- •Предисловие
- •Содержание Введение
- •I. Общие представления о магнетизме
- •II. Основы магнитных методов контроля качества Виды магнитных преобразователей
- •Способы намагничивания
- •Магнитные порошки на поверхности намагниченной детали
- •Формы электрических токов в знакопеременных и импульсных магнитных полях
- •Размагничивающее поле контролируемой детали и дефекта
- •III. Элементы теории полей, используемых для магнитного контроля Энергия магнитного поля
- •Сопряжение поверхностей двух сред с различными магнитными проницаемостями
- •Метод зеркальных отображений провода с током
- •Построение картины магнитного поля при полюсном намагничивании
- •IV. Контролируемая деталь
- •Как элемент разветвленной
- •Магнитной цепи
- •Магнитные цепи с последовательно-параллельным соединением нескольких элементов
- •Расчет цепей с постоянными магнитами
- •Магнитостатика деталей с разветвленной конфигурацией
- •Перемагничивание от одной мдс разветвленной детали
- •V. Магнитные поля рассеяния
- •Трещин, непроваров и других
- •Дефектов, выходящих
- •На поверхность
- •VI. Магнитные поля рассеяния от внутренних дефектов
- •VII. Магнитные суспензии как магнитодиэлектрики
- •VIII. Магнитные свойства основных отечественных конструкционных сталей
- •IX. Виды дефектов и особенности
- •Намагничивания для разных
- •Уровней чувствительности
- •Виды дефектов, обнаруживаемых магнитопорошковым методом
- •Факторы, влияющие на чувствительность магнитопорошкового контроля
- •Магнитопорошковый контроль, соответствующий разным уровням чувствительности
- •Некоторые технологические приемы, повышающие эффективность выявления дефектов
- •Обязательные процедуры при подготовке детали к контролю и намагничиванию
- •Особенности разных способов намагничивания в постоянном, переменном и импульсном магнитных полях
- •X. Оборудование для магнитопорошкового контроля Переносные электромагнитные намагничивающие устройства
- •Переносные устройства циркулярного намагничивания
- •Сравнительная оценка устройств циркулярного намагничивания
- •Устройства намагничивания при помощи постоянных магнитов
- •Особенности некоторых промышленных магнитопорошковых дефектоскопов
- •Примеры универсальных автоматизированных дефектоскопов
- •XI оценка качества
- •Промышленные магнитопорошковые индикаторы
- •Определение чувствительности индикаторов
- •Эталоны, тест-образцы, дефектограммы
- •XII. Причины, понижающие
- •Результаты магнитопорошкового
- •Контроля
- •Изменение формы магнитного поля рассеяния с удалением от поверхности детали и оси дефекта
- •Развитие отдельных составляющих поля рассеяния как средство повышения эффективности контроля
- •Влияние скорости намагничивания и скорости снятия внешнего поля
- •Геометрические факторы, осложняющие анализ результатов контроля
- •Понятие минимального и ложного дефекта
- •XIII. Примеры магнитопорошкового контроля сварных соединений
- •XIV. Контроль деталей машин в процессе эксплуатации и их размагничивание
- •287 Таблица 22. Способы повышения качества размагничивания деталей
- •Магнитопорошковый контроль Требования к техническим знаниям персонала по рекомендации icndt
Некоторые технологические приемы, повышающие эффективность выявления дефектов
При массовом применении магнитопорошкового контроля важно выбрать надежную и эффективную технологию. Оптимальным может оказаться способ нанесения суспензии окунанием детали в бак, в котором суспензия хорошо перемешана, и в медленном удалении из него. Часто суспензию наносят с помощью полива. Напор струи должен быть слабым, чтобы не смывался магнитный порошок с дефектных мест. При сухом методе эти требования относятся к давлению воздушной струи, с помощью которой магнитный порошок наносят на деталь. Время нанесения суспензии, имеющей большую вязкость относительно велико, поэтому производительность труда в этом случае уменьшается.
Имеются приборы для оценки магнитных порошков и суспензии, которые основаны на создании определенного по величине локального магнитного поля на магнитной ленте. Методика состоит в индикации этого поля с помощью исследуемых магнитных порошков, суспензий. Черные и люминесцетные магнитные порошки имеют разные выявляемости.
Для оценки качества магнитных порошков, паст и суспензий может быть использована простейшая установка в виде ванночки с контрольным образцом, состоящим из двух ферромагнитных пластин, между которыми проложена тонкая медная фольга, имитирующая трещину. О качестве порошка, пасты, суспензии судят по длине валика порошка, скопившегося над дефектом.
При использовании магнитных линз особенно важно правильно подобрать вязкость среды, качество порошка. Часто оценку индикаторного рисунка повторяют многократно.
В случае, когда при намагничивании деталь сильно нагревается или имеется опасность прижогов мест соприкосновения с токовыми контактами, намагничивание периодически прерывают. При этом время действия магнитного поля (время прохождения тока по детали) может составлять 0,1...0,5 с, а перерывы 1...2 с. Чем выше вязкость суспензии, тем длительнее должно быть время действия тока и меньше перерывы. Для водной суспензии эти величины меньше и составляют 0,2...0,5 с, а перерывы по 1 с.
При контроле способом остаточной намагниченности намагничивание, нанесение суспензии и осмотр могут быть разделены во времени промежутком не более 1 ч.
Детали проверяют визуально, с помощью оптических приборов, увеличение которых не должно превышать 5...10 крат.
Разбраковку деталей проводят с учетом реплик с отложениями порошка, снятыми с помощью клейкой ленты или другими способами, а также контрольных образцов с минимальными размерами недопустимых дефектов.
Вид и форма валиков магнитного и люминесцентного магнитного порошка во многих случаях помогают распознать тип нарушения сплошности. Отложения порошка на волосовинах имеют вид прямых или слегка изогнутых тонких линий. Степень четкости валиков порошка зависит от отношения глубины волосовин к их раскрытию, а также расположения относительно поверхности контролируемой детали.
Легче обнаруживаются термические, сварочные, шлифовочные (рис. 87) и усталостные трещины, осаждение порошка над которыми имеет вид четких ломаных линий. Шлифовочные трещины (рис. 87), как правило, обнаруживаются в виде сетки или тонких черточек, направление которых перпендикулярно направлению шлифования. Закалочные трещины могут быть обнаружены при заниженных режимах контроля (меньшей напряженности поля, чем это требуется для соответствующих уровней чувствительности) или способом остаточной намагниченности на материалах с низкой остаточной индукцией.
Характерную форму имеют валики магнитного порошка, осевшие над флокенами (рис. 88). Обычно это четкие и резкие короткие черточки, иногда искривленные, расположенные группами (реже одиночные). Заковы дают отложения порошка в виде плавно изогнутых линий. Поры и другие точечные дефекты выявляются в виде коротких скоплений порошка, направление которых перпендикулярно направлению намагничивания. При изменении направления намагничивания соответственно меняется направление валика порошка над порой.
Во многих случаях можно примерно оценить глубину дефектов, изменяя режимы и способ контроля. Дефекты с большим отношением глубины к раскрытию могут быть обнаружены при небольших намагничивающих полях, а также способом остаточной намагниченности.
Подповерхностные дефекты дают менее четкое отложение валика порошка и, как правило, могут быть обнаружены (при глубине залегания более 200...300 мкм) способом приложенного поля.
Рис. 87. Шлифовочные трещины в сплаве Х15Н5Д2Т (ЭП225): а — поперечный макрошлиф (х1); б — продольный микрошлиф: трещина глубиной до 1,5 мм (х100); в — сетка шлифовочных трещин но границам зерен, на нетравленом микрошлифе (х100); г — шлифовочно-травильные трещины на макрошлифе (XI).
Pис. 88. Флокены в трубе 426х90 мм из стали 15Х1МФ, обнаруженные после горячей деформации и термической обработки (х0,9) (а); флокены в изломе (б); шлиф излома, протравленый на дендритную структуру, сталь 40ХНМА (в).
Трудности определения дефектов магнитопорошковым методом связаны с возможностью перебраковки из-за отложений порошка на так называемых ложных дефектах. К последним относятся различного вида магнитные неоднородности, например, структурная полосчатость (карбидная, аустенитная, ферритная и т.н.). Она не является признаком брака и выявляется в виде четких, тонких скоплений валиков порошка, внешне похожих на волосовины. Такая структурная неоднородность проявляется вдоль волокон металла: вид валиков порошка в этом случае достаточно характерен. Поэтому трудность заключается не и распознании ложных дефектов (рис. 89), а в том, что среди линий отложения порошка могут быть и нарушения сплошности, которые невозможно обнаружить на фоне структурной полосчатости. В некоторых случаях приходиться значительно снижать режимы контроля, уменьшать напряженность намагничивающего поля или переходить на способ остаточной намагниченности для того, чтобы обнаружить, хотя бы грубые дефекты.
Местный наклеп также один из частых видов ложных дефектов. Он является следствием ударов, надавливаний, клеймения, бросков, местного перегрева (рис. 90) и т.п. В случаях легких деформаций отложения порошка неустойчивы и при повторном контроле могут пропадать. Сильные деформации дают устойчивое отложение порошка. Такая возможность ложного оседания магнитного порошка в результате местных наклепов должна учитываться при переносе и хранении деталей.
Ложное оседание магнитного порошка может явиться результатом так называемой магнитной записи, т.е. соприкосновения детали с намагниченным телом. В большинстве случаев она пропадает при перемагничивании детали в направлении, перпендикулярном напраплению первого намагничивания.
Рис. 89. Схематическое изображение остатков окалины (а); внешний вид прутка с остатками окалины (б); схематическое изображение царапин (е); внешний вид детали с перетравленой поверхностью (г); схема раковин от вдавленной окалины (д); деталь с раковинами от окалины (е).
В местах резкого изменения сечения контролируемых деталей также возможно ложное оседание магнитного порошка, в частности, когда на небольшом расстоянии от поверхности детали (до 2...3 мм) имеются углубления, риски (рис. 90), резьба, небольшие отверстия и т.п.
Проблема правильной идентификации рисунков является основной при магнитпорошковом контроле.
Наиболее простой способ получения дефектограмм-реплик состоит в том, что место дефекта с валиком порошка покрывают липкой лентой, которую удаляют вместе с закрепившимся на ней порошком. Иногда в качестве дефектограммы применяют жидкую суспензию на основе каучука или пластмассы, которая через некоторое время после контроля высыхает, образуя тонкую пленку с порошковыми фигурами, легко снимаемую с детали.
Рис. 90. Риска (а) и ее поперечное сечение на микрошлифе (х100), б — шлиф не травлен; в — после травление; г — разрывы (х0,7), возникшие при деформации вследствии осевого перегрева стали 37X1211818МФБ (ГОСТ10243-75).
Рис. 91. Фрагменты технологического процесса обнаружения трещин(1—3) с помощью магнитного порошка и последующего ремонта проковкой конических болтов-заглушек (4), устанавливаемых в отверстиях (5) по оси трещины.
Эти рисунки нужны также для выполнения ремонтных работ. Очень распространенной является (рис. 91) технология ремонта корпусных деталей двигателей по трещинам, выявляемым магнитопорошковым методом. Обычно это дорогие литые детали сложной геометрии. Причинами появления в увеличенных блоках трещин являются соударения деталей (шатун-блок, клапан-поршень и т.п.) или нарушение теплового режима, разгерметизация системы охлаждения или смазки, усталостные трещины. Обнаруживаются эти трещины пневматической опрессовкой, капиллярной дефектоскопией или магнитопорошковым контролем.
На рис. 91 приведены фрагменты технологии обнаружения и ремонта таких трещин с помощью вставок-скрепок из пластичного металла в предварительно просверленных отверстиях. После проковки скрепок происходит стягивание трещин и восстановление герметичности, что подтверждается повторным контролем керосином под давлением.