materiales ferromagnéticos la corriente eléctrica hará que algunos o todos los dominios magnéticos para alinear y un campo magnético residual permanecerá.

Oersted también notó que la dirección del campo magnético dependía de la dirección de la corriente eléctrica en el cable. A continuación se muestra una representación tridimensional del campo magnético. Hay una regla simple para recordar la dirección del campo magnético alrededor de un conductor. Se llama la regla de la derecha cierre. Si una persona capta un conductor en la mano derecha con el pulgar apuntando en la dirección de la corriente, los dedos circundará el conductor en la dirección del campo magnético.

Aword of caution about the right-hand clasp ruleFor the right-hand rule to work, one important thing that must be remembered about the direction of current flow. Standard convention has current flowing from the positive terminal to the negative terminal. This convention is credited to Benjamin Franklin who theorized that electric current was due to a positive charge moving from the positive terminal to the negative terminal. However, it was later discovered that it is the movement of the negatively charged electron that is responsible for electrical current. Rather than changing several centuries of theory and equations, Franklin's convention is still used today.

Una palabra de precaución sobre la regla de la derecha cierre

Para la regla derecha al trabajo, una cosa importante que hay que recordar acerca de la dirección del flujo de corriente. Convención estándar tiene corriente que fluye desde el terminal positivo al terminal negativo. Este Convenio se le atribuye a Benjamin Franklin, que teorizó que la corriente eléctrica fue debido a una carga positiva en movimiento desde el terminal positivo al terminal negativo. Sin embargo, más tarde se descubrió que es el movimiento del electrón cargado negativamente que se encarga de la corriente eléctrica. En lugar de cambiar varios siglos de teoría y ecuaciones, Convención de Franklin todavía se utiliza hoy.

Magnetic Field Produced by a Coil

When a current carrying conductor is formed into a loop or several loops to form a coil, a magnetic field develops that flows through the center of the loop or coil along its longitudinal axis and circles back around the outside of the loop or coil. The magnetic field circling each loop of wire combines with the fields from the other loops to produce a concentrated field down the center of the coil. A loosely wound coil is illustrated below to show the interaction of the magnetic field. The magnetic field is essentially uniform down the length of the coil when it is wound tighte

Campo magnético producido por una bobina

Cuando un conductor que lleva corriente está formado en un bucle o varios bucles para formar una bobina, desarrolla de un campo magnético atraviesa el centro del lazo o bobina a lo largo de su eje longitudinal y círculos alrededor de la bobina o lazo. El campo magnético que circunda cada lazo de alambre se combina con los campos de los otros bucles para generar un campo concentrado hacia abajo en el centro de la bobina. Una herida sin apretar bobina se ilustra a continuación para mostrar la interacción del campo magnético. El campo magnético es esencialmente uniforme a lo largo de la bobina cuando es la herida más estrictos

The strength of a coil's magnetic field increases not only with increasing current but also with each loop that is added to the coil. A long, straight coil of wire is called a solenoid and can be used to generate a nearly uniform magnetic field similar to that of a bar magnet. The concentrated magnetic field inside a coil is very useful in magnetizing ferromagnetic materials for inspection using the magnetic particle testing method. Please be aware that the field outside the coil is weak and is not suitable for magnetizing ferromagnetic materials.

La fuerza del campo magnético de una bobina aumenta con el aumento actual, pero también con cada lazo que se agrega a la bobina. Larga y recta de la bobina de alambre se llama un solenoide y puede utilizarse para generar un campo de magnético casi uniforme similar de una barra de imán. El campo magnético concentrado dentro de una bobina es muy útil en materiales ferromagnéticos para inspección usando el método de prueba de partículas magnéticas de magnetización. Tenga en cuenta que el campo fuera de la bobina es débil y no es conveniente para materiales ferromagnéticos de magnetización.

Quantifying Magnetic Properties(Magnetic Field Strength, Flux Density, Total Flux and Magnetization)

Until now, only the qualitative features of the magnetic field have been discussed. However, it is necessary to be able to measure and express quantitatively the various characteristics of magnetism. Unfortunately, a number of unit conventions are used (as shown in the table below). SI units will be used in this material. The advantage of using SI units is that they are traceable back to an agreed set of four base units - meter, kilogram, second, and Ampere.

QuantitySI Units

(Sommerfeld)SI Units

(Kennelly)CGS Units(Gaussian)

Field H A/m A/m oerstedsFlux Density(Magnetic Induction)

tesla tesla gauss

Flux weber weber maxwellMagnetization M A/m - erg/Oe-cm3

Hasta ahora, se han discutido solamente las características cualitativas del campo magnético. Sin embargo, es necesario poder medir y expresar cuantitativamente las diversas características del magnetismo. Por desgracia, una serie de convenios de unidad se utiliza (como se muestra en la tabla a continuación). Unidades SI se utilizará en este material. La ventaja de usar unidades SI es que son trazables a un conjunto convenido de cuatro unidades base - metro, kilogramo, segundo y amperios.

The units for magnetic field strength H are ampere/meter. A magnetic field strength of 1 ampere/meter is produced at the center of a single circular conductor with a one meter diameter carrying a steady current of 1 ampere.

The number of magnetic lines of force cutting through a plane of a given area at a right angle is known as themagnetic flux density, B. The flux density or magnetic induction has the tesla as its unit. One tesla is equal to 1 Newton/(A/m). From these units, it can be seen that the flux density is a measure of the force applied to a particle by the magnetic field. The Gauss is the CGS unit for flux density and is commonly used by US industry. One gauss represents one line of flux passing through one square centimeter of air oriented 90 degrees to the flux flow.

The total number of lines of magnetic force in a material is called magnetic flux,. The strength of the flux is determined by the number of magnetic domains that are aligned within a material. The total flux is simply the flux density applied over an area. Flux carries the unit of a weber, which is simply a tesla- meter2.

The magnetization is a measure of the extent to which an object is magnetized. It is a measure of the magnetic dipole moment per unit volume of the object. Magnetization carries the same units as a magnetic field: amperes/meter.

Las unidades de fuerza del campo magnético H son amperios/metro. Una fuerza del campo magnético de 1 amperio/metro se produce en el centro de un solo conductor circular con un diámetro de un metro que lleva una corriente constante de 1 amperio.

El número de líneas de fuerza de la magnética a través de un plano de un área de corte en ángulo recto se conoce como la densidad de flujo magnético, B. La densidad de flujo o inducción magnética tiene el tesla como su unidad. Un tesla es igual a 1 Newton/(A/m). De estas unidades, se aprecia que la densidad de flujo es una medida de la fuerza aplicada a una partícula por el campo magnético. El Gauss es la unidad CGS para la densidad de flujo y es comúnmente usado por la industria estadounidense. Uno gauss representa una línea de flujo pasa a través de un centímetro cuadrado de orientada a 90 grados para el flujo del flujo de aire

El número total de líneas de fuerza magnética en un material se llama flujo magnético, f. La fuerza del flujo es determinada por el número de dominios magnéticos que se alinean en un material. El

flujo total es simplemente la densidad de flujo aplicada sobre un área. Flujo lleva la unidad de un weber, que es simplemente tesla metro2.

La magnetización es una medida del grado en que un objeto es magnetizado. Es una medida del momento de dipolo magnético por unidad de volumen del objeto. Magnetización lleva las mismas unidades que un campo magnético: amperios/metro.

Conversion between CGS and SI magnetic units. Conversión entre CGS y SI unidades magnéticas

The Hysteresis Loop and Magnetic Properties

A great deal of information can be learned about the magnetic properties of a material by studying its hysteresis loop. A hysteresis loop shows the relationship between the induced magnetic flux density (B) and the magnetizing force (H). It is often referred to as the B-H loop. An example hysteresis loop is shown below.

El lazo de histéresis y propiedades magnéticas

Una gran cantidad de información se puede aprender acerca de las propiedades magnéticas de un material mediante el estudio de su lazo de histéresis. Un lazo de histéresis muestra la relación entre la densidad de flujo magnético inducida (B) y la fuerza que magnetiza (H). Se refiere a menudo como el bucle de Bosnia y Herzegovina. A continuación se muestra un lazo de histéresis de ejemplo.

The loop is generated by measuring the magnetic flux of a ferromagnetic material while the magnetizing force is changed. A ferromagnetic material that has never been previously magnetized or has been thoroughly demagnetized will follow the dashed line as H is increased. As the line demonstrates, the greater the amount of current applied (H+), the stronger the magnetic field in the component (B+). At point "a" almost all of the magnetic domains are aligned and an additional increase in the magnetizing force will produce very little increase in magnetic flux. The material has reached the point of magnetic saturation. When His reduced to zero, the curve will move from point "a" to point "b." At this point, it can be seen that some magnetic flux remains in the material even though the magnetizing force is zero. This is referred to as the point of retentivity on the graph and indicates the remanence or level of residual magnetism in the material. (Some of the magnetic domains remain aligned but some have lost their alignment.) As the magnetizing force is reversed, the curve moves to point "c", where the flux has been reduced to zero. This is called the point of coercivity on the curve. (The reversed magnetizing force has flipped enough of the domains so that the net flux within the material is zero.) The force required to remove the residual magnetism from the material is called the coercive force or coercivity of the material.

As the magnetizing force is increased in the negative direction, the material will again become magnetically saturated but in the opposite direction (point "d"). Reducing H to zero brings the curve to point "e." It will have a level of residual magnetism equal to that achieved in the other direction. Increasing H back in the positive direction will return B to zero. Notice that the curve did not return to the origin of the graph because some force is required to remove the residual magnetism. The curve will take a different path from point "f" back to the saturation point where it with complete the loop.

From the hysteresis loop, a number of primary magnetic properties of a material can be determined.

1. Retentivity - A measure of the residual flux density corresponding to the saturation induction of a magnetic material. In other words, it is a material's ability to retain a certain amount of residual magnetic field when the magnetizing force is removed after achieving saturation. (The value of B at point b on the hysteresis curve.)

2. Residual Magnetism or Residual Flux - the magnetic flux density that remains in a material when the magnetizing force is zero. Note that residual magnetism and retentivity are the same when the material has been magnetized to the saturation point. However, the level of residual magnetism may be lower than the retentivity value when the magnetizing force did not reach the saturation level.

3. Coercive Force - The amount of reverse magnetic field which must be applied to a magnetic material to make the magnetic flux return to zero. (The value of H at point c on the hysteresis curve.)

4. Permeability, - A property of a material that describes the ease with which a magnetic flux is established in the component.

5. Reluctance - Is the opposition that a ferromagnetic material shows to the establishment of a magnetic field. Reluctance is analogous to the resistance in an electrical circuit.

El bucle se genera mediante la medición de flujo magnético de un material ferromagnético mientras se cambia la fuerza que magnetiza. Un material ferromagnético que nunca ha sido previamente magnetizado o ha sido completamente desmagnetizado seguirá la línea

discontinua como H se incrementa. Como la línea demuestra, cuanto mayor sea la cantidad de corriente aplicada (H +), más fuerte el campo magnético en el componente (B +). En el punto "a" casi todos los dominios magnéticos se alinean y un aumento adicional de la fuerza que magnetiza producirá muy poco aumento en el flujo magnético. El material ha llegado al punto de saturación magnética. Cuando H se reduce a cero, la curva se moverá desde el punto "a" al punto "b". En este punto, puede verse que algunos flujo magnético permanece en el material a pesar de que la fuerza que magnetiza es cero. Esto se conoce como el punto de retención en el gráfico e indica el nivel de magnetismo residual en el material o remanencia. (Algunos de los dominios magnéticos siguen alineados, pero algunos han perdido su alineación). Como la fuerza que magnetiza se invierte, la curva se mueve a la letra "c", donde el flujo se ha reducido a cero. Esto se llama el punto de coercitividad en la curva. (La fuerza que magnetiza invertida ha volteado suficiente de los dominios para que el flujo neto dentro del material es igual a cero.) La fuerza para remover el magnetismo residual el material se denomina fuerza coactiva o coercitividad del material.

Como la fuerza que magnetiza se incrementa en la dirección negativa, el material se saturará nuevamente magnéticamente pero en la dirección opuesta (punto "d"). Reducción de H a cero trae la curva a punto "e". Tendrá un nivel de magnetismo residual igual al logrado en la otra dirección. Aumento de H en la dirección positiva devolverá B a cero. Observe que la curva no volvió al origen del gráfico porque algunos fuerza es necesaria para remover el magnetismo residual. La curva llevará un camino diferente desde el punto "f" de vuelta al punto de saturación donde con realizar el bucle.

Desde el lazo de histéresis, se puede determinar un número de primarias propiedades magnéticas de un material.

Retentividad - una medida de la densidad de flujo residual correspondiente a la inducción de la saturación de un material magnético. En otras palabras, es la capacidad de un material a conservar una cierta cantidad de residual de campo magnético cuando se retira la fuerza que magnetiza después de alcanzar la saturación. (El valor de B en el punto b en la curva de histéresis).

Magnetismo residual o flujo Residual - la densidad de flujo magnético que permanece en un material cuando la fuerza que magnetiza es cero. Tenga en cuenta que retentividad y magnetismo residual son los mismos cuando el material ha sido magnetizado hasta el punto de saturación. Sin embargo, el nivel de magnetismo residual puede ser menor que el valor de retención cuando la fuerza que magnetiza no alcanzó el nivel de saturación.

Fuerza coactiva - la cantidad de campo magnético inverso que debe aplicarse a un material magnético para hacer el flujo magnético retorno a cero. (El valor de H en el punto c en la curva de histéresis).

Permeabilidad, m - una propiedad de un material que describe la facilidad con la que se establece un flujo magnético en el componente.

Renuencia - es la oposición que un material ferromagnético muestra el establecimiento de un campo magnético. Reticencia es análogo a la resistencia en un circuito eléctrico.

Permeability

As previously mentioned, permeability ( is a material property that describes the ease with which a magnetic flux is established in a component. It is the ratio of the flux density (B) created within a material to the magnetizing field (H) and is represented by the following equation:

Permeabilidad

Según lo mencionado previamente, permeabilidad (m) es una propiedad material que describe la facilidad con la que se establece un flujo magnético en un componente. Es el cociente de la densidad de flujo (B) creado dentro de un material al campo que magnetiza (H) y se representa por la siguiente ecuación:

m = B/H

It is clear that this equation describes the slope of the curve at any point on the hysteresis loop. The permeability value given in papers and reference materials is usually the maximum permeability or the maximum relative permeability. The maximum permeability is the point where the slope of the B/H curve for the unmagnetized material is the greatest. This point is often taken as the point where a straight line from the origin is tangent to the B/H curve.

Está claro que esta ecuación describe la pendiente de la curva en cualquier punto en el lazo de histéresis. El valor de permeabilidad en materiales de referencia y documentos suele ser la máxima permeabilidad o la máxima permeabilidad relativa. La máxima permeabilidad es el punto donde la pendiente de la curva B/H para el material no magnetizado es el más grande. Este punto se toma a menudo como el punto donde una línea recta desde el origen es tangente a la curva B/H.

The relative permeability is arrived at by taking the ratio of the material's permeability to the permeability in free space (air).

La permeabilidad relativa se obtiene mediante tomando la relación de permeabilidad del material a la permeabilidad en el espacio (aire).

U(relative) = U(material) / U(air)

where: U(air) = 1.256 x 10-6 H/m

The shape of the hysteresis loop tells a great deal about the material being magnetized. The hysteresis curves of two different materials are shown in the graph.

La forma del lazo de histéresis dice mucho sobre el material ser magnetizado. En el gráfico se muestran las curvas de histéresis de dos materiales distintos.

Relative to other materials, a material with a wider hysteresis loop has:

Comparado con otros materiales, cuenta con un material con un gran lazo de histéresis:

Lower Permeability Higher Retentivity Higher Coercivity Higher Reluctance Higher Residual Magnetism Baja permeabilidad Mayor capacidad de retención Más alta coercitividad Mayor reticencia Magnetismo Residual superior

Relative to other materials, a material with the narrower hysteresis loop has:Comparado con otros materiales, cuenta con un material con el más estrecho lazo de histéresis:

Higher Permeability Lower Retentivity Lower Coercivity Lower Reluctance Lower Residual Magnetism. Mayor permeabilidad Retentividad inferior Baja coercitividad Renuencia inferior Baje el magnetismo Residual.

In magnetic particle testing, the level of residual magnetism is important. Residual magnetic fields are affected by the permeability, which can be related to the carbon content and alloying of the material. A component with high carbon content will have low permeability and will retain more magnetic flux than a material with low carbon content.

In the two B-H loops above, which one would indicative of a low carbon steel? Answe

partículas magnéticas n pruebas, el nivel de magnetismo residual es importante. Residuales de campos magnéticos son afectados por la permeabilidad, que puede estar relacionado con el carbono contenido y aleación del material. Un componente con alto contenido de carbono tendrá baja permeabilidad y retendrá más flujo magnético de un material con bajo contenido de carbono.¿En los dos circuitos de B-H arriba, cuál sería indicativo de un acero de bajo carbono? Ilighter

Magnetic Field Orientation and Flaw Detectability

To properly inspect a component for cracks or other defects, it is important to understand that the orientation between the magnetic lines of force and the flaw is very important. There are two general types of magnetic fields that can be established within a component.

Campo magnético de orientación y detección de fallas

Para inspeccionar correctamente un componente para grietas u otros defectos, es importante entender que la orientación entre las líneas magnéticas de fuerza y el defecto es muy importante. Hay dos tipos generales de campos magnéticos que pueden establecerse dentro de un componente.

A longitudinal magnetic field has magnetic lines of force that run parallel to the long axis of the part. Longitudinal magnetization of a component can be accomplished using the longitudinal field set up by a coil or solenoid. It can also be accomplished using permanent magnets or electromagnets.

Un campo magnético longitudinal tiene magnético líneas de fuerza que corren paralelas al eje longitudinal de la pieza. Magnetización longitudinal de un componente se puede lograr mediante el campo longitudinal creado por una bobina o solenoide. También puede lograrse usando imanes permanentes o electroimanes.

A circular magnetic field has magnetic lines of force that run circumferentially around the perimeter of a part. A circular magnetic field is induced in an article by either passing current through the component or by passing current through a conductor surrounded by the component.

Cuenta con un campo magnético circular magnético líneas de fuerza que se ejecutan circunferencial alrededor del perímetro de una parte. Un campo magnético circular es inducido en un artículo ya sea pasando corriente a través del componente o por el paso actual a través de un conductor rodeado por el componente.

The type of magnetic field established is determined by the method used to magnetize the specimen. Being able to magnetize the part in two directions is important because the best detection of defects occurs when the lines of magnetic force are established at right angles to the longest dimension of the defect. This orientation creates the largest disruption of the magnetic field within the part and the greatest flux leakage at the surface of the part. As can be seen in the image below, if the magnetic field is parallel to the defect, the field will see little disruption and no flux leakage field will be produced.

El tipo de campo magnético establecido es determinado por el método utilizado para magnetizar a la muestra. Poder de magnetizar la pieza en dos direcciones es importante porque la mejor detección de defectos se produce cuando se establecen las líneas de fuerza magnética perpendicular a la dimensión más larga del defecto. Esta orientación crea la mayor alteración del campo magnético dentro de la parte y la mayor fuga de flujo en la superficie de la pieza. Como puede verse en la imagen siguiente, si el campo magnético es paralelo al defecto, el campo verá poca interrupción y no se producirán ningún campo de fuga de flujo.

An orientation of 45 to 90 degrees between the magnetic field and the defect is necessary to form an indication. Since defects may occur in various and unknown directions, each part is normally magnetized in two directions at right angles to each other. If the component below is considered, it is known that passing current through the part from end to end will establish a circular magnetic

field that will be 90 degrees to the direction of the current. Therefore, defects that have a significant dimension in the direction of the current (longitudinal defects) should be detectable. Alternately, transverse-type defects will not be detectable with circular magnetization.

Una orientación de 45 a 90 grados entre el campo magnético y el defecto es necesaria formar una indicación. Puesto que los defectos pueden ocurrir en varios y direcciones desconocidas, cada parte es normalmente magnetizados en dos direcciones perpendiculares entre sí. Si se considera el componente más abajo, se sabe que pasa corriente a través de la pieza de extremo a extremo establecerá un campo magnético circular que será 90 grados a la dirección de la corriente. Por lo tanto, defectos que tienen una dimensión significativa en la dirección de la corriente (defectos longitudinales) deben ser perceptibles. Alternativamente, defectos transversales no será detectables con magnetización circular.

Ver este cortometraje que muestra el efecto de la dirección del campo de visibilidad de la indicación. (Mov de 775 KB)

Magnetization of Ferromagnetic Materials

There are a variety of methods that can be used to establish a magnetic field in a component for evaluation using magnetic particle inspection. It is common to classify the magnetizing methods as either direct or indirect.

Magnetización de materiales ferromagnéticos

Hay una variedad de métodos que pueden utilizarse para establecer un campo magnético en un componente de evaluación a través de la inspección de partículas magnéticas. Es común para clasificar los métodos que magnetiza como directo o indirecto.

Magnetization Using Direct Induction (Direct Magnetization)

With direct magnetization, current is passed directly through the component. Recall that whenever current flows, a magnetic field is produced. Using the right-hand rule, which was introduced earlier, it is known that the magnetic lines of flux form normal to the direction of the current and form a circular field in and around the conductor. When using the direct magnetization method, care must be taken to ensure that good electrical contact is established and maintained between the test equipment and the test component. Improper contact can result in arcing that may damage the component. It is also possible to overheat components in areas of high resistance such as the contact points and in areas of small cross-sectional area.

Magnetización mediante inducción directa (magnetización directa)

Con magnetización directa, la corriente pasa directamente a través del componente. Recordar que cuando la corriente pasa, se produce un campo magnético. Usando la regla derecha, que fue comentada anteriormente, se conoce que las líneas magnéticas del flujo de forma normal a la dirección de la corriente y forma un campo circular en y alrededor del conductor. Al utilizar el método de magnetización directa, debe tenerse cuidado para asegurar que el buen contacto eléctrico es establecido y mantenido entre el equipo de prueba y el componente de la prueba. Contacto inadecuado puede producir chispas que pueden dañar el componente. También es posible sobrecalentamiento componentes en áreas de alta resistencia como los puntos de contacto y en zonas de pequeña superficie transversal.

There are several ways that direct magnetization is commonly accomplished. One way involves clamping the component between two electrical contacts in a special piece of equipment. Current is passed through the component and a circular magnetic field is established in and around the component. When the magnetizing current is stopped, a residual magnetic field will remain within the component. The strength of the induced magnetic field is proportional to the amount of current passed through the component.

Hay varias formas que dirigen la magnetización se logra comúnmente. Una manera implica el componente entre dos contactos eléctricos en una pieza especial de equipos de sujeción. Corriente pasa a través del componente y se establece un campo magnético circular en y alrededor del componente. Cuando se detiene la corriente que magnetiza, un campo magnético residual permanecerá dentro del componente. La fuerza del campo magnético inducido es proporcional a la cantidad de corriente que pasa a través del componente.

A second technique involves using clamps or prods, which are attached or placed in contact with the component. Electrical current flows through the component from contact to contact. The current sets up a circular magnetic field around the path of the current.

Una segunda técnica implica el uso de abrazaderas o puntas de prueba, que se adjunta o ponen en contacto con el componente. Corriente eléctrica fluye a través del componente de contacto. La corriente crea un campo magnético circular alrededor de la trayectoria de la corriente.

Magnetization Using Indirect Induction (Indirect Magnetization)

Indirect magnetization is accomplished by using a strong external magnetic field to establish a magnetic field within the component. As with direct magnetization, there are several ways that indirect magnetization can be accomplished.

The use of permanent magnets is a low cost method of establishing a magnetic field. However, their use is limited due to lack of control of the field strength and the difficulty of placing and removing strong permanent magnets from the component

Magnetización mediante inducción indirecta (magnetización indirecta)

Magnetización indirecta se logra utilizando un fuerte campo magnético externo para establecer un campo magnético dentro del componente. Como con magnetización directa, hay varias maneras magnetización indirecta puede lograrse.

El uso de imanes permanentes es un método de bajo costo de establecer un campo magnético. Sin embargo, su uso es limitado debido a la falta de control de la fuerza del campo y la dificultad de colocar y quitar el componente de fuertes imanes permanentes

Electromagnets in the form of an adjustable horseshoe magnet (called a yoke) eliminate the problems associated with permanent magnets and are used extensively in industry. Electromagnets only exhibit a magnetic flux when electric current is flowing around the soft iron core. When the magnet is placed on the component, a magnetic field is established between the north and south poles of the magnet.

Another way of indirectly inducting a magnetic field in a material is by using the magnetic field of a current carrying conductor. A circular magnetic field can be established in cylindrical components by using a central conductor. Typically, one or more cylindrical components are hung from a solid copper bar running through the inside diameter. Current is passed through the copper bar and the resulting circular magnetic field establishes a magnetic field within the test components.

Otra forma de inducción indirectamente de un campo magnético en un material es mediante el campo magnético de un conductor que lleva corriente. Un campo magnético circular puede establecerse en componentes cilíndricos utilizando un conductor central. Por lo general, uno o

más componentes cilíndricos se cuelgan de un cobre sólido recorre el interior de la barra diámetro. Corriente pasa a través de la barra de cobre y el resultante campo magnético circular establece un campo magnético dentro de los componentes de la prueba.

The use of coils and solenoids is a third method of indirect magnetization. When the length of a component is several times larger than its diameter, a longitudinal magnetic field can be established in the component. The component is placed longitudinally in the concentrated magnetic field that fills the center of a coil or solenoid. This magnetization technique is often referred to as a "coil shot."

El uso de bobinas y solenoides es un tercer método de magnetización indirecta. Cuando la longitud de un componente es varias veces más grande que su diámetro, un campo magnético longitudinal puede establecerse en el componente. El componente se coloca longitudinalmente en campo magnético concentrado que llena el centro de una bobina o solenoide. Esta técnica de magnetización se refiere a menudo como un "tiro de bobina".

Magnetizing Current

As seen in the previous pages, electric current is often used to establish the magnetic field in components during magnetic particle inspection. Alternating current and direct current are the two basic types of current commonly used. Current from single phase 110 volts, to three phase 440 volts, are used when generating an electric field in a component. Current flow is often modified to provide the appropriate field within the part. The type of current used can have an effect on the inspection results, so the types of currents commonly used will be briefly reviewed.

Corriente de magnetización

Como se ve en las páginas anteriores, la corriente eléctrica a menudo se utiliza para establecer el campo magnético en componentes durante la inspección de partículas magnéticas. Corriente alterna y corriente directa son los dos tipos básicos de corriente de uso general. Corriente de

monofásico de 110 voltios, trifásico 440 voltios, se utilizan cuando se genera un campo eléctrico en un componente. Flujo de corriente a menudo se modifica para proporcionar el campo adecuado dentro de la parte. El tipo de corriente utilizada puede tener un efecto sobre los resultados de la inspección, por lo que se revisará brevemente los tipos de corrientes usados.

DirectCurrentDirect current (DC) flows continuously in one direction at a constant voltage. A battery is the most common source of direct current. As previously mentioned, current is said to flow from the positive to the negative terminal. In actuality, the electrons flow in the opposite direction. DC is very desirable when inspecting for subsurface defects because DC generates a magnetic field that penetrates deeper into the material. In ferromagnetic materials, the magnetic field produced by DC generally penetrates the entire cross-section of the component. Conversely, the field produced using alternating current is concentrated in a thin layer at the surface of the component.

Corriente continua

Corriente continua (CC) fluye continuamente en una dirección a una tensión constante. Una batería es la fuente más común de corriente directa. Según lo mencionado previamente, corriente se dice que el flujo de lo positivo al borne negativo. En la actualidad, los electrones fluyen en la dirección opuesta. DC es muy deseable al inspeccionar por defectos subsuperficiales porque DC genera un campo magnético que penetra más profundamente en el material. En materiales ferromagnéticos, el campo magnético producido por DC generalmente penetra la sección entera del componente. Por el contrario, el campo producido usando corriente alterna se concentra en una capa fina en la superficie del componente.

AlternatingCurrentAlternating current (AC) reverses in direction at a rate of 50 or 60 cycles per second. In the United States, 60 cycle current is the commercial norm but 50 cycle current is common in many countries. Since AC is readily available in most facilities, it is convenient to make use of it for magnetic particle inspection. However, when AC is used to induce a magnetic field in ferromagnetic materials, the magnetic field will be limited to narrow region at the surface of the component. This phenomenon is known as the "skin effect" and occurs because the changing magnetic field generates eddy currents in the test object. The eddy currents produce a magnetic field that opposes the primary field, thus reducing the net magnetic flux below the surface. Therefore, it is recommended that AC be used only when the inspection is limited to surface defects.

Corriente alterna

Inversores de corriente alterna (CA) en dirección a una velocidad de 50 o 60 ciclos por segundo. En los Estados Unidos, 60 ciclo actual es la norma comercial pero 50 ciclo actual es común en muchos países. Ya que AC está disponible en la mayoría de las instalaciones, es conveniente hacer uso de ella para la inspección de partículas magnéticas. Sin embargo, cuando el AC se utiliza para inducir un campo magnético en materiales ferromagnéticos, el campo

magnético se limitará a una región estrecha en la superficie del componente. Este fenómeno se conoce como el "efecto piel" y se produce porque el campo magnético cambiante genera corrientes de Foucault en el objeto de la prueba. Las corrientes de Foucault producen un campo magnético que se opone el campo principal, reduciendo el flujo magnético neto por debajo de la superficie. Por lo tanto, se recomienda utilizar AC sólo cuando la inspección se limita a defectos superficiales.

RectifiedAlternatingCurrentClearly, the skin effect limits the use of AC since many inspection applications call for the detection of subsurface defects. However, the convenient access to AC, drives its use beyond surface flaw inspections. Luckily, AC can be converted to current that is very much like DC through the process of rectification. With the use of rectifiers, the reversing AC can be converted to a one directional current. The three commonly used types of rectified current are described below.

Corriente rectificado alterna

Claramente, el efecto de piel limita el uso de la CA ya que llaman a muchas aplicaciones de inspección para la detección de defectos subsuperficiales. Sin embargo, el acceso conveniente a la CA, impulsa su uso más allá de las inspecciones del defecto superficial. Por suerte, AC se puede convertir en corriente que es muy parecido DC a través del proceso de rectificación. Con el uso de los rectificadores, la inversión AC se puede convertir una una corriente direccional. Los tres tipos utilizados de corriente rectificada se describen a continuación

Half Wave Rectified Alternating Current (HWAC)

When single phase alternating current is passed through a rectifier, current is allowed to flow in only one direction. The reverse half of each cycle is blocked out so that a one directional, pulsating current is produced. The current rises from zero to a maximum and then returns to zero. No current flows during the time when the reverse cycle is blocked out. The HWAC repeats at same rate as the unrectified current (60 hertz typical). Since half of the current is blocked out, the amperage is half of the unaltered AC.

This type of current is often referred to as half wave DC or pulsating DC. The pulsation of the HWAC helps magnetic particle indications form by vibrating the particles and giving them added mobility. This added mobility is especially important when using dry particles. The pulsation is reported to significantly improve inspection sensitivity. HWAC is most often used to power electromagnetic yokes.

Cuando la corriente alterna monofásica se pasa a través de un rectificador de corriente puede fluir en una única dirección. La mitad de atrás de cada ciclo es bloqueada por lo que se produce una una direccional, pulsátil actual. La corriente se eleva desde cero a un máximo y luego regresa a cero. Ninguna corriente fluye durante el tiempo cuando está bloqueado el ciclo inverso. El HWAC se repite en la misma proporción que la corriente no rectificada (típica de 60 hertz). Puesto que la mitad de la corriente está bloqueado, el amperaje es la mitad de la CA inalterada.the amperage is half of the unaltered AC.

Este tipo de corriente se refiere a menudo como media onda DC o DC pulsante. La pulsación de la HWAC ayuda a las indicaciones de la partícula magnética forma vibrante de las partículas y dándoles agrega movilidad. Esto agrega movilidad es especialmente importante cuando se utiliza partículas secas. La pulsación se divulga para mejorar significativamente la sensibilidad de la inspección. HWAC se utiliza más a menudo a los yugos electromagnéticos de potencia.

Full Wave Rectified Alternating Current (FWAC) (Single Phase)

Full wave rectification inverts the negative current to positive current rather than blocking it out. This produces a pulsating DC with no interval between the pulses. Filtering is usually performed to soften the sharp polarity switching in the rectified current. While particle mobility is not as good as half-wave AC due to the reduction in pulsation, the depth of the subsurface magnetic field is improved.

Rectificado de onda completa corriente alterna (FWAC) (monofásico)

Rectificación de onda completa invierte la corriente negativa a la corriente positiva en lugar de bloqueo hacia fuera. Esto produce un DC pulsante con ningún intervalo entre los pulsos. Filtrado se realiza generalmente para suavizar la polaridad fuerte cambio en la corriente rectificada. Mientras que la partícula movilidad no es tan bueno como media onda AC debido a la reducción en la pulsación, se mejora la profundidad del campo magnético subsuperficial.

Three Phase Full Wave Rectified Alternating Current

Three phase current is often used to power industrial equipment because it has more favorable power transmission and line loading characteristics. This type of electrical current is also highly desirable for magnetic particle testing because when it is rectified and filtered, the resulting current very closely resembles direct current. Stationary magnetic particle equipment wired with three phase AC will usually have the ability to magnetize with AC or DC (three phase full wave rectified), providing the inspector with the advantages of each current form.

Rectificado de onda completa de tres fase corriente alterna

Corriente de fase tres a menudo se utiliza para equipos industriales de energía porque tiene más favorable transmisión de energía y características de carga. Este tipo de corriente eléctrica también es altamente deseable para prueba de partícula magnética porque cuando es rectificada y filtrada, la resultante actual muy de cerca se asemeja a la corriente directa. Equipo de partículas magnéticas estacionario con cable con tres fase AC generalmente tendrán la posibilidad de magnetizar con AC o DC (trifásico completo onda rectificada), proporcionando el inspector con las ventajas de cada forma actual.

Longitudinal Magnetic FieldsDistribution and Intensity

When the length of a component is several times larger than its diameter, a longitudinal magnetic field can be established in the component. The component is often placed longitudinally in the concentrated magnetic field that fills the center of a coil or solenoid. This magnetization technique is often referred to as a "coil shot."

Campos longitudinal magnéticos

Distribución e intensidad

Cuando la longitud de un componente es varias veces más grande que su diámetro, un campo magnético longitudinal puede establecerse en el componente. A menudo, el componente se

coloca longitudinalmente en campo magnético concentrado que llena el centro de una bobina o solenoide. Esta técnica de magnetización se refiere a menudo como un "tiro de bobina".

The magnetic field travels through the component from end to end with some flux loss along its length as shown in the image to the right. Keep in mind that the magnetic lines of flux occur in three dimensions and are only shown in 2D in the image. The magnetic lines of flux are much more dense inside the ferromagnetic material than in air because ferromagnetic materials have much higher permeability than does air. When the concentrated flux within the material comes to the air at the end of the component, it must spread out since the air can not support as many lines of flux per unit volume. To keep from crossing as they spread out, some of the magnetic lines of flux are forced out the side of the component.

El campo magnético viaja a través del componente de extremo a extremo con cierta pérdida de flujo a lo largo de su longitud, como se muestra en la imagen a la derecha. Tenga en cuenta que las líneas magnéticas del flujo se presentan en tres dimensiones y sólo se muestran en 2D en la imagen. Las líneas magnéticas del flujo son mucho más denso dentro que del material ferromagnético de aire ya que materiales ferromagnéticos tienen mucha mayor permeabilidad de aire. Cuando el flujo concentrado dentro del material viene al aire en el extremo del componente, debe estirar desde el aire no puede soportar tantas líneas de flujo por unidad de volumen. Para evitar que cruce ya que esparcir hacia fuera, algunas de las líneas magnéticas del flujo se ven obligados por el lado del componente.

When a component is magnetized along its complete length, the flux loss is small along its length. Therefore, when a component is uniform in cross section and magnetic permeability, the flux density will be relatively uniform throughout the component. Flaws that run normal to the magnetic lines of flux will disturb the flux lines and often cause a leakage field at the surface of the component.

Cuando un componente es magnetizado a lo largo de su longitud total, la pérdida de flujo es pequeña a lo largo de su longitud. Por lo tanto, cuando un componente es uniforme en la sección transversal y la permeabilidad magnética, la densidad de flujo será relativamente uniforme en todo el componente. Defectos que se ejecutan las líneas magnéticas del flujo normales se perturban las líneas de flujo y a menudo causan un campo de fuga en la superficie del componente.

When a component with considerable length is magnetized using a solenoid, it is possible to magnetize only a portion of the component. Only the material within the solenoid and about the same width on each side of the solenoid will be strongly magnetized. At some distance from the solenoid, the magnetic lines of force will abandon their longitudinal direction, leave the part at a pole on one side of the solenoid and return to the part at a opposite pole on the other side of the solenoid. This occurs because the magnetizing force diminishes with increasing distance from the solenoid. As a result, the magnetizing force may only be strong enough to align the magnetic domains within and very near the solenoid. The unmagnetized portion of the component will not support as much magnetic flux as the magnetized portion and some of the flux will be forced out of the part as illustrated in the image below. Therefore, a long component must be magnetized and inspected at several locations along its length for complete inspection coverage.

Cuando un componente con longitud considerable es magnetizado con un solenoide, es posible magnetizar solamente una porción del componente. Sólo el material dentro del

solenoide y sobre el mismo ancho a cada lado del solenoide se ser fuertemente magnetizado. A cierta distancia del solenoide, las líneas magnéticas de fuerza abandonar su dirección longitudinal, dejar la pieza en un poste a un lado del solenoide y regresar a la parte en un polo opuesto al otro lado del solenoide. Esto ocurre porque la fuerza que magnetiza disminuye al aumentar la distancia del solenoide. Como resultado, la fuerza que magnetiza sólo puede ser lo suficientemente fuerte como para alinear los dominios magnéticos dentro y muy cerca del solenoide. La porción no magnetizada del componente no apoyará tanto flujo magnético como la porción magnetizada y algunos del flujo se verá obligados de la parte como se ilustra en la siguiente imagen. Por lo tanto, un componente largo debe magnetizado y examinado en varios lugares a lo largo de su longitud para cobertura de inspección completa.

Circular Magnetic FieldsDistribution and Intensity

As discussed previously, when current is passed through a solid conductor, a magnetic field forms in and around the conductor. The following statements can be made about the distribution and intensity of the magnetic field.

The field strength varies from zero at the center of the component to a maximum at the surface.

The field strength at the surface of the conductor decreases as the radius of the conductor increases when the current strength is held constant. (However, a larger conductor is capable of carrying more current.)

The field strength outside the conductor is directly proportional to the current strength. Inside the conductor, the field strength is dependent on the current strength, magnetic permeability of the material, and if magnetic, the location on the B-H curve.

The field strength outside the conductor decreases with distance from the conductor.

Campos circular magnéticos

Distribución e intensidad

Como hemos comentado anteriormente, cuando corriente se pasa a través de un conductor sólido, forma un campo magnético en y alrededor del conductor. Pueden hacer las siguientes afirmaciones sobre la distribución y la intensidad del campo magnético.

La fuerza del campo varía de cero en el centro del componente a un máximo en la superficie.

La intensidad de campo en la superficie del conductor disminuye a medida que el radio del conductor aumenta cuando la fuerza de la corriente se mantiene constante. (Sin embargo, un conductor más grande es capaz de llevar más actual.)

La fuerza del campo fuera el conductor es directamente proporcional a la fuerza actual. El interior de conductor, la intensidad de campo es dependiente de la fuerza actual, permeabilidad magnética del material y si magnético, la ubicación en la curva B-H.

La fuerza del campo fuera el conductor disminuye con la distancia del conductor.

In the images below, the magnetic field strength is graphed versus distance from the center of the conductor. It can be seen that in a nonmagnetic conductor carrying DC, the internal field strength rises from zero at the center to a maximum value at the surface of the conductor. The external field strength decrease with distance from the surface of the conductor. When the conductor is a magnetic material, the field strength within the conductor is much greater than it is in the nonmagnetic conductor. This is due to the permeability of the magnetic material. The external field is exactly the same for the two materials provided the current level and conductor radius are the same.

En las imágenes de abajo, la fuerza del campo magnético se graficaron versus la distancia desde el centro del conductor. Puede verse que en un conductor no magnético que transporta DC, la intensidad de campo interno se levanta desde cero en el centro a un valor máximo en la superficie del conductor. La fuerza del campo externo disminuye con la distancia desde la superficie del conductor. Cuando el conductor es un material magnético, la fuerza del campo en el conductor es mucho mayor de lo que es en el conductor no magnético. Esto es debido a la permeabilidad del material magnético. Campo externo es exactamente igual para los dos materiales, siempre y cuando el actual nivel y conductor de radio son las mismas.

he magnetic field distribution in and around a solid conductor of a nonmagnetic material carrying direct current.

The magnetic field distribution in and around a solid conductor of a magnetic material carrying direct current.

 

When the conductor is carrying alternating current, the internal magnetic field strength rises from zero at the center to a maximum at the surface. However, the field is concentrated in a thin layer near the surface of the conductor. This is known as the "skin effect." The skin effect is evident in the field strength versus distance graph for a magnetic conductor shown to the right. The external field decreases with increasing distance from the surface as it does with DC. It should be remembered that with AC the field is constantly varying in strength and direction

.Cuando el conductor está llevando la corriente alterna, la fuerza del campo magnético interno se eleva desde cero en el centro a un máximo en la superficie. Sin embargo, el campo se concentra en una capa delgada cerca de la superficie del conductor. Esto se conoce como el "efecto piel". El efecto de piel es evidente en la fuerza del campo versus gráfico de distancia para un conductor magnético que se muestra a la derecha. El campo externo disminuye al aumentar la distancia de la superficie como lo hace con DC. Hay que recordar que con aire acondicionado el campo está variando constantemente en fuerza y dirección.

The magnetic field distribution in and around a solid conductor of a magnetic material carrying alternating current.

In a hollow circular conductor there is no magnetic field in the void area. The magnetic field is zero at the inside wall surface and rises until it reaches a maximum at the outside wall surface. As with a solid conductor, when the conductor is a magnetic material, the field strength within the conductor is much greater than it was in the nonmagnetic conductor due to the permeability of the magnetic material. The external field strength decreases with distance from the surface of the conductor. The external field is exactly the same for the two materials provided the current level and conductor radius are the same.

En un conductor circular hueco no hay ningún campo magnético en la zona vacía. El campo magnético es cero en el interior de la pared superficie y se levanta hasta que alcanza un máximo en la superficie de la pared exterior. Como con un conductor sólido, cuando el conductor es un material magnético, la fuerza del campo en el conductor es mucho mayor que en el conductor no magnético debido a la permeabilidad del material magnético. La fuerza del campo externo disminuye con la distancia desde la superficie del conductor. Campo externo es exactamente igual para los dos materiales, siempre y cuando el actual nivel y conductor de radio son las mismas.

The magnetic field distribution in and around a hollow conductor of a nonmagnetic material carrying direct current.

The magnetic field distribution in and around a hollow conductor of a magnetic material carrying direct current.

When AC is passed through a hollow circular conductor, the skin effect concentrates the magnetic field at the outside diameter of the component.

As can be learned from these three field distribution images, the field strength at the inside surface of hollow conductor is very low when a circular magnetic field was established by direct magnetization. Therefore, the direct method of magnetization is not recommended when inspecting the inside diameter wall of a hollow component for shallow defects. The field strength increases rapidly as one moves out (into the material) from the ID, so if the defect has significan Cuando AC se pasa a través de un conductor circular hueco, el efecto de piel se concentra el campo magnético en el diámetro exterior del componente.

Como se puede aprender de estas imágenes de distribución de tres campo, la intensidad de campo en el interior de la superficie del conductor hueco es muy bajo cuando un campo magnético circular fue establecido por la magnetización directa. El método directo de la magnetización no se recomienda por lo tanto, al inspeccionar el interior pared del diámetro de un componente hueco para defectos superficiales. La fuerza del campo aumenta rápidamente como uno se mueve hacia fuera (en el material) de la ID, así que si el defecto tiene profundidad significativa, puede ser detectable.t depth, it may be detectable.

The magnetic field distribution in and around a hollow conductor of a magnetic material carrying alternating current.

However, a much better method of magnetizing hollow components for inspection of the ID and OD surfaces is with the use of a central conductor. As can be seen in the field distribution image to the right, when current is passed through a nonmagnetic central conductor (copper bar), the magnetic field produced on the inside diameter surface of a magnetic tube is much greater and the field is still strong enough for defect detection on the OD surface.

Sin embargo, un mejor método de magnetización componentes huecos para la inspección de las superficies de ID y OD es con el uso de un conductor central. Como puede verse en la imagen de la distribución de campo a la derecha, cuando la corriente pasa a través de un conductor central no magnético (barra de cobre), el campo magnético producido en el interior de la superficie del diámetro de un tubo magnético es mucho mayor y el campo es aún lo bastante fuerte como para la detección de defectos en la superficie de OD.

The magnetic field distribution in and around a nonmagnetic central conductor carrying DC inside a hollow conductor of a magnetic material .

Demagnetization

After conducting a magnetic particle inspection, it is usually necessary to demagnetize the component. Remanent magnetic fields can:

affect machining by causing cuttings to cling to a component.

interfere with electronic equipment such as a compass.

create a condition known as "arc blow" in the welding process. Arc blow may cause the weld arc to wonder or filler metal to be repelled from the weld.

cause abrasive particles to cling to bearing or faying surfaces and increase wear.

Desmagnetización

Después de realizar una inspección de partículas magnéticas, es generalmente necesario desmagnetizar el componente. Campos remanentes magnéticos puede:

afectan mecanizado haciendo cortes a aferrarse a un componente. interferir con equipos electrónicos como una brújula. crear una condición conocida como "golpe de arco" en el proceso de soldadura. Golpe

de arco puede causar el arco de soldadura a preguntarse o el metal de relleno a rechazar de la soldadura.

producir partículas abrasivas para aferrarse al cojinete o faying superficies y aumentan el desgaste.Removal of a field may be accomplished in several ways. This random orientation of the magnetic domains can be achieved most effectively by heating the material above its curie temperature. The curie temperature for a low carbon steel is 770oC or 1390oF. When steel is heated above its curie temperature, it will become austenitic and loses its magnetic properties. When it is cooled back down, it will go through a reverse transformation and will contain no residual magnetic field. The material should also be placed with it long axis in an east-west orientation to avoid any influence of the Earth's magnetic field.

Eliminación de un campo se puede lograr de varias maneras. Esta orientación al azar de los dominios magnéticos se logra más efectivamente al calentar el material por encima de su temperatura de curie. La temperatura de curie de un acero de bajo carbono es 770oC o 1390oF. Cuando el acero se calienta por encima de su temperatura de curie, se

convertirá en austenítico y pierde sus propiedades magnéticas. Cuando se enfría hacia abajo, pasará por una transformación inversa y no contendrá ningún campo magnético residual. El material debe colocarse también consigo eje largo en una orientación este-oeste para evitar cualquier influencia del campo magnético de la tierra.

It is often inconvenient to heat a material above its curie temperature to demagnetize it, so another method that returns the material to a nearly unmagnetized state is commonly used. Subjecting the component to a reversing and decreasing magnetic field will return the dipoles to a nearly random orientation throughout the material. This can be accomplished by pulling a component out and away from a coil with AC passing through it. The same can also be accomplished using an electromagnetic yoke with AC selected. Also, many stationary magnetic particle inspection units come with a demagnetization feature that slowly reduces the AC in a coil in which the component is placed.A menudo es inconveniente calentar un material por encima de su temperatura de curie para desmagnetizar, por lo que comúnmente se utiliza otro método que devuelve el material a un estado casi no magnetizado. Sujetar el componente a una inversión y disminuir el campo magnético volverá los dipolos a una orientación casi al azar por todo el material. Esto puede lograrse tirando un componente hacia afuera y lejos de una bobina con AC pasando a través de él. Lo mismo puede lograrse también usando un yugo electromagnético con AC seleccionado. Además, muchas unidades de inspección de partículas magnéticas estacionario vienen con una función de desmagnetización que reduce lentamente la CA en una bobina en la cual se coloca el componente.

A field meter is often used to verify that the residual flux has been removed from a component. Industry standards usually require that the magnetic flux be reduced to less than 3 gauss after completing a magnetic particle inspection.

Un medidor de campo a menudo se utiliza para comprobar que se ha eliminado el flujo residual de un componente. Estándares de la industria generalmente requieren que el flujo magnético puede reducirse a menos de 3 gauss después de completar una inspección de partículas magnéticas.

Measuring Magnetic FieldsWhen performing a magnetic particle inspection, it is very important to be able to determine the direction and intensity of the magnetic field. As discussed previously, the direction of the magnetic field should be between 45 and 90 degrees to the longest dimension of the flaw for best detectability. The field intensity must be high enough to cause an indication to form, but not too high to cause nonrelevant indications to mask relevant indications. To cause an indication to form, the field strength in the object must produce a flux leakage field that is strong enough to hold the magnetic particles in place over a discontinuity. Flux measurement devices can provide important information about the field strength. Medición de campos magnéticos

Al realizar una inspección de partículas magnéticas, es muy importante poder determinar la dirección e intensidad del campo magnético. Como comentamos anteriormente, la dirección del campo magnético debe ser entre 45 y 90 grados a la dimensión más larga de la falla para mejor detectabilidad. La intensidad de campo debe ser lo suficientemente alta como para causar una indicación de la forma, pero no demasiado alto para causar indicaciones irrelevantes a las indicaciones pertinentes de la máscara. Para hacer una indicación de la forma, la fuerza del campo del objeto debe producir un campo de salida de flujo que es lo suficientemente fuerte como para mantener las partículas magnéticas en su lugar sobre una discontinuidad. Aparatos de medición de flujo pueden proporcionar información importante sobre la intensidad de campo.Since it is impractical to measure the actual field strength within the material, all the devices measure the magnetic field that is outside of the material. There are a number of different devices that can be used to detect and measure an external magnetic field. The two devices commonly used in magnetic particle inspection are the field indicator and the Hall-effect meter, which is also called a gauss meter. Pie gauges and shims are devices that are often used to provide an indication of the field direction and strength but do not actually yield a quantitative measure. They will be discussed in a later section.

Puesto que no es práctico para medir la intensidad de campo real dentro del material, todos los dispositivos de medir el campo magnético que se encuentra fuera del material. Hay un número de dispositivos diferentes que pueden utilizarse para detectar y medir un campo magnético externo. Los dos dispositivos utilizados en la inspección de partículas magnéticas son el indicador de campo y el medidor de efecto Hall, que también se llama un medidor de gauss. Medidores de pie y cuñas son dispositivos que se utilizan a menudo para proporcionar una indicación de la dirección del campo y la fuerza pero no realmente den una medida cuantitativa. Se discutirán en una sección posterior. FieldIndicators Field indicators are small mechanical devices that utilize a soft iron vane that is deflected by a magnetic field. The X-ray image below shows the inside working of a field meter looking in from the side. The vane is attached to a needle that rotates and moves the pointer for the scale. Field indicators can be adjusted and calibrated so that quantitative information can be obtained. However, the measurement range of field indicators is usually small due to the mechanics of the device. The one shown to the right has a range from plus 20 gauss to minus 20 gauss. This limited range makes them best suited for measuring the residual magnetic field after demagnetization. Indicadores de campo

Indicadores de campo son pequeños dispositivos mecánicos que utilizan una paleta de hierro suave que es desviada por un campo magnético. La imagen de rayos x más abajo muestra el interior de un medidor de campo mirando desde el lado de trabajo. La paleta está conectada a una aguja que gira y se mueve el puntero de la escala. Indicadores de campo se pueden ajustar y calibrar por lo que se puede obtener información cuantitativa. Sin embargo, el rango de medición de indicadores de campo es generalmente pequeño debido a la mecánica del dispositivo. Se muestra a la derecha tiene una gama de más de 20 gauss a menos 20 gauss. Esta gama limitada hace mejor adaptado para medir el campo magnético residual después de desmagnetización.

Hall-Effect (Gauss/Tesla) Meter

A Hall-effect meter is an electronic device that provides a digital readout of the magnetic field strength in gauss or tesla units. The meters use a very small conductor or semiconductor element at the tip of the probe. Electric current is passed through the conductor. In a magnetic field, a force is exerted on the moving electrons which tends to push them to one side of the conductor. A buildup of charge at the sides of the conductors will balance this magnetic influence, producing a measurable voltage between the two sides of the conductor. The presence of this measurable transverse voltage is called the Hall-effect after Edwin H. Hall, who discovered it in 1879.

Medidor de efecto Hall (Gauss/Tesla)

Un medidor de efecto Hall es un dispositivo electrónico que proporciona una lectura digital de la fuerza del campo magnético en unidades de gauss o tesla. Los medidores utilizan un muy pequeño elemento conductor o semiconductor en la punta de la sonda. Corriente eléctrica pasa por el conductor. En un campo magnético, se ejerce una fuerza sobre los electrones móviles que tiende a empujarlos a un lado del conductor. Una acumulación de carga en los lados de los conductores equilibrará esta influencia magnética, produciendo una tensión medible entre las dos partes del conductor. La presencia de esta tensión transversal mensurable se llama el efecto Hall después de Edwin H. Hall, quien la descubrió en 1879.

The voltage generated Vh can be related to the external magnetic field by the following equation.

Vh = I B Rh / b

Where:Vh is the voltage generated.I is the applied direct current.

B is the component of the magnetic field that is at a right angle to the direct current in the Hall element.Rh is the Hall Coefficient of the Hall element.b is the thickness of the Hall element.

Probes are available with either tangential (transverse) or axial sensing elements. Probes can be purchased in a wide variety of sizes and configurations and with different measurement ranges. The probe is placed in the magnetic field such that the magnetic lines of force intersect the major dimensions of the sensing element at a right angle. Placement and orientation of the probe is very important and will be discussed in a later section.

El voltaje generado Vh puede estar relacionados con el campo magnético externo mediante la siguiente ecuación.

VH = I B Rh / b

Donde:

VH es el voltaje generado.

I es la corriente aplicada.

B es el componente del campo magnético que se encuentra en ángulo recto con respecto a la corriente continua en el elemento de pasillo.

RH es el coeficiente de pasillo del elemento Hall.

b es el espesor del elemento Hall.

Las puntas de prueba están disponibles con cualquier tangencial (transversal) o axial elementos de detección. Las puntas de prueba pueden adquirirse en una amplia variedad de tamaños y configuraciones y con rangos de medición diferentes. La sonda se coloca en el campo magnético de tal forma que las líneas magnéticas de fuerza se cruzan las principales dimensiones del elemento sensor en ángulo recto. Colocación y orientación de la sonda es muy importantes y será discutido en una sección posterior.

Portable Magnetizing Equipment for Magnetic Particle Inspection

To properly inspect a part for cracks or other defects, it is important to become familiar with the different types of magnetic fields and the equipment used to generate them. As discussed previously, one of the primary requirements for detecting a defect in a ferromagnetic material is that the magnetic field induced in the part must intercept the defect at a 45 to 90 degree angle. Flaws that are normal (90 degrees) to the magnetic field will produce the strongest indications because they disrupt more of the magnet flux.

Equipos portátiles que magnetiza par

Inspección de partículas magnéticas

Para inspeccionar correctamente una pieza para grietas u otros defectos, es importante familiarizarse con los diferentes tipos de campos magnéticos y los equipos utilizados para generarlos. Como hemos comentado anteriormente, uno de los principales requisitos para la detección de un defecto en un material ferromagnético es que el campo magnético inducido en la parte debe interceptar el defecto en un ángulo de 45 a 90 grados. Defectos que son normales (90 grados) al campo magnético producirá las indicaciones más fuertes porque interrumpen más el flujo del imán.

Therefore, for proper inspection of a component, it is important to be able to establish a magnetic field in at least two directions. A variety of equipment exists to establish the magnetic field for MPI. One way to classify equipment is based on its portability. Some equipment is designed to be portable so that inspections can be made in the field and some is designed to be stationary for ease of inspection in the laboratory or manufacturing facility. Portable equipment will be discussed first.

Por lo tanto, para una inspección adecuada de un componente, es importante ser capaz de establecer un campo magnético en al menos dos direcciones. Existe una variedad de equipos para establecer el campo magnético para MPI. Una forma de clasificar el equipo se basa en su portabilidad. Algunos equipos está diseñado para ser portátil para que las inspecciones se pueden hacer en el campo y algunos se diseña para ser estacionario para facilitar la inspección en el laboratorio o planta de fabricación. Equipos portátiles se discutirá primero.

PermanentmagnetsPermanent magnets are sometimes used for magnetic particle inspection as the source of magnetism. The two primary types of permanent magnets are bar magnets and horseshoe (yoke) magnets. These industrial magnets are usually very strong and may require significant strength to remove them from a piece of metal. Some permanent magnets require over 50 pounds of force to remove them from the surface. Because it is difficult to remove the magnets from the component being inspected, and sometimes difficult and dangerous to place the magnets, their use is not particularly popular. However, permanent magnets are sometimes used by divers for inspection in underwater environments or other areas, such as explosive environments, where electromagnets cannot be used. Permanent magnets can also be made small enough to fit into tight areas where electromagnets might not fit.

Imanes permanentes

Imanes permanentes se utilizan a veces para la inspección de partículas magnéticas como la fuente de magnetismo. Los dos tipos principales de imanes permanentes son barra imanes e imanes de herradura (yugo). Estos imanes industriales son generalmente muy fuertes y pueden requerir fuerza significativa para sacarlos de una pieza de metal. Algunos imanes permanentes requieren más de 50 libras de fuerza para sacarlos de la superficie. Porque es difícil de quitar los imanes del componente siendo examinado, y a veces difícil y peligroso colocar los imanes, su uso no es particularmente popular. Sin embargo, imanes permanentes a veces son utilizados por buzos para inspección en ambientes submarinos u otras áreas, como explosivas, donde no pueden utilizarse los electroimanes. También es posible lo suficientemente pequeños como para caber en zonas estrechas donde no podrían caber electroimanes imanes permanentes.

ElectromagnetsToday, most of the equipment used to create the magnetic field used in MPI is based on electromagnetism. That is, using an electrical current to produce the magnetic field. An electromagnetic yoke is a very common piece of equipment that is used to establish a magnetic field. It is basically made by wrapping an electrical coil around a piece of soft ferromagnetic steel. A switch is included in the electrical circuit so that the current and, therefore, the magnetic field can be turned on and off. They can be powered with alternating current from a wall socket or by direct current from a battery pack. This type of magnet generates a very strong magnetic field in a local area where the poles of the magnet touch the part being inspected. Some yokes can lift weights in excess of 40 pounds.

Electroimanes

Hoy en día, la mayoría de los equipos utilizados para crear el campo magnético usado en MPI se basa en el electromagnetismo. Es decir, utilizando una corriente eléctrica para producir el campo magnético. Un yugo electromagnético es un pedazo de equipo que se utiliza para establecer un campo magnético muy común. Básicamente se hace envolviendo una bobina eléctrica alrededor de un pedazo de acero ferromagnético suave. Un interruptor está incluido en el circuito eléctrico para que la corriente y, por tanto, el campo magnético se pueden activar y desactivar. Puede ser alimentados con corriente alterna de una toma o por corriente continua de una batería. Este tipo de imán genera un campo magnético muy fuerte en una zona donde los polos del imán toquen la parte de la inspección. Algunos Yugos pueden levantar pesos superiores a 40 libras.

Portable yoke with battery pack Portable magnetic particle kit

ProdsProds are handheld electrodes that are pressed against the surface of the component being inspected to make contact for passing electrical current through the metal. The current passing between the prods creates a circular magnetic field around the prods that can be used in magnetic particle inspection. Prods are typically made from copper and have an insulated handle to help protect the operator. One of the prods has a trigger switch so that the current can be quickly and easily turned on and off. Sometimes the two prods are connected by any insulator (as shown in the image) to facilitate one hand operation. This is referred to as a dual prod and is commonly used for weld inspections.

Prods

Puntas de prueba son electrodos de mano que se presionan contra la superficie del componente de la inspección para hacer contacto para pasar corriente eléctrica a través del metal. La corriente que pasa entre las puntas de prueba crea un campo magnético circular alrededor de las puntas de prueba que puede ser utilizado en la inspección de partículas magnéticas. Puntas de prueba generalmente están hechos de cobre y tienen un mango aislado para ayudar a proteger al operador. Una de las puntas de prueba tiene un interruptor de gatillo para que la corriente puede ser rápida y fácilmente encendida y apagado. A veces las dos puntas de prueba están conectados por cualquier aislante (como se muestra en la imagen) para facilitar una operación de la mano. Esto se conoce como un golpecito doble y se utiliza comúnmente para inspecciones de soldadura.

The following applet shows two prods used to create a current through a conducting part. The resultant magnetic field roughly depicts the patterns expected from an magnetic particle inspection of an unflawed surface. The user is encouraged to manipulate the prods to orient the magnetic field to "cut across" suspected defects.

El siguiente programa muestra dos puntas de prueba utilizados para crear una corriente a través de una parte conductora. El campo magnético resultante representa aproximadamente los patrones esperados de una inspección de partículas magnéticas de la superficie de una manera. Se recomienda al usuario manipular las puntas de prueba para orientar el campo magnético para "atravesar" sospecha de defectos.

PortableCoilsandConductiveCablesCoils and conductive cables are used to establish a longitudinal magnetic field within a component. When a preformed coil is used, the component is placed against the inside surface on the coil. Coils typically have three or five turns of a copper cable within the molded frame. A foot switch is often used to energize the coil. Conductive cables are wrapped around the component. The cable used is typically 00 extra flexible or 0000 extra flexible. The number of wraps is determined by the magnetizing force needed and of course, the length of the cable. Normally, the wraps are kept as close together as possible. When using a coil or cable wrapped into a coil, amperage is usually expressed in ampere-turns. Ampere-turns is the amperage shown on the amp meter times the number of turns in the coil.

Los Cables conductores y bobinas de followinPortable

Bobinas y cables conductores se utilizan para establecer un campo magnético longitudinal dentro de un componente. Cuando se utiliza una bobina preformada, el componente se coloca contra la parte interior superficial en la bobina. Bobinas suelen tienen tres o cinco vueltas de cable de cobre en el marco moldeado. Un interruptor de pie se utiliza a menudo para energizar la bobina. Cables conductores se envuelven alrededor del componente. El cable utilizado es típicamente 00 0000 o extra flexible extra flexible. El número de vueltas se determina por la fuerza que magnetiza necesaria y por supuesto, la longitud del cable. Normalmente, las vueltas se mantienen juntas como sea posible. Al utilizar una bobina o

envuelto en una bobina de cable, amperaje se expresa generalmente en ampere-turns. Ampere-turns es el amperaje indicado en el taxímetro amp veces el número de vueltas en la bobina.

Portable Coil Conductive Cable

PortablePowerSuppliesPortable power supplies are used to provide the necessary electricity to the prods, coils or cables.Power supplies are commercially available in a variety of sizes. Small power supplies generally provide up to 1,500A of half-wave direct current or alternating current when used with a 4.5 meter 0000 cable. They are small and light enough to be carried and operate on either 120V or 240V electrical service. When more power is necessary, mobile power supplies can be used. These units come with wheels so that they can be rolled where needed. These units also operate on 120V or 240V electrical service and can provide up to 6,000A of AC or half-wave DC when 9 meters or less of 0000 cable is used.

Fuentes de alimentación portátil

Fuentes de alimentación portátiles se utilizan para proporcionar la electricidad necesaria para las puntas de prueba, bobinas o cables. Fuentes de alimentación están comercialmente disponibles en una variedad de tamaños. Fuentes de alimentación pequeño generalmente proporcionan hasta 1, 500A de media onda corriente continua o corriente alterna cuando se utiliza con un cable de 4,5 metros 0000. Son pequeños y luz suficiente para llevarse y operar en el servicio eléctrico 120V o 240V. Cuando más poder es necesario, pueden utilizar fuentes de alimentación móvil. Estas unidades vienen con ruedas para que puede rodar donde sea necesario. Estas unidades también funcionan en servicio eléctrico 120V o 240V y puede proporcionar hasta 6, 000A de CA o CC de media onda cuando 9 metros o menos de cable 0000 se utiliza.

Lights for Magnetic Particle Inspection

Magnetic particle inspection can be performed using particles that are highly visible under white light conditions or particles that are highly visible under ultraviolet light conditions. When an inspection is being performed using the visible color contrast particles, no special lighting is required as long as the area of inspection is well lit. A light intensity of at least 1000 lux (100 fc) is recommended when visible particles are used, but a variety of light sources can be used.

When fluorescent particles are used, special ultraviolet light must be used. Fluorescence is defined as the property of emitting radiation as a result of and during exposure to radiation. Particles used in fluorescent magnetic particle inspections are coated with a material that produces light in the visible spectrum when exposed to near-ultraviolet light. This "particle glow" provides high contrast indications on the component anywhere particles collect. Particles that fluoresce yellow-green are most common because this color matches the peak sensitivity of the human eye under dark conditions. However, particles that fluoresce red, blue, yellow, and green colors are available.

Luces para

Inspección de partículas magnéticas

Inspección de partículas magnéticas puede realizarse utilizando partículas que son altamente visibles bajo condiciones de luz blancas o partículas que son altamente visibles bajo condiciones de luz ultravioletas. Cuando una inspección se está realizando con las partículas de contraste de color visible, iluminación especial no es necesaria siempre y cuando el área de inspección está bien iluminado. Una intensidad de luz de al menos 1000 lux (100 fc) se recomienda cuando se utilizan partículas visibles, pero puede utilizarse una variedad de fuentes de luz.

Cuando se utilizan partículas fluorescentes, luz ultravioleta especial debe utilizarse. Fluorescencia se define como la propiedad de emitir radiación como resultado de y durante la exposición a la radiación. Las partículas usadas en inspección de partículas magnéticas fluorescentes están recubiertas con un material que produce la luz en el espectro visible cuando se expone a la luz cerca de ULTRAVIOLETA. Este "resplandor de la partícula" proporciona indicaciones de alto contraste en el componente recogen partículas en cualquier lugar. Partículas que es fluorescente verde amarillo son más comunes, porque este color coincide con la sensibilidad máxima del ojo humano en condiciones de oscuridad. Sin embargo, las partículas que es fluorescente de colores rojos, azules, amarillos y verde están disponibles.

UltravioletLightUltraviolet light or "black light" is light in the 1,000 to 4,000 Angstroms (100 to 400nm) wavelength range in the electromagnetic spectrum. It is a very energetic form of light that is invisible to the human eye. Wavelengths above 4,000A fall into the visible light spectrum and are seen as the color violet. UV is separated according to wavelength into three classes: A, B, and C. The shorter the wavelength, the more energy that is carried in the light and the more dangerous it is to the human cells.

ClassUV-A UV-B UV-C

Wavelength Range3,200–4,000 Angstroms2,800–3,200 Angstroms2,800–1,000 Angstroms

Luz ultravioleta

La luz ultravioleta o "luz negra" es la luz en el rango de 1.000 a 4.000 Angstroms (100 a 400 nm) longitud de onda en el espectro electromagnético. Es una forma muy enérgica de la luz que es invisible al ojo humano. Longitudes de onda por encima de 4, 000A caen en el espectro de luz visible y se ven como el color violeta. UV se separa según la longitud de onda en tres clases: A, B y C. menor será la longitud de onda, más la energía que se lleva en la luz y el más peligroso es que las células humanas.

Clase Rango de longitud de onda

UV-A 3, 200–4, 000 Angstroms

UV-B 2, 800–3, 200 Angstroms

UV-c 2,800-1,000 Angstroms

The desired wavelength range for use in nondestructive testing is between 3,500 and 3,800A with a peak wavelength at about 3,650A. This wavelength range is used because it is in the UV-A range, which is the safest to work with. UV-B will do an effective job of causing substances to fluoresce, however, it should not be used because harmful effects such as skin burns and eye damage can occur. This wavelength of radiation is found in the arc created during the welding process. UV-C (1,000 to 2,800A) is even more dangerous to living cells and is used to kill bacteria in industrial and medical settings.

La gama de longitud de onda deseada para su uso en ensayos no destructivos es entre 3.500 y 3, 800A con una longitud de onda máxima en aproximadamente 3, 650A. Esta gama de longitud de onda se utiliza porque está en la gama UV-A, que es la más segura trabajar con. UV-B hará un trabajo eficaz de causar sustancias para fluorescencia, sin embargo, no debe ser utilizado debido a efectos nocivos tales como quemaduras de la piel y puede dañar el ojo. Esta longitud de onda de la radiación se encuentra en el arco, creado durante el proceso de soldadura. UV-C (1.000 a 2, 800A) es aún más peligroso para las células vivas y se usa para matar bacterias en entornos industriales y médicos.

The desired wavelength range for use in NDT is obtained by filtering the ultraviolet light generated by the light bulb. The output of a UV bulb spans a wide range of wavelengths. The short wavelengths of 3,120 to 3,340A are produced in low levels. A peak wavelength of 3650A is produced at a very high intensity. Wavelengths in the visible violet range (4050A to 4350A), green-yellow (5460A), yellow (6220A) and orange (6770A) are also usually produced. The filter allows only radiation in the range of 3200 to 4000A and a little visible dark purple to pass.

La gama de longitud de onda deseada para su uso en NDT se obtiene filtrando la luz ultravioleta generada por la bombilla. La salida de una lámpara de UV abarca una amplia gama de longitudes de onda. Las longitudes de onda cortas de 3.120 a 3, 340A se producen en niveles bajos. Una longitud de onda máxima de 3650A se produce a una muy alta intensidad. Gama de longitudes de onda en el visible violeta (4050A a 4350A), verde-amarillo (5460A), amarillo (6220A) y naranja (6770A) también generalmente se producen. El filtro permite sólo la radiación en la gama de 3200 a 4000A y un poco de color púrpura oscuro visible para pasar.

BasicUltravioletLights UV bulbs come in a variety of shapes and sizes. The more common types are the low pressure

tube, high pressure spot, the high pressure flood types. The tubular black light is similar in construction to the tubular fluorescent lights used for office or home illumination. These lights use a low pressure mercury vapor arc. Tube lengths of 6 to 48 inches are common. The low pressure bulbs are most often used to provide general illumination to large areas rather than for illumination of components to be inspected. These bulbs generate a relatively large amount of white light, which is concerning since inspection specifications require less than two foot-candles of white light at the inspection surface.

Luces ultravioletas básicas

Bombillas UV vienen en una variedad de formas y tamaños. Los tipos más comunes son el tubo de presión baja, punto de alta presión, los tipos de inundación de alta presión. La luz tubular de negro es similar en construcción a las luces fluorescentes tubulares utilizados para oficina u hogar iluminación. Estas luces utilizan un arco de vapor de mercurio de baja presión. Longitudes de tubo de 6 a 48 pulgadas son comunes. Las lámparas de baja presión más a menudo se utilizan para proporcionar iluminación general a grandes áreas y no para la iluminación de componentes a ser inspeccionados. Estas bombillas generan una cantidad relativamente grande de luz blanca, que es sobre desde especificaciones de inspección requieren menos de dos pie-bujías de luz blanca en la superficie de la inspección.

Flood lights are also used to illuminate the inspection area, since they provide even illumination over a large area. Intensity levels for flood lamps are relatively low because the energy is spread over a large area. They generally do not generate the required UV light intensity at the given distance that specifications require.

Luces de inundación también se utilizan para iluminar el área de inspección, ya que proporcionan iluminación uniforme sobre un área grande. Niveles de intensidad para lámparas de inundación son relativamente bajos porque la energía se extiende sobre un área grande. Generalmente no generan la necesaria intensidad de luz UV en la distancia dada que requieren especificaciones.

Spot lights, on the other hand, provide concentrated energy that can be directed to the area of inspection. A spot light will generate a six inch diameter circle of high intensity light when held fifteen inches from the inspection surface. One hundred watt mercury vapor lights are most commonly used, but higher wattages are available.

Focos, por el contrario, proporcionan energía concentrada que puede destinarse a la zona de inspección. Un foco generará un círculo de seis pulgadas de diámetro de luz de alta intensidad

cuando quince pulgadas de la superficie de la inspección. Comúnmente se utilizan luces de vapor de mercurio de 100 vatios, pero mayores potencias están disponibles.

In the high pressure mercury vapor spot or flood lamps, UV light is generated by a quartz tube inside the bulb. This tube contains two electrodes that establish an arc. The distance between electrodes is such that a starting electrode must be used. A resister limits the current to the starting electrode that establishes the initial arc that vaporizes the mercury in the tube. Once this low level arc is established and the mercury is vaporized, the arc between the main electrodes is established. It takes approximately five minutes to "warm up" and establish the arc between the main electrodes. This is why specifications require a "warm up time" before using the high pressure mercury vapor lights. Flood and spot black lights produce large amounts of heat and should be handled with caution to prevent burns. This condition has been eliminated by newer designs that include cooling fans. The arc in the bulb can be upset when exposed to an external magnetic field, such as that generated by a coil. Care should be taken not to bring the lamp close to strong magnetic fields, but if the arc is upset and extinguished, it must be allowed to cool before it can be safely restarted.

En el punto del vapor del mercurio de alta presión o lámparas de inundación, la luz UV se genera por un tubo de cuarzo dentro de la bombilla. Este tubo contiene dos electrodos que establecen un arco. La distancia entre electrodos es tal que debe utilizarse un electrodo de partida. Una resistencia limita la corriente al electrodo de partida que establece el arco inicial que vaporiza el mercurio contenido en el tubo. Una vez que se establece este arco de bajo nivel y se vaporiza el mercurio, se establece el arco entre los electrodos principales. Se tarda aproximadamente cinco minutos para "calentar" y establecer el arco entre los electrodos principales. Por esta razón las especificaciones requieren un "tiempo de calentamiento" antes de usar las luces de vapor de mercurio de alta presión. Inundaciones y negro focos producen grandes cantidades de calor y deben ser manejados con precaución para evitar quemaduras. Esta condición ha sido eliminada por nuevos diseños que incluyen ventiladores de refrigeración. El arco en el bulbo se puede alterar cuando se exponen a un campo magnético externo, como el producido por una bobina. Debe tener cuidado de no traer la lámpara cerca de los campos magnéticos fuertes, pero si el arco es molesto y extinguido, se debe enfriar antes de que puede reiniciarse con seguridad.

HighIntensityUltravioletLightsThe 400 watt metal halide bulbs or "super lights" can be found in some facilities. This super bright light will provide adequate lighting over an area of up to ten times that covered by the 100 watt bulb. Due to their high intensity, excessive light reflecting from the surface of component is a concern. Moving the light a greater distance from the inspection area will generally reduce this glare. Another type of high intensity light available is the micro-discharge light. This particular light produces up to ten times the amount of UV light conventional lights produce. Readings of up to 60,000 uW/cm2 at 15 inches can be achieved.

Luz ultravioleta de alta intensidad

Las lámparas de halogenuro metálico de 400 vatios o "super luces" pueden encontrarse en algunas instalaciones. Esta luz super brillante proporcionará una iluminación adecuada en un área de hasta diez veces que cubre la bombilla de 100 vatios. Debido a su alta intensidad, excesiva luz reflejada de la superficie del componente es una preocupación. Pasar la luz de una mayor distancia de la zona de inspección general reducirá este fulgor. Otro tipo de luz de alta intensidad la luz micro-descarga está disponible. Esta luz particular produce hasta diez veces la cantidad de focos convencionales producen la luz UV. Lecturas de hasta 60.000 uW/cm2 en 15 pulgadas pueden lograrse.

Magnetic Field Indicators

Determining whether a magnetic field is of adequate strength and in the proper direction is critical when performing magnetic particle testing. As discussed previously, knowing the direction of the field is important because the field should be as close to perpendicular to the defect as possible and no more than 45 degrees from normal. Being able to evaluate the field direction and strength is especially important when inspecting with a multidirectional machine, because when the fields are not balanced properly, a vector field will be produced that may not detect some defects.

Indicadores de campo magnético

Determinar si un campo magnético es de resistencia adecuada y en la dirección correcta es fundamental cuando se realizan pruebas de partículas magnéticas. Como comentamos anteriormente, saber que la dirección del campo es importante porque el campo debe ser lo más cerca perpendicular al defecto como sea posible y no más de 45 grados de normal. Ser capaces de evaluar la fuerza y la dirección del campo es especialmente importante cuando inspección con una máquina multidireccional, porque cuando los campos no están equilibrados adecuadamente, será un campo del vector que produce puede no detectar algunos defectos.

There is actually no easy-to-apply method that permits an exact measurement of field intensity at a given point within a material. In order to measure the field strength, it is necessary to intercept the flux lines. This is impossible without cutting into the material and cutting the material would immediately change the field within the part. However, cutting a small slot or hole into the material and measuring the leakage field that crosses the air gap with a Gauss meter is probably the best way to get an estimate of the actual field strength within a part. Nevertheless, there are a number of tools and methods available that are used to determine the presence and direction of the field surrounding a component.

No hay método realmente no fácil de aplicar que permite una medición exacta de la intensidad del campo en un momento dado dentro de un material. Para medir la intensidad de campo, es necesario interceptar las líneas de flujo. Esto es imposible sin cortar el material y el material de corte cambiaría inmediatamente el campo dentro de la parte. Sin embargo, corte una ranura pequeña o un agujero en el material y mide el campo de salida que atraviesa el espacio con un medidor de Gauss es probablemente la mejor manera de obtener una estimación de la intensidad de campo real dentro de una parte. Sin embargo, hay un número de herramientas y métodos que se utilizan para determinar la presencia y dirección del campo que rodea a un componente.

Gauss Meter or Hall Effect Gage

A Gauss meter with a Hall Effect probe is commonly used to measure the tangential field strength on the surface of the part. As discussed in some detail on the "Measuring Magnetic Fields" page, the Hall effect is the transverse electric field created in a conductor when placed in a magnetic field. Gauss meters, also called Tesla meters, are used to measure the strength of a field tangential to the surface of the magnetized test object. The meters measure the intensity of the field in the air adjacent to the component when a magnetic field is applied.

The advantages of Hall effect devices are: they provide a quantitative measure of the strength of magnetizing force tangential to the surface of a test piece, they can be used for measurement of residual magnetic fields, and they can be used repetitively. Their main disadvantages are that they must be periodically calibrated and they cannot be used to establish the balance of fields in multidirectional applications.

Medidor de Gauss o Gage de efecto Hall

Un medidor de Gauss con una sonda de efecto Hall se utiliza comúnmente para medir la intensidad de campo tangencial en la superficie de la pieza. Como se explica en detalle en la página de "medir los campos magnéticos", el efecto de Hall es el transversal campo eléctrico creado en un conductor cuando se coloca en un campo magnético. Gauss metros, también llamadas Tesla metros, se utilizan para medir la intensidad de un campo tangencial a la

superficie del objeto magnetizado de la prueba. Los medidores de medir la intensidad del campo en el aire junto al componente cuando se aplica un campo magnético.

Las ventajas de los dispositivos de efecto Hall son: proporcionan una medida cuantitativa de la fuerza de la fuerza tangencial a la superficie de una pieza de ensayo que magnetiza, pueden ser utilizados para medir los campos magnéticos residuales y pueden ser utilizados repetidamente. Sus principales desventajas son que debe calibrarse periódicamente y se pueden usar para establecer el equilibrio de los campos en aplicaciones multidireccionales.

Quantitative Quality Indicator (QQI)

The Quantitative Quality Indicator (QQI) or Artificial Flaw Standard is often the preferred method of assuring proper field direction and adequate field strength. The use of a QQI is also the only practical way of ensuring balanced field intensity and direction in multiple-direction magnetization equipment. QQIs are often used in conjunction with a Gauss meter to establish the inspection procedure for a particular component. They are used with the wet method only, and like other flux sharing devices, can only be used with continuous magnetization.

The QQI is a thin strip of either 0.002 or 0.004 inch thick AISI 1005 steel. A photoetch process is used to inscribe a specific pattern, such as concentric circles or a plus sign. QQIs are nominally 3/4 inch square, but miniature shims are also available. QQIs must be in intimate contact with the part being evaluated. This is accomplished by placing the shim on a part etched side down, and taping or gluing it to the surface. The component is then magnetized and particles applied. When the field strength is adequate, the particles will adhere over the engraved pattern and provide information about the field direction. When a multidirectional technique is used, a balance of the fields is noted when all areas of the QQI produce indications.

Indicador de calidad cuantitativa (QQI)

El indicador de calidad cuantitativa (QQI) o defecto Artificial estándar suele ser el método preferido de asegurar la dirección de campo propio y la fuerza de campo adecuado. El uso de un QQI también es la única forma práctica de asegurar la intensidad del campo equilibrado y dirección en equipo múltiple-dirección de magnetización. QQIs a menudo se utilizan junto con un medidor de Gauss para establecer el procedimiento de inspección para un componente en

particular. Se utilizan con el método húmedo solamente y como otro flujo compartir dispositivos, sólo puede ser utilizados con magnetización continua.

El QQI es una delgada franja de acero AISI 1005 de espesor 0.002 o 0,004 pulgadas. Un proceso de photoetch amarillo se utiliza para inscribir un patrón específico, como círculos concéntricos o un signo más. QQIs son nominalmente cuadrado de 3/4 pulgadas, pero también hay cuñas de miniatura. QQIs debe estar en íntimo contacto con la parte que se está evaluando. Esto se logra mediante la colocación de la cuña en la parte grabada hacia abajo y cinta adhesiva o pegado a la superficie. El componente entonces está magnetizado y partículas aplicación. Cuando la intensidad de campo es suficiente, las partículas se adhieren sobre el patrón grabado y proporcionar información sobre la dirección del campo. Cuando se utiliza una técnica multidireccional, un equilibrio de los campos se observa cuando todas las áreas de la QQI producen indicaciones.

Some of the advantages of QQIs are: they can be quantified and related to other parameters, they can accommodate virtually any configuration with suitable selection, and they can be reused with careful application and removal practices. Some of the disadvantages are: the application process is somewhat slow, the parts must be clean and dry, shims cannot be used as a residual magnetism indicator as they are a flux sharing device, they can be easily damaged with improper handling, and they will corrode if not cleaned and properly stored.

Above left is a photo of a typical QQI shim. The photo on the right shows the indication produced by the QQI when it is applied to the surface a part and a magnetic field is established that runs across the shim from right to left.

Algunas de las ventajas de QQIs son: pueden ser cuantificados y relacionados con otros parámetros, puede adaptarse a prácticamente cualquier configuración con la adecuada selección, y pueden ser reutilizados con prácticas de aplicación y eliminación cuidadosos. Algunas de las desventajas son: el proceso de aplicación es algo lento, las partes deben estar limpios y secos, cuñas no pueden utilizarse como un indicador del magnetismo residual, ya que son un dispositivo de intercambio de flujo, pueden dañarse fácilmente con manejo inadecuado y corroen si no limpia y correctamente almacenados.

Arriba a la izquierda es una foto de una cuña QQI típica. La foto a la derecha muestra la indicación producida por el QQI cuando se aplica a la superficie se establece una parte y un campo magnético que se extiende por el calce de derecha a izquierda.

Pie Gage

The pie gage is a disk of highly permeable material divided into four, six, or eight sections by nonferromagnetic material. The divisions serve as artificial defects that radiate out in different directions from the center. The diameter of the gage is 3/4 to 1 inch. The divisions between the low carbon steel pie sections are to be no greater than 1/32 inch. The sections are furnace brazed and copper plated. The gage is placed on the test piece copper side up and the test piece is magnetized. After particles are applied and the excess removed, the indications provide the inspector the orientation of the magnetic field.

The principal application is on flat surfaces such as weldments or steel castings where dry powder is used with a yoke or prods. The pie gage is not recommended for precision parts with complex shapes, for wet-method applications, or for proving field magnitude. The gage should be demagnetized between readings.

Pastel Gage

El calibrador de pie es un disco de material altamente permeable dividido en cuatro, seis u ocho secciones de material nonferromagnetic. Las divisiones sirven como defectos artificiales que irradian hacia fuera en diferentes direcciones desde el centro. El diámetro de la gage es

3/4 a 1 pulgada. Las divisiones entre las secciones de pie de acero con poco carbono deben ser no mayor que 1/32 pulgadas. Las secciones son horno soldadas y cobre plateado. El medidor se coloca en el lado de la pieza de cobre de prueba para arriba y la probeta es magnetizada. Después de que las partículas se aplican y retirar el exceso, las indicaciones proporcionan el inspector de la orientación del campo magnético.

La aplicación principal es en superficies planas como piezas soldadas o fundición de acero donde el polvo seco se utiliza con un yugo o prods. El calibrador de pie no se recomienda para piezas de precisión con formas complejas, para aplicaciones de método mojado o para demostrar la magnitud del campo. El calibrador debe desmagnetizar entre lecturas.

Several of the main advantages of the pie gage are that it is easy to use and it can be used indefinitely without deterioration. The pie gage has several disadvantages, which include: it retains some residual magnetism so indications will prevail after removal of the source of magnetization, it can only be used in relatively flat areas, and it cannot be reliably used for determination of balanced fields in multidirectional magnetization.

Varias de las principales ventajas de la gage pastel son que es fácil de usar y puede ser utilizado indefinidamente sin deterioro. El calibrador de pie tiene varias desventajas, que incluyen: conserva algunos magnetismo residual para indicaciones prevalecerá después del retiro de la fuente de la magnetización, sólo puede ser utilizado en áreas relativamente planas y fiable no puede utilizarse para la determinación de campos equilibrados de magnetización multidireccional.

Slotted Strips

Slotted strips, also known as Burmah-Castrol Strips, are pieces of highly permeable ferromagnetic material with slots of different widths. They are placed on the test object as it is inspected. The indications produced on the strips give the inspector a general idea of the field strength in a particular area.

Advantages of these strips are: they are relatively easily applied to the component, they can be used successfully with either the wet or dry method when using the continuous magnetization, they are repeatable as long as orientation to the magnetic field is maintained, and they can be used repetitively. Some of the disadvantages are that they cannot be bent to complex configuration and they are not suitable for multidirectional field applications since they indicate defects in only one direction.

Tiras de ranurado

Tiras de ranurado, también conocido como tiras de Burmah Castrol, son piezas de material ferromagnético altamente permeable con ranuras de diferentes anchos. Se colocan en el objeto de la prueba como es inspeccionado. Las indicaciones que se producen en las tiras de dan el inspector una idea general de la fuerza del campo en una zona determinada.

Ventajas de estas tiras son: relativamente fácilmente se aplican al componente, puede ser utilizados con éxito con el método húmedo o seco cuando se utiliza la magnetización continua, son repetibles como orientación para el campo magnético se mantiene, y pueden ser utilizados repetidamente. Algunas de las desventajas son que se no se doblaron a configuración compleja y no son adecuados para aplicaciones de campo multidireccional ya que señalan defectos en solamente una dirección.

Magnetic Particles

As mentioned previously, the particles that are used for magnetic particle inspection are a key ingredient as they form the indications that alert the inspector to defects. Particles start out as tiny milled (a machining process) pieces of iron or iron oxide. A pigment (somewhat like paint) is bonded to their surfaces to give the particles color. The metal used for the particles has high magnetic permeability and low retentivity. High magnetic permeability is important because it makes the particles attract easily to small magnetic leakage fields from discontinuities, such as flaws. Low retentivity is important because the particles themselves never become strongly magnetized so they do not stick to each other or the surface of the part. Particles are available in a dry mix or a wet solution.

Partículas magnéticas

Como se mencionó anteriormente, las partículas que se utilizan para la inspección de partículas magnéticas son un ingrediente clave ya que forman las indicaciones que el inspector a los defectos de la alerta. Comienzo de las partículas hacia fuera como pequeños molido (un proceso de mecanizado) piezas de hierro o de óxido de hierro. Un pigmento (algo así como pintura) se enlaza a sus superficies para dar el color de las partículas. El metal utilizado para las partículas tiene alta permeabilidad magnética y baja capacidad de retención. Alta permeabilidad magnética es importante porque hace que las partículas se atraen fácilmente a

los campos de la pequeña fuga magnética de discontinuidades, tales como defectos. Baja capacidad de retención es importante porque las partículas se nunca fuertemente ser magnetizadas para que no se peguen entre sí o la superficie de la pieza. Las partículas están disponibles en una mezcla seca o una solución de mojado

DryMagneticParticlesDry magnetic particles can typically be purchased in red, black, gray, yellow and several other colors so that a high level of contrast between the particles and the part being inspected can be achieved. The size of the magnetic particles is also very important. Dry magnetic particle products are produced to include a range of particle sizes. The fine particles are around 50 mm (0.002 inch) in size, and are about three times smaller in diameter and more than 20 times lighter than the coarse particles (150 mm or 0.006 inch). This make them more sensitive to the leakage fields from very small discontinuities. However, dry testing particles cannot be made exclusively of the fine particles. Coarser particles are needed to bridge large discontinuities and to reduce the powder's dusty nature. Additionally, small particles easily adhere to surface contamination, such as remnant dirt or moisture, and get trapped in surface roughness features. It should also be recognized that finer particles will be more easily blown away by the wind; therefore, windy conditions can reduce the sensitivity of an inspection. Also, reclaiming the dry particles is not recommended because the small particles are less likely to be recaptured and the "once used" mix will result in less sensitive inspections.

Partículas magnéticas secas

Partículas magnéticas secas normalmente pueden adquirirse en rojo, negro, gris, amarillo y varios otros colores por lo que se logra un alto nivel de contraste entre las partículas y la parte de la inspección. El tamaño de las partículas magnéticas es también muy importante. Se producen productos seco partículas magnéticas para incluir una gama de tamaños de las partículas. Las partículas finas son alrededor de 50 mm (0.002 pulgadas) de tamaño y son aproximadamente tres veces más pequeñas en diámetro y más de 20 veces más ligero que las partículas gruesas (150 mm o 0,006 pulgadas). Esto los hace más sensibles a los campos de fuga de discontinuidades muy pequeñas. Sin embargo, partículas secas de pruebas no pueden hacerse exclusivamente de las partículas finas. Las partículas más gruesas se necesitan grandes discontinuidades del puente y reducir la naturaleza polvoriento del polvo. Además, las partículas pequeñas fácilmente se adhieren a la contaminación de la superficie, como remanente suciedad o humedad y atrapadas en características de rugosidad de la superficie.

También hay que reconocer que las partículas más finas serán más fácilmente sopladas lejos por el viento; por lo tanto, el viento puede reducir la sensibilidad de una inspección. También, reclamando las partículas secas no se recomienda porque las partículas pequeñas son menos propensas a ser capturados y la mezcla de "una vez utilizado" resultará en inspecciones menos sensibles.