Лекция 7 (стр. 2 )

Таблица  7.1 -

При недостаточной освещенности контролируемой поверхнос­ти применяют светильники направленного излучения с разрядны­ми лампами или лампами накаливания.

Магнитно-порошковый метод (ГОСТ 21105—87) используется только для контроля деталей, изготовленных из ферромагнитных материалов. Применяется для обнаружения поверхностных нару­шений сплошности с шириной раскрытия у поверхности 0,001 мм, глубиной 0,01 мм и выявления относительно больших подповерхностных дефектов, находящихся на глубине до 1,5...2,0 мм. Метод использует магнитное поле рассеяния, возникающее над дефек­том при намагничивании изделия и основан на явлении притяже­ния частиц магнитного порошка в местах выхода на поверхность контролируемой детали магнитного потока. Благодаря скоплению магнитного порошка в области дефекта обеспечивается визуализиция форм и размеров невидимых в обычных условиях дефектов.

Важное достоинство метода — это возможность точного опре­деления расположения концов усталостных трещин и обнаруже­ние дефектов через слой немагнитного покрытия. Если на конт­ролируемой поверхности толщина немагнитного покрытия со­ставляет до 0,1 мм, целесообразно применять магнитные сус­пензии, а свыше 0,1 мм — магнитный порошок во взвешенном состоянии.

Чувствительность метода определяется магнитными характери­стиками материала контролируемого изделия, его формой и раз­мерами, чистотой обработки поверхности, напряженностью на­магничивающего поля, способами контроля, взаимным направле­нием намагничивающего поля и

Рисунок 7.1 -  Схема эндоскопа:

1 -- корпус; 2 — призма; 3 — контролируемая поверхность; 4 — объектив; 5 — передающая система; 6 — окуляр; 7 — объектив; 8 — пере­дающая телевизионная трубка; 9 — видеокон­трольное устройство

дефекта, свойствами применяе­мого порошка, способом нанесения порошка или суспензии, а также освещенностью контролируемого участка изделия.

Для обнаружения дефектов деталь намагничивают, и на поверх­ность, подлежащую контролю, наносят ферромагнитные части­цы, которые находятся во взвешенном состоянии (чаще всего в виде суспензий на основе воды, керосина, минеральных масел). Если на пути магнитного потока встречается препятствие в виде нарушения сплошности (дефект), то часть магнитных силовых ли­ний выходит из металла (рисунок 7.2). Там, где они выходят из металла и входят обратно, образуются локальные магнитные полюса N и S, обусловливающие локальное магнитное поле над дефектом (поле рассеяния). Поскольку это поле неоднородно, на попавшие в него магнитные частицы действуют силы, стремящиеся затянуть их в места наибольших концентраций магнитных силовых линий. Для  намагничивания деталей применяют постоянный и переменный токи, а также постоянные магниты. Частицы накапливаются вблизи дефекта и одновременно на­магничиваются полем рассеяния дефекта. Притягиваясь друг к другу, эти частицы образуют цепочечные структуры, ориентированные по магнитным силовым линиям поля дефекта. В результате над де­фектом образуется валик из осевшего порошка. Ширина его зна­чительно больше ширины дефекта.

При контроле способом взвеси магнитный порошок распыля­ют в специальном устройстве и по шлангу подают на контролиру­емую поверхность. Чувствительность способа взвеси значительно выше, чем способа с применением магнитной суспензии, вследствие высокой подвижности взвешенных в воздухе ферромагнит­ных частиц под влиянием магнитного поля и отсутствия повы­шенного трения частиц порошка из-за вязкости жидкости. При достаточном цветовом контрасте порошка с фоном (черный поро­шок, белая краска) наблюдается устойчивое обнаружение устало­стных трещин под слоем краски толщиной 0,3...0,5 мм.

Рисунок 7.2 - Магнитное поле рассеяния над дефектом

В зависимости от поверхности контролируемой детали приме­няют различные порошки: черный магнитный для деталей со свет­лой поверхностью; магнитно-люминесцентный для деталей с тем­ной поверхностью. При отсутствии магнитно-люминесцентного порошка детали с темной поверхностью следует покрывать белой нитроэмалью.

В качестве магнитного порошка допускается применение чис­той железной окалины, получаемой при ковке и прокатке, а так­же стальные опилки, получаемые при шлифовании стальных из­делий. Их рекомендуется измельчать в шаровых мельницах и про­сеивать через сито, превращая в ферромагнитную пудру.

Для приготовления магнитных суспензий можно использовать керосино-масляные смеси с соотношением масла и керосина 1:1 при 50...60 г магнитного порошка на 1 л жидкости. Допускается при­менение водных суспензий, например мыльно-водная с содержанием в 1 л воды 5...6 г мыла, 1 г жидкого стекла и 50... 100 г магнитного порошка.

Технология контроля включает в себя следующие основные эта­пы: подготовка поверхности детали к контролю, намагничивание детали, нанесение на контролируемую поверхность магнитного порошка или суспензии, осмотр детали, размагничивание. Конт - ролируемая поверхность перед намагничиванием должна быть очи­щена от пыли, грязи, масел.

Намагничивание детали может осуществляться способом при­ложенного магнитного поля или способом остаточной намагни­ченности. При первом способе намагничивание начинают раньше или одновременно с моментом прекращения нанесения суспен­зии или порошка и оканчивают после отекания суспензии с кон­тролируемой поверхности. При втором способе нанесение суспен­зии осуществляется после полного намагничивания детали. Выбор способа определяется магнитными свойствами материала, разме­рами и формой контролируемого изделия.

Вид намагничивания может быть циркулярным, продольным, комбинированным. В зависимости от возмож­ной ориентации предполагаемых дефектов намагничивание при­меняют в одном, двух или трех взаимно перпендикулярных направлениях или применяют комбинированное намагничивание. Нанесение магнитного порошка на контролируемую поверхность может быть сухим или мокрым. В первом случае на намагничен­ную поверхность наносят сухой распыленный магнитный поро­шок с помощью воздушной струи в виде воздушной взвеси, во втором случае магнитную суспензию наносят с помощью шлан­га, душа. Давление струи жидкости (воздуха) должно быть доста­точно слабым, чтобы не смывался (сдувался) магнитный поро­шок с дефектных мест.

Определение мест расположения дефектов проводится визуаль­но, т. е. фиксируется наличие отложений магнитного порошка в местах дефектов. При необходимости расшифровка результатов контроля может проводиться с применением оптических средств. Проконтролированные детали размагничивают, так как оста­точная намагниченность способствует скоплению ферромагнитных продуктов износа, что может ускорить коррозионные процессы. При размагничивании деталь перемагничивают магнитным полем, напряженность которого изменяется. Для магнитно-порошкового контроля применяются стационар­ные универсальные дефектоскопы УМДЭ-2500, ХМД-10П, МД-5 и другие, а также переносные и передвижные ЛМ-70 и МЛ-50П.
Для магнитно-порошкового контроля применяются стационар­ные универсальные дефектоскопы УМДЭ-2500, ХМД-10П, МД-5 и другие, а также переносные и передвижные — ПЛМ-70 и МЛ-50П.
  Ультразвуковой метод контроля использует законы распростране­ния, преломления и отражения упругих волн частотой 0,524 МГц. При наличии дефектов в металле поле упругой волны изменяет в окрестностях дефекта свою структуру. Этот метод контроля позволя­ет выявить мелкие дефекты до 1 мм. Существуют несколько методов ультразвуковой дефектоскопии. Наибольшее распространение по­лучили теневой и импульсный методы. Для возбуждения упругих ко­лебаний в различных материалах наибольшее распространение полу­чили пьезоэлектрические преобразователи, которые представляют собой пластину из монокристалла кварца или из пьезокерамических материалов, на поверхность которых наносят тонкие слои серебра.

При теневом методе ультразвуковые колебания (УЗК) вводятся в деталь с одной стороны, а принимаются с другой (рисунок 7.3). От генератора 6 электрические импульсы ультразвуковой частоты по­ступают к пьезоэлектрическому излучателю 5, преобразующему их в ультразвуковые колебания. Импульсы проходят через деталь 4. Ес­ли деталь не имеет дефекта, то УЗК достигнут пьезоприемника 3. УЗК преобразовываются в электрические импульсы и усиливаются в усилителе 2, после чего они попадают в индикатор /, стрелка которого отклонится (рисунок 7.3, а).

Если на пути УЗК встретится дефект 7 (рисунок 7.3, б), то посланные излучателем УЗК отразятся от дефекта и не попадут на при­емник, поскольку он находится в звуковой тени. Стрелка индикатора 1 не будет отклоняться от нулевого положения. Этот метод используют при контроле деталей небольшой толщины. Недоста­ток метода — это необходимость двухстороннего доступа к конт­ролируемой детали.

Рисунок 7.3 - Схема ультразвукового контроля деталей теневым методом:

а — без дефекта; б — с дефектом; 1 — индикатор; 2 — усилитель; 3 —

пьезоприемник; 4 — деталь; 5 — излучатель; 6 — генератор; 7 — дефект

Импульсный метод контроля основан на явлении отражения УЗК от границы раздела веществ. Высокочастотный генератор им­пульсного дефектоскопа (рисунок 7.4) вырабатывает импульсы опре­деленной длины, которые направляются преобразователем в кон­тролируемую деталь. После отражения импульс возвращается к преобразователю, который в это время переключается на прием, оттуда отраженный импульс через усилитель поступает на экран электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).

Работой высокочастотного генератора управляет синхронизатор, который формирует частоту следования импульсов. Кроме того, син­хронизатор запускает блок развертки. Частота следования высоко­частотных импульсов устанавливается с таким расчетом, чтобы в за­висимости от размеров детали отраженный импульс приходил к пре­образователю раньше посылки следующего импульса. Длительность импульса должна составлять не менее одного периода колебаний.