Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лабораторный практикум.doc
Скачиваний:
196
Добавлен:
18.02.2016
Размер:
24.56 Mб
Скачать

3 Магнитный способ контроля сварных соединений

Из различных способов магнитного контроля для сварных изделий некоторое применение нашли метод магнитных порошков и индукционный метод. Если намагнитить изделие (рисунок 31) и на пути потока расположить дефектный участок с пониженной магнитной проницаемостью, то он вызовет местное искажение потока рассеяния у поверхности металла. Местный поток рассеяния создаст у краев дефекта местные магнитные полюса, северный — у выхода силовых линий из металла в воздухе и южный — у входа линий из воздуха в металл.

Магнитные полюсы могут быть обнаружены, например, по притяжению мелких ферромагнитных частиц. Если взять тонкий порошок ферромагнитного материала, например железа или магнитных окислов железа, и насыпать его на поверхность изделия, то распределение порошка будет неравномерным, — у дефектов (рис. 9) образуется местное скопление. В качестве порошка обычно применяются магнитные окислы железа. Из различных окислов железа наиболее магнитна закись-окись Fe3O4.

а - сварной шов без дефектов; б - трещина в сварном шве

Рисунок 31 – Распределение магнитного поля в изделии

Порошки для магнитного контроля получают нагреванием слабомагнитной окиси железа Fe2O3 в восстановительной атмосфере; по мере отнятия кислорода цвет окиси становится все более темным, переходя от темно-красного к черному, а магнитные свойства усиливаются. В зависимости от степени восстановления можно получить порошки с различными свойствами. В качестве исходного материала для магнитных порошков часто используют крокус — очень тонкий порошок окиси железа, применяемый для полирования металлов. Порошок представляет собой тонкоразмолотую в шаровой мельнице железную окалину, возникающую на поверхности стали при горячей обработке.

Рисунок 32 – Скопления магнитного порошка

Для улучшения подвижности частиц часто применяют суспензию из магнитного порошка, взболтанного в легком минеральном масле или керосине; соответственно различают сухой и мокрый методы контроля магнитными порошками.

Изделия можно намагничивать электромагнитами или, что проще и удобнее, путем обмотки изделия гибким проводом, по которому пропускается электрический ток, преимущественно постоянный. Практически таким путем можно намагничивать изделие любых размеров, например паровой котел, станину крупной машины и т. д.

Методом контроля магнитными порошками могут быть выявлены мелкие трещины, плохо выявляемые внешним осмотром без магнитного порошка, в особенности трещины в зоне влияния на сталях, чувствительных к термообработке (рисунок 32). Могут быть выявлены также внутренние дефекты, лежащие у поверхности. Дефекты, лежащие на глубине более 5—6 мм, методом магнитных порошков, как правило, не выявляются.

При дуговой сварке изделия намагничиваются сварочным током и сохраняют часто достаточно сильное остаточное намагничивание, пригодное для контроля магнитными порошками. Налет на поверхности изделия, образующийся при дуговой сварке, состоит из мельчайших частиц окислов железа, обладающих достаточными магнитными свойствами для контроля. Часто можно наблюдать, что налет скопляется у трещин и других дефектов, делая их более заметными. Поэтому изделия, изготовленные из сталей, склонных к образованию трещин, рекомендуется просматривать по окончании дуговой сварки, до очистки швов и удаления налета, образованного сваркой.

Из электромагнитных приборов индукционного типа для контроля сварных швов известен дефектоскоп (рисунок 33). На контролируемое изделие устанавливают электромагнит переменного тока, создающий переменный магнитный поток в металле изделия. Этот поток вызывает в металле изделия систему переменных вихревых токов, которые в свою очередь, создают переменные потоки рассеяния у поверхности изделия. При однородном сплошном металле, без включений и дефектов, плотность вихревых токов и потоков рассеяния плавно уменьшается по мере удаления от намагничивающего электромагнита. Наличие дефекта вызывает местное искажение распределения вихревых токов и потоков рассеяния. Распределение потоков рассеяния у поверхности изделия исследуется искателем, представляющим собой небольшую индукционную катушку с железным сердечником, закрытую толстостенным экраном из меди или алюминия, образующим корпус искателя (рисунок 34).

Рисунок 33 – Принципиальная схема дефектоскопа

Созданная в катушке искателя потоками рассеяния э. д. с. подается на вход лампового усилителя, а оттуда на индикатор, которым может служить телефонная трубка, гальванометр или электронная лампа (магический глаз). При отсутствии дефектов перемещение искателя вызывает плавное изменение показаний индикатора. Дефект обнаруживается резким, скачкообразным изменением показаний индикатора, — в телефоне слышится щелчок, на гальванометре происходит отброс стрелки, на лампе появляется сомкнутый темный сектор. Таким способом могут быть выявлены не только поверхностные дефекты, но и дефекты на довольно значительной глубине (до 20—25 мм).

Общим для всех магнитных приборов недостатком является отсутствие однозначной связи между показаниями прибора и размерами и степенью опасности дефекта. Прибор измеряет не дефект, а искажение магнитного поля, вызванное дефектом. Искажение магнитного поля, вызываемое дефектом, зависит не только от размеров дефекта, но и от его положения и очертаний.

Вытянутый дефект, расположенный поперек потока, вызывает большее искажение, чем тот же дефект при расположении вдоль потока. При намагничивании изделия магнитный поток следует располагать по возможности перпендикулярно наибольшему размеру предполагаемых дефектов. Дефект с округленными очертаниями дает меньшее искажение, чем дефект с острыми краями. Особенно хорошо выявляются непровары и трещины. Искажение поля быстро ослабевает с увеличением глубины залегания дефекта. Поэтому электромагнитный дефектоскоп пригоден лишь для качественного обнаружения дефектов, без их количественной оценки.

Дефектоскоп принципиально пригоден для контроля и немагнитных металлов, так как в них может быть создана система вихревых токов электромагнитом переменного тока.

1-корпус-экран искателя; 2-железный сердечник;

3-искатель катушка

Рисунок 34 – Искатель дефектоскопа: