Магнитографический метод




Содержание

1. Неразрушающий контроль, его виды и классификация. 3

2. Магнитный контроль. 4

2.1 Магнитопорошковый метод. 6

2.2 Магнитографический метод. 9

2.3 Феррозондовый метод. 10

2.4 Индукционный метод контроля. 11

2.5 Метод эффекта Холла. 12

2.6 Магниторезисторный метод. 12

2.7 Пондеромоторный метод. 12

3. Магнитная толщинометрия. 13

4. Способы намагничивания и размагничивания. 13

4.1 Способы намагничивания. 13

4.2 Способы размагничивания. 14

4. Средства магнитного неразрушающего контроля. 14

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 15

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 16

 

 

 

 

Неразрушающий контроль, его виды и классификация

Неразрушающий контроль (НК) – область науки и техники, охватывающая исследования физических принципов, разработку, совершенствование и применение методов, средств и технологий технического контроля объектов, не разрушающего и не ухудшающего их пригодность к эксплуатации. Цель НК - нахождение дефектов объектов. Дефект – дефектность или несплошность, которая может быть обнаружена методами неразрушающего контроля и которая не обязательно является недопустимой.

Методы, с помощью которых реализуется НК, называются методами неразрушающего контроля (далее МНК).

 

Неразрушающий контроль, в зависимости от физических явлений, положенных в его основу, подразделяется на виды:

а) магнитный,

б) электрический,

в) вихретоковый,

г) радиоволновой,

д) тепловой,

е) оптический,

ж) радиационный,

з) акустический,

и) проникающими веществами.

 

Основные требования, предъявляемые к неразрушающим методам контроля, или дефектоскопии:
1) возможность осуществления контроля на всех стадиях изготовления, при эксплуатации и при ремонте изделий;
2) возможность контроля качества продукции по большинству заданных параметров;
3) согласованность времени, затрачиваемого на контроль, со временем работы другого технологического оборудования;
4) высокая достоверность результатов контроля;
5) возможность механизации и автоматизации контроля технологических процессов, а также управления ими с использованием сигналов, выдаваемых средствами контроля;
6) высокая надёжность дефектоскопической аппаратуры и возможность использования её в различных условиях;
7) простота методик контроля, техническая доступность средств контроля в условиях производства, ремонта и эксплуатации.

Основными областями применения НМК являются дефектоскопия особенно ответственных деталей и устройств (атомные реакторы, летательные аппараты, подводные и надводные плавательные средства, космические корабли и т.п.); дефектоскопия деталей и устройств длительной эксплуатации (портовые сооружения, мосты, краны, атомные электростанции, котлы, искусственные спутники Земли); непрерывная дефектоскопия особо ответственных агрегатов и устройств (котлы атомных, тепло- и электростанций), контроль подземных выработок; проведение исследований структуры материалов и дефектов в изделиях с целью усовершенствования технологии.

 

Методы каждого вида неразрушающего контроля классифицируются по следующим признакам:

а) характеру взаимодействия физических полей или веществ с контролируемым объектом;

б) первичным информативным параметрам (коэрцитивная сила, намагниченность, остаточная индукция);

в) способам получения первичной информации (магнитопорошковый, магнитографический, феррозондовый).

В данной работе будут рассмотрены магнитные методы неразрушающего контроля.

Магнитный контроль

Магнитные методы контроля основаны на регистрации магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектами, или на определении магнитных свойств контролируемых изделий.

Магнитный вид контроля применяется для обнаружения нарушений сплошности (трещин, немагнитных включений и др. дефектов) в поверхностных слоях деталей из ферромагнитных материалов и выявления ферромагнитных включений в деталях из неферромагнитных материалов. Для обнаружения нарушений сплошности материала ферромагнитных (главным образом стальных) деталей применяются методы, основанные на исследовании магнитных полей рассеяния вокруг этих деталей после их намагничивания. В местах нарушения сплошности происходит перераспределение магнитного потока и резкое изменение характера магнитного поля рассеяния. Характер магнитного поля рассеяния определяется величиной и формой дефекта, глубиной его залегания, а также его ориентацией относительно направления магнитного потока. Поверхностные дефекты типа трещин, ориентированные перпендикулярно магнитному потоку, вызывают появление наиболее резко выраженных магнитных полей рассеяния. Дефекты, ориентированные вдоль магнитного потока, практически не вызывают появления полей рассеяния.

Операция намагничивания (помещения изделия в магнитное поле) при этом виде контроля является обязательной. Съем информации может быть осуществлен с полного сечения образца либо с его поверхности. В зависимости от конкретных задач неразрушающего контроля, марки контролируемого материала, требуемой производительности метода могут использоваться те или иные первичные информативные параметры. К числу наиболее распространенных относятся следующие информативные параметры: коэрцитивная сила, намагниченность, индукция (остаточная индукция), магнитная проницаемость, напряженность.

Все магнитные методы неразрушающего контроля сплошности металла основаны на обнаружении локальных возмущений поля, создаваемых дефектами в намагниченном ферромагнетике. При намагничивании объекта магнитный поток протекает по объекту контроля. В случае нахождения несплошности на пути магнитного потока, возникают поля рассеивания, форма и амплитуда которых несет информацию о размере, характере, и глубине залегания дефекта.

 

Рис. 1. Создание магнитных полей:

а) в пространстве вокруг проводника с током i;

б) между полюсами постоянного магнита.

 

Классификация методов магнитного контроля согласно:

1. По характеру взаимодействия физических полей с контролируемым объектом: магнитный.

2. По первичному информативному параметру:

- корцитивной силы;

- намагниченности;

- остаточной индукции;

- магнитной проницаемости;

- остаточной индукции;

-эффекта Баркгаузена.

3. По способу получения первичной информации:

- магнитопорошковый;

- магнитографический;

- феррозондовый;

- индукционный;

- эффекта Холла;

- пондеромоторный;

- магниторезисторный.

Магнитопорошковый метод

Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля основан на явлении притяжения частиц магнитного порошка магнитными потоками рассеяния, возникающими над дефектами в намагниченных объектах контроля. Магнитопорошковый метод предназначен для выявления поверхностных и подповерхностных (на глубине до 1,5...2 мм) дефектов типа нарушения сплошности материала изделия: трещины, волосовины, расслоения, непровар стыковых сварных соединений, закатов, надрывов и т.д.
Магнитопорошковый метод среди других методов магнитного контроля нашел наибольшее применение, благодаря легкости и простоты получения требуемого результата. Около 80% всех контролируемых деталей из ферромагнитных материалов проходят контроль качества именно этим методом. Высокая универсальность, чувствительность, относительно низкая трудоемкость контроля и простота – эти качества обеспечили ему очень широкое применение в железнодорожном транспорте, в авиации, судостроении, химическом машиностроении, автомобилестроении, нефтедобывающей и газодобывающей отраслях (контроль трубопроводов). При грамотном использовании данного метода могут быть обнаружены дефекты в даже начальной стадии их появления.
Магнитопорошковый метод применяют для контроля объектов из ферромагнитных материалов с магнитными свойствами, позволяющими создавать в местах нарушения сплошности магнитные поля рассеяния, достаточные для притяжения частиц магнитного порошка. Метод может быть использован для контроля объектов с немагнитными покрытиями.
Для обнаружения магнитного поля рассеяния на контролируемые зоны детали наносят магнитный порошок. Процесс магнитного контроля в общем виде выглядит следующим образом. Исследуемое изделие намагничивают, после чего покрывают магнитным порошком. Затем порошок оседает в местах дефектов, формируя тем самым их четкие «следы». Притягиваясь друг к другу и ориентируясь по магнитным силовым линиям поля, порошинки выстраиваются в цепочки и образуют рисунки в виде валиков, по которым и судят о наличии и сложности дефектов. Наибольшая вероятность выявления дефектов возможна тогда, когда плоскость дефекта составляет угол в 90 градусов к направлению магнитного потока. С уменьшением данного угла чувствительность уменьшается, что снижает вероятность обнаружения дефектов.
Известно два метода магнитопорошкового контроля - с применением ферромагнитного порошка (сухой метод) и с применением специальной магнитной суспензии (мокрый метод). В зависимости от форм, размеров, магнитных свойств исследуемой детали и наличия на ней немагнитного покрытия возможен как контроль на остаточной намагниченности, так и контроль в приложенном поле. По обе стороны от трещин, то есть по краям дефекта, возникают местные магнитные полюсы N и S, создающие локальное магнитное поле рассеяния.

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

Магнитопорошковый метод контроля включает следующие технологические операции:

1. Подготовка к контролю. Подготовка заключается в очистке поверхности детали от отслаивающейся ржавчины, грязи, а также от смазочных материалов и масел, если контроль проводится с помощью водной суспензии или сухого порошка. Если поверхность детали темная и черный магнитный порошок на ней плохо виден, то деталь иногда покрывают тонким просвечивающим слоем белой контрастной краски.

2. Намагничивание объекта контроля. Намагничивание детали является одной из основных операций контроля. От правильного выбора способа, направления и вида намагничивания, а также рода тока во многом зависит чувствительность и возможность обнаружения дефектов.

3. Нанесение дефектоскопического материала на объект контроля (порошка или суспензии). Оптимальный способ нанесения суспензии заключается в окунании детали в бак, в котором суспензия хорошо перемешана, и в медленном удалении из него. Однако этот способ не всегда технологичен. Чаще суспензию наносят с помощью шланга или душа. Напор струи должен быть достаточно слабым, чтобы не смывался магнитный порошок с дефектных мест. При сухом методе контроля эти требования относятся к давлению воздушной струи, с помощью которой магнитный порошок наносят на деталь. Время стекания с детали дисперсной среды, имеющей большую вязкость (например, трансформаторного масла), относительно велико, поэтому производительность труда контролера уменьшается.

4. Осмотр контролируемой поверхности и регистрация индикаторных рисунков дефектов. Контролер должен осмотреть деталь после стекания с нее основной массы суспензии, когда картина отложений порошка становится неизменной. Детали проверяют визуально, но в сомнительных случаях и для расшифровки характера дефектов применяют оптические приборы, тип и увеличение которых устанавливают по нормативным документам. Увеличение оптических средств не должно превышать x10. Разбраковку деталей по результатам контроля должен производить опытный контроллер. На рабочем месте контроллера необходимо иметь фотографии дефектов или их дефектограммы (реплики с отложениями порошка, снятые с дефектных мест, с помощью клейкой ленты или другими способами), а также контрольные образцы с минимальными размерами недопустимых дефектов. Вид и форма валиков магнитного и люминесцентного магнитного порошка во многих случаях помогают распознать нарушения сплошности.

5. Оценка результатов контроля.

6. Размагничивание. [1]

Чувствительность метода высока, обнаруживаются трещины длиной и глубиной 10 мкм с раскрытием около 1 мкм. Чувствительность магнитопорошкового метода определяется магнитными характеристиками материала объекта контроля, его формой, размерами и шероховатостью поверхности, напряженностью намагничивающего поля, местоположением и ориентацией дефектов, взаимным направлением намагничивающего поля и дефекта, свойствами дефектоскопического материала, способом его нанесения на объект контроля, а также способом и условиями регистрации индикаторного рисунка выявляемых дефектов. Магнитопорошковый метод обнаруживает дефекты следующих параметров: - поверхностные с шириной раскрытия у поверхности 0,002 мм и более, глубиной 0,01 мм и более; - подповерхностные, расположенные на глубине до 2 мм; - внутренние (больших размеров), лежащие на глубине более 2 мм; - под различного рода покрытиями, но при условии, что толщина немагнитного покрытия не более 0,25 мм.
При контроле магнитопорошковым методом применяют стационарные, передвижные и переносные дефектоскопы по нормативно-технической документации.
Недостатки метода: магнитопорошковым контролем не могут быть проконтролированы элементы конструкций и детали: из неферромагнитных сталей, на поверхности которых не обеспечена необходимая зона для намагничивания и нанесения индикаторных материалов, со структурной неоднородностью и резкими изменениями площади поперечного сечения с несплошностями, плоскость раскрытия которых совпадает с направлением намагничивающего поля или составляет с ней угол менее 30°.

 

Магнитографический метод

Сущность этого метода заключается в намагничивании контролируемого участка сварного шва и околошовной зоны с одновременной записью магнитного поля на магнитную пленку (рис. 11) и с последующим считыванием полученной информации с магнитной ленты специальными устройствами магнитографических дефектоскопов.

Магнитографический метод контроля сварного шва с использованием магнитной ленты.

Схема магнитографического контроля:

1 - намагничивающее устройство, 2 - сварной шов, 3 - дефект, 4 – дефект, 5 - магнитная пленка

Методика магнитографического контроля включает следующие операции:
1. Осмотр и подготовку поверхности контролируемого изделия. При этом с поверхности контролируемых швов должны быть удалены остатки шлака, брызги расплавленного металла, грязь и т. д.
2. Наложение на шов отрезка магнитной ленты. Прижим ленты ко шву плоских изделий производят специальной эластичной «подушкой». При контроле кольцевых швов труб, сосудов и других изделий магнитную ленту к поверхности шва прижимают по всему периметру эластичным резиновым поясом.
3. Намагничивание контролируемого изделия при оптимальных режимах в зависимости от типа намагничивающего устройства, толщины сварного шва и его магнитных свойств.
4. Расшифровку результатов контроля, для чего магнитную ленту устанавливают в считывающее устройство дефектоскопа и по сигналам на экранах дефектоскопа производят расшифровку результатов контроля и оценку качества изделия.

Магнитографический метод в основном применяют для контроля стыковых швов, выполненных сваркой плавлением, и, в первую очередь, при дефектоскопии швов магистральных трубопроводов. Этим методом можно контролировать сварные изделия и конструкции толщиной до 20-25 мм.

Чувствительность магнитографического контроля зависит от размеров, формы, глубины и ориентации дефектов, геометрии поверхности, параметров считывающей головки дефектоскопа и типа магнитной ленты. Магнитографией наиболее уверенно выявляются плоскостные дефекты (трещины, непровары, несплавления), а также протяженные дефекты в виде цепочек шлака, преимущественно ориентированные поперек направления магнитного потока. Значительно хуже выявляются округлые дефекты (поры, шлаковые включения). Практикой установлено, что этим методом уверенно обнаруживаются внутренние плоскостные дефекты, когда их вертикальный размер составляет 8-10% от толщины сварного шва.
Чувствительность магнитографического метода к поверхностным дефектам примерно такая же или несколько хуже, чем у магнитопорошкового. Чем глубже расположен дефект от поверхности изделия, на которую укладывается магнитная лента, тем хуже он выявляется.
На чувствительность магнитографического метода сильно влияют высота и форма усиления шва, а также состояние его поверхности. Наилучшие результаты получаются при контроле сварных швов, выполненных автоматической сваркой.
Чувствительность метода можно повысить за счет увеличения чувствительности магнитных лент и избирательности аппаратуры считывания результатов контроля с магнитной ленты.

Феррозондовый метод

Феррозондовый метод неразрушающего контроля основан на выявлении феррозондовым преобразователем магнитного поля рассеяния дефекта в намагниченных изделиях и преобразовании его в электрический сигнал. Феррозонд представляет собой магнитный усилитель, обычно с разомкнутым магнитопроводом, в котором воздействие внешнего постоянного магнитного поля приводит к возникновению четных гармоник ЭДС.
Метод служит для выявления поверхностных и подповерхностных (лежащих в толще материала) дефектов типа нарушений сплошности: волосовин, трещин, раковин, закатов, плен, ужимов и т.п[2] [I®3].
Метод позволяет контролировать изделия любых размеров и форм, если отношение их длины к наибольшему размеру в поперечном направлении и их магнитные свойства дают возможность намагничивания до степени, достаточной для создания магнитного поля рассеяния дефекта, обнаруживаемого с помощью преобразователя.
Метод разрешается применять также для выявления дефектов типа нарушения сплошности сварных швов, для контроля качества структуры и геометрических размеров изделий. Чувствительность метода определяется магнитными характеристиками материала контролируемого изделия, его формой и размерами, способом контроля и видом намагничивания, чувствительностью применяемого преобразователя и электронной аппаратуры, а также магнитным полем рассеяния дефекта. Феррозонды позволяют обнаруживать поверхностные дефекты глубиной около 0,1 мм и дефекты глубиной 0,1—0,5 мм, залегающие на глубине до 10 мм.

Феррозондовый метод контроля предусматривает следующие технологические операции:

1. Подготовку изделия к контролю;
2. Намагничивание контролируемого изделия;
3. Сканирование и получение сигнала от дефекта;
4. Разбраковку;
5. Размагничивание.

Метод феррозондов позволяет создавать полностью автоматизированные установки, обладающие достаточно высокой производительностью. Недостаток его заключается в мешающем контролю влиянии структурных неоднородностей и механических напряжений объектов контроля.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-07-25 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: