Выявление дефектов магнитопорошковым методом неразрушающего контроля

    

Содержание 

Введение…………………………………………………………………………...3

1 Описание объекта  контроля……………………………………………………4

2 Технологические  операции магнитопорошкового контроля………….......... 4

  2.1 Подготовка  объекта к контролю…………………………………………....4

  2.2 Выбор дефектоскопического материала и его контроль………………….4

  2.3 Выбор  необходимого уровня чувствительности…………………………..4

  2.4 Выбор способа контроля………………………………………………….....5

  2.5 Намагничивание  объекта контроля………………………………………...5

  2.6 Нанесение  дефектоскопического материала  на объект…………………...6

  2.7 Осмотр  поверхности изделия……………………………………………….7

  2.8 Разбраковка.  Оформление результатов контроля. Размагничивание…….7

Список используемой литературы………………………………………………9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Введение 

    Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля основан  на явлении притяжения частиц магнитного порошка магнитными потоками рассеяния, возникающими над дефектами в намагниченных объектах контроля.

    Наличие и протяженность индикаторных рисунков, вызванных полями рассеяния дефектов, можно регистрировать визуально  или автоматическими устройствами обработки изображения.

    Магнитопорошковый метод применяют для контроля объектов из ферромагнитных материалов с магнитными свойствами, позволяющими создавать в местах нарушения сплошности магнитные поля рассеяния, достаточные для притяжения магнитного порошка.

    Магнитопорошковый метод предназначен для выявления  поверхностных и подповерхностных нарушений сплошности: волосовин, трещин различного происхождения, непроваров сварных соединений, флокенов, закатов, надрывов и т.п.  

    Области применения магнитопорошкового контроля:

• Детали и узлы, бывшие в эксплуатации при ремонте и обслуживании
• Детали и узлы, изготовленные или восстановленные при ремонте
• Детали на промежуточных стадиях изготовления (литье, ковка, штамповка)
• Элементы строительных конструкций, протяженных объектов (трубы)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1. Описание объекта контроля 

    Необходимо  проверить качество сварного шва  трубы стальной электросварной для  бытовых холодильников после  ее ремонта.

    Труба изготовлена из стали марки 08Ю. 

    2. Технологические операции магнитопорошкового контроля 

    2.1 Подготовка объекта к контролю 

    Поверхность трубы очищают от грязи, масла, шлаков, окалины, других покрытий и инородных частиц. Перед МПК трубу визуально осматривают и удаляют видимые дефекты. Поверхность зачищают до металлического блеска механическим инструментом. Трубу обезжиривают ацетоном, т.к используется водная суспензия. Затем осуществляют просушку сжатым воздухом.

    Зачистка  мест электрического контакта: тщательно удаляются загрязнения с мест электроконтактов на детали, зачищаются наконечники электроконтактов с помощью наждачной бумаги. 

    2.2 Выбор дефектоскопического материала и его контроль 

    На  производстве используют сухой и  мокрый методы нанесения порошка. Выбор способа зависит от технологических факторов. Универсальным методом нанесения порошка является мокрый, при котором используется взвесь жидкого порошка в жидкой среде – магнитную суспензию. Мокрый метод имеет ряд преимуществ по сравнению с сухим методом напыления. Прежде всего, увеличивается концентрация мокрых частиц и их подвижность в районе дефекта – они как бы плывут в слое жидкости. Во-вторых, полностью устраняется пылеобразование на рабочем месте.

    Концентрация  магнитного порошка в суспензии  должна составлять

25. 5) г/л.

  Магнитная  суспензия не должна вызывать  коррозии контролируемой поверхности. 

    2.3 Выбор необходимого уровня чувствительности 

    Чувствительность  магнитопорошкового метода определяется магнитными характеристиками материала  объекта контроля, его формой, размерами, шероховатостью поверхности, напряженностью намагничивающего поля, местоположением  и ориентацией дефектов, взаимным направлением намагничивающего поля и дефекта, свойствами дефектоскопического материала, способом его нанесения на объект контроля, а также способом и условиями регистрации индикаторного рисунка выявляемых дефектов.

    Согласно  ГОСТ 21105-87, все выявляемые поверхностные дефекты подразделяют на три группы, которым соответствуют условные уровни чувствительности А, Б и В.

    Для контроля выбираем уровень чувствительности А по ГОСТ 21105-87. В таком случае минимальная ширина раскрытия условного дефекта, который мы сможем обнаружить при этом уровне чувствительности, будет составлять 2,0 мкн, а минимальная протяженность – 5 мм.  Толщина стенки трубы составляет  2 мм, а длина трубы 2 м, поэтому выбираем самый высокий уровень чувствительности. 

    2.4 Выбор способа контроля 

    При магнитопорошковом методе контроля применяют:

1. способ остаточной намагниченности (СОН)
2. способ приложенного поля (СПП)

 

    По  известным магнитным характеристикам  стали 08Ю (Н_с = 25,4 А/см) определяем способ контроля – СОН. 

    2.5 Намагничивание объекта контроля 

    Выбираем  циркулярный способ намагничивания пропусканием тока по частям детали с  помощью электроконтактов. При этом части детали между электроконтактами являются проводниками тока. 
 
 
 
 
 
 

    Рис.1 Пропускание тока по части объекта 

    Направление намагничивающего поля перпендикулярно  по отношению к направлению ожидаемых  дефектов.

    Для того, чтобы определить дефекты для  заданного уровня чувствительности необходимо, чтобы в контролируемой части объекта была создана соответствующая напряженность магнитного поля, которую можно определить по формуле.

    Напряженность поля для уровня чувствительности А:

    Н = 41,3 + 1,3 Н_с

    Н = 41,3 + 1,3 * 25,4 = 74,32 А/см

    Определяем  силу тока, необходимого для создания данного намагничивающего поля, по формуле (ГОСТ 21105-87)

    I = π H d,

    d – диаметр детали, см; Н – необходимая для контроля напряженность магнитного поля, А/см.

    I = 3,14*74,32*3= 700A.

    Следовательно намагничивание проводим полем Н=74,32 А/см, переменным током I=700А. 

    2.6 Нанесение дефектоскопического материала на объект 

    Так как деталь выполнена из магнитотвердого  материала, имеющего

Н_с 10 А/см.

    Контроль  по СОН имеет ряд существенных достоинств:

1. возможность установки проверяемой детали в любое удобное положение
2. возможность нанесения суспензии как путем полива, так и одновременным погружением нескольких деталей в ванну с суспензией
3. простота расшифровки осаждений порошка, так как при СОН порошок в меньшей степени оседает по рискам и местам грубой обработки поверхности
4. меньшая возможность перегрева детали в местах их контакта с электродами
5. более высокая прочность контроля

    В результате способ контроля на СОН  является предпочтительней.

    Контроль  СОН заключается в нанесении  на поверхность контролируемой детали магнитного порошка после окончания намагничивания детали (не позднее, чем через час). Формирование индикаторного следа происходит под действием остаточного поля рассеяния дефекта. Осмотр контролируемой поверхности проводят после стекания основной массы суспензии, когда рисунок индикаторного следа полностью сформирован.

    Напряженность поля рассеяния определяется глубиной и шириной нарушения сплошности, а также напряженностью используемого  магнитного поля. 
 
 
 
 

 

Рис. 2  – Поле рассеяния, создаваемое непроваром шва 

    Магнитный поток всегда стремится найти путь наименьшего сопротивления. Воздух, содержащийся в месте непровара шва, имеет более высокое магнитное сопротивление для прохождения магнитного потока, поэтому магнитный поток будет пытаться притянуть частички магнитного порошка к месту непровара, чтобы обеспечить гораздо меньшее сопротивление прохождению потока. Валик, перекрывающий место дефекта, можно наблюдать визуально, это и есть индикаторный след. 

    2.7 Осмотр поверхности изделия 

    Осмотр  контролируемой поверхности и регистрацию индикаторных рисунков, выявляемых дефектов проводят визуально, при этом могут быть использованы различные оптические устройства (лупы).

    Освещенность  контролируемой поверхности должна быть не менее 1000 лк. При этом следует  применять комбинированное освещение (общее и местное). 

    3.8 Разбраковка и оформление результатов контроля, размагничивание 

    Разбраковку по результатам контроля производит опытный контролер.

    При осмотре были обнаружены два четких нерасплывшихся валика, соответствующие  непроварам. Дефектные  места были сфотографированы. Результаты магнитопорошкового контроля были занесены в специальный журнал.

    После контроля изделие размагничивают пропусканием переменного тока, равного намагничивающему, с постепенным уменьшением его  до нуля. 
 
 
 

    Список  используемой литературы 

1. ГОСТ 21105-87 Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый  метод.
2. Дефекты стали. Справочник под ред. Новокщеновой С.М., Виноград М.И. – Металлургия, 1984
3. Горкунов Э.С. «Магнитопорошковая дефектоскопия и магнитная структуроскопия (методические рекомендации)», Екатеринбург, 1999 г.
4. Щербин В.Е., Горкунов Э.С. «Магнитный контроль качества металлов», Екатеринбург, 1996 г.