Реферат: Учебно-методическое пособие по курсовому проектированию Гомель 2008

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

Кафедра «Неразрушающий контроль и техническая диагностика»


О. В. ХОЛОДИЛОВ


МЕТОДЫ И СРЕДСТВА

НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

(магнитные методы)


Учебно-методическое пособие

по курсовому проектированию


Гомель 2008


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

^ «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»

Кафедра «Неразрушающий контроль и техническая диагностика»


О. В. ХОЛОДИЛОВ


МЕТОДЫ И СРЕДСТВА

^ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

(магнитные методы)


Учебно-методическое пособие

по курсовому проектированию


Одобрено методической комиссией механического факультета


Гомель 2008


УДК 620.179 (075.8)

ББК 22.251

Х73


Р е ц е н з е н т – канд. техн. наук, доцент кафедры «Материаловедение и технология материалов» А. Н. Попов

(УО «БелГУТ»).


Холодилов, О. В.


Х73

Методы и средства неразрушающего контроля (магнитные методы) : учеб.-метод. пособие по курсовому проектированию / О. В. Хо-лодилов ; М-во образования Респ. Беларусь, Белорус. гос. ун-т трансп. – Гомель : БелГУТ, 2008. – 44 с.

ISBN 978-985-468-376-8


Изложены принципы и основные правила проектирования, методика выполнения курсового проекта, правила оформления пояснительной записки и чертежей.

Предназначено для методического обеспечения как аудиторной (под руководством преподавателя), так и внеаудиторной (самостоятельной) работы­ студентов специальности «Подвижной состав» (1-37-02-02) специализации «Неразрушающий контроль и техническая диагностика на железнодорожном транспорте» (1-37-02-02-02).


УДК 620.179 (075.8)

ББК 22.251


ISBN 978-985-468-376-8 © Холодилов О. В., 2008

© Оформление. УО «БелГУТ», 2008


ОГЛАВЛЕНИЕ


Цель и задачи курсового проекта ....................................................................

4

Тематика курсовых проектов ...........................................................................

4

Исходные данные для выполнения проекта ...................................................

5

Структура, объем и содержание курсового проекта .....................................

5

Основное содержание отдельных этапов курсового проекта .......................

6

Использование ЭВМ при выполнении курсового проекта ...........................

8

Оформление курсового проекта ......................................................................

9

Защита курсового проекта ...............................................................................

9

Методика расчета устройства для намагничивания изделий в процессе

магнитного контроля ........................................................................................


10

Список литературы ...............................................................................................

15

Приложение А Образец оформления обложки ..................................................

17

Приложение Б Образец оформления титульного листа ....................................

18

Приложение В Основная надпись для пояснительной записки и

чертежей .............................................................................................................


19

Приложение Г Справочные данные для расчета намагничивающего

устройства .........................................................................................................


20

Приложение Д Справочные данные для выбора способа контроля и

вида намагничивания .......................................................................................


24

Приложение Е Узлы и детали подвижного состава, подвергаемые

магнитному контролю ....................................................................................


28

Приложение Ж Средства магнитного контроля .................................................

34

Приложение И Образцы технологических карт .................................................

41



^ 1 ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Цель курсового проектирования – развитие навыков самостоятельной творческой работы студентов на основе знаний, полученных при изучении лекционного и лабораторного курсов «Методы и средства неразрушающего контроля», «Основы неразрушающего контроля» и других общеинженерных дисциплин и при прохождении производственной практики.

^ Основные задачи курсового проекта:

систематизация, расширение и закрепление теоретических знаний, необходимых инженеру при создании новых эффективных методов неразрушающего контроля;

выработка умения и навыков по комплексному решению технических задач при разработке методов неразрушающего контроля;

развитие навыков самостоятельной работы с научно-методи-ческой литературой;

знакомство с передовыми достижениями науки и техники.

^ 2 ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ ПРОЕКТОВ

Тематика курсовых проектов должна соответствовать современному состоянию и перспективам развития методов и средств неразрушающего контроля (НК). Курсовой проект может быть посвящен совершенствованию существующей или разработке новой методики контроля дефектов сплошности, физико-механических свойств материала, толщины покрытий, линейных размеров деталей, структуры, качества химико-термической обработки. При выполнении работы необходимо использовать передовые достижения науки и техники. В результате может быть повышена достоверность, чувствительность контроля, производительность контрольных операций, уменьшена стоимость контроля, улучшены условия труда и т. д.

Примерные темы курсовых проектов:

Разработка методики магнитопорошкового/феррозондового контроля деталей колесной пары.

Разработка методики магнитопорошкового/феррозондового контроля тележки вагона и деталей автотормозного оборудования.

Разработка методики магнитопорошкового/феррозондового контроля деталей автосцепного устройства.

Разработка методики магнитопорошкового/феррозондового контроля деталей редукторно-карданного привода.

^ 3 ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА

Исходные данные для выполнения курсового проекта:

конкретный объект контроля, характеризуемый формой, гео-метрическими размерами и необходимыми параметрами;

условия эксплуатации объекта контроля;

характеристика возможных дефектов в изделии: тип дефекта, степень концентрации дефекта по объему объекта, ориентировочные место и глубина залегания;

технические условия на выявляемость дефектов: минимальный размер дефектов, степень их выявляемости.

^ 4 СТРУКТУРА, ОБЪЕМ И СОДЕРЖАНИЕ

КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Курсовой проект содержит расчетно-пояснительную записку и графическую часть. Пример оформления обложки и титульного листа приведен в приложениях А, Б.

Расчетно-пояснительная записка состоит из следующих разделов:

Исходные данные по заданию

Содержание

Введение

Анализ объекта контроля

Анализ исходных данных и характеристик объекта контроля

Выбор и обоснование метода контроля

Расчет и разработка оборудования

Описание принципа действия оборудования

Разработка методики контроля

Описание мероприятий по охране труда и противопожарной безопасности

Выводы

Список использованных источников и приложения.

Допускается отступление от указанных пунктов по согласованию с руководителем работы.

Графическая часть выполняется на 2–3 листах формата А3 и включает комплект чертежей по разрабатываемой методике контро-ля. На чертежах приводятся полученные экспериментальные зависимости или необходимые для пояснения графики, схемы намагничивания (размагничивания) объекта контроля, чертежи модернизированных приборов, разработанных установок, модернизированные функциональные схемы приборов и т. п.

Содержание и объем графической части окончательно утверждается руководителем.

^ 5 ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ЭТАПОВ

КУРСОВОГО ПРОЕКТА

В разделе «Введение» обосновывается актуальность темы курсового проекта, на основе достижений современной науки и техники (в Беларуси и за рубежом), информации о перспективах развития различных методов и средств контроля по данным научно-технической литературы.

В разделе «^ Анализ объекта контроля» описываются технология изготовления объекта, конструктивные особенности (размеры, фор-ма, наличие покрытий, шероховатость поверхности), его назначение, условия эксплуатации (нагрузки статические, динамические; диапазон изменения температур в процессе эксплуатации), условия нагружения (сжатие, изгиб, растяжение, кручение), наличие концентраторов напряжений (отверстия, выступы и пр.), возможные дефекты (вид и тип), наиболее вероятные места их расположения (в корне шва, в местах концентраторов напряжений и т. д.).

В разделе «^ Анализ исходных данных и характеристик объекта контроля» на основе данных технического задания по литературным источникам (или экспериментальным результатам) определяются характеристики объекта, необходимые для разработки методики НК.

В разделе «^ Выбор и обоснование метода контроля» на основе литературных данных выполняется анализ методов контроля с точки зрения возможности и эффективности их использования, применительно к рассматриваемому объекту.

При этом, наряду с основной и дополнительной литературой по дисциплине необходимо использовать журналы «Дефектоскопия», «Техническая диагностика и неразрушающий контроль», «В мире неразрушающего контроля», «Контроль. Диагностика», «Заводская лаборатория», «Автоматическая сварка», материалы научно-техниче-ских конференций, бюллетени «Изобретения», описания к авторским свидетельствам и патентам на изобретения и др. Предпочтение следует отдавать методу контроля, обеспечивающему более высокую чувствительность, достоверность контроля, производительность, удобство в эксплуатации, наглядность.

Как правило, метод контроля может быть реализован несколькими способами. На основе литературных данных выбирается наиболее приемлемый для конкретного объекта, либо разрабатывается новый способ.

Выбор метода контроля должен быть подробно и строго обоснован и сопровождаться ссылками на литературные источники. При необходимости, для подтверждения правильности выбора метода контроля, проводятся экспериментальные исследования на объекте контроля или его имитаторе. Причем, размеры, форма и материал образца-имитатора должны быть по возможности ближе к соответствующим параметрам контролируемого объекта.

Допускается использование для контроля объекта двух или нескольких методов (комплексный контроль, что повышает вероятность обнаружения дефектов).

В разделе «^ Расчет и разработка оборудования» выполняют расчеты, необходимые при разработке оборудования. Например, рассчитывают электромагнит намагничивающего устройства и т. д.

В разделе «^ Описание принципа действия оборудования» вначале в статике, а затем в динамике (если это необходимо) описывается разработанное, либо применяемое в практике НК устройство.

В разделе «^ Разработка методики контроля» дается подробная информация об основных и вспомогательных операциях при контроле объекта, их последовательности, с указанием режимов контроля, применяемого оборудования, приборов и материалов.

Например, при магнитопорошковом контроле подробно описываются подготовка деталей к контролю, выбор способа контроля, вида и схемы намагничивания, расчет режимов намагничивания, способ нанесения магнитного порошка (или суспензии) на поверхность изделия, осмотр деталей, типичные признаки дефектов по картине осаждения порошка, возможные мнимые дефекты и как их отличить от реальных на данной детали, разбраковка деталей, способ размагничивания контролируемого объекта и проверка его размагниченности, предлагаемый для контроля состав суспензии или порошка, способ проверки качества и др.

Описанные операции следует иллюстрировать и сопровождать ссылками на литературные источники.

Информация, необходимая для разработки методики магнитного контроля, приведена в литературе [1–16] и приложениях Г–И.

В разделе «^ Описание мероприятий по охране труда и противопожарной безопасности» указываются мероприятия по обеспечению электробезопасности операторов и вспомогательного персонала в процессе контроля, меры защиты от воздействия импульсных магнитных полей высокой напряженности, меры защиты органов дыхания и рук от вредного воздействия порошка и суспензии, мероприятия по противопожарной безопасности и т. д.

В разделе «Выводы» указываются основные результаты работы. Не допускается выводы подменять аннотацией сделанного. Дается краткий анализ разработанных методик контроля и технических средств осуществления контроля.

В приложения включаются ведомости спецификаций чертежей, распечатки программ на ЭВМ, опущенные громоздкие промежуточные математические выкладки, алгоритмы, не включенные в основную часть записки.

^ 6 ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭВМ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ

КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Основными задачами, которые решаются на ЭВМ при выполнении курсового проекта, могут быть сложные и повторяющиеся расчеты, задачи оптимизации и моделирования процессов контроля, например, расчет устройств для намагничивания с целью выбора оп-тимальных параметров.

Для расчета используется типовая методика, включающая формулировку задачи (определение исходных данных, вводимых в оперативную память машины, конкретизацию выходных данных, форму их представления), постановку задачи, ее формализацию, разработку структурной схемы алгоритма решения задач, разработку и отладку программы, счет, анализ результатов расчета.

^ 7 ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Пояснительную записку оформляют на листах писчей бумаги формата А4 на одной стороне в соответствии ГОСТ 2.105–95. На каждом листе оставляются поля (от края рамки): слева и справа – 5 мм, сверху и снизу – 10 мм. Шрифт – Times New Roman Cyr., размер шрифта – 14 п, межстрочный интервал – 1. Размер шрифта в подри­суночных подписях и таблицах на два пункта меньше основного. На осях координат графиков следует писать Н, 104 А/м или Ф, 10-4 Вб. Символы величин, входящих в формулы, обозначенных латинскими буквами, набирают курсивом, буквами русского и греческого алфа­вита – прямым шрифтом. На рисунках и в подрисуночных подписях позиции следует обозначать курсивом – 1, 2, … и а, б, в …. Заголов-ки должны выделяться [17, 18].

Пояснительная записка выполняется либо рукописным способом пастами или чернилами темных цветов, разборчивым почерком, либо печатается на принтере. Изложение материала должно вестись яс­ным, технически грамотным языком, сокращения допускаются только общепринятые.

Оформление списка литературы должно соответствовать ГОСТ 7.1–2003. Использованные источники в списке литературы следует располагать в порядке ссылаемости в тексте записки. Библиографи­ческие ссылки даются арабскими цифрами в квадратных скобках.

Использованные в работе физические величины должны быть выражены в СИ согласно ГОСТ 8.417–81. Все графические мате­риалы проекта должны соответствовать требованиям ЕСКД.

^ 8 ЗАЩИТА КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Защита курсового проекта является заключительным этапом и призвана помочь студентам научиться кратко и четко излагать свои мысли, вести деловые дискуссии, умело держать себя перед аудиторией. К защите представляется полностью законченная работа, подписанная его автором и руководителем. В некоторых случаях защита производится перед комиссией в составе 2–3 преподавателей кафедры. Общее время, отводимое для приема работы, 20–25 мин из которых 8–10 мин представляются студенту для сообщения, а остальные – для ответов на вопросы. При оценке работы учитывается качество, полнота и самостоятельность выполнения поставленной задачи, четкость сообщения, сделанного студентом, и его ответы на вопросы, качество оформления графической части и пояснительной записки (обоснованность, техническая грамотность изложения, правильность расчетов, строгость допущений), работа с литературой.

^ 9 МЕТОДИКА РАСЧЕТА УСТРОЙСТВА

ДЛЯ НАМАГНИЧИВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ В ПРОЦЕССЕ

МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ

Цель расчета – определить величину намагничивающей силы Iw устройства для создания в изделии необходимой индукции.

Расчет выполняется по методике, изложенной в работе [8].

Схема намагничивающего устройства (НУ) приведена на рисунках 1, 2.



Рисунок 1 – Расчетная схема НУ








Рисунок 2 – Эквивалентная

электрическая схема НУ

С учетом требований технического, технологического и экономического характера для магнитных приспособлений могут быть рекомендованы стали 3, 10, 20, Армко.

Согласно имеющимся в научно-технической литературе рекомендациям [9], толщина d полюсов НУ должна быть в 2–3 раза больше толщины b намагничиваемого изделия (замыкающий магнитопровод). Если b = 1…2 мм, то d ≥ 10…20 мм. Остальные размеры НУ выбирают конструктивно, исходя из существующих технических решений. Например, расстояние между полюсами электромагнита L ≥ 70 мм, высота h ≥ 100 мм, ширина полюсов c > 20 мм.

Расчет выполняют, принимая допущение, что растекание магнитного потока Фи в изделии отсутствует, т. е. размеры проекции устройства на изделие и изделия равны.

Величину намагничивающей силы можно определить исходя из закона Кирхгофа

,

где ^ I – ток в обмотке электромагнита;

w – число витков в обмотке;

Hili– падение магнитного напряжения на участке магнитной цепи li

(см. рисунки 1 и 2).

Сумму падений магнитных напряжений в изделии Uи, зазорах Uy, в магнитопроводе Uп находим из выражений:

(1)

Строим кривую намагничивания материала изделия (рисунок 3) по данным таблицы Г.1 [10]. Используя выражения (1) по 6–8 значениям Hи и Bи, взятым с кривой намагничивания, строим зависимость Uи = f(Фи), а затем зависимость Uу = f(Фи) в той же системе координат (рисунок 4):

, (2)

где H0 – напряженность поля в зазоре между полюсами магнита и за-

мыкающим магнитопроводом;

 – толщина суммарного зазора.

Очевидно, что для построения прямой достаточно взять одно значение Фи.

Затем на отдельном графике (рисунок 5) строим кривую падения магнитного напряжения в магнитопроводе в зависимости от потока в нем Uп = f(Фп):

(3)

Рисунок 3 – Кривая намагничивания материала изделия и

магнитопровода



Рисунок 4 – Зависимости магнитных напряжений в зазоре Uу и в изделии Uи от магнитного потока Фи в изделии

Значения В и Н определим по кривой намагничивания материала магнитопровода (см. рисунок 3), используя данные таблицы Г.1 [10].



Рисунок 5 – Зависимость магнитного напряжения в магнитопроводе

от магнитного потока в нем

Чтобы пересчитать ^ Uп в зависимости от Фи, запишем уравнение Кирхгофа для точки М в эквивалентной электрической схеме (см. рисунок 2):

, (4)

где ^ F – магнитный поток рассеяния, шунтирующий изделие и пере-

ходный участок.

Так как отношение потоков Фи и F обратно пропорционально маг-нитным сопротивлениям Rи + Ry и RF, то справедливо выражение



откуда следует

(5)

где RF – магнитное сопротивление потока рассеяния между полюса-

ми электромагнита,

, (6)

GF – проводимость участка между параллельными призмами (полю-

сами намагничивающего устройства) [10],

, (7)

где



Из выражений (4) и (5) следует

, (8)

где RF – получаем из соотношений (6) и (8), оно постоянно;

– тоже постоянно;

,

lи – длина средней линии в изделии;

Ви, Ни – соответствуют оптимальному режиму намагничивания [11, 12].

Путем пересчета с использованием формулы (8) из последнего графика (см. рисунок 5) получаем зависимость Uп = f(Фи) (рисунок 6). Затем, суммируя Uи, Uy, Uп, получаем зависимость U = f(Фи) (рисунок 7). Зная сечение изделия, строим аналогичную зависимость: U = = f(Ви), где Ви = Фи/Sи.

По значению оптимальной индукции Вопт в контролируемом сечении, найденному по кривой намагничивания материала изделия, определяем U1 = Iw (см. рисунок 7).



Рисунок 6 – Зависимость

магнитного напряжения в

магнитопроводе от магнитного

потока в изделии



Рисунок 7 – Зависимость суммарного магнитного напряжения в магнитопроводе от магнитного потока

и индукции в изделии

С учетом коэффициента заполнения Кз = 0,4 и площади S окна, занимаемого всеми витками катушки в сечении, перпендикулярном осям витков (S ≈ 80 % площади окна Ss, образованного П-образным сердечником и намагничиваемым изделием, Ss = 2L(h – d + δ)), находим число витков w1 обмоточного провода, задаваясь различными его диаметрами (d = 0,5…3,5 мм):

.

По известным намагничивающей силе U1 и числу витков w1 определяем величину тока в катушке I1 = U1/w1. При этом следует помнить, что расчет выполняется для случая контроля плоских изделий и не учитывает растекание магнитного потока в изделии. Для намагничивания сварных соединений с усилением шва ток следует увеличить в 6–8 раз. Должно также выполняться ограничение по плотности тока: j  12 А/мм2. Для нескольких (3–5) значений толщин провода определим электрическое сопротивление обмотки R и потребляемую мощность P:

; ,

где lср – средняя длина витка провода в катушке, lср = 2(c + d);

 – удельное электрическое сопротивление.

Поскольку потребляемые мощности одинаковы, то диаметр провода выбираем, исходя из приемлемого числа витков катушки.

^ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Герасимов, В. Г. Неразрушающий контроль : практ. пособие. В 5 кн. Кн. 3. Электромагнитный контроль / В. Г. Герасимов, А. Д. Покровский, В. В. Сухоруков; под ред. В. В. Сухорукова. – М. : Высш. шк., 1992. – 312 с.

Шелихов, Г. С. Магнитопорошковая дефектоскопия деталей и узлов / Г. С. Шелихов. – М. : Науч.-техн. центр «Эксперт», 1995. – 224 с.

Ергучев, Л. А. Магнитные методы неразрушающего контроля деталей железнодорожного подвижного состава : пособие / Л. А. Ергучев. – Гомель : БелГУТ, 2005. – 90 с.

Криворудченко, В. Ф. Современные методы технической диагностики и неразрушающего контроля деталей и узлов подвижного состава железнодорожного транспорта / В. Ф. Криворудченко, Р. А. Ахмеджанов. – М.: Маршрут, 2005. – 436 с.

Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля деталей вагонов. Общие положения. Руковод. док. РД 32.159-2000. – М. : МПС РФ, 2000. – 85 с.

Инструкция по неразрушающему магнитопорошковому контро-лю деталей локомотивов и моторвагонного подвижного состава Белорусской железной дороги. – Минск : Белорусская железная дорога, 2004. – 86 с.

Испытания на растяжение и неразрушающий контроль деталей вагонов. Методика выполнения контроля. СТП 09150.56.033-2006. – Минск : 2006. – 75 с.

Козлов, В. С. Техника магнитографической дефектоскопии / В. С. Козлов. – Минск : Выш. шк., 1976. – 256 с.

Фалькевич, А. С. Магнитографический контроль сварных соединений / А. С. Фалькевич, М. Х. Хусанов. – М. : Машиностроение, 1966. – 176 с.

Константинов, О. Я. Магнитная технологическая оснастка / О. Я. Кон-стантинов. – М. : Машиностроение, 1977. – 362 с.

Неразрушающий контроль материалов и изделий : справочник / под ред. Г. С. Самойловича. – М. : Машиностроение, 1976. – 456 с.

Машиностроение. Энциклопедия / ред. совет: К. В. Фролов [и др.]. Измерения, контроль, испытания и диагностика. Т ΙΙΙ–7/ В. В. Клюев, Ф. Р. Сос- нин, В. Н. Филинов [и др.]; под общ. ред. В. В. Клюева. – М. : Машиностроение 1996. – 464 с.

Феррозондовый метод неразрушающего контроля деталей вагонов. Руковод. док. РД 32.149–2000. – М. : МПС РФ, – 120 с.

Сенько, В. И. Техническое обслуживание вагонов. Организация ремонта грузовых вагонов в депо: учеб. пособие / В. И. Сенько, И. Л. Чернин, И. С. Бычек. – Гомель: БелГУТ, 2002. – 371 с.

Пастухов, И. Ф. Конструкция вагонов : учеб. для колледжей и техникумов ж.-д. трансп. / И. Ф. Пастухов, В. В. Пигунов, Р. О. Кошкалда. – М. : Маршрут, 2004. – 504 с.

Альбом чертежей запасных деталей вагонов железных дорог широкой колеи. – М. : Гос. трансп. ж.-д. изд-во, 1956. – 380 с.

Эвентов, И. И. Подготовка рукописи к изданию: практ. пособие для авт. и операторов ПЭВМ / И. И. Эвентов. – Гомель : БелГУТ, 2006. – 103 с.

Цырлин, М. И. Основные требования к оформлению пояснительных записок курсовых и дипломных проектов (работ) : учеб.-метод. пособие / М. И. Цырлин. – Гомель : БелГУТ, 2007. – 31 с.

^ ПРИЛОЖЕНИЕ А

(справочное)

Образец оформления обложки


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

^ «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»


Кафедра «Неразрушающий контроль и техническая диагностика»


^ КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине

«Основы неразрушающего контроля»


Разработал

студент группы МД-41

А. И. Петров


2008


^ ПРИЛОЖЕНИЕ Б

(справочное)

Образец оформления титульного листа


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

^ «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА»


Кафедра «Неразрушающий контроль и техническая диагностика»


Разработка магнитопорошкового метода

неразрушающего контроля оси колесной пары



Принял

доцент (профессор)

Разработал

студент группы МД-41

И. И. Иванов

А. И. Петров

«___» __________ 2008

«___» __________ 2008



^ ПРИЛОЖЕНИЕ В

(справочное)

Основная надпись для пояснительной записки и чертежей





^ ПРИЛОЖЕНИЕ Г

(справочное)

Справочные данные для расчета намагничивающего устройства

Таблица Г.1 – Исходные данные для построения кривой намагничивания

материала магнитопровода и изделия

Напряженность

намагничивающего поля

Н, А/м

Магнитная индукция В, Тл

Марка стали

10

20

30

40

45

1

2

3

4

5

6

200

0,090

–

0,090

0,050

0,020

500

0,535

0,500

0,490

0,300

0,072

1000

1,110

0,975

0,950

0,810

0,390

1500

1,250

1,240

1,165

1,070

0,670

2000

1,360

1,380

1,290

1,220

0,670

2500

1,445

1,430

1,300

1,320

1,000

3000

1,490

1,515

1,445

1,395

1,105

4000

1,575

1,585

1,530

1,475

1,355

5000

1,635

1,630

1,580

1,560

1,440

7500

1,710

1,725

1,680

1,665

1,520

10000

1,780

1,780

1,755

1,730

1,620

12500

1,835

1,830

1,810

1,790

1,670

15000

1,870

1,860

1,915

1,820

1,720

20000

1,940

1,940

1,945

1,900

1,795

25000

2,000

1,960

1,960

1,940

1,840

30000

2,040

2,040

2,010

1,990

1,890

35000

2,070

2,070

2,040

2,020

1,920

40000

2,090

2,110

2,060

2,040

1,945

45000

2,100

2,140

2,080

2,060

1,970

50000

2,100

2,166

2,100

2,080

1,980

^ Продолжение таблицы Г.1

Напряженность

намагничивающего поля

Н, А/м

Магнитная индукция В, Тл

Марка стали

Ст3

20Х

СЧ24-44

Р18

9ХС

1

7

8

9

10

11

200

0,200

0,065

–

–

–

500

0,850

0,340

0,046

0,030

0,041

1000

1,220

0,860

0,183

0,100

0,290

1500

1,350

1,100

0,304

0,180

0,815

2000

1,400

1,250

0,458

0,695

1,050

2500

1,470

1,36

0,540

0,935

1,160

3000

1,510

1,420

0,612

1,030

1,225



^ Продолжение таблицы Г.1

Напряженность

намагничивающего поля

Н, А/м

Магнитная индукция В, Тл

Марка стали

Ст3

20Х

СЧ24-44

Р18

9ХС

1

7

6

9

10

11

4000

1,570

1,520

0,700

1,125

1,300

5000

1,620

1,600

0,780

1,170

1,355

7500

1,700

1,680

0,910

1,230

1,410

10000

1,770

1,740

1,000

1,275

1,455

12500

1,830

1,800

1,070

1,300

1,500

15000

1,870

1,840

1,120

1,320

1,535

20000

1,950

1,910

1,220

1,355

1,570

25000

2,010

1,970

1,300

1,395

1,615

30000

2,070

2,010

1,375

1,415

1,640

35000

2,120

2,040

1,415

1,440

1,660

40000

–

2,070

1,460

1,460

1,685

45000

–

2,090

1,505

1,475

1,700

50000

–

2,110

1,535

1,495

1,710

^ Продолжение таблицы Г.1

Напряженность

намагничивающего поля

Н, А/м

Магнитная индукция В, Тл

Марка стали

ХВГ

ШХ5

40Х

У7А

У8

1

12

13

14

15

16

200

–

–

0,015

0,015

–

500

0,050

0,032

0,033

0,075

0,165

1000

0,190

0,120

0,110

0,357

0,720

1500

0,740

0,635

0,340

0,650

1,000

2000

1,085

0,945

0,580

3,840

1,230

2500

1,240

1,085

0,810

1,000

1,310

3000

1,325

1,165

0,960

1,100

1,390

4000

1,390

1,270

1,160

1,270

1,445

5000

1,480

1,320

1,280

1,375

1,510

7500

1,560

1,410

1,470

1,525

1,580

10000

1,610

1,460

1,580

1,610

1,640

12500

1,650

1,480

1,650

1,670

1,670

15000

1,680

1,515

1,720

1,720

1,720

20000

1,725

1,570

1,790

1,790

1,775

25000

1,770

1,600

1,850

1,830

1,810

30000

1,790

1,630

1,890

1,870

1,870

35000

1,810

1,650

1,920

1,910

1,890

40000

1,840

1,660

1,950

1,940

1,925

45000

1,860

1,675

1,980

1,960

1,940

50000

1,870

1,690

2,010

1,980

1,975

^ Окончание таблицы Г.1

Напряженность

намагничивающего поля

Н, А/м

Магнитная индукция В, Тл

Марка стали

У10А

У12

09Г2

20ХГСА

3ХВ8

1

17

18

19

20

21

200

–

–

0,060

–

–

500

0,040

0,09

0,310

0,0660

1,040

1000

0,186

0,465

0,870

0,456

3,106

1500

0,475

0,745

1,150

0,852

0,210

2000

0,730

1,040

1,300

1,295

0,665

2500

0,910

1,145

1,410

1,375

0,940

3000

1,025

1,240

1,480

1,460

1,160

4000

1,215

1,340

1,565

1,515

1,305

5000

1,325

1,400

1,700

1,570

1,420

7500

1,500

1,480

1,730

1,655

1,510

10000

1,590

1,540

1,795

1,710

1,550

12500

1,670

1,595

1,820

1,750

1,630

15000

1,700

1,640

1,860

1,780

1,640

20000

1,780

1,680

1,930

1,825

1,685

25000

1,830

1,720

1,990

1,860

1,725

30000

1,870

1,780

2,030

1,900

1,770

35000

1,910

1,815

2,060

1,930

1,780

40000

1,940

1,850

2,085

1,945

1,800

45000

1,960

1,870

2,100

1,960

1,830

50000

1,970

1,880

2,120

1,970

1,840

^ Таблица Г.2 – К выбору уровня чувствительности и расчету напряженности

приложенного поля при контроле СПП

Условный

уро­вень

чувстви­тельности

Ширина

раскры­тия

дефекта, мкм

Протяженность

дефекта, мм

Шероховатость

поверхности Ra, мкм

Формула для

расчета Нпр,

А/м

А

2,0

0,5

< 2,5

42+1,1 Нc

Б

10,0

0,5

< 10,0

20+1,1Нc

В

25,0

0,5

< 10,0

15+1,1Нс



^ Таблица Г.3 – Основные магнитные характеристики некоторых

конструкционных сталей
^ Марка стали
Коэрцитивная

сила Нс, А/м

Остаточная индукция Вr, Тл

Напряженность ^ Hпр, необходимая для получения Вr, А/м

10

480

0,86

3200

20

320

1,17

5600

45

640

1,12

7200

Ст5

640

1,10

3600

ШХ15

3600

0,79

17600

ХВГ

3920

0,85

13600

Х12Ф1

6800

0,41

16000

Р9

3440

1,04

18400

Р18

4160

0,91

14400

12ХН3А

1200

0,70

8000

12Х2Н4А

1840

0,94

10400

18ХНВА

3440

0,70

16800

25Х2ГНТА

2080

1,31

9600

20Х3МВФ

1440

0,67

6400

38ХА

1200

1,45

5200

25ХГСА

2720

1,12

13600

30Х2Н2ВА

1440

1,02

14400

30ХГСНА

1920

1,16

11200

32Х2НГСМ

2800

0,68

16800

37Х2НСМ

2400

0,63

13200

СП-28

3600

0,69

10400

ВКС-210

2240

0,69

12800

ВНЛ-3

2960

0,40

24000

60С2А

1840

1,06

13600

65Г

1600

1,09

7200

ВКЛ-3

1440

0,61

10400

Х15Н5Д2Т

2800

0,65

28000

Х16Н6

4000

0,50

14400

ВНС-2М

3040

0,91

48000

9Х18

6400

0,61

17600

20Х13

1120

0,58

11200

12Х13

400

1,11

3200

14Х17Н2

3600

0,62

12000

268Л

1600

0,69

13600


ПРИЛОЖЕНИЕ Д

(справочное)

^ Справочные данные для выбора способа контроля и вида намагничивания


Вr,Тл



Рисунок Д.1 – Выбор способа магнитопорошкового контроля


а)



б)



Рисунок Д.2 – Определение напряженности приложенного маг­нитного поля

с учетом коэрцитивной силы материала: а – Нс > 16 А/см; б – Нс < 16 А/см;

максимальное (1) и минимальное (2) значе­ния напряженности поля

^ Таблица Д.1 – Виды, способы и схемы намагничивания объектов



Вид намагничивания

(способ намагничивания)

Схема намагничивания и расположение выявляемых дефектов

Расчетные

формулы

Циркуляр-ное (Ц)

Пропускани-ем тока по объекту (ЦО)



^ 1 – продольные дефекты; 2 – ради-альные дефекты; 3 – контактный диск; 4 – объект; 5 – проводник

I = 3НD,

где I – ток, А;

Н – тангенциаль-ная составляющая напряженности магнитного поля, А/см (определя-ется по рисунку Д.2), D – диа-метр объекта, см

Циркуляр-ное (Ц)



Пропускани-ем тока по центральному проводнику (ЦП)



1, 2, 3 – дефекты; 4 – объект;

5 – проводник

То же

Циркуляр-ное (Ц)

Про­пуска­ни-ем тока по участ­ку де­тали (ЦЭ)



1 – дефекты; 2 – объект;

3 – электроконтакты, 4 – зона контроля

I = (1,5…1,7)H ×

×

L, С – длина и ши-рина зоны контроля, см

(С ≈ 0,6 L)

Циркуляр-ное

(Ц)

С при­менени-ем торои­даль­ной обмотки

(ЦТ)


l


1, 2, 4 – дефекты, 3 – обмотка,

5 – объект, 6 – средняя линия тороида; D, d – внешний и внутренний диаметры объекта

I = Hl/n,

l – длина сред­ней ли