ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.01.2024
Просмотров: 199
Скачиваний: 4
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
намагничивающего устройства, особенно ценно это преимущество при контроле деталей сложной формы, когда надо заглядывать в пазы, канавки и т. п.;
− нанесение суспензии как путем полива, так и окунанием в ванне с суспензией одновременно ряда деталей не только непосредственно за операцией намагничивания, но и спустя несколько часов;
− почти всегда способ СОН имеет большую производительность труда, так как выполнение однотипных операций, например, сначала намагничивание 100 деталей подряд, а затем полив сразу их всех, а потом последовательный осмотр, сокращает рабочее время по сравнению с работой, когда надо выполнять каждый раз другую операцию;
− меньшую вероятность появления ложных отложений порошка в местах грубой обработки поверхности, наклепа, по рискам и т. п.;
− улучшение безопасности труда; так как дефектоскопист даже случайно не может попасть в магнитное поле включенного намагничивающего устройства или коснуться открытых частей токопровода намагничивающего устройства
(
некоторые устройства имеют в силу технических особенностей открытые части, по которым протекает электрический ток).
СПП имеет только одно важное преимущество – этот способ имеет высокую чувствительность. При этом индикаторные рисунки дефектов образуются в процессе намагничивания. При использовании СПП сначала прекращают нанесение индикатора на объект, затем – намагничивание. Осмотр контролируемой поверхности проводят при намагничивании и (или) после его прекращения. При контроле СПП достигаются высокие значения намагниченности деталей, вплоть до насыщения, и, следовательно, тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля рассеяния над дефектами. Это повышает выявляемость дефектов данным способом, но не всегда, так как даже при средней шероховатости поверхности и наличии эксплуатационных рисок, вмятин и т. п. могут появляться дополнительные ложные осаждения магнитного порошка в этих местах, осложняющие расшифровку результатов контроля.
Поэтому при прочих равных условиях предпочтение следует отдать
58
− нанесение суспензии как путем полива, так и окунанием в ванне с суспензией одновременно ряда деталей не только непосредственно за операцией намагничивания, но и спустя несколько часов;
− почти всегда способ СОН имеет большую производительность труда, так как выполнение однотипных операций, например, сначала намагничивание 100 деталей подряд, а затем полив сразу их всех, а потом последовательный осмотр, сокращает рабочее время по сравнению с работой, когда надо выполнять каждый раз другую операцию;
− меньшую вероятность появления ложных отложений порошка в местах грубой обработки поверхности, наклепа, по рискам и т. п.;
− улучшение безопасности труда; так как дефектоскопист даже случайно не может попасть в магнитное поле включенного намагничивающего устройства или коснуться открытых частей токопровода намагничивающего устройства
(
некоторые устройства имеют в силу технических особенностей открытые части, по которым протекает электрический ток).
СПП имеет только одно важное преимущество – этот способ имеет высокую чувствительность. При этом индикаторные рисунки дефектов образуются в процессе намагничивания. При использовании СПП сначала прекращают нанесение индикатора на объект, затем – намагничивание. Осмотр контролируемой поверхности проводят при намагничивании и (или) после его прекращения. При контроле СПП достигаются высокие значения намагниченности деталей, вплоть до насыщения, и, следовательно, тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля рассеяния над дефектами. Это повышает выявляемость дефектов данным способом, но не всегда, так как даже при средней шероховатости поверхности и наличии эксплуатационных рисок, вмятин и т. п. могут появляться дополнительные ложные осаждения магнитного порошка в этих местах, осложняющие расшифровку результатов контроля.
Поэтому при прочих равных условиях предпочтение следует отдать
58
магнитному контролю СОН.
Способ остаточной намагниченности,как правило, проводят в следующих случаях:
− изделие должно быть изготовлено из магнитотвердого материала с В
r
>0.53
Тл и Н
с
>
9,5 А/см, чтобы остаточная намагниченность была достаточно большой, чтобы на поверхностных дефектах образовывались полюса, притягивающие частицы магнитного порошка;
− изделие должно быть достаточно простой формы, без галтельных переходов, пазов, резьбы, которые сильно ослабляют и рассевают магнитное поле и остаточное поле, и так не сильно большое;
− намагничивающее устройство позволяет создать поле напряженностью близкой к Нs.;
− на детали не должно быть немагнитного покрытия, например, краски, лака, эмали и т. п.;
− задачей контроля должно быть выявление только выходящих на поверхность дефектов, для выявления подповерхностных дефектов нужно только сильное приложенное магнитное поле.
Для правильного выбора способа намагничивания следует выполнить следующие действия:
1) определяют марку материала проверяемого объекта, используя техническую документацию на его изготовление;
2) по справочникам оценивать остаточную намагниченность и коэрцитивную силу;
3) исходя из положения точки с координатами Н
с
и В
r на рисунке 32 делают заключение о возможности применения того или иного способа контроля, руководствуясь следующим: если на графике точка (Н
с
,
В
r
) расположена выше кривой, то возможен контроль объекта как СОН, так и СПП, если точка (Н
с
,
В
r
) расположена ниже кривой, то рекомендуется контроль СПП.
59
Способ остаточной намагниченности,как правило, проводят в следующих случаях:
− изделие должно быть изготовлено из магнитотвердого материала с В
r
>0.53
Тл и Н
с
>
9,5 А/см, чтобы остаточная намагниченность была достаточно большой, чтобы на поверхностных дефектах образовывались полюса, притягивающие частицы магнитного порошка;
− изделие должно быть достаточно простой формы, без галтельных переходов, пазов, резьбы, которые сильно ослабляют и рассевают магнитное поле и остаточное поле, и так не сильно большое;
− намагничивающее устройство позволяет создать поле напряженностью близкой к Нs.;
− на детали не должно быть немагнитного покрытия, например, краски, лака, эмали и т. п.;
− задачей контроля должно быть выявление только выходящих на поверхность дефектов, для выявления подповерхностных дефектов нужно только сильное приложенное магнитное поле.
Для правильного выбора способа намагничивания следует выполнить следующие действия:
1) определяют марку материала проверяемого объекта, используя техническую документацию на его изготовление;
2) по справочникам оценивать остаточную намагниченность и коэрцитивную силу;
3) исходя из положения точки с координатами Н
с
и В
r на рисунке 32 делают заключение о возможности применения того или иного способа контроля, руководствуясь следующим: если на графике точка (Н
с
,
В
r
) расположена выше кривой, то возможен контроль объекта как СОН, так и СПП, если точка (Н
с
,
В
r
) расположена ниже кривой, то рекомендуется контроль СПП.
59
Рисунок 32 – График для определения способа магнитопорошкового контроля
При отсутствии сведений о коэрцитивной силе Н
с и остаточной индукции В
r материала изделия деталь контролируют СПП.
6.2
Подготовка деталей и средств контроля
Подготовка деталей заключается в следующих операциях:
− очистка детали от поверхностного немагнитного защитного покрытия, загрязнений, масла, смазки и т. п.;
− обезжиривание поверхности – для исключения залипания магнитных частиц к детали, иначе подвижность частиц в области жирных пятен будет понижена, а вслед за ней и выявляемость дефектов;
− зачистка от заусенцев, рисок, ржавчины, забоин для обеспечения равномерной шероховатости поверхности для особо ответственных деталей наждачной бумагой и шлифовальной машинкой;
− расположение детали на участок намагничивания.
Основное правило при очистке поверхности от немагнитных покрытий связано с тем, что чем дальше будут магнитные частицы находиться от детали, тем
60
слабее будет магнитное поле и сила притяжения частиц к дефекту. Так, по ГОСТ Р
56512-2015 без ущерба для чувствительности магнитопорошкового контроля допускается немагнитное покрытие толщиной до 50 мкм, а при толщине более 80 и до 200 мкм необходимо использовать в качестве индикатора сухой взвешенный в воздухе порошок и для оценки работоспособности магнитопорошковой системы использовать специализированные образцы с дефектами, имеющими такое же покрытие.
Для протирки можно использовать современные суспензии на основе порошков типа МИНК, ДИАГМА и пр. которые содержат мыльные компоненты, смывающие жирные пятна и повышающие смачиваемость поверхности детали.
Наличие любых неровностей, а особенно локальных типа рисок, заусениц и т.п. является естественными препятствиями на пути магнитного порошка к потенциальному дефекту, и чем меньше их будет, тем лучше проявятся дефекты, особенно находящиеся рядом с ними. Поэтому те детали, которые допускается шлифовать – лучше зачистить от такого рода неровностей.
Деталь надо установить так, чтобы обеспечить стекание суспензии по как можно большей поверхности, особенно это касается деталей с плоской контролируемой поверхностью, иначе суспензия будет застаиваться на детали и образовывать равномерный слой магнитного индикатора, затрудняющего осмотр.
Поэтому (особенно если суспензию наносят поливом) плоские детали лучше располагать под небольшим продольным наклоном (около 10 °), то есть один конец подложки длиной 1 м должен возвышаться над другим на 17 см) , так небольшое количество суспензии будет стекать по всей поверхности равномерно, мы добьемся определенной экономии суспензии и отсутствия фона, затрудняющего осмотр.
Если детали короткие, когда отношение длины к наибольшей поперечной стороне или диаметру детали менее 5, то детали нужно укладывать в цепочки такой длины, чтобы их длина стала больше ширины. Это происходит из-за того, что на краях изделия тангенциальная составляющая напряженности поля, направленная вдоль детали Н
t убывает очень быстро, и чем короче деталь, тем быстрее она убывает, вместе с тем растет значение нормальной составляющей
61
56512-2015 без ущерба для чувствительности магнитопорошкового контроля допускается немагнитное покрытие толщиной до 50 мкм, а при толщине более 80 и до 200 мкм необходимо использовать в качестве индикатора сухой взвешенный в воздухе порошок и для оценки работоспособности магнитопорошковой системы использовать специализированные образцы с дефектами, имеющими такое же покрытие.
Для протирки можно использовать современные суспензии на основе порошков типа МИНК, ДИАГМА и пр. которые содержат мыльные компоненты, смывающие жирные пятна и повышающие смачиваемость поверхности детали.
Наличие любых неровностей, а особенно локальных типа рисок, заусениц и т.п. является естественными препятствиями на пути магнитного порошка к потенциальному дефекту, и чем меньше их будет, тем лучше проявятся дефекты, особенно находящиеся рядом с ними. Поэтому те детали, которые допускается шлифовать – лучше зачистить от такого рода неровностей.
Деталь надо установить так, чтобы обеспечить стекание суспензии по как можно большей поверхности, особенно это касается деталей с плоской контролируемой поверхностью, иначе суспензия будет застаиваться на детали и образовывать равномерный слой магнитного индикатора, затрудняющего осмотр.
Поэтому (особенно если суспензию наносят поливом) плоские детали лучше располагать под небольшим продольным наклоном (около 10 °), то есть один конец подложки длиной 1 м должен возвышаться над другим на 17 см) , так небольшое количество суспензии будет стекать по всей поверхности равномерно, мы добьемся определенной экономии суспензии и отсутствия фона, затрудняющего осмотр.
Если детали короткие, когда отношение длины к наибольшей поперечной стороне или диаметру детали менее 5, то детали нужно укладывать в цепочки такой длины, чтобы их длина стала больше ширины. Это происходит из-за того, что на краях изделия тангенциальная составляющая напряженности поля, направленная вдоль детали Н
t убывает очень быстро, и чем короче деталь, тем быстрее она убывает, вместе с тем растет значение нормальной составляющей
61
напряженности магнитного поля. В этом случае, полюса торцов детали будут гораздо более мощным магнитом для частиц, которые к этим полюсам и будут притягиваться, а не к дефектам, которые необходимо обнаружить (рисунок 33).
Рисунок 33 – Изменение соотношения составляющих магнитного поля на поверхности контролируемых деталей, составляемых в цепочки
При составлении деталей в цепочки одинаковыми торцами друг к другу, когда их общая длина становится больше, чем в 5 раз по сравнению с шириной, добиваются повышения тангенциальной составляющей и уменьшения нормальной, что позволит более эффективно находить дефекты на таких деталях.
Подготовка средств контроля делится на сменную, которую проводят один раз в течении дня в начале смены (или при смене одного из средств контроля в течение рабочего дня) и постоянную, которую надо проводить перед контролем каждой детали или серии деталей.
При сменной подготовке необходимо:
− поверить целостность заземления, корпусов приборов и соединительных кабелей, резинового коврика и диэлектрических перчаток – чтобы исключить возможность поражения электрическим током дефектоскописта;
− включить блок питания намагничивающего устройства, в положении без контролируемых деталей и любых ферромагнитных предметов в поле
62
Рисунок 33 – Изменение соотношения составляющих магнитного поля на поверхности контролируемых деталей, составляемых в цепочки
При составлении деталей в цепочки одинаковыми торцами друг к другу, когда их общая длина становится больше, чем в 5 раз по сравнению с шириной, добиваются повышения тангенциальной составляющей и уменьшения нормальной, что позволит более эффективно находить дефекты на таких деталях.
Подготовка средств контроля делится на сменную, которую проводят один раз в течении дня в начале смены (или при смене одного из средств контроля в течение рабочего дня) и постоянную, которую надо проводить перед контролем каждой детали или серии деталей.
При сменной подготовке необходимо:
− поверить целостность заземления, корпусов приборов и соединительных кабелей, резинового коврика и диэлектрических перчаток – чтобы исключить возможность поражения электрическим током дефектоскописта;
− включить блок питания намагничивающего устройства, в положении без контролируемых деталей и любых ферромагнитных предметов в поле
62
намагничивающего устройства и убедиться в том, что устройство выдает требуемое значение намагничивающего тока на встроенном амперметре (если он встроен в прибор);
− стандартный образец (тест-образец, контрольный образец) с искусственным дефектом установить в положение контроля;
− подготовить магнитный индикатор;
− намагнитить деталь или детали, нанести индикатор и определить качество собираемого валика над дефектом, сравнив его с дефектограммой.
− удалить остатки индикатора с поверхности образца (иначе невидимый глазу дефект на кромках начнет постепенно разрушаться под воздействием коррозии, а значит со временем станет виден и придет в негодность, так как невидимость при визуальном осмотре невооруженным глазом дефекта одно из главных условий его пригодности), а сам образец убрать на место хранения.
Допускается использовать вместо образца с искусственным дефектом – образец в виде реальной детали с естественной трещиной, в этом случае необходимо проверить суспензию с помощью отраслевых стандартных образцов на устройстве МОН-721 или МФ-10СП или на аналогичном приборе проверки качества магнитного индикатора.
Суспензию перед каждым нанесением на деталь необходимо перемешивать деревянной мешалкой, которая не сохраняет статического электрического заряда.
6.3
Намагничивание
Способ, схему и средство намагничивания, а также вид намагничивающего поля выбирают в зависимости от геометрической формы и размеров ОК, материала и толщины немагнитного защитного (естественного) покрытия, а также от типа, местоположения и направления подлежащих выявлению дефектов. Дефекты выявляются значительно хуже или могут не выявляться, если магнитное поле направлено к плоскости дефекта под углом менее 30°. Если ориентация дефектов неизвестна, то детали простой формы намагничивают в двух направлениях, сложной – в нескольких.
63
− стандартный образец (тест-образец, контрольный образец) с искусственным дефектом установить в положение контроля;
− подготовить магнитный индикатор;
− намагнитить деталь или детали, нанести индикатор и определить качество собираемого валика над дефектом, сравнив его с дефектограммой.
− удалить остатки индикатора с поверхности образца (иначе невидимый глазу дефект на кромках начнет постепенно разрушаться под воздействием коррозии, а значит со временем станет виден и придет в негодность, так как невидимость при визуальном осмотре невооруженным глазом дефекта одно из главных условий его пригодности), а сам образец убрать на место хранения.
Допускается использовать вместо образца с искусственным дефектом – образец в виде реальной детали с естественной трещиной, в этом случае необходимо проверить суспензию с помощью отраслевых стандартных образцов на устройстве МОН-721 или МФ-10СП или на аналогичном приборе проверки качества магнитного индикатора.
Суспензию перед каждым нанесением на деталь необходимо перемешивать деревянной мешалкой, которая не сохраняет статического электрического заряда.
6.3
Намагничивание
Способ, схему и средство намагничивания, а также вид намагничивающего поля выбирают в зависимости от геометрической формы и размеров ОК, материала и толщины немагнитного защитного (естественного) покрытия, а также от типа, местоположения и направления подлежащих выявлению дефектов. Дефекты выявляются значительно хуже или могут не выявляться, если магнитное поле направлено к плоскости дефекта под углом менее 30°. Если ориентация дефектов неизвестна, то детали простой формы намагничивают в двух направлениях, сложной – в нескольких.
63
Так как магнитное поле рассеяния дефекта формируется только тангенциальной составляющей Н
τ
вектора напряженности намагничивающего поля, то основной задачей при намагничивании кроме выбора направления является обеспечение минимально допустимого значения напряженности магнитного поля на контролируемом участке. Так же выявляемость дефектов ухудшается, если нормальная составляющая Н
n вектора напряженности намагничивающего поля превышает тангенциальную более чем в три раза. Для надежного выявления дефектов на контролируемой поверхности детали при намагничивании должно выполняться условие: Н
n
/
Н
t
≤ 3.
Существует три способа намагничивания: полюсное, циркулярное и комбинированное.
6
.3.1 Полюсное намагничивание
Полюсное намагничивание – способ намагничивания, при котором магнитные силовые линии часть пути проходят по детали, а часть по воздуху. Этот способ намагничивания, чаще всего, служит для выявления поперечных дефектов относительно продольной оси детали. Именно поэтому часто полюсное намагничивание называют продольным. А поперек детали можно эффективно намагничивать далеко не все детали. Так как в поперечном направлении детали очень часто развиваются усталостные трещины, то этот способ широко применяется для намагничивания деталей на вагоно- и локомотиворемонтных предприятиях для контроля деталей, бывших в эксплуатации. Реализовать полюсной способ намагничивания можно по одной из четырех схем, представленных на рисунке 34.
Полюсное намагничивание обычно получают помещением детали в соленоид, часто в качестве соленоида используется гибкий кабель, обертываемый вокруг участка детали, а также постоянные магниты и электромагниты.
Средство и схему полюсного намагничивания выбирают исходя из величины и вида намагничивающего поля.
64
Рисунок 34 – Схемы и средства реализации полюсного способа намагничивания
Самым простым средством контроля является постоянный магнит, сделанный из магнитотвердого материала имеющего высокий уровень остаточной намагниченности. Простота этого средства в том, что не требуется питания электрическим током, а следовательно постоянный магнит безопасен. При намагничивании постоянным магнитом хорошо выявляются дефекты перпендикулярные линии, соединяющей магнитные полюса. Постоянный магнит хорошо использовать для намагничивания мелких или тонких деталей, а так же отдельных участков. Кроме того его удобно ставить на вертикальные поверхности крупных конструкций сложной формы, которые необходимо проконтролировать.
Постоянный магнит приведен на рисунке 35.
Если необходимо намагничивать большие объемы, то размера и реализуемой напряженности магнитного поля не хватит на всю поверхность сразу, а мелкими шагами контролировать долго и находятся способы более эффективные.
Постоянные магниты способны навести постоянный и нееизменный магнитный
65
поток, а это значит, что при увеличении площади сечения магнитная индукция у поверхности будет уменьшаться обратно пропорционально увеличению площади поперечного сечения, по которому проходит магнитный поток в детали. Поэтому применяется постоянный магнит не так часто. Другими недостатками постоянного магнита являются:
Рисунок 35 – Намагничивающее устройство на постоянных магнитах
− постоянный магнит может обеспечить только постоянное магнитное поле, которое равномерно распределяется по всей толщине детали, поэтому он слабее выявляет поверхностные дефекты, по сравнению с устройствами наводящими переменное магнитное поле;
− слишком толстые детали, толщиной более 10…15 мм большинством современных постоянных магнитов намагничиваются уже недостаточно;
− участки около полюсов (на расстоянии около 3 см) обладают повышенной нормальной составляющей поля, которая фактически не дает контролировать эти участки;
− уменьшая расстояние между полюсами мы практически не можем изменить напряженность магнитного поля на поверхности, так как она зависит в основном от площади сечения детали.
−
Похожим на постоянный магнит является электромагнит. Это намагничивающее устройство отличается тем, что магнитный поток создается в
66
Рисунок 35 – Намагничивающее устройство на постоянных магнитах
− постоянный магнит может обеспечить только постоянное магнитное поле, которое равномерно распределяется по всей толщине детали, поэтому он слабее выявляет поверхностные дефекты, по сравнению с устройствами наводящими переменное магнитное поле;
− слишком толстые детали, толщиной более 10…15 мм большинством современных постоянных магнитов намагничиваются уже недостаточно;
− участки около полюсов (на расстоянии около 3 см) обладают повышенной нормальной составляющей поля, которая фактически не дает контролировать эти участки;
− уменьшая расстояние между полюсами мы практически не можем изменить напряженность магнитного поля на поверхности, так как она зависит в основном от площади сечения детали.
−
Похожим на постоянный магнит является электромагнит. Это намагничивающее устройство отличается тем, что магнитный поток создается в
66
магнитопроводе катушкой на рисунке 28, по которой течет электрический ток I, силовые линии которого Н замыкаются в детали Д. Несомненными достоинствами электромагнита по сравнению с постоянным магнитом являются:
− возможность реализовать ток любого вида (постоянный, переменный, выпрямленный, импульсный), но для выявления поверхностных усталостных трещин предпочтителен переменный ток;
− в большинстве электромагнитов можно регулировать ток, а значит и напряженность поля над деталью, так напряженность поля создаваемого между полюсами, при условии хорошего контакта полюсов с деталью, примерно равна:
???? =
1 2
????
⋅
????
√????
2
+????
2
, (12) где N – количество витков катушки, l и d – соответственно длина и диаметр катушки;
− для обеспечения качества контакта в том числе с криволинейными поверхностями в комплекте электромагнита часто поставляют контактные съемные насадки.
С помощью электромагнита удобно намагничивать отдельные участки деталей. Хотя встречаются и специализированные стационарные электроагниты, детали в которые надо вставлять. Но наиболее распространенным на вагоноремонтных предприятиях является электромагнит МЭД-40/120 (рисунок 36).
С помощью электромагнита удобно контролировать отдельные участки крупных деталей (например, при обязательном магнитопрошковом контроле углов буксовых проемов боковых рам грузовых вагонов) или дополнительно контролировать участки, на которых результаты контроля другими методами подвергаются сомнению.
Наиболее распространенным средством реализации полюсного намагничивания при магнитопорошковом контроля на ремонтных предприятиях железнодорожного подвижного состава являются соленоиды, питаемые от сети 220
В или 380 В. Достоинства этих намагничивающих устройств связаны с возможностью обеспечения на поверхности деталей очень высоких значений напряженности магнитного поля (иногда свыше 100 А/см) и достаточно большой
67
− возможность реализовать ток любого вида (постоянный, переменный, выпрямленный, импульсный), но для выявления поверхностных усталостных трещин предпочтителен переменный ток;
− в большинстве электромагнитов можно регулировать ток, а значит и напряженность поля над деталью, так напряженность поля создаваемого между полюсами, при условии хорошего контакта полюсов с деталью, примерно равна:
???? =
1 2
????
⋅
????
√????
2
+????
2
, (12) где N – количество витков катушки, l и d – соответственно длина и диаметр катушки;
− для обеспечения качества контакта в том числе с криволинейными поверхностями в комплекте электромагнита часто поставляют контактные съемные насадки.
С помощью электромагнита удобно намагничивать отдельные участки деталей. Хотя встречаются и специализированные стационарные электроагниты, детали в которые надо вставлять. Но наиболее распространенным на вагоноремонтных предприятиях является электромагнит МЭД-40/120 (рисунок 36).
С помощью электромагнита удобно контролировать отдельные участки крупных деталей (например, при обязательном магнитопрошковом контроле углов буксовых проемов боковых рам грузовых вагонов) или дополнительно контролировать участки, на которых результаты контроля другими методами подвергаются сомнению.
Наиболее распространенным средством реализации полюсного намагничивания при магнитопорошковом контроля на ремонтных предприятиях железнодорожного подвижного состава являются соленоиды, питаемые от сети 220
В или 380 В. Достоинства этих намагничивающих устройств связаны с возможностью обеспечения на поверхности деталей очень высоких значений напряженности магнитного поля (иногда свыше 100 А/см) и достаточно большой
67