Magnetisch deeltjesonderzoek versus penetrantonderzoek: de juiste methode kiezen voor inspectie van kraanlassen

Oppervlakte-inspectie van lasnaden is essentieel voor bovenloopkranen, portaalkranen, zwenkkranen en andere staalconstructies. Magnetisch deeltjesonderzoek (MT) en penetrantonderzoek (PT) zijn twee veelgebruikte methoden. MT maakt gebruik van een magnetisch veld, terwijl PT gebruikmaakt van capillaire werking. MT is beperkt tot ferromagnetische materialen, terwijl PT geen magnetisch materiaal vereist. Het kiezen van de verkeerde methode kan ertoe leiden dat een defect onopgemerkt blijft.

1. Wat wordt er gedetecteerd met behulp van magnetisch deeltjesonderzoek en penetrantonderzoek?

Beide methoden inspecteren defecten aan het oppervlak, maar hun detectiebereik en materiaaleisen verschillen.

Simpel gezegd kan MT defecten op korte afstand onder het oppervlak detecteren, maar alleen in ferromagnetische materialen. PT detecteert alleen defecten die met het oppervlak verbonden zijn, maar kan op een breder scala aan materialen worden gebruikt.

Let op: De detectiediepte van MT in de nabije omgeving van het oppervlak wordt doorgaans geschat op ongeveer 1-2 mm onder het oppervlak. De werkelijke diepte is afhankelijk van de magnetisatiemethode en de grootte van het defect, en er bestaat geen uniforme nationale definitie. De toepasselijke inspectieprocedure is leidend. Diepere defecten dienen te worden onderzocht met behulp van UT of RT.

2. Principes: Magnetische fluxlekkage versus capillaire werking

Magnetisch deeltjesonderzoek: magnetische fluxlekkage trekt deeltjes aan.

Wanneer een ferromagnetisch materiaal gemagnetiseerd wordt, beweegt er magnetische flux doorheen in een bepaalde richting. Als er een scheur, porie of ander defect aan of nabij het oppervlak aanwezig is, buigt de flux af en ontsnapt uit het materiaal, waardoor een lekveld ontstaat. Magnetische deeltjes verzamelen zich in het lekveld en onthullen de locatie van het defect.

Als een defect parallel loopt aan de magnetische flux, kan het lekveld te zwak zijn om een duidelijke indicatie te geven. Bij magnetisch testen (MT) worden daarom normaal gesproken twee loodrechte magnetisatierichtingen gebruikt. Bij kraanlassen wordt de jukmethode vaak eenmaal in de lengterichting en eenmaal dwars op de las toegepast. Een kruisjuk kan ook helpen om defecten in verschillende oriëntaties af te dekken.

Penetrant testen: De penetrant dringt door in het defect en de ontwikkelaar brengt het aan het licht.

Bij PT wordt penetrant op het werkstukoppervlak aangebracht, waarna het door capillaire werking in de oppervlaktebeschadigingen doordringt. Overtollig penetrant wordt vervolgens verwijderd en er wordt een ontwikkelaar aangebracht. Het penetrant in de beschadiging wordt terug naar het oppervlak gezogen, waardoor een zichtbare indicatie ontstaat.

Het defect moet aan de oppervlakte liggen. Als een scheur verstopt is door oxidehuid, lasslakken, verf of andere verontreinigingen, kan de penetrantvloeistof er niet in doordringen en kan de penetranttest het defect mogelijk niet aan het licht brengen.

3. Materiaalselectie: Het eerste beslissingsmoment

Magnetisch deeltjesonderzoek is beperkt tot ferromagnetische materialen.

Koolstofstaal en laaggelegeerd staal, zoals Q235, Q355 en Q390, zijn ferromagnetisch en kunnen met MT worden geïnspecteerd. Austenitisch roestvast staal, waaronder de series 304 en 316, evenals aluminium, koper en titanium, is niet-ferromagnetisch en kan niet met MT worden geïnspecteerd.

Penetrantonderzoek is geschikt voor niet-poreuze materialen.

PT vereist geen magnetische materialen, maar het oppervlak moet niet-poreus zijn. Roestvrij staal, aluminium, koper, keramiek, kunststoffen, koolstofstaal en laaggelegeerd staal kunnen allemaal met PT worden geïnspecteerd. Poreuze materialen zoals gietijzer en poedermetallurgische onderdelen zijn over het algemeen ongeschikt, omdat het penetrant in de poriën kan doordringen en valse indicaties kan geven.

Selectieprincipe voor constructielassen

Volgens paragraaf 8.2.6 van GB 50661-2011 moeten ferromagnetische materialen worden onderzocht op oppervlakte-onvolkomenheden met behulp van magnetisch deeltjesonderzoek (MP). Wanneer MP niet mogelijk is, moet penetrantonderzoek worden toegepast. Voor gangbare bovenloopkranen en metallurgische kraanconstructies is MP doorgaans de eerste keuze voor lassen van koolstofstaal en laaggelegeerd staal, terwijl penetrantonderzoek (PT) wordt gebruikt voor lassen van austenitisch roestvast staal en aluminiumconstructies.

4. Voordelen en beperkingen

5. Praktische aandachtspunten voor de inspectie van kraanlassen

Magnetisch deeltjesonderzoek

• Gebruik ten minste twee onderling loodrechte magnetisatierichtingen om het risico op het missen van oriëntatieafhankelijke scheuren te verkleinen.
• Verwijder olie, roest en lasspatten. Kies de continue of residuele methode volgens de procedure.
• Demagnetiseer na de test indien nodig. Gebruik ultraviolet licht om fluorescerende deeltjes waar te nemen en voldoende wit licht voor niet-fluorescerende deeltjes.

Penetrant testen

• Verwijder olie, roest, coatings en lasslakken zodat defecte openingen niet verstopt raken.
• Stel de verblijftijd in volgens de productinstructies en de schriftelijke procedure. Deze bedraagt doorgaans 5 tot 60 minuten, waarbij 10 tot 30 minuten vaak wordt gebruikt voor lasinspectie bij kamertemperatuur. De verblijftijd mag niet korter zijn dan de door de fabrikant aanbevolen tijd.
• De temperatuur van het werkstuk, het testoppervlak en de omgeving, met uitzondering van het droogproces, moet over het algemeen tussen de 10 en 50 °C liggen. Indien de omstandigheden buiten dit bereik vallen, dienen de relevante bepalingen van GB/T 18851.5 en GB/T 18851.6 te worden toegepast.
• Voorkom overmatig of onvoldoende reinigen. Breng de ontwikkelaar aan als een dunne, gelijkmatige laag en verwijder na inspectie alle resterende penetrant en ontwikkelaar.

6. Veelvoorkomende misverstanden

Magnetisch deeltjesonderzoek en penetrantonderzoek zijn uitwisselbaar.

Dat klopt niet. MT is beperkt tot ferromagnetische materialen, terwijl PT alleen gevoelig is voor defecten die het oppervlak doorbreken.

Met penetrantonderzoek kunnen defecten vlak onder het oppervlak worden opgespoord.

Dat is niet mogelijk. Defecten vlak onder het oppervlak worden over het algemeen onderzocht met MT, terwijl dieper gelegen interne defecten onderzocht moeten worden met UT of RT.

Magnetisch deeltjesonderzoek is altijd gevoeliger dan penetrantonderzoek.

Niet per se. PT kan zeer gevoelig zijn voor scheuren die het oppervlak doorbreken, terwijl MT ook defecten vlak onder het oppervlak kan onthullen. Het uiteindelijke resultaat hangt af van de procedure, de oppervlakteconditie en de kenmerken van het defect.

Magnetisch deeltjesonderzoek of penetrantonderzoek maakt een interne inspectie overbodig.

Nee, dat is niet het geval. MT en PT kunnen een interne inspectie niet vervangen. Interne porositeit, slakinsluitingen, gebrek aan fusie en interne scheuren moeten worden onderzocht met behulp van UT of RT.

Bij elke lasverbinding van roestvrij staal moet een penetranttest worden uitgevoerd.

De kwaliteit is belangrijk. Austenitisch roestvast staal van de series 304 en 316 is over het algemeen niet-ferromagnetisch en moet als PT worden geclassificeerd. Martensitisch roestvast staal van de series 410 en 420 en ferritisch roestvast staal van de serie 430 zijn ferromagnetisch en kunnen als MT worden geclassificeerd. Duplex roestvast staal van de serie 2205 vertoont ook enige magnetische respons, maar de gevoeligheid is over het algemeen lager dan die van koolstofstaal. Roestvast staal mag niet als PT worden geclassificeerd zonder de kwaliteit te controleren.

Conclusie

Het verschil tussen MT en PT kan in drie punten worden samengevat:

• Detectiebereik: MT detecteert defecten aan het oppervlak en vlak onder het oppervlak, terwijl PT alleen defecten detecteert die het oppervlak doorbreken.
• Toepasselijke materialen: MT is beperkt tot ferromagnetische materialen, terwijl PT geschikt is voor niet-poreuze materialen.
• Selectieprincipe: Gebruik eerst MT voor ferromagnetische materialen; gebruik PT wanneer MT niet kan worden toegepast.

Voor gangbare staallassen in bovenloopkranenBij portaalkranen en zwenkkranen wordt MT (magnetrononderzoek) als eerste methode overwogen voor koolstofstaal en laaggelegeerd staal, en PT (penetrantonderzoek) voor austenitisch roestvast staal en aluminiumconstructies. Geen van beide methoden vervangt UT (ultrasoundonderzoek) of RT (radiografieonderzoek) voor het opsporen van lasfouten in het binnenwerk.

Cindy

Whatsappen: +86 191 3738 6654

E-mail: cindywang@hndfcrane.com

Ik ben Cindy, met 10 jaar werkervaring in de kraanindustrie en een schat aan professionele kennis. Ik heb de bevredigende kranen voor meer dan 500 klanten geselecteerd. Als u behoeften of vragen over kranen hebt, neem dan gerust contact met mij op, ik zal mijn expertise en praktische ervaring gebruiken om u te helpen het probleem op te lossen!