Будь умным!

У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Кафедра ldquo;Физические методы контроляrdquo; Методические указан

Работа добавлена на сайт samzan.net:


Министерство образования Республики Беларусь

Министерство образования Российской Федерации

БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра “Физические методы контроля”

Методические указания к лабораторным работам

по дисциплине

ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО

КОНТРОЛЯ

Могилев 2004

УДК 620.179.14

Составитель: профессор В.А.Новиков

Приборы и методы электромагнитного контроля. Методические указания к лабораторным работам.- Могилев: Белорусско-Российский университет, 2004.-   с.

Методические указания разработаны в соответствии с рабочей программой по дисциплине “Приборы и методы электромагнитного контроля” для студентов специальности 1-54 01 02 – Методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов.

ПРИБОРЫ И МЕТОДЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО

КОНТРОЛЯ

Методические указания

Новиков Владимир Алексеевич,  2004

Белорусско-Российский университет

Кафедра “Физические методы контроля 

 

47

Приложение А

Исходные данные для построения кривой намагничивания материала контролируемого изделия

Напряженность намагничивающего поля,

Н, А/м

Магнитная индукция В в Тл для материалов (сталей и чугунов) следующих марок

10

20

30

45

Ст.3

09Г2

Чугун УДГ

200

0,09

-

0,09

0,02

0,2

0,06

 -

500

0,535

0,5

0,49

0,072

0,85

0,31

0,05

1000

1,11

0,975

0,95

0,39

1,22

0,87

0,16

1500

1,25

1,24

1,65

0,67

1,35

1,15

0,262

2000

1,36

1,38

1,29

0,67

1,4

1,30

1,415

2500

1,445

1,43

1,38

1,0

1,47

1,41

0,48

3000

1,49

1,515

1,445

1,105

1,51

1,48

0,555

4000

1,575

1,585

1,53

1,355

1,57

1,565

0,632

5000

1,635

1,630

1,58

1,440

1,62

1,70

0,72

7500

1,71

1,725

1,68

1,52

1,7

1,73

0,83

10000

1,78

1,78

1,755

1,62

1,77

1,795

0,92

12500

1,835

1,83

1,81

1,67

1,83

1,82

1,00

20000

1,94

1,94

1,915

1,795

1,95

1,93

1,14

25000

2,0

1,96

1,96

1,84

2,01

1,99

1,195

30000

2,04

2,04

2,01

1,89

2,07

2,03

1,285

35000

2,07

2,07

2,04

1,92

2,12

2,06

1,34

40000

2,09

2,11

2,06

1,945

-

2,085

1,39

45000

2,1

2,14

2,08

1,97

-

2,10

1,44

50000

2,1

2,166

2,1

1,98

-

2,12

1,48

55000

-

-

-

1,99

-

-

-

60000

-

-

-

2,015

-

-

-

 46

отверстии э.д.с. измерительной обмотки уменьшается и стрелка микроамперметра отклоняется. Отклонение стрелки зависит от толщины металлизации.

14.3 Приборы и оборудование

14.3.1 Измеритель толщины металлизации.

14.3.2 Образцы для контроля.

14.3.3 Измерительный микроскоп МБС-8.

14.4 Порядок выполнения работы

14.4.1 Изучить устройство и принцип работы измерителя толщины металлизации ИТМ-10.

14.4.2 Настроить прибор.

14.4.3 Проконтролировать образцы.

14.4.4 Измерить толщину металлизации отверстий печатных плат с помощью микроскопа МБС-8. Сравнить результаты.

14.5 Содержание отчета

14.5.1 Цель работы.

14.5.2 Краткое описание принципа работы прибора.

14.5.3 Описание настройки прибора.

14.5.4 Краткое описание методики исследований.

14.5.5 Основные экспериментальные зависимости, их анализ, выводы.

14.6 Контрольные вопросы

14.6.1 Опишите принцип работы измерителя толщины металлизации ИТМ-10.

14.6.2 Приведите основные технические данные толщиномера ИТМ-10.

14.6.3 Опишите принципиальную электрическую схему прибора.

14.6.4 Как устроен преобразователь ИТМ-10.

14.6.5 Оцените погрешность результатов измерения.

14.7 Список литературы

1.Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн.3. Электромагнитный контроль: Практ. пособие/В.Г. Герасимов, А.Д. Покровский, В.В. Сухоруков; Под ред. В.В. Сухорукова.- М.: Высш. школа, 1992.

2.Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий/Под ред. В.В. Клюева.-М.: Машиностроение, 1986.

3

Содержание

Лабораторная работа  №1 Определение кривой намагничивания низкоуглеродистой  стали      4

Лабораторная работа  №2 Применение постоянных магнитов для магнитографического контроля изделий    8

Лабораторная работа  №3 Изучение конструкции, принципа работы и возможности применения феррозондов для магнитной дефектоскопии 10

Лабораторная работа  №4 Исследование топографии тангенциальной составляющей поля в зоне сварного соединения   17

Лабораторная работа  №5 Исследование магнитографического метода контроля качества сварных соединений    19

Лабораторная работа  №6 Исследование эффективности различных способов магнитографического контроля сварных соединений  22

Лабораторная работа  №7 Исследование выявляемости дефектов в изделиях из ферромагнитных материалов магнитопорошковым

методом        25

Лабораторная работа  №8 Изучение принципа работы и устройства коэрцитиметра КИФМ – 1      28

Лабораторная работа  №9 Изучение устройства и принципа работы магнитных толщиномеров серии МТА     31

Лабораторная работа  №10 Изучение устройства и принципа работы вихретоковых толщиномеров серии ВТ     34

Лабораторная работа  №11 Изучение устройства и принципа действия вихретоковых дефектоскопов      37

Лабораторная работа  №12 Размагничивание объектов контроля  39

Лабораторная работа  №13 Исследование выявляемости дефектов в реальных изделиях электромагнитными методами   42

Лабораторная работа  №14 Изучение устройства и принципа действия измерителя толщины металлизации     45

4

Лабораторная работа N 1

Определение кривой намагничивания низкоуглеродистой стали

1.1 Цель работы

Приобрести практические навыки измерений при определении основной кривой намагничивания стали. Усвоить методику определения основной кривой намагничивания вещества.

1.2 Основные теоретические положения

Основная кривая намагничивания (индукции) - кривая, представляющая собой геометрическое место вершин симметричных петель магнитного гистерезиса, которые получаются при последовательно возрастающих максимальных значениях напряженности магнитного поля. Каждая точка основной кривой намагничивания получается после многократного коммутирования намагничивающего тока для получения установившегося цикла. Коммутационная  (основная) кривая намагничивания  является исходной для получения таких характеристик ферромагнитных материалов , как начальная, дифференциальная, максимальная магнитная проницаемость и др.

Методика выполнения измерений при определении основной кривой намагничивания материалов с коэрцитивной силой до 4 кА/м регламентируется ГОСТ 8.377-80. Измерения выполняют на образцах кольцеобразной формы с отношением наружного диаметра к его внутреннему диаметру не более 1,3. На кольцевые образцы должны быть нанесены изолированным медным проводом две обмотки: измерительная и намагничивающая. Обмотки друг от друга и образец от обмоток изолируют лентой из изоляционного материала (лакотканого и т.д.). Число витков измерительной обмотки выбирают в соответствии с чувствительностью баллистического гальванометра или веберметра таким, чтобы при измерении минимальной магнитной индукции на основной кривой намагничивания относительная погрешность отсчета на  баллистическом гальванометре не превышала   0,5%  (отклонение указателя аналогового веберметра  находилось бы во второй половине шкалы). Отводимые от обмотки провода должны быть перевиты.

Намагничивающая обмотка должна быть расположена равномерно по длине окружности образца поверх измерительной обмотки. Число витков W1 намагничивающей обмотки вычисляют по формуле:

 (1.1)

где H - максимальное значение напряженности поля, которое требуется создать в образце, А/м;

45

4 Неразрушающий контроль материалов и изделий. Справочник. Под ред.Г.С.Самойловича.- М.: Машиностроение, 1976.

5 Алешин Н.П., Щербинский В.Г. Контроль качества сварочных работ.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Высш.шк., 1986.- 207 с.

Лабораторная работа №14

Изучение устройства и принципа действия измерителя толщины металлизации

14.1 Цель работы

14.1.1 Изучить устройство и принцип работы измерителя толщины металлизации ИТМ-10.

14.1.2 Приобрести практические навыки работы с прибором.

14.2 Основные теоретические положения

Принцип действия вихретокового измерителя толщины металлизации заключается в следующем. Вблизи электропроводящего контролируемого объекта с помощью преобразователя (электрической катушки) с переменным током возбуждается электромагнитное поле определенной частоты.

В соответствии с законом электромагнитной индукции это поле индуцирует в объекте вихревые токи. Вихревые токи создают электромагнитное поле, которое приводит к появлению э.д.с. в измерительной обмотке преобразователя. Т. к. величина вихревых токов зависит от параметров объекта контроля, то э.д.с. также зависит от его характеристик. Основными элементами вихретокового преобразователя являются возбуждающая и измерительная обмотки.

Измеритель ИТМ-10 состоит из генератора, компенсатора, вихретокового преобразователя, предварительного усилителя, регулируемого усилителя, детектора и стрелочного микроамперметра.

Генератор вырабатывает синусоидальные колебания фиксированной частоты, которые поступают на вихретоковый преобразователь и компенсатор.

Вихретоковые преобразователи ВТП-0,85 и ВТП-1,4 предназначены для создания возбуждающего поля и преобразования электромагнитного поля вихревых токов в напряжение измерительной обмотки. Оба преобразователя размещены в выносных пробниках, имеют одинаковую конструкцию и отличаются наружным диаметром чувствительного элемента. Когда преобразователь находится вне металлического отверстия, в измерительной обмотке наводится начальное напряжение. Оно компенсируется с помощью компенсатора, и стрелка микроамперметра устанавливается в нулевое положение. При размещении преобразователя в металлизированном

44

13.3.9 Образцы для исследований.

13.4 Порядок выполнения работы

13.4.1 Ознакомится с настоящими методическими указаниями.

13.4.2 Проанализировать объект контроля.

13.4.3 Основываясь на таблице //, выбрать вид контроля. Обосновать выбор метода контроля.

13.4.4 Описать методику контроля.

13.4.5 Проконтролировать объект.

13.4.6 Отметить места дефектов и указать их вид и количество.

13.4.7 Сделать выводы.

13.5 Содержание отчета

13.5.1 Цель работы.

13.5.2 Эскизы образцов, их характеристики.

13.5.3 Основные предпосылки при выборе методов контроля.

13.5.4 Описание методик контроля.

13.5.5 Результаты контроля.

13.5.6 Выводы.

13.6 Контрольные вопросы

13.6.1 Как выбрать предпочтительный вид контроля?

13.6.2 Как ориентированы поверхностные трещины в гибах труб высокого давления?

13.6.3 Укажите наиболее вероятные места расположения непроваров в односторонних и двусторонних сварных соединениях.

13.6.4 Какова требуемая шероховатость поверхности объекта контроля при магнитопорошковом методе контроля?

13.6.5 Как отличить при магнитографическом методе контроля непровар переменной величины от цепочки пор?

13.7 Список литературы

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

2 ГОСТ 21105-87.  Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод.- М.: Изд-во стандартов, 1987.- 20 с.

3 Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. В 2-х кн. Под ред. В.В.Клюева, Кн.1-2.- Машиностроение, 1986.

5

I - максимальный ток, не вызывающий нагревание обмотки и, как следствие, нагревание образца.

Кольцевые образцы размагничивают перед экспериментами посредством перемагничивания их в переменном поле с амплитудой, равномерно убывающей от определенного максимального значения. Максимальная амплитуда размагничивающего поля должна превышать коэрцитивную силу материала образца образца не менее чем в 50 раз для сплавов по ГОСТ 10160-75 и не менее чем в 10 раз для остальных материалов. Конечная амплитуда, при которой разрывается цепь размагничивающего тока, должна быть не более 0,1 А/м для сплавов по ГОСТ 10160-75 и не более 0,005 Нс   для  остальных материалов.

Основную кривую намагничивания определяют, начиная с наименьшего требуемого значения напряженности поля, постепенно переходя к большим значениям. Не допускается возврат от больших значений к меньшим.

1.3 Приборы и оборудование

1.3.1 Микровольтампервеберметр с дополнительным пультом управления.

1.3.2 Кольцевой образец из стали.

1.3.3 Обмоточный медный провод диаметром 0,5 мм длиной 7 м и диаметром 0,2 мм длиной 1,5 м.

1.3.4 Изоляционная лента или лакоткань.

1.3.5 Штангенциркуль.

1.3.6 Кусачки.

1.3.7 Шкурка для зачистки проводов.

1.3.8 Челнок

1.4 Порядок выполнения работы

1.4.1 Подготовка образцов.

Подготовку образцов производвести следующим образом:

- измерить параметры исследуемого размагниченного кольцевого образца: Dн -   наружный диаметр, Dв - внутренний диаметр, h - высоту образца;

- нанести на поверхность кольцевого образца слой изоляции. Повторить замеры параметров согласно предыдущему пункту;

- нанести на изолированный образец два витка (W2 =2) изолированного медного провода d= 0,2 мм. Отводимые от образца провода свить, концы проводов зачистить;

- определить требуемое число витков намагничивающей обмотки W2   по формуле, написанной выше, для случая H = 50 А/см, I = 6 А;

6

- витки измерительной обмотки, нанесенные на образец, покрыть изолентой. Нанести равномерно по всей поверхности кольцевого образца намагничивающую обмотку. Отводимые от образца провода свить, концы проводов очистить от лака.

1.4.2 Выполнение измерений

Измерения провести в следующем порядке;

- собрать установку для измерения статических  магнитных характеристик материалов (см. принципиальную электрическую схему на пульте управления);

- подключить измерительную обмотку к соответствующим клеммам микровольтампервеберметра типа Ф18. Перевести переключатель  прибора на предел измерения магнитного потока. Проверить установку нуля прибора, для этого перевести соответствующий тумблер в положение “нуль”. В случае, если стрелка прибора начнет “сползать”, включить тумблер “сухой элемент” и с помощью реостатов “грубо” и “точно” остановить стрелку.

Замечание: Если контактные концы измерительной катушки плохо зачищены или имеется обрыв провода, то стрелка прибора будет занимать крайнее положение;

- при включенном тумблере S2 произвести 10-12 коммутационных переключений тока, включить тумблер S3, тумблер на панели прибора перевести в положение “измерение”. Переключателем S2  изменить направление протекания тока и произвести отсчет по шкале прибора (стрелка прибора должна отклоняться вправо);

- увеличить ток в намагничивающей катушке на 0,5А, повторить измерения.

Замечание: Для расчетов необходимо использовать величину намагничивающего тока по показаниям амперметра в момент измерения магнитного потока;

- напряженность поля, создаваемого намагничивающей катушкой, определить по формуле:

,

где W1- число витков первичной (намагничивающей) катушки;

 I - ток в намагничивающей катушке, А;

 - средний радиус кольцевого образца;

- определить величину индукции в образце при соответствующих значениях тока

, Тл,

43

13.2 Основные теоретические положения

Вначале целесообразно проанализировать объект контроля: возможные дефекты, наиболее вероятные места их расположения, ориентация и т.д. Так, в сварных соединениях изделий из низкоуглеродистых сталей трещины маловероятны и могут образовываться лишь в местах  ликвации серы и фосфора, а также концентрации механических напряжений. Дефекты в соединениях из таких материалов ориентированы вдоль шва. В протяженных емкостях, работающих под давлением, трещины ориентируются вдоль продольной оси емкости, т.к. поперечные напряжения больше продольных, например, наружные трещины гиба трубы располагаются на выпуклой    поверхности и ориентированы вдоль трубы. Большинство  непроваров  в сварных соединениях находится в корне шва.

Для выбора вида контроля целесообразно воспользоваться таблицами 3...7 , стр.13...20  /3/, в которых оценка вида неразрушающего контроля производится по пятибальной шкале. После определения предпочтительных видов контроля обосновывают выбор метода. Затем определяют способ контроля и схему его реализации. При этом нужно руководствоваться следующим. Вихретоковые методы позволяют контролировать в основном поверхностный слой толщиной до 3 мм токопроводящего материала (чаще неферромагнитного). Эти методы пока широко не применяют при контроле сварных швов, т.к. электропроводность отдельных зон шва и околошовной зоны значительно меняется, что создает большие помехи при выявлении дефектов сварки /5/.

Магнитопорошковый метод контроля в основном используют для обнаружения поверхностных и подповерхностных трещин в ферромагнитных объектах. Требуемая шероховатость поверхности при условном уровне чувствительности А не должна превышать 2,5 мкм, а при Б или В - 10 мкм. При магнитографическом контроле сварных соединений целесообразно производить раздельное обнаружение локальных и протяженных  дефектов (включая разноориентированные). Считывание записи с ленты следует осуществлять вдоль направления остаточной намагниченности ленты. Чувствительность метода выше при намагничивании поперек, а разрушающая способность - вдоль цепочки несплошностей.

13.3 Приборы и оборудование

13.3.1 Дефектоскоп магнитопорошковый 77ПМД-3М.

13.3.2 Дефектоскоп феррозондовый ДФП-1.

13.3.3 Дефектоскоп магнитографический МДУ-27.

13.3.4 Коэрцитиметр КИФМ-1.

13.3.5 Дефектоскоп вихретоковый.

13.3.6 Толщиеномер магнитный МТА-2.

13.3.7 Толщиномер вихретоковый ВТ-10НЦ.

13.3.8 Толщиномер магнитный МТ-41НЦ.

42

12.5 Содержание отчета

12.5.1 Цель работы

12.5.2 Описание основных способов размагничивания.

12.5.3 Выполнение расчетного задания.

12.5.4 Описание методики исследований.

12.5.5 Оценка качества размагничивания объекта.

12.5.6 Расчет максимально допустимой скорости перемещения детали в соленоиде при ее размагничивании.

12.5.7 Выводы.

12.6 Контрольные вопросы

12.6.1 В каких случаях недопустима повышенная остаточная намагниченность?

12.6.2 Назовите основные способы размагничивания деталей.

12.6.3 В чем заключаются основные трудности размагничивания массивных деталей?

12.6.4 От чего зависит максимально допустимая скорость  перемещения детали в соленоиде при ее размагничивании?

12.6.5 Что такое показатель размагниченности К?

12.6.6  Опишите методику определения  показателя размагниченности.

12.6.7 Опишите методику подготовки и организации массового контроля качества размагничивания.

12.6.8 Какой предельно допустимый уровень воздействия постоянных магнитных полей на человека?

12.7 Список литературы

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

2 Неразрушающий контроль материалов и изделий. Справочник /Под ред.Г.С.Самойловича.- М: Машиностроение, 1976, 456 с.

3 Денель А.К. Дефектоскопия металлов.- М.: Металлургия, 1972, 704 с.

4 Бессонов А.А.Теоретические основы электротехники.- М.: Высшая школа, 1986, 752 с.

Лабораторная работа №13

Исследование выявляемости дефектов в реальных изделиях электромагнитными методами

13.1 Цель работы

Приобрести навыки практического применения полученных знаний при неразрушающем контроле реальных объектов.

7

где - показания прибора;

 W2 - число витков измерительной катушки;

 S  -  сечение, охватываемое витком измерительной катушки;

- построить основную кривую намагничивания вещества.

1.5 Содержание отчета

 1.5.1 Цель работы.

1.5.2 Эскиз образца.

1.5.3 Основные расчетные формулы и результаты.

1.5.4 График зависимости B=f(H).

1.5.5 Выводы.

1.6 Контрольные вопросы

1.6.1 Дайте определение кривой первоначального намагничивания, безгистерезисной кривой, основной кривой намагничивания.

1.6.2 В чем отличие кривых намагничивания вещества и тела?

1.6.3 Напишите основные выражения, которые характеризуют магнитное состояние вещества.

1.6.4 Что такое Вr , Нс, Мs,  а, 0, r, , d, обр ?

1.6.5 Как размагничивают кольцевые образцы перед началом эксперимента?

1.6.6 Почему кривая первоначального намагничивания не является технической характеристикой материала?

1.6.7 Напишите формулу для расчета напряженности поля, создаваемого в образцах замкнутой формы при равномерном распределении обмотки по периметру образца;  то же для бесконечно длинного соленоида.

1.6.8 Почему образцы для исследований должны иметь Rн/Rb 1,3 ?

1.6.9 Назовите характерные участки кривой первоначального намагничивания. Какие процессы протекают в ферромагнетике на этих участках?

1.6.10 Что такое домены?

1.6.11 Какие элементы и вещества относятся к ферромагнетикам?

1.6.12 Назовите единицы измерения В, ,, 0, d, Ф, Н, М.

1.6.13 Начертите график зависимости = f (H).

1.6.14 Среди написанных выражений укажите верные:

Дж = Вс; Дж = Омс; Дж = ВАс; Гн = Вс; Гн = Омс; Гн = ВАс;

Вб = Вс; Вб = Омс; Вб = ВАс.

1.6.15 Покажите, что

8

1.6.16 Почему формула для определения индукции в кольцевом образце содержит в знаменателе 2?

1.7 Список литературы

1 ГОСТ 8.377-80. Материалы магнитомягкие. Методика выполнения измерений при определении  статических магнитных характеристик.

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

3 Кифер И.И. Испытания ферромагнитных материалов.- М.: Энергия, 1969.- 360 с.

Лабораторная работа №2

Применение постоянных магнитов для магнитографического контроля изделий

2.1 Цель работы

Приобрести практические навыки применения постоянных магнитов при магнитографическом контроле изделий из ферромагнитных материалов.

2.2 Основные теоретические положения

Существует большое количество изделий из ферромагнитных материалов, которые необходимо контролировать на наличие поверхностных и подповерхностных трещин. Это гибы труб энергоустановок, балки несущих конструкций, винты речных и морских судов, лопасти летательных аппаратов, шейки коленчатых валов, оси и опоры вагонов, буровое оборудование и др. Такие объекты иногда покрыты слоем краски или в процессе эксплуатации подвергаются коррозии. Использование для их контроля радиационных методов не гарантирует обнаружения трещин малого раскрытия. Акустические методы дефектоскопии требуют тщательной зачистки контролируемого изделия и не всегда эффективны при обнаружении поверхностных и подповерхностных несплошностей. Капиллярные методы позволяют обнаруживать только наружные и сквозные дефекты и имеют жесткие требования по качеству поверхности объекта контроля. Применяемый для обнаружения трещин магнитопорошковый метод позволяет получить наглядную картину расположения дефектов , но требует трудоемкой зачистки контролируемого изделия и сопряжен с неудобством использования магнитной суспензии, массивных намагничивающих устройств или электроконтактов, мощных источников питания. Наиболее

41

 - максимальное значение градиента магнитного поля в направлении, параллельном оси соленоида в зоне прохождения размагничивающих деталей;

 С  -  коэффициент, определяющий максимальное допустимое уменьшение амплитуды напряженности магнитного поля между последующим (Н2) и предыдущим (Н1) периодами: С=Н2/H1.

Обычно достаточно, если С= 0,95.

Оценку качества размагничивания объекта производят путем определения показателя размагниченности К, выполняя измерения при вертикальном или горизонтальном расположении объекта:

,

где Св - покровочный коэффициент, если деталь в процессе измерений располагалась вертикально;

 1 -        отклонение стрелки измерителя напряженности поля при первом измерении, когда преобразователь располагается у конца детали;

 2 -             то же после поворота детали вместе с преобразователем на 1800 вокруг малой оси детали.

В большинстве случаев деталь считают размагниченной, если К3.

12.3 Приборы и оборудование

12.3 1 Измеритель напряженности магнитного поля ФП-1.

12.3.2 Ферромагнитная штанга.

12.3.3 Соленоид.

12.3.4 Источник питания В-24М.

12.3.5 Немагнитная прокладка.

12.4 Порядок выполнения работы

12.4.1 Выполнить задание (по указанию преподавателя) по определению характера изменения напряженности по сечению детали цилиндрического или прямоугольного сечения. Сделайте выводы.

12.4.2 Определите показатель размагниченности ферромагнитной штанги.

12.4.3 Если К3, то произведите размагничивание штанги, предварительно определив максимально допустимую скорость перемещения детали в соленоиде.

12.4.4 Повторите исследования согласно п.12.4.2.

40

Специальное размагничивание не требуется, если после магнитного контроля деталь подвергается термообработке с нагревом не менее, чем до точки Кюри.

Размагничивание осуществляется путем воздействия на размагничиваемую деталь знакопеременным магнитным полем с постепенно убывающей до нуля амплитудой. Лучшие результаты размагничивания получаются в случаях, когда направление размагничивающего поля совпадает с направлением поля, которым детали были намагничены.

В зависимости от формы и размеров деталей размагничивание может осуществляться следующими способами:

- путем перемещения детали через соленоид, питаемый переменным током и удаления ее на расстояние, на котором поле соленоида ничтожно мало, обычно на расстояние, равное 3...5 диаметрам (или диагоналям) соленоида;

- уменьшая до нуля переменный ток в катушке соленоида с помещенной в него деталью (длина соленоида должна быть при этом больше длины детали);

- удаляя детали из электромагнита, питаемого переменным током;

- уменьшая до нуля переменный ток в электромагните, в межполюсном пространстве которого находится размагничиваемая деталь или ее участок;

- пропуская по детали либо по стержню, вставленному в полость детали, переменный ток, амплитуда которого изменяется от максимального значения до нуля;

- путем продольного намагничивания  детали постоянным магнитным полем соленоида или электромагнита до насыщения и перемагничивания ее постоянным полем противоположного направления, величина которого подобрана соответствующим образом.

Качественное размагничивание обеспечивается в том случае, если начальная напряженность размагничивающего поля во всех точках объема детали, подлежащей размагничиванию, будет более пяти значений коэрцитивной силы материала. Процесс размагничивания должен включать не менее 40 периодов размагничивающего поля, равномерно убывающих по амплитуде.

При размагничивании детали путем ее перемещения через соленоид, питаемый переменным током, максимально допустимая скорость продвижения детали через соленоид определяется следующей формулой:

,

где Нmax - максимальная напряженность магнитного поля соленоида в  зоне прохождения размагничиваемых деталей;

 f - частота размагничивающего тока;

9

рациональным в этом случае является магнитографический метод (МГК). Он характеризуется высокой производительностью, наглядностью и экономичностью, не требует предварительной зачистки поверхности контролируемого изделия. К тому же метод относится к магнитному виду контроля, который, имеет самую высокую чувствительность при обнаружении поверхностных и подповерхностных  дефектов/1/. Однако существующие в настоящее время устройства для реализации МГК отличаются большими габаритами, необходимостью изготовления дополнительных полюсных наконечников и использования мощных источников питания. Поэтому весьма часто предпочтение отдается другим методам контроля несмотря на их низкую производительность и большую трудоемкость.

Для повышения удобства, производительности и мобильности МГК, снижения потребления электроэнергии, расширения области применения метода за счет возможности контроля труднодоступных мест, небольших деталей , а также объектов, находящихся во взрывоопасных помещениях, шахтах, под водой и т.д. предложено осуществлять намагничивание контролируемого изделия вместе с плотно прижатой к его поверхности магнитной лентой постоянным магнитом путем перемещения его полюса непосредственно по поверхности ленты /2/. Высокая чувствительность метода при малой массе магнита достигается за счет значительного увеличения напряженности поля действующего по дефект, вблизи полюса магнита при контроле способом приложенного поля, а также небольшого фона помех, так как перемещаемый на поверхности ленты магнит равномерно подмагничивает ее по всей площади.

2.3 Приборы и оборудование

2.3.1 Магнитографический дефектоскоп МДУ-2У.

2.3.2 Магнитная лента типа И 4701-35.

2.3.3 Постоянный магнит.

2.3.4 Катушка для размагничивания магнитной ленты.

2.3.5 Образцы для исследований.

2.3.6 Немагнитные прокладки.

2.3.7 Микрометр.

2.4 Порядок выполнения

2.4.1 Исследовать влияние угла наклона магнита на величину амплитуды сигнала от дефекта и вид сигналограммы.

2.4.2 Исследовать влияние толщины немагнитной прокладки между образцом и магнитной лентой на амплитуду сигнала от дефекта.

10

2.4.3 Исследовать влияние глубины залегания дефекта на его выявляемость при предлагаемом способе.

2.5 Содержание отчета

2.5.1 Цель работы.

2.5.2 Описание сущности способа МГК.

2.5.3 Результаты исследований.

2.5.4 Выводы.

2.6 Контрольные вопросы

2.6.1 Опишите способ МГК.

2.6.2 Почему обеспечивается высокая чувствительность метода при небольшой массе магнита?

2.6.3 Укажите достоинства способа МГК.

2.6.4 Поясните характер экспериментальных зависимостей.

2.7 Список литературы

1 Неразрушающий контроль. В 5  кн. Кн.3. Электромагнитный контроль: Практ. пособие /В.Г.Герасимов, А.Д.Покровский, В.В.Сухоруков; Под ред. В.В.Сухорукова.- М.: Высшая шк., 1992.- 312 с.

2 Новиков В.А. Способ магнитографического контроля ферромагнитных изделий. Пат. РФ № 2154818. – Бюл.изобр., 2000, № 23

Лабораторная работа №3

Изучение конструкции, принципа работы и возможности

применения феррозондов для магнитной дефектоскопии

3.1 Цель работы

Изучить конструкцию, принцип работы и возможности применения феррозондов для магнитной дефектоскопии, приобрести навыки работы с приборами.

3.2 Основные теоретические положения

Применяют два типа феррозондов: полемеры и градиентометры. Наибольшее распространение получили дифференциальные феррозонды с продольным возбуждением. С помощью феррозондов можно измерить поля напряженностью от 1 А/м и выше. Рассмотрим принцип действия микроферрозонда-полемера и градиентометра.

39

11.4.2 Проконтролировать образец, содержащий дефекты различной глубины, для случая расположения дефекта на наружной и внутренней  относительно преобразователя поверхности.

11.4.3 Разработать методику и исследовать  влияние края изделия на выявляемость дефектов.

11.4.4 Исследовать влияние шероховатости поверхности контролируемого образца на результаты контроля.

11.4.5 Исследовать влияние расстояния от преобразователя до контролируемого образца на результаты контроля.

11.5 Содержание отчета

11.5.1 Цель работы.

11.5.2 Краткое описание сущности вихретокового метода контроля.

11.5.3 Краткое описание методики исследований.

11.5.4 Основные экспериментальные зависимости, их анализ, выводы.

11.6 Контрольные вопросы

11.6.1 Опишите принцип работы вихретоковых дефектоскопов.

11.6.2  Приведите основные технические данные дефектоскопа.

11.6.3 Опишите принципиальную электрическую схему дефектоскопа.

11.6.4 Как рассчитывается эффективная магнитная проницаемость?

11.6.5 Как определяется обобщенный параметр?

11.7 Список литературы

1. Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн.3. Электромагнитный контроль: Практ. пособие /В.Г.Герасимов, А.Д.Покровский, В.В.Сухоруков; Под ред.В.В.Сухорукова.- М.: Высш. школа, 1992.- 312 с.

2 Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий /Под ред.В.В.Клюева,- Кн.2.- М.: Машиностроение, 1986.

Лабораторная работа №12

Размагничивание объектов контроля

12.1 Цель работы

Приобрести навыки оценки качества размагничивания ферромагнитных объектов.

12.2 Основные теоретические положения

Детали, прошедшие магнитный контроль и признанные годными по результатам этого контроля, должны быть подвергнуты размагничиванию.

38

вихретокового преобразователя с электромагнитным полем вихретоковых токов, наводимых в контролируемом объекте.

В качестве измерительного преобразователя при вихретоковом  контроле используются индуктивные катушки. Основные принципы выхретокового контроля рассмотрим на примере прибора с накладным преобразователем. Преобразователь состоит из возбуждающей обмотки, подключенной к генератору переменного тока и измерительной, подключенной к блоку измерения. Магнитное поле преобразователя возбуждает в плоском объекте контроля вихревые токи, плотность которых максимальна на поверхности электропроводящего объекта в контуре, диаметр которого близок к диаметру возбуждающей обмотки. Магнитное поле вихревых токов противоположно первичному магнитному полю возбуждающей обмотки. В измерительной обмотке преобразователя наводится э.д.с., определяемая потокосцеплением, и изменяется ее полное сопротивление. Регистрируя напряжение на зажимах катушки или сопротивление с помощью блока измерения, получают информацию о свойствах контролируемого объекта или о положении преобразователя относительно него.

Э.д.с. измерительной обмотки несет информацию о толщине листа, о его удельной электрической проводимости, о магнитной проницаемости, о состоянии поверхности, о наличии и размерах дефектов. Э.д.с. измерительной обмотки преобразователя зависит от зазора и ориентации оси преобразователя, скорости его движения относительно листа. Удельная электрическая проводимость и магнитная проницаемость в свою очередь определяются многими факторами, например, химсоставом и структурой материала листа, его температурой, наличием механических напряжений и т.д. Отсутствие контакта между преобразователем и объектом позволяет осуществлять контроль на очень высоких скоростях. Результаты контроля слабо зависят от параметров окружающей Среды. Вихретоковый метод применяется в основном для контроля качества электропроводящих объектов: металлов, сплавов, графита, электролитов, полупроводниковых структур. Из-за скин-эффекта глубина зоны контроля не превышает нескольких миллиметров.

11.3 Приборы и оборудование

11.3.1 Вихретоковый дефектоскоп.

11.3.2 Образцы для контроля.

11.3.3 Штангенциркуль.

11.4 Порядок выполнения работы

11.4.1 Изучить устройство и принцип работы вихретокового дефектоскопа.

11

Рисунок1 - Расположение обмоток микроферрозонда-полемера

Феррозонд состоит из двух полузондов, каждый из которых имеет магнитомягкий (пермаллоевый) сердечник и две обмотки - первичную и вторичную. Первичная обмотка - возбуждающая, вторичная - индикаторная. Возбуждающие катушки расположены так, что их переменные магнитные поля всегда имеют противоположное направление, но равную величину. Через Н~ обозначим мгновенное значение напряженности полей возбуждения. Амплитуда переменного тока, которым питаются первичные обмотки, как правило, выбирается такой, чтобы материал сердечника доводился до технического насыщения. Пусть у сердечника отсутствуют потери от гистерезиса, т.е. его магнитная индукция равна нулю в тот момент, когда напряженность Н~ возбуждающего поля равна нулю. В этом случае кривая намагничивания будет изображаться петлей гистерезиса настолько узкой, что ее можно принять за линию. Так как  напряженности переменных возбуждающих полей обоих полузондов равны по величине и противоположны по направлению, то в каждый момент времени сердечники будут намагничены до одинаковой индукции, но в противоположных направлениях (рисунок 2).

12

Рисунок 2 - Кривые перемагничивания сердечников полузондов

Так как вторичные обмотки включены согласно, то

.

Теперь поместим оба полузонда в постоянное магнитное поле напряженностью Н–. Кривые намагничивания сердечников сдвинутся параллельно самим себе в противоположном направлении. Суммарная индукция в этом случае уже не будет равна нулю, а значит не будет равна нулю и э.д.с. во вторичной обмотке микроферрозонда-полемера. 

Изменение вторичного напряжения во времени может быть разложено в ряд Фурье, первый член которого

,

где К - постоянный коэффициент, определяемый конструкцией катушки и магнитными свойствами сердечника;

  -  максимальное значение амплитуды напряженности переменного поля;

 Н– -  напряженность измеряемого постоянного магнитного поля.

Если

, то .

37

10.5.5 Графическое представление результатов экспериментов по пп.10.4.3-10.4.5.

10.5.6 Анализ результатов и выводы.

10.6 Контрольные вопросы

10.6.1 Опишите назначение и принцип действия магнитных толщиномеров  ВТ-10НЦ.

10.6.2 Назовите достоинства и недостатки приборов.

10.6.3 Опишите устройство толщиномера ВТ-10НЦ.

10.6.4 Чем толщиномеры ВТ-10НЦ отличаются от толщиномеров ВТ-10НЦ-01?

10.6.5 Из-за каких причин могут быть погрешности в измерении толщины диэлектрического покрытия?

10.6.6 Как влияют шероховатость поверхности основания, его электропроводность, близость края изделия на результаты измерений?

10.7 Список литературы

1 Неразрушающий контроль материалов и изделий. Справочник /Под общ.ред.В.В.Клюева.- Машиностроение, 1976.

2 Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий /Под общ.ред.В.В.Клюева.- Машиностроение, 1976, т.2.- 326 с.

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

Лабораторная работа №11

Изучение устройства и принципа действия вихретоковых дефектоскопов

11.1 Цель работы

11.1.1 Изучить устройство и принцип работы вихретоковых дефектоскопов.

11.1.2  Приобрести практические навыки работы с приборами.

11.2 Основные теоретические положения

Вихретоковый неразрушающий контроль - вид неразрушающего контроля, основанный на анализе взаимодействия электромагнитного поля

36

шероховатость, наличие крупных частиц, малый радиус кривизны, близость края объекта и т.д.).

К погрешности приводит также изменение электромагнитных

свойств материала основания и иногда - покрытия. Погрешность может возникать за счет изменения удельной электрической или магнитной проницаемости материал, например, из-за отклонения химического состава, несоблюдения режима термообработки, больших механических напряжений и т.п. Особенно чувствительно  к различным отклонениям от технологического режима  значение магнитной проницаемости, которое может изменяться даже в готовом изделии, например, за счет намагничивания.

10.3 Приборы и оборудование

10.3.1 Вихретоковый толщиномер ВТ-10НЦ.

10.3.2 Измерительный микроскоп.

10.3.3 Микрометр.

10.3.4 Набор образцов.

10.4 Порядок выполнения работы

10.4.1 Изучить настоящие методические указания, инструкцию по эксплуатации вихретоковых толщиномеров ВТ-10НЦ и ВТ-10НЦ-01, а также прилагаемые дополнительные материалы.

10.4.2 Провести настройку толщиномера, используя имеющиеся  в комплекте прибора образцовые меры толщины покрытий.

10.4.3 С помощью толщиномера ВТ-10НЦ выполнить измерение толщины неэлектропроводящих покрытий на образцах, указанных преподавателем. Те же измерения повторить, используя  микрометр (измерительный микроскоп). Определить погрешность измерений, считая измерения, выполненные микрометром (измерительным микроскопом). абсолютными.

10.4.4 Исследовать влияние шероховатости поверхности основания на результаты измерений.

10.4.5 Исследовать влияние электропроводности основания, а также краевого эффекта контролируемой детали на результаты измерений.

10.5 Содержание отчета

10.5.1 Цель работы.

10.5.2 Назначение вихретоковых толщиномеров и принцип их действия.

10.5.3 Блок-схема прибора.

10.5.4 Описание настройки прибора.

13

Тогда

,

где ,

то есть э.д.с. во вторичной обмотке микроферрозонда-полемера пропорциональна напряженности магнитного поля.

Рисунок 3 - Расположение обмоток микроферрозонда-градиентометра

Электрическая схема феррозонда-градиентометра отличается от электрической схемы феррозонда-полемера тем, что первичная обмотка сделана вторичной (рис.3). Направление полей возбуждения у обеих первичных катушек одинаковое, а вторичные обмотки соединены встречно, когда в месте расположения двух испытательных катушек равномерное постоянное поле будет наложено на переменные поля параллельно им, то обе кривые намагничивания переместятся эквидистантно вдоль оси Н в одном и том же направлении и на одно и то же расстояние Н– (рис.4). При встречном включении вторичных обмоток э.д.с. будет определяться уже разностью магнитных индукций В1- В2. Так как разность индукций В1 – В2 в однородном магнитном поле, а также при его отсутствии равна нулю, то и на выходе вторичных обмоток  э.д.с. равна нулю.

14

Рисунок 4 - Кривые пермагничивания сердечников полузондов

Но если катушки помещены в места с различной напряженностью постоянных магнитных полей, то кривые намагничивания сместятся на разное расстояние и разность индукций уже не будет равна нулю, HD0 (рисунок 5).

Если напряжение во вторичной обмотке разложить в ряд Фурье и ограничиться первым членом этого ряда, то

.

При можно записать

,

где .

35

также сочетанием материалов основания и покрытия, для которых они предназначены.

Приборы построены на базе амплитудно-фазовых схем (Рисунок 1). Генератор Г создает переменный ток необходимой частоты в обмотке преобразователя П, в компенсаторе К и фазовращатели ФВ. Компенсатор обеспечивает необходимую начальную настройку с тем, чтобы получить на  входе усилителя сигналы от измерения параметров контролируемого объекта КО с определенными значениями амплитуды и фазы.

Рисунок 10.1 - Структурная схема толщиномера ВТ

Сигналы с усилителя переменного тока У поступают на один из входов фазового детектора ФД, на второй вход которого подается опорное напряжение  с фазовращателя ФВ, создающего такой сдвиг фаз опорного напряжения относительно тока генератора Г, чтобы изменение мешающего параметра не влияло на входное напряжение фазового детектора ФД. С выхода фазового детектора ФД напряжение постоянного тока, несущее информацию о толщине, поступает на усилитель постоянного тока УПТ и далее на индикатор И, показывающий значение толщины покрытия.

Например, толщиномеры диэлектрических покрытий ВТ-30Н и ВТ-40НЦ могут быть использованы  также для контроля толщины покрытий на электропроводящих ферромагнитных основаниях благодаря их специальной настройке. Для этого необходимо установить нулевую точку  шкалы на основании без покрытия, а на объекте с максимальным  ( но известным) значением толщины покрытия установить это известное значение путем регулировки чувствительности толщиномера.

Погрешность в измерении толщины диэлектрического покрытия состоит из погрешности, вызванной нестабильностью работы электронной аппаратуры и погрешности, обусловленной изменением свойств контролируемого объекта. В первую очередь здесь следует учитывать возможные загрязнения поверхности контролируемого объекта, которые непосредственно влияют на показания прибора, различные отклонения поверхности контролируемого изделия от допустимых норм (большая

34

Лабораторная работа №10

Изучение устройства и принципа работы вихретоковых толщиномеров серии ВТ

10.1 Цель работы

10.1.1 Изучить устройство и принцип работы вихретоковых толщиномеров.

10.1.2 Приобрести навыки работы с приборами.

10.2 Основные теоретические положения.

10.2.1 Толщиномеры вихретоковые. Вихретоковые методы позволяют контролировать толщину однослойных покрытий при различных сочетаниях материалов покрытия и основы, за исключением случая диэлектрических покрытий на изделиях из диэлектриков.

При контроле проводящих покрытий электромагнитными методами сравнительно просто обеспечивается независимость измерения от влияния вариаций зазора между преобразователем и изделием на результаты измерений, а в случае тонких проводящих покрытий на ферромагнитной основе - линейная зависимость  выходного сигнала измерительного устройства от толщины покрытия. Это создает благоприятные условия для использования этих методов для решения задач толщинометрии проводящих покрытий на изделиях из различных сплавов и, прежде всего, гальванических покрытий на изделиях из ферромагнитных сплавов.

Эффективно также применение вихретоковых методов для контроля тонких проводящих покрытий на изделиях из диэлектриков и диэлектрических покрытий - на изделиях из немагнитных сплавов. Следует отметить, что в последнем случае практически  невозможно подавить влияние изменений зазора между преобразователем и изделием, что приводит к существенным ошибкам при контроле тонких покрытий на изделиях с низкой частотой обработки поверхности. К важным достоинствам вихретоковых методов можно отнести высокую локальность измерения и сравнительно простую и приборную реализацию. В настоящее время разработано  много различных типов вихретоковых толщиномеров, предназначенных для контроля толщины анодных, лакокрасочных, пластмассовых и других диэлектрических покрытий на изделиях  из немагнитных сплавов в диапазоне толщины от 0 до 5 мкм, проводящих покрытий на изделиях из диэлектриков в диапазоне толщин от 0 до 5 мкм и тонких проводящих покрытий на изделиях из ферромагнитных  и немагнитных сплавов в диапазоне толщин от 0 до 100 мкм.

10.2.2 Толщиномеры типа ВТ. Толщиномеры этого типа с различными номерами разработок отличаются диапазонами контролируемых толщин, а

15

Рисунок 5 - Кривые намагничивания сердечников полузондов

То есть  э.д.с. во вторичной обмотке микроферрозонда-градиентометра пропорциональна разности напряженностей магнитных полей, в которых находятся полузонды.

3.3 Приборы и оборудование

3.3.1 Феррозондовый дефектоскоп ДФП-1.

3.3.2 Образец-эталон и объект контроля.

3.3.3 Феррозондовый измеритель  напряженности магнитного поля ФП-1.

3.3.4 Феррозондовый измеритель градиента напряженности магнитного поля.

3.3.5 Пластмассовая измерительная линейка.

3.3.6 Источник питания постоянного тока В-24.

3.3.7 Намагничивающее устройство.

3.4 Порядок выполнения работы

3.4.1 Ознакомиться с техническим паспортом и инструкцией по эксплуатации дефектоскопа ДФП-1.

3.4.2 Произвести настройку дефектоскопа по образцу-эталону.

3.4.3 Проконтролировать всю поверхность объекта контроля.

3.4.4 Используя феррозондовый измеритель напряженности магнитного поля, исследовать распределение тангенциальной и нормальной

16

составляющей магнитного поля над поверхностью намагниченного образца с дефектом.

3.4.5 С помощью феррозонда-градиентометра исследовать распределение градиента напряженности магнитного поля в зоне дефекта.

3.5 Содержание отчета

3.5.1 Цель работы.

3.5.2 Краткое описание методик исследований.

3.5.3 Полученные экспериментальные зависимости.

3.5.4 Выводы.

3.6 Контрольные вопросы

3.6.1 Поясните физические основы измерения магнитных полей с помощью феррозонда-полемера и феррозонда-градиентометра.

3.6.2 Поясните полученные экспериментальные зависимости.

3.6.3 В каких единицах измеряется напряженность и градиент напряженности магнитного поля?

3.6.4 Почему для дефектоскопии чаще используют феррозонды-градиентометры, а не полемеры?

3.7 Список литературы

    

1 Неразрушающий контроль. В 5 кн. Кн.3. Электромагнитный контроль: Практ.пособие /В.Г.Герасимов, А.Д.Покровский, В.В.Сухоруков; Под ред.В.В.Сухорукова.- М.: Высшая школа, 1992.- 312 с.

2 Кифер И.И. Испытания ферромагнитных материалов М.: Энергия, 1969.- 360 с.

3 Афанасьев Ю.В. Феррозонды.- Л.: Энергия, 1969.

4 Неразрушающий контроль материалов и изделий. Справочник под ред. Г.С.Самойловича.- М.: Машиностроение, 1978.

 33

9.4.2 Построить градуировочные кривые для измерения толщины покрытия с помощью толщиномера МТА-2.

9.4.3 Исследовать влияние магнитных  свойств основы, на которую нанесено немагнитное покрытие.

9.4.4  Исследовать  влияние краевого эффекта на показания прибора.

9.5 Содержание отчета

9.5.1 Цель работы.

9.5.2 Описания методик исследований.

9.5.3 Результаты исследований.

9.5.4 Выводы.

9.6 Контрольные вопросы

9.6.1 Опишите назначение и принцип действия магнитных толщиномеров МТА-2 и МТА-3H.

9.6.2 Почему указанные приборы называют толщиномерами отрывного действия?

9.6.3 Назовите недостатки магнитно-отрывных толщиномеров карандашного типа.

9.6.4 Назовите достоинства и недостатки отрывных толщиномеров рычажного типа с постоянными магнитами.

9.6.5 Опишите устройство толщиномера МТА-2М.

9.6.6. Позволяет ли прибор МТА-2М выполнять измерения толщины покрытий на выпуклых и вогнутых поверхностях?

9.6.7 На каком минимальном расстоянии от края изделия можно получить достоверный результат?

9.6.8 Какие требования предъявляются к шероховатости поверхности основного металла при измерении толщины покрытий магнитными толщиномерами МТА-2М?

9.6.9 Влияет ли напряженное состояние никелевого покрытия на показания толщиномеров МТА-3H?

9.7 Список литературы

1 Рудницкий В.А., Антипенко В.И. Особенности измерения толщины никелевых покрытий магнитным методом.- Доклады Академии наук БССР, 1977, том ХХI, №3, с.202-204.

2 Козлов А.Г., Рудницкий А.В., Шукевич А.К. К оценке влияния напряженного состояния гальванических никелевых покрытий на показания  магнитных толщиномеров.- Доклады Академии наук БССР, 1977, №2, с.61-65.

32

9.2 Основные теоретические положения

Магнитно-отрывной метод основан на регистрации силы отрыва постоянного магнита или сердечника электромагнита от поверхности изделия и оценке по величине этой силы трещины контролируемого покрытия. В первом случае сила определяется при помощи пружинных динамометров, а во втором - по изменению тока намагничивания.

Из приборов первой группы хронологически раньше появились миниатюрные толщиномеры, работающие по методу прямого отрыва, конструктивно выполненные в виде карандаша.

Приборы такого типа состоят их небольшого калиброванного магнита с наконечником, имеющим формулу полусферы, соединенного с пружиной, расположенной внутри корпуса, с помощью которой измеряется сила, необходимая для отрыва магнита от поверхности контролируемого изделия. Техника измерений заключается в том, что магнит приводят в соприкосновение с покрытием и вращением подвижной части корпуса  прибора растягивают пружину до тех пор, пока упругая сила не станет равной силе притяжения магнита изделия. Для измерения толщины покрытия показания, соответствующие величине  растяжения пружины, переводят в микрометры, пользуясь прилагаемыми к прибору номограммами. Приборы карандашного типа обеспечивают возможность контроля покрытий с толщиной до 1000 мкм. К существенным недостаткам этих приборов следует отнести субъективную оценку момента отрыва и влияние ориентации толщиномера при контроле. Отклонение его от вертикального положения вносит дополнительную ошибку.

Среди других типов толщиномеров с постоянным магнитом практический интерес представляют малогабаритные толщиномеры рычажного типа, конструкция которых обеспечивает компенсацию веса магнита в любом положении. Магнитные толщиномеры рычажного типа предназначены для неразрушающего измерения толщины немагнитных покрытий, нанесенных на ферромагнитную поверхность, измерения гальванических никелевых покрытий на немагнитной основе, определения количества ферритной фазы в аустенитных сталях и сварных швах.

9.3 Приборы и оборудование

9.3.1 Толщиномер карандашного типа.

9.3.2 Толщиномер Акулова МТА-2.

9.3.3 Микрометр.

9.3.4 Образцы из ферромагнитных материалов.

9.3.5 Имитаторы немагнитного покрытия.

9.4 Порядок выполнения работы

9.4.1 Изучить устройство и принцип действия магнитных толщиномеров.

 17

Лабораторная работа №4

Исследование топографии тангенциальной составляющей поля в зоне сварного соединения

4.1 Цель работы

4.1.1 Ознакомиться с физическими основами исследования топографии магнитного поля с помощью ленточных локальных магнитоносителей.

4.1.2 Приобрести практические навыки измерений напряженности магнитного поля с использованием промежуточного носителя информации.

4.2 Основные теоретические положения

При магнитографическом контроле интерес представляет распределение магнитной индукции по сечению сварного соединения, а также величина напряженности поля непосредственно у поверхности сварного шва. В этом случае применение известных методов магнитных измерений весьма затруднительно из-за больших размеров преобразователей. Кроме того, известные магнитные преобразователи трудно выставить у криволинейной поверхности шва, чтобы измерить соответствующую составляющую напряженности магнитного поля. Поэтому для измерения магнитной индукции в различных сечениях сварного шва целесообразно применять косвенный способ, заключающийсяв определении напряженности магнитного поля на поверхности объекта и нахождение величины магнитной индукции по кривой намагничивания, снятой для данного изделия. Измерение тангенциальной составляющей напряженности поля непосредственно на поверхности образца в этом случае производится с помощью локальных ленточных  магнитоносителей (ЛЛМ). ЛЛМ представляет собой полоску магнитной ленты шириной 1,5-2 мм. Важной особенностью ЛЛМ является то, что магнитный слой его имеет толщину 5-25 мкм, т.е. представляет собой исключительно малую массу ферромагнетика по сравнению объектом исследований. Поэтому можно считать, что ЛЛМне может существенно исказить измеряемое им магнитное поле. Кроме того, магнитный слой ЛЛМ, плотно прижатый к поверхности образца, в силу непрерывности тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля на поверхности раздела двух сред с различной магнитной проницаемостью позволяет регистрировать величину тангенциальной составляющей напряженности поля внутри изделия. Специальные исследования /1/ показали, что при использовании намагничивающих устройств, применяющихся в магнитографии, тангенциальные составляющие полей на обеих сторонах образца одинаковы. Это свидетельствует о том, что индукция

18

по толщине образца приблизительно одинаковая. Поэтому, если измерить тангенциальную составляющую напряженности поля на поверхности образца с одной его стороны, можно по кривой намагничивания материала определить значение индукции в соответствующем сечении изделия.

4.3 Приборы и оборудование

4.3.1 Дефектоскоп магнитографический МДУ-2У.

4.3.2 Микровольтампервеберметр типа Ф-18.

4.3.3 Бесконечно длинный соленоид.

4.3.4 Магнитная лента типа И4701-35, И4732-35.

4.3.5 Немагнитная штанга.

4.3.6 Штангенциркуль.

4.3.7 Изолированный медный провод d=0,20,5 мм.

4.3.8 Источник питания постоянного тока ВСА-5.

4.3.9 Намагничивающее устройство.

4.3.10 Изоляционная лента.

4.3.11 Сварной образец.

4.3.12 Металлическая линейка.

4.3.13 Катушка для размагничивания магнитной ленты.

4.4 Порядок выполнения работы

4.4.1 Изготовить ЛЛМ шириной 1,5 мм и длиной 150 мм.

4.4.2 Проградуировать ЛЛМ в однородном магнитном поле соленоида.

4.4.3 Используя градуировочную кривую, исследовать распределение тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля в зоне сварного соединения.

4.5 Содержание отчета

4.5.1 Цель работы.

4.5.2 Описание методики градуировки ЛЛМ.

4.5.3 Градуировочная кривая для ЛЛМ.

4.5.4 Описание методики исследования распределения тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля в зоне сварного соединения.

4.5.5 Результаты исследований.

4.5.6 Выводы.

31

8.4.3  Проконтролировать образцы и построить график зависимости Нс = f (Т обр.). Совместить его с графиком HRC= f(Тобр.). Сделать выводы.

Замечание: твердость в единицах HRC  материала образцов.

Образец N1 - 26 HRC, 3-28, 4-32, 5-34, 6-32, 7-33, 8-28, 9-22.

 8.5 Содержание отчета

8.5.1 Цель работы.

8.5.2 Градуировочная прямая.

8.5.3 Результаты экспериментальных исследований.

8.5.4 Выводы.

8.6 Контрольные вопросы

8.6.1 Дайте определение коэрцитивной силы по намагниченности и индукции.

8.6.2 Каково назначение коэрцитиметра КИФМ-1?

8.6.3 Для контроля каких материалов может быть использован прибор?

8.6.4 Назовите несколько марок сталей, имеющих корреляционную связь между Нс и HRC.

8.6.5 Каковы минимальные размеры объекта контроля?

8.6.6 Назовите основные мешающие факторы при контроле механических характеристик по коэрцитивной силе?

8.6.7 Назовите пути уменьшения случайной погрешности.

8.6.8 Как устроены преобразователи КИФМ-1?

8.6.9 Можно ли с помощью преобразователей КИФМ-1 проконтролировать твердость материала фасонных изделий?

8.6.10 Какие материалы называются магнитомягкими?

8.6.11 Опишите конструкцию феррозонда, используемого в коэрцитиметре.

8.7 Список литературы

1 Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. В 2-х книгах. Кн.2 /Под ред. В.В.Клюева.- 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Машиностроение, 1986.

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

Лабораторная работа № 9

Изучение устройства и принципа работы магнитных

толщиномеров  серии МТА

9.1 Цель работы

9.1.1 Изучить устройство и принцип работы магнитных толщиномеров серии МТА.

9.1.2 Приобрести навыки работы с прибором.

30

феррозонду. В этом состоянии по размагничивающему току судят о коэрцитивной силе контролируемого участка детали. Для калибровки прибора обязательно применение образцов с известными значениями механических параметров. Применение коэрцитиметра для контроля закаленных сталей с большой твердостью достаточно эффективно. При контроле магнитомягких материалов погрешность может быть значительной. Основными мешающими факторами при контроле механических характеристик по коэрцитивной силе являются, во-первых, изменение зазора между магнитопроводом и поверхностью изделия, а во-вторых, изменение скорости уменьшения намагничивающего тока.

Зазор между полюсами электромагнита и поверхности детали вносит наибольшую случайную погрешность. Существует несколько путей уменьшения этой погрешности. Наиболее простой - введение начального зазора, например, с помощью немагнитной прокладки. Недостаток этого способа состоит в том, одновременно падает чувствительность контроля. Поэтому начальный зазор вводят тогда, когда требуется производить разбраковку деталей с большим допуском погрешности.

Подготовка прибора к работе:

а)  подключите преобразователь к блоку измерения через разъем, расположенный на задней стенке корпуса;

б) проверьте установку механического нуля миллиамперметра и микроамперметра. Если стрелки приборов не стоят на нулевых отметках, их следует подвести к ним при помощи корректоров;

в)установите ручки переменных резисторов “ГРУБО” и “ПЛАВНО” в левое крайнее положение;

г) переключатель “ПРЕДЕЛЫ ИЗМЕРЕНИЯ” установите в положение 3, а переключатель “ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ” - в положение 1;

д) включите с помощью сетевого шнура прибор в сеть 220 или 36В, предварительно убедившись  в правильности выбранного рабочего напряжения  (см. положение переключателя на задней стенке корпуса).

8.3 Приборы и оборудование

8.3.1 Коэрцитиметр КИФМ-1.

8.3.2 Набор образцов.

8.4 Порядок выполнения работы

8.4.1 Изучить методические указания и инструкцию по эксплуатации коэрцитиметра КИФМ-1.

8.4.2 Используя контрольные образцы КР-1 и КР-2, построить градуировочную  прямую.

19

4.6 Контрольные вопросы

4.6.1 Почему ЛЛМ можно использовать в качестве промежуточного носителя информации при исследовании топографии магнитного поля на поверхности сварного соединения?

4.6.2 Расскажите методику градуировки ЛЛМ.

4.6.3 Влияет ли на вид градуировочной кривой ширина ЛЛМ?

4.6.4 Напишите формулу для определения напряженности магнитного поля внутри соленоида с помощью микровольтампервеберметра.

4.6.5 Какой соленоид называется бесконечно длинным?

4.6.6 Почему величину магнитного потока в соленоиде можно определить только при включении или выключении тока в обмотке соленоида?

4.6.7 Расскажите методику исследования распределения напряженности магнитного поля в зоне сварного соединения.

4.6.8 Поясните характер экспериментальных зависимостей.

4.7 Список литературы

1 Козлов В.С. Техника магнитографической дефектоскопии.- Минск: Вышэйшая школа, 1976.- 256 с.

Лабораторная работа №5

Исследование магнитографического метода контроля качества сварных соединений

5.1 Цель работы

Приобрести навыки контроля ферромагнитных изделий магнитографическим методом.

5.2 Основные теоретические положения

Метод магнитографического контроля заключается в намагничивании контролируемого участка ферромагнитного изделия вместе с прижатым к его поверхности магнитоносителем (магнитной лентой), фиксации на нем возникающих в местах дефектов полей рассеяния и последующим воспроизведении полученной записи.Магнитные поля рассеяния в местах дефектов возникают вследствие различной магнитной проницаемости металла изделия и дефекта. Таким образом, магнитографический метод контроля состоит из двух операций: намагничивания контролируемого образца с записью полей дефектов на магнитную ленту и считывания записи с индикацией полученных сигналов на

20

специальных дефектоскопах. Для намагничивания объектов контроля чаще всего применяют электромагниты с П-образным сечением, а контроль производят в приложенном магнитном поле. О наличии дефекта в изделии  судят по характерному двуполярному сигналу на экране осциллографа дефектоскопа. Чтобы определить, является ли дефект недопустимым, применяют эталонные магнитные ленты. Эталонные ленты получают при контроле испытательных образцов, которые представляют собой часть контролируемого изделия, сварной шов которого выполнен по той же технологии, что и шов изделия, качество которого проверяется. В отдельных местах в корне шва испытательный образец содержит естественные или искусственные дефекты, которые являются наименьшими допустимыми согласно техническим условиям на объект контроля. Эталонную ленту получают с использованием  рабочих намагничивающих устройств. Их контроль осуществляют при рабочих режимах намагничивания. При контроле сравнивают амплитуду сигнала, обусловленного дефектом, в контролируемом изделии с амплитудой сигнала от наименьшего недопустимого дефекта в испытательном образце. Если амплитуда сигнала от дефекта в изделии меньше браковочного уровня, то дефект допустим.

5.3 Приборы и оборудование

5.3.1 Дефектоскоп магнитографический МДУ-2У.

5.3.2 Источник питания ВСА-5.

5.3.3 Намагничивающее устройство.

5.3.4 Катушка для размагничивания магнитной ленты.

5.3.5 Набор образцов.

5.4 Порядок выполнения работы

5.4.1 Изучить методические указания к лабораторной работе и другую литературу, ориентируясь на вопросы для самоконтроля.

5.4.2 Настроить дефектоскоп по эталонной магнитной ленте.

5.4.3 Проконтролировать плоский образец, имеющий дефект в виде углубления, для случая дефекта наружной и внутренней поверхности (I=3А). Зарисовать сигналограмму для дефектного и качественного участков образца.

5.4.4 Проконтролировать образец, содержащий 6 сквозных отверстий. Сделать выводы.

5.4.5 Проконтролировать образец с локальным дефектом  при токах I= 1, 2 ... 8А. Сделать выводы. Аналогичные исследования выполнить, используя поляризованную магнитную ленту.

5.4.6 Проконтролировать образец, содержащий цепочку пор, дважды: а) намагничивающая поперек цепочки (традиционный способ);

29

механических  свойств стального проката при наличии корреляционной связи между контролируемыми параметрами и коэрцитивной силой. Эта связь определяется индивидуально потребителями для каждого объекта контроля.

Коэрцитиметр может быть использован для работы в цехах, лабораториях, отделах технического контроля предприятий для разбраковки или аттестации изделий одинаковой формы и размеров.

Коэрцитивная сила по индукции - величина, равная напряженности магнитного поля, необходимого для изменения магнитной индукции от остаточной до нуля. Коэрцитиметрический метод контроля основан на зависимости формы семейства петель гистерезиса и, в частности, коэрцитивной силы как от химического состава материала, так и от макро- и микронеоднородностей, механических напряжений, размеров зерна и т.д. Эти факторы, одновременно влияя на магнитные характеристики, изменяют их часто в противоположных направлениях, и влияние их оказывается взаимно зависимым. Поэтому, как правило, не удается раздельно оценивать каждый фактор и только в некоторых случаях можно исследовать влияние одного или нескольких главных факторов на форму петли магнитного гистерезиса.

К сталям, имеющим хорошую корреляционную связь между коэрцитивной силой и твердостью, относятся углеродистые стали после закалки на мартенсит и ряд легированных сталей: 20Х13, 30Х13, 12ХР3А, 18Х2Р4РА, 45Х, 65Г и т.д.

Магнитными методами контролируют твердость, глубину поверхностноупрочненных закалкой или цементацией слоев. Определяется некоторое усредненное значение коэрцитивной силы в поверхностном слое и сердцевине детали.

Магнитные методы контроля механических характеристик и структуры ферромагнитных материалов являются методами относительного измерения. Они фиксируют, соответствует ли контролируемая деталь заданным параметрам или отклоняется от них.

Как правило, само соотношение лишь фиксируется и для оценки того, насколько при этом изменяются механические свойства детали, нужны дополнительные сопоставления со специально подобранными образцами.

Характер зависимости магнитных параметров от химического состава, термообработки и механических свойств сталей в настоящее время определяют только экспериментальным путем.

Контроль механических свойств и качества термообработки по значению коэрцитивной силы осуществляется коэрцитиметрами по напряженности магнитного поля, необходимой для размагничивания участка детали. Для осуществления контроля намагничивают  контролируемый участок детали, пропуская постоянный или пульсирующий ток по намагничивающей обмотке электромагнита. После этого по той же обмотке пропускают постоянный ток противоположного направления. Состояние полного размагничивания определяется с помощью измерительного прибора, подключенного к

28

7.6.15 Как контролируют сварные соединения и литые изделия?

7.6.16 Как контролируют детали сложной формы?

7.6.17 Каковы особенности полюсного намагничивания?

7.6.18  Как определяют режим намагничивания при контроле способом приложенного поля? способом остаточной намагниченности?

7.6.19 Как определяют режим намагничивания при комбинированном виде намагничивания?

7.6.20 Как экспериментально определяют Нrp  при полюсном намагничивании?

7.6.21 По каким формулам определяют требуемое значение тока при циркулярном намагничивании?

7.6.22 Для чего применяют магнитные пасты? магнитогумированные пасты?

7.6.23 Как контролируют детали с темной поверхностью?

7.6.24 Назовите основные требования техники безопасности при магнитопорошковой дефектоскопии.

7.7 Список литературы

1 ГОСТ 21105-87. Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. М.: Изд-во стандартов, 1987.- 20 с.

2 Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий.  Справочник. В 2-х кн. Под ред. В.В. Клюева, Кн.2. М.: Машиностроение, 1986.

3 Неразрушающий контроль материалов и изделий. Справочник. Под ред.Г.С. Самойловича.- М.: Машиностроение, 1976.

4 Семеновская И.Б. Методика магнитопорошкового контроля.- М.: Машиностроение, 1977.

Лабораторная работа №8

Изучение принципа работы и устройства  коэрцитиметра КИФМ-1

8.1 Цель работы

Изучить устройство  и принцип работы коэрцитиметра КИФМ-1, приобрести навыки работы с прибором.

8.1 Основные теоретические положения

Коэрцитиметр КИФМ-1 предназначен для измерения коэрцитивной силы материала с целью контроля качества термической и химико-термической обработки ферромагнитных стальных и чугунных изделий, а также

21

б) намагничивая вдоль цепочки. В обоих случаях считывание записи с ленты следут производить вдоль линии намагничивания.

5.4.7 Для образцов, имеющих одинаковую толщину и разную глубину дефекта, построить график зависимости А=f(hдеф.).

5.4.8 Сравните внешний вид  образцов, выполненных автоматической сваркой под флюсом и сваркой в среде СО2. Сделайте выводы.

5.4.9 Проконтролировать дефектный и бездефектный  участки сварного шва при токе в катушке намагничивающего устройства I=16А. Зарисуйте сигналограммы.

5.4.10 Для сварного образца построить график зависимости А=f(I), где I=4, 8, 12, 16, 20 А. Сделайте выводы.

5.5 Содержание отчета

5.5.1 Цель работы.

5.5.2 Результаты экспериментальных исследований.

5.5.3 Выводы.

5.6 Контрольные вопросы

5.6.1 В чем сущность магнитографического метода контроля?

5.6.2 Почему при намагничивании объектов контроля над дефектами образуются магнитные поля рассеяния?

5.6.3 Изложите физические основы записи полей на размагниченную ленту.

5.6.4 Что такое поляризованная магнитная лента и в чем отличие записи на нее мегнитных полей дефектов по сравнению с п. 5.6.3 ?

5.6.5 Назовите достоинства и недостатки магнитографического метода контроля.

5.6.6 Как устроен магнитографический дефектоскоп? Почему при считывании записи с ленты при наличии дефекта в изделии на экране дефектоскопа наблюдается двуполярный сигнал?

5.6.7 Почему при контроле сварных соединений изделий из низкоуглеродистых и некоторых низколегированных сталей рекомендуют изделие намагничивать поперек шва?

5.6.8 В чем сущность записи на скользящий магнитоноситель?

5.6.9 Изобразите вид сигналограмм при контроле дефектной и бездефектной пластины, дефектного и бездефектного сварного образца.

5.6.10 Назовите способы отстройки от помех при магнитографичесом контроле.

5.6.11 Суперпозиция каких полей записывается на магнитную ленту при контроле сварных соединений из низкоуглеродистых и низколегированных сталей ?

22

5.6.12 Изобразите вид топографии внешнего поля, поля валика и результирующего поля на поверхности соединения.

5.6.13 Назовите известные Вам типы магнитографических дефектоскопов.

5.6.14 Какое соотношение между толщиной полюсов и толщиной объекта контроля должно быть при магнитографическом контроле?

5.6.15 Что такое предельная и реальная чувствительность?

5.6.16  Какова приблизительно чувствительность магнитографического контроля плоских изделий ? сварных соединений?

5.6.17 Расшифруйте обозначение типа магнитной ленты И1701-35.

5.6.18 Что представляет собой индукционная магнитная головка?

5.6.19 Что понимают под величиной дефекта и глубиной его залегания при магнитографическом контроле?

5.6.20 Как влияют вид и тип дефекта, ориентация его в пространстве на чувствительность метода?

5.6.21 Как влияет ширина дефекта на его выявляемость магнитографическим методом?

5.6.22 Как определить режим намагничивания и выбрать тип ленты при контроле?

5.6.23 Почему кривая А=f(I) имеет максимум?

5.6.24 Почему при намагничивании объекта контроля вдоль цепочки пор и считывании записи вдоль направления остаточной намагниченности ленты происходит повышение разрешающей способности метода?

5.6.25 Почему при намагничивании сварного соединения вдольвалика шва и считывании записи с ленты вдоль линии намагничивания одиночные поры и шлаковые включения обнаруживаются лучше, чем при намагничивании шва в поперечном направлении?

5.6.26 Почему при намагничивании вдоль шва не обнаруживаются непровары и трещины, ориентированные вдоль шва?

Лабораторная работа №6

Исследование эффективности различных способов магнитографического контроля сварных соединений

6.1 Цель работы

Приобретение практических навыков по экспериментальному сравнению эффективности различных способов магнитографического контроля.

6.2 Основные положения

Под  порогом предельной чувствительности метода контроля понимают наименьшие размеры эталонной модели дефекта, уверенно

27

7.4.9 Указать требуемую шероховатость поверхности объекта контроля.

7.4.10 Выбрать цвет магнитного порошка.

7.4.11 Выбрать дисперсионную среду.

7.4.12 Выбрать способ нанесения магнитного порошка, суспензии или магнитогумированной пасты.

7.4.13 Как осматривают деталь при контроле.

7.4.14 Указать типичные признаки  дефекта по картине осаждения порошка.

7.4.15 Указать способ размагничивания объекта контроля.

7.4.16 Указать способ удаления порошка или суспензии.

7.4.17 Указать, как определяется качество размагничивания объекта контроля?

7.5 Содержание отчета  

7.1.1 Цель работы.

7.5.2 Основные положения технологической инструкции по магнитопорошковому контролю конкретного объекта.

7.5.3 Результаты контроля конкретного объекта.

7.6 Контрольные вопросы

7.6.1 В каком случае производят контроль изделий магнитопорошковым методом на остаточной намагниченности ? в приложенном поле?

7.6.2 Почему частицы магнитного порошка скапливаются над дефектами?

7.6.3 Назовите основные виды намагничивания.

7.6.4 Назовите факторы, влияющие на чувствительность контроля магнитопорошковым методом.

7.6.5 Как размагнитить контролируемый объект? Для чего надо размагничивать изделия после контроля?

7.6.6 Назовите вещества, входящие в состав магнитной суспензии.

7.6.7 В чем сущность магнитопорошкового метода контроля?

7.6.8 В чем сущность “сухого” и “мокрого” методов?

7.6.9 Какова чувствительность магнитопорошкового метода контроля?

7.6.10 Как проконтролировать качество магнитной суспензии?

7.6.11 Что такое “мнимые” дефекты?

7.6.12 Как обнаружить трещину, расположенную на дне царапины?

7.6.13 Как наносят магнитный порошок на объект контроля? магнитную суспензию?

7.6.14 Как осматривают детали при магнитопорошковом методе?

26

Суспензия обычно приготовляется из перечисленных порошков и трансформаторного масла. Для снижения вязкости в масло добавляют керосин. Применяют также мыльно-водные суспензии.

Пример состава магнитной суспензии.

Черный магнитный порошок ТУ 6-14-100974 2025 г.

Эмульгатор ОП-7 3040 г.

Натрий азотно-кислый (ГОСТ 4168-79) 1020 г.

Вода водопроводная 1 л.

При контроле частицы порошка перемещаются по поверхности детали и скапливаются  в виде валиков над дефектами. Форма скопления порошка соответствует очертаниям выявляемых дефектов.

Чувствительность магнитопорошкового метода контроля зависит от размера частиц порошка, его магнитных свойств, напряженности приложенного намагничивающего поля, формы и ориентации дефектов, состояния и формы поверхности контролируемого изделия.

Магнитопорошковым методом могут быть выявлены дефекты раскрытием от 0,001 мм. Хорошо  выявляются поверхностные дефекты, имеющие резкие очертания. Могут также выявляться сравнительно крупные дефекты на глубине до 6 мм. Наиболее четко выявляются дефекты, ориентированные перпендикулярно намагничивающему полю.

В практике магнитопорошкового контроля хорошо зарекомендовали себя дефектоскопы МД-50П, 77 ПМД-ЗМ, ДПМ-2 и др.

7.3 Приборы и оборудование

7.3.1 Дефектоскоп магнитопорошковый  77 ПДМ-3М.

7.3.2 Источник питания В-24.

7.3.3 Намагничивающее устройство.

7.3.4 Порошок магнитный черный ТУ 6-14-1009-74, порошок буровато-красный, магнитолюминесцентный порошок.

7.3.5 Набор образцов.

7.4 Порядок выполнения работы

7.4.1 Изучить ГОСТ 21105-87; ознакомиться с заданием.

7.4.2  Определить r max материала контролируемого изделия. Сделать вывод относительно возможности разработки методики контроля согласно ГОСТ 21105-87.

7.4.3 Определить условный уровень чувствительности.

7.4.4 Выбрать способ магнитопорошкового контроля.

7.4.5 Выбрать вид, способ и схему намагничивания.

7.4.6 Определить род тока.

7.4.7 Определить режим намагничивания

7.4.8 Выбрать тип дефектоскопа.

23

обнаруживаемого при заданной настройке аппаратуры. Порог реальной чувствительности характеризует наименьшие размеры реального дефекта, обнаруживаемого в контролируемом объекте. Считается, что дефект обнаруживается уверенно, если отношение амплитуд “сигнал/шум” не менее 2. В сварных соединениях изделий из низкоуглеродистых и ряда низколегированных сталей дефекты сплошности (непровары, подрезы, трещины, цепочки пор) ориентированы вдоль продольной оси шва.

При магнитографическом контроле рекомендуют такие соединения намагничивать в поперечном направлении, т.к. вектор напряженности внешнего поля в этом случае будет ориентирован перпендикулярно направлению распространения дефектов и их выявляемость поэтому  будет наилучшей. Однако при намагничивании сварного соединения в поперечном направлении валик шва создает значительную неоднородность поля в зоне контроля. Объясняется это тем, что на его выступающей поверхности образуются магнитные полюсы, которые создают в шве и его окрестностях поле, направленное навстречу внешнему. Чем меньше ширина и больше высота валика, тем слабее намагничен шов. Особенно малая индукция в плоскости симметрии шва. Поэтому выявляемость дефектов, расположенных в указанном сечении шва, наихудшая. Так, при применении магнитографического метода контроля сварных соединений в традиционном исполнении могут не обнаруживаться протяженные дефекты величиной более 20%, поры и шлаковые включения до 90-100% от толщины основного металла. В настоящее время разработан ряд эффективных способов магнитографического контроля, которые позволили повысить чувствительность метода на наличие локальных дефектов в 45 раз, протяженных (включая разноориентированные) - до 5 раз, разрешающую способность метода - более чем на порядок.

6.3 Приборы и оборудование

6.3.1 Дефектоскоп магнитографический МДУ-2У.

6.3.2 Источник питания постоянного тока ВСА-5.

6.3.3 Намагничивающее устройство.

6.3.4 Набор образцов.

6.3.5 Штангенциркуль.

6.4 Порядок выполнения работы

6.4.1 Ознакомиться с описанием способов магнитографического контроля, позволяющих повысить чувствительность и разрешающую способность метода.

6.4.2 Проконтролировать сварной образец традиционным способом магнитографического контроля при различном значении тока в катушке

24

намагничивающего устройства (вектор напряженности поля направлен перпендикулярно продольной оси шва).

6.4.3 Проконтролировать сварное соединение, намагничивая сварной шов в продольном направлении и считывая запись вдоль линии намагничивания. Сделать выводы.

6.4.4 Тот же образец проконтролировать, используя намагничивающую систему в виде пластины прямоугольного сечения и двух пластин со скосом кромки, устанавливаемую с обратной стороны шва (образец проконтролировать на дефектном и бездефектном участках шва).

6.4.5 Плоский образец, содержащий цепочку пор, проконтролировать дважды: намагничивая поперек и вдоль цепочки дефектов. Сделать выводы относительно разрешающей способности обоих способов.

6.4.6 Описанные в п.4.5 исследования провести, считывая запись вдоль и поперек направления намагничивания. Сделать выводы, объяснить причины отличия сигналограмм.

6.5 Содержание отчета

6.5.1 Цель работы.

6.5.2 Описание сущности применяемых способов магнитографического контроля.

6.5.3 Краткое описание выполняемых экспериментов.

6.5.4 Выводы.

6.6 Контрольные вопросы

6.6.1 Почему при традиционном методе магнитографического контроля не всегда удовлетворительно обнаруживаются дефекты сплошности?

6.6.2 Почему труднее всего обнаруживаются дефекты, расположенные в корне шва?

6.6.3 Почему при выполнении п. 6.4.4 стык пластин со скосом кромки не обнаруживается как мнимый дефект?

6.6.4 Опишите физические основы изученных Вами способов повышения чувствительности и разрешающей способности метода.

6.6.5 Почему при намагничивании вдоль шва не обнаруживаются непровары и трещины, ориентированные вдоль шва.

6.6.6 Что такое разрешающая способность метода?

6.6.7 В каком случае чувствительность метода выше: при намагничивании объекта контроля вдоль или поперек цепочки пор?

6.6.8 В каком направлении следует считывать запись с магнитной ленты?

25

6.7 Список литературы

1 Фалькевич А.С., Хусанов М.Х. Магнитографический контроль сварных соединений.- М.: Машиностроение, 1966.

2 Новиков В.А. Способ магнитографического контроля стыковых сварных швов. Авт.свид. №1677601.- Бюл. изобр., 1991, №34.

3 Новиков В.А. Способ магнитографического контроля сварных швов. Авт.свид. № 1748035.- Бюл. изобр., 1992, №26.

4 Новиков В.А., Романов В.А. Способ магнитографического контроля сварных швов. Авт.свид.№1797033.- Бюл. изобр., 1993, №7.

5 Новиков В.А. Способ магнитографического контроля. Авт.свид. №1672346.- Бюл.изобр., 1991, №31.

6 Новиков В.А., Кублицкая Л.В., киселева Т.М. Способ магнитографического контроля изделий из ферромагнитных материалов. Авт.свид.№1534380.- Бюл.изобр., 1990, №1.

7 Новиков В.А. Способ магнитографического контроля. Авт.свид.№1633349.- Бюл.изобр., 1991, № 9.

Лабораторная работа № 7

Исследование выявляемости дефектов в изделиях из ферромагнитных материалов магнитопорошковым методом

7.1 Цель работы

7.1.1 Усвоить методику контроля ферромагнитных изделий магнитопорошковым методом.

7.1.2 Приобрести навыки контроля ферромагнитных изделий магнитопорошковым методом.

7.2 Основные теоретические положения

Магнитопорошковый метод основан на обнаружении  магнитных полей рассеяния над дефектами с помощью ферромагнитных частиц. Магнитопорошковой дефектоскопии подвергаются исключительно ферромагнитные материалы: некоторые стали, никель, кобальт, гадолиний и ряд сплавов. Контроль методом магнитного порошка можно производить способом приложенного поля и способом остаточной намагниченности. Для обнаружения дефектов применяют сухой порошок, магнитную суспензию или быстро высыхающую  магнитогумированную пасту.

В качестве порошка могут быть использованы чистая,  без примесей, окалина, обожженный крокус, магнетит, полученный химическим путем, стружка, полученная при шлифовании стальных изделий.




1. Курсовая работа на тему- ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ САМООПРЕДДЕЛЕНИЕ Учеников 89 КЛАССОВ Научный руко.html
2. З Об архитектурной градостроительной и строительной деятельности в Республике Беларусь Принят Палато
3. ЧТЗУралтракт в экономике городского хозяйства Заключение Список используемой литературы Введение
4. Похоже что они будут продолжаться
5. ВАРИАНТ 1 1Диагонали трапеции АВСD являются биссектрисами ее углов при основании АD
6. фонематических нарушений необходимо развитие фонематического восприятия и слуха
7. Повышение самооценки подростка
8. Производные ценные бумаги
9. тематичнокартографічному моделюванні
10. информация означает сведение разъяснение ознакомление.html
11. строительный университет Кафедра оснований фундаментов динамики сооружений иинженерной геологии
12. а который является самым дорогим из деликатесных ракообразных
13. Аксиология в переводе с греческого языка означает учение оценностях Вторым учителем называют-Eал
14.  Этот кадастр содержал в качестве документов ситуационные карты всех сельских общин выполненные с в масштаб
15. Проектування та розробка туристичного маршруту
16. і Організаційні засади створення туристського підприємства
17. Строение и функции вилочковой железы, рис
18. Десять глав о том как получать и доставлять максимальное удовольствие выступая публично
19. Только чтение. Средствами операционной системы найти файлы-папки с заданными свойствами дата создания
20. тема Преподаватель

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе