Реферат: Измерения и неразрушающий контроль на железнодорожном транспорте

--PAGE_BREAK--В зависимости от способа регистрации магнитного потока рассеяния маг­нитные методы контроля подразделяют на магнитопорошковый, магнитогра­фический, феррозондовый.
<imagedata src=«36983.files/image030.jpg» o: gain=«86232f»><img width=«193» height=«84» src=«dopb172767.zip» v:shapes="_x0000_i1042">
а                                      б
Рис. 3.1. Распределение магнитного потока по сечению качественного сварного шва (а) и дефектного (б)
Сущность магнитопорошкового метода заключается в том, что на по­верхность намагниченной детали наносят ферромагнитный порошок в виде суспензии с керосином, маслом или мыльным раствором (мокрый метод) или в виде магнитного аэрозоля (сухой метод). Сухой метод менее чувствителен, и его применяют на стадии предварительного контроля для выявления грубых дефек­тов. Под действием втягивающей силы магнитных полей рассеяния частицы порошка перемещаются на поверхности деталей и скапливаются в виде валиков над дефектами. Форма этих скоплений соответствует очертаниям выявляемых дефектов.
„Методика контроля магнитопорошковым методом включает в себя сле­дующие операции:
1.                 подготовку поверхностей перед контролем и очистку их от загрязне­ний, окалины, следов шлака после сварки;
2.                подготовку суспензии, заключающуюся в интенсивном перемешивании
3.                магнитного порошка с транспортирующей жидкостью;
4.                намагничивание контролируемого изделия;
5.                нанесение суспензии на поверхность контролируемого изделия;
6.                осмотр поверхности изделия и выявление мест, покрытых отложением
порошка,
В сомнительных случаях валик порошка удаляют и повторяют операции 3-5. После контроля изделие размагничивают.
Магнитопорошковый метод отличается высокой чувствительностью к тонким и мелким трещинам, простотой выполнения, оперативностью и наглядностью результатов, поэтому его широко применяют для контроля продольных сварных швов и изделий, выполненных из магнитных материалов
Чувствительность контроля магнитопорошкового метода зависит от ряда факторов: размера частиц порошка и способа его нанесения, напряженности приложенного намагничивающего поля, рода приложенного тока (переменный или постоянный), формы, размера и глубины залегания дефектов, а также от их ориентации относительно поверхности изделия и направления намагничивания, состояния и формы поверхности, способа намагничивания.
Частицы порошка должны иметь размер 5-10 мкм. Для выявления глу­боко залегающих дефектов применяют более крупный магнитный порошок. Для магнитных суспензий (мокрый метод) применяют магнитный порошок с мелкими частицами. Кроме того, частицы мелкого порошка должны обладать максимальной подвижностью. С этой целью необходимо применять частицы неправильной формы. Дополнительную подвижность частицы магнитного по­рошка получают после покрытия их пигментом с низким коэффициентом трения.
С увеличением напряженности приложенного поля (до достижения ин­дукции насыщения) возрастает чувствительность метода.
При контроле магнитными методами наиболее хорошо выявляются пло­скостные дефекты деталей: трещины, непровары и несплавление, наибольший размер которых ориентирован под прямым или близким к нему углом относи­тельно направления магнитного потока. Дефекты округлой формы (поры, шла­ковые включения, раковины) не могут создавать достаточного потока рассея­ния и, как правило, при контроле обнаруживаются плохо. Практикой установ­лено, что магнитопорошковым методом выявляются поверхностные и подпо­верхностные (на глубине не более <metricconverter productid=«2 мм» w:st=«on»>2 мм) трещины с раскрытием от <metricconverter productid=«0,01 мм» w:st=«on»>0,01 мм, глубиной (высотой дефекта) от 0 — <metricconverter productid=«0,5 мм» w:st=«on»>0,5 мм и длиной <metricconverter productid=«0,5 мм» w:st=«on»>0,5 мм И более. С увеличе­нием глубины залегания дефектов уменьшается скорость скопления магнитного порошка и увеличивается ширина линии порошка, что затрудняет выявление дефектов и определение их характера.
Наибольшая чувствительность магнитопорошкового метода достигается при контроле гладко обработанных поверхностей.
На чувствительность контроля и, следовательно, на выявляемость дефек­тов значительно влияют способы намагничивания изделий. Для создания опти­мальных условий контроля применяют три способа намагничивания: продоль­ное, циркулярное и комбинированное (табл.3.1).
Продольное намагничивание осуществляют с помощью электромаг­нитов, постоянных магнитов и соленоидов. При продольном намагничивании поле направлено вдоль продольной оси сварного шва или детали. Применяют продольное намагничивание для обнаружения поперечных дефектов сварки.
Циркулярное намагничивание осуществляется при пропускании тока по контролируемой детали или через проводник (стержень), помещенный в от­верстие детали. Магнитное поле при этом способе направлено перпендикуляр­но плоскости кольцевого сварного шва или продольной оси детали. При такой схеме намагничивания хорошо выявляются продольные дефекты сварки. Наиболее эффективно циркулярное намагничивание при контроле труб, валов, стержней и др.
Чувствительность контроля магнитопорошкового метода зависит от ряда факторов: размера частиц порошка и способа его нанесения, напряженности приложенного намагничивающего поля, рода приложенного тока (переменный или постоянный), формы, размера и глубины залегания дефектов, а также от их ориентации относительно поверхности изделия и направления намагничивания, состояния и формы поверхности, способа намагничивания.
Частицы порошка должны иметь размер 5-10 мкм. Для выявления глу­боко залегающих дефектов применяют более крупный магнитный порошок. Для магнитных суспензий (мокрый метод) применяют магнитный порошок с мелкими частицами. Кроме того, частицы мелкого порошка должны обладать максимальной подвижностью. С этой целью необходимо применять частицы неправильной формы. Дополнительную подвижность частицы магнитного по­рошка получают после покрытия их пигментом с низким коэффициентом трения.
С увеличением напряженности приложенного поля (до достижения ин­дукции насыщения) возрастает чувствительность метода.
При контроле магнитными методами наиболее хорошо выявляются пло­скостные дефекты деталей: трещины, непровары и несплавление, наибольший размер которых ориентирован под прямым или близким к нему углом относи­тельно направления магнитного потока. Дефекты округлой формы (поры, шла­ковые включения, раковины) не могут создавать достаточного потока рассея­ния и, как правило, при контроле обнаруживаются плохо. Практикой установ­лено, что магнитопорошковым методом выявляются поверхностные и подпо­верхностные (на глубине не более <metricconverter productid=«2 мм» w:st=«on»>2 мм) трещины с раскрытием от 0,01мм, глубиной (высотой дефекта) от 0 — 0,5мм и длиной 0,5мм и более. С увеличе­нием глубины залегания дефектов уменьшается скорость скопления магнитного порошка и увеличивается ширина линии порошка, что затрудняет выявление дефектов и определение их характера.
Наибольшая чувствительность магнитопорошкового метода достигается при контроле гладко обработанных поверхностей.
На чувствительность контроля и, следовательно, на выявляемость дефек­тов значительно влияют способы намагничивания изделий. Для создания опти­мальных условий контроля применяют три способа намагничивания: продоль­ное, циркулярное и комбинированное (табл.3.1).
Продольное намагничивание осуществляют с помощью электромаг­нитов, постоянных магнитов и соленоидов. При продольном намагничивании поле направлено вдоль продольной оси сварного шва или детали. Применяют продольное намагничивание для обнаружения поперечных дефектов сварки.
Циркулярное намагничивание осуществляется при пропускании тока по контролируемой детали или через проводник (стержень), помещенный в от­верстие детали. Магнитное поле при этом способе направлено перпендикуляр­но плоскости кольцевого сварного шва или продольной оси детали. При такой схеме намагничивания хорошо выявляются продольные дефекты сварки. Наиболее эффективно циркулярное намагничивание при контроле труб, валов, стержней и др.
Таблица 3.1
Основные способы намагничивания
Наименование способа
Средство намагничивания
Графическая схема намагничивания
Продольное (полюсное)
Циркулярное
Комбинированное
Постоянным магнитом, электромагнитом
Соленоидом
Пропускание тока по детали
С помощью контактов, устанавливаемых на деталь
С помощью провода с током¸ помещаемого в отверстие детали
Индуктирование ток в детали
Пропусканием тока по детали с помощью электромагнита
Пропусканием двух или более сдвинутых по фазе токов по детали во взаимно перпендикулярных направлениях
Индуктирование тока в детали и током, проходящим по поводнику, помещаемому в отверстие детали
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

<shapetype id="_x0000_t202" coordsize=«21600,21600» o:spt=«202» path=«m,l,21600r21600,l21600,xe»><path gradientshapeok=«t» o:connecttype=«rect»>                    <imagedata src=«36983.files/image032.jpg» o: gain=«93623f»><img width=«336» height=«964» src=«dopb172768.zip» v:shapes="_x0000_i1043">
Комбинированное намагничивание осуществляется при одновре­менном намагничивании детали двумя или несколькими магнитными полями. Примером комбинированного намагничивания может быть намагничивание трубы соленоидом и пропускание переменного тока через проводник, прохо­дящий внутри трубы.
3.1.1. Аппаратура   магнитопорошкового   метода   контроля
Основные детали дефектоскопов следующие: источники тока, устройства для подвода тока к детали, устройства для полюсного намагничивания (соле­ноиды, электромагниты), устройства для нанесения на контролируемую деталь порошка и суспензии, измерители тока (или напряженности поля). В дефекто­скопах наиболее широко распространены циркулярное намагничивание про­пусканием переменного тока по детали (или через стержень) и продольное на­магничивание постоянным током.
Для магнитопорошкового контроля в основном применяют дефектоскопы трех видов: стационарные универсальные, передвижные и переносные, специа­лизированные (стационарные и передвижные).
В качестве материала для приготовления порошков в основном исполь­зуют мелко помолотую закись-окись железа с размером частиц 5-10 мкм. Иногда применяют чистую железную окалину, получаемую при ковке и про­катке, а также стальные опилки, образующиеся при шлифовании стальных из­делий. Для лучшей индикации дефектов изделий различного цвета применяют цветные порошки (красный, серебристый и др.). Их получают открашиванием темных порошков или отжигом по специальной технологии.
Для приготовления магнитных суспензий чаще всего используют масля-но-керосиновые смеси (соотношение масла и керосина 1:1) с содержани­ем 50 <metricconverter productid="-60 г" w:st=«on»>-60 г порошка на <metricconverter productid=«1 л» w:st=«on»>1 л жидкости. Могут применяться и водные суспензии, например мыльно-водная с содержанием в <metricconverter productid=«1 л» w:st=«on»>1 л воды 5 — <metricconverter productid=«6 г» w:st=«on»>6 г мыла, <metricconverter productid=«1 г» w:st=«on»>1 г жидкого стекла и 25 ± <metricconverter productid=«5 г» w:st=«on»>5 г магнитного порошка.

IV.  ВИЗУАЛЬНО-ОПТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ДЕТАЛЕЙ
4.1. Краткие теоретические сведения
Глаз человека является основным контрольным прибором при дефекто­скопии деталей. Визуально проверяются полуфабрикаты и готовая продукция, отклонения от формы и геометрические размеры изделий, изъяны материала, обработка поверхности (крупные трещины и коррозионные поражения) и дру­гие дефекты.
Качество визуального контроля ограничено возможностями глаза и зави­сит от удаленности объекта, слабой освещенности, быстрого перемещения из­делия и др.
Намного расширить пределы естественных возможностей глаза позволя­ют оптические приборы, которые увеличивают остроту зрения и разрешающую способность глаза примерно во столько раз, во сколько увеличивает оптический прибор.
Визуальный контроль с применением оптических устройств называется визуально-оптическим. Это наиболее доступный и простой метод обнаружения поверхностных дефектов изделий.
При визуально-оптическом контроле изделия осматриваются в видимом свете с использованием оптических приборов. Этот вид контроля используется на различных стадиях изготовления детали, в процессе их эксплуатации и ре­монта.
По виду приемника лучей, отраженных от контролируемого изделия, раз­личаются следующие виды оптических приборов:
-  визуальные;
-  детекторные;
-  комбинированные.
Приемником у визуальных приборов является глаз человека. К визуаль­ным приборам относятся обзорные приборы, лупы, микроскопы, эндоскопы и др. В эту же группу входят приборы, с помощью которых измеряются геомет­рические размеры.
У детекторных приборов приемником лучистой энергии являются все­возможные детекторы: химические реактивы, электронные приборы, люминес-цирующие вещества и др.
Комбинированными приборами контроль можно производить визуально и при помощи детекторов.
При визуально-оптической дефектоскопии в основном используются ви­зуальные аппараты, которые можно разделить на три группы:
— приборы для контроля изделий небольших размеров, расположенных от глаза контролера в пределах расстояния наилучшего зрения (лупы, мик­роскопы);
— приборы для контроля удаленных объектов (бинокли, зрительные трубы, телескопические лупы);
— приборы для контроля скрытых объектов, внутренних полостей объектов (перископы, бороскопы, эндоскопы и др.).
4.1.1. Видимость  объектов
Видимостью называется степень различимости объектов при их наблю­дении. Она зависит от продолжительности осмотра, контраста, яркости, цвета, освещенности и других условий. Каждому из таких факторов соответствует свой порог видимости, ниже которого объект не будет виден несмотря на бла­гоприятность остальных условий. Например, при слишком малой освещенности предмет нельзя сделать видимым никаким увеличением.
К наиболее существенным условиям видимости относятся контраст и уг­ловые размеры объекта контроля.
За меру яркостного контраста чаще всего принимается отношение:
<shape id="_x0000_i1044" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«36983.files/image034.wmz» o:><img width=«89» height=«45» src=«dopb172769.zip» v:shapes="_x0000_i1044">          (4.1)
где Вф — яркость окружающего фона;
Во — яркость рассматриваемого объекта.
При К > 0,5 контраст считается большим, при 0,2 < К < 0,5 — средним и при К < 0,2 — малым.
Порог контрастной чувствительности Клор(т. е. минимальный яркостный контраст, который контролер еще способен различать) для большинства людей равен 0,01 — 0,02 при оптимальных условиях осмотра. В реальных условиях Кпор = 0,05 -0,06.
Отношение значения наблюдаемого контраста к значению порогового контраста в данных конкретных условиях определяет видимость объекта:
<shape id="_x0000_i1045" type="#_x0000_t75" o:ole=""><imagedata src=«36983.files/image036.wmz» o:><img width=«64» height=«47» src=«dopb172770.zip» v:shapes="_x0000_i1045">               (4.2)
Максимального яркостного контраста, а следовательно, и максимальной видимости можно достигнуть при использовании белого и черного цветов или белого с красным.
4.1.2. Оптические  приборы
При осмотре с помощью оптических приборов происходит увеличение углового размера рассматриваемого объекта. Острота зрения увеличивается во столько раз, во сколько увеличивает оптический прибор. Это позволяет видеть мелкие объекты, которые нельзя обнаружить невооруженным глазом.
Необходимо помнить, что с ростом увеличения оптических приборов значительно сокращаются поле зрения и глубина резкости, поэтому для осмот­ра деталей применяются в основном приборы не более 20 — 30-кратного увеличения. При общем осмотре и поиске дефектов используют при­боры 2 — 16-кратного увеличения, а при анализе обнаруженных дефектов — при­боры 15 — 30-кратного увеличения.
4.1.3. Микроскоп стереоскопический МБС-10
Стереоскопические микроскопы находят наиболее широкое применение при визуально-оптической дефектоскопии. Они служат для наблюдения прямо­го объемного изображения предметов в отраженном и проходящем свете. Зна-
чительным преимуществом микроскопов этого типа является наличие систем Галилея, переключением которых достигается быстрое изменение увеличения при постоянном рабочем расстоянии. В комплект микроскопа входят широко­угольные окуляры с различным увеличением, с помощью которых можно полу­чить нужное значение.
    продолжение
--PAGE_BREAK--