XIII. Примеры магнитопорошкового контроля сварных соединений

Ниже приведены фрагменты технологии магнитопорошкового контроля деталей, изготовленных различными видами сварки, отличающихся по форме, доступности осмотра, рас­пространения дефектов.

Описанные технологические приемы могут быть ис­пользованы при разработке методик магнитопорошкового контроля других типов деталей.

Наиболее важным из технологических приемов являет­ся правильность выбора режимов намагничивания, перек­рытия участков намагничивания и способов нанесения индикатора. На рис. 166 приведены рекомендуемые европейским стандартом EN1290 перекрытия и размеры эффек­тивных контролируемых участков сварных швов (размеры указаны в миллиметрах). Если контролю по схемам рис. 166 подвергается не сварное соединение, то протяженность зон контроля определяется особенностями геометрии дета­ли. Зоны под электродами требуют дополнительных иссле­дований, что обычно делается смещением электродов вдоль сварного шва.

Проблематичным является контроль деталей в зонах впадин и ребер, который выполняется обычно капельным способом. Подавая суспензию в зону впадины малыми до­зами, можно проследить за динамикой роста индикаторного рисунка и принять решение о наличии или отсутствии в этой зоне дефектов.

Сложно контролировать шлифованные болты, выполненные контактной сваркой с целью выявления ус­талостных трещин, возникающих по впадинам резьбы.

Контроль этих болтов проводят обычно на остаточной индукции, намагничивая их, например, в катушке дефек­тоскопа ПМД-70, питаемой переменным током. Намагни­чивание можно проводить в приставном соленоиде, питаемом переменным током.

Последовательность контроля:

• промыть резьбовую часть болтов, применяя керосин и ветошь. Во впадинах резьбы в процессе эксплуатации могут образовываться плохо растворимые загрязнения, ко­торые следует удалять механическим путем. Если болты имеют слой кадмия, поврежденный в процессе эксплуа­тации, то его перед контролем целесообразно удалить. На царапинах, трещинах в слое кадмия накапливается поро­шок, что значительно затрудняет расшифровку осаждениямагнитного порошка;

• следует проверить качество удаления загрязнений ос­мотром через лупу или микроскоп, поместить болт в ка­тушку дефектоскопа ПМД-70, подключенную к сети напряжением 220 В, 50 Гц;

• размешать суспензию и погрузить в нее болт на 5...10 с. Болт в суспензии должен удерживаться в верти­кальном положении. После этого ополоснуть резьбовую часть болта погружением его в чистый керосин для частич­ного удаления порошка, осевшего в местах отсутствия де­фектов. Осевший порошок над трещинами имеет вид четкой, иногда прерывистой линии.

Порошок может осаждаться по впадинам резьбы, по рискам, в местах повреждения кадмиевого покрытия. В этих случаях для расшифровки необходимо применить ма­локонцентрированную суспензию. Наблюдая через лупу 4-10-кратного увеличения или бинокулярный микроскоп, наносить каплями из пипетки суспензию, отстоявшуюся в течение 2...3 мин после размешивания.

Для болтов, изготовляемых накаткой, осаждение по­рошка по впадинам резьбы может происходить в местах наволакивания металла.

Наличие подобных дефектов делает практически невоз­можным разделение болтов, имеющих трещины, от болтов с наволакиванием материала.

Внешний вид, качество поверхности сварных соедине­ний зависят от вида сварки (МИГ, МАГ и т.п.), культуры выполнения работ. Существует европейский стандарт EN1291, классифицирующий результаты магнитопорошкового контроля сварных соединений на три группы в соответствии с табл. 18. Высшего качества поверхность сварного соединения имеет индикаторные следы протяжен­ностью l ≤ 1,5 мм, а следы нелинейные диаметром d ≤ 2 мм.

Для того чтобы добиться заданного качества поверх­ности сварного соединения (1,2 или 3) проводят зачистку, шлифовку поверхности. После этих операций проводят повторный магнитопорошковый контроль. При этом техни­ческие средства, режимы намагничивания и материалы дол­жны быть прежними.

Таким образом, кроме механических и геометрических свойств (ширина валика усиления, углы и т.п.) качество сварного соединения нормируется также и по размерам ин­дикаторных следов на его поверхности (табл. 18).

Порядок выполнения процедур магнитопорошкового контроля состоит в установлении необходимых участков контроля сварного шва и прилегающих к ней зон терми­ческого влияния (10...50 мм), например так, как показано на рис. 166. Подбирается необходимое оборудование и материалы, например

• дефектоскоп ПМД-70;

• смывка АФТ-1 и ацетон;

• стабилизированная магнитная суспензия с черным магнитным порошком ТУ 6-36-05800165-1009-93 концент­рацией 20...25 г/л.

Таблица 18. Классификация сварных швов по индикаторным следам

Рис. 166. Перекрытие контролируемых участков: 1 — эффективный контролируемый участок; 2 — перекрытие.

В качестве дисперсионной среды суспензии можно исполь­зовать смесь, состоящую из 70% керосина и 30% масла МК-8. При выборе способа намагничивания сварных соедине­ний учитывают конфигурацию, размеры сварного шва и прилегающие к нему поверхности. Иногда одно и то же сварное соединение может быть проверено с применением различных равноценных способов намагничивания.

Способ намагничивания выбирается из условий удобс­тва нанесения суспензии, осмотра и других процедур.

Европейский стандарт EN1290-98 приводит следующие типичные примеры применения метода магнитопорошковой дефектоскопии сварных соединений (табл. 19). Здесь вели­чина d — путь тока или потока в материале. Они должны быть больше или равны ширине контролируемой области и ширине сварного шва, включая зону термического влияния. Для большинства материалов эффективное значение танген­циальной составляющей магнитного поля 2...6 КА/м.

По данным работ [5, 36] в табл. 20 систематизированы типовые сварные соединения и их способы намагничивания с применением дефектоскопов ПМД-87, МД-87П, МД-50П. В зависимости от внешних условий, протяженности шва контроль проводят одним из ниже приведенных двух спо­собов. При первом способе сначала намагничивают по учас­ткам весь сварной шов, а затем наносят на него суспензию и осматривают. При контроле вторым способом как намагничивание, так и нанесение суспензии проводят отдельно для каждого участка.

Первый способ применяют при контроле на остаточной намагниченности сварных швов большой длины. Чтобы при намагничивании последующего участка не размагничивал­ся предыдущий, перестановку электроконтактов осущест­вляют, чередуя их между собой.

Расстояние между электроконтактами не должно пре­вышать 200 мм. Участки радиусом 3...5 мм вокруг элект­роконтактов намагничиваются неэффективно и дефекты здесь не выделяются. Поэтому электроконтакты устанав­ливают рядом со сварным швом, т.е. вне зоны контроля, а эти зоны проверяют отдельно.

Таблица 19. Типовые сварные соединения и способы их намагничивания

Второй способ применяют при контроле сварных швов (и прилегающих к нему зон) небольшой протяженности, но большой ширины (при контроле на поперечные дефек­ты). Сначала намагничивают первый участок, установив электроконтакты на детали.

Наносят магнитную суспензию и осматривают. Затем переходят к намагничиванию второго участка, установив при намагничивании электроконтакты на втором участке, наносят суспензию и осматривают и т.д.

Дефекты выявляются в зонах шириной по 30 мм по обе стороны от линии, соединяющей точки установки электро­контактов.

Таблица 20. Циркулярное намагничивание сварных соедиенний по участкам