Дефектоскопы и намагничивающие устройства

МПС РФ

Уральский государственный университет путей сообщения

Челябинский институт путей сообщения

 

ЦДПО ИДПО

 

В.Г. Денисенко

 

 

МАГНИТОПОРОШКОВЫЙ МЕТОД НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ДЕТАЛЕЙ ПОДВИЖНОГО СОСТАВА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ

 

 

Учебное пособие по обучению и повышению квалификации инженерно-технического персонала и дефектоскопистов

ремонтных предприятий МПС РФ

 

КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ

 

 

Челябинск

2004г

 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ                                                                                                  3

Основные положения                                                                               4

1.1 Основы и назначение магнитопорошкового метода                               4

1.2 Чувствительность метода                                                                        4

1.3 Способы контроля                                                                                   5

 

Средства контроля                                                                                   6

 

2.1 Дефектоскопы и намагничивающие устройства                                   6

2.2 Вспомогательные средства                                                                     6

2.3 Дефектоскопические материалы                                                                       7

 

Технология контроля                                                                               9

3.1 Подготовка средств контроля                                                               9

3.2 Подготовка детали к контролю                                                                        11

3.3 Намагничивание деталей                                                                         11

3.4 Проведение контроля                                                                              15

3.5 Нанесение дефектоскопического материала                                                    19

3.6 Осмотр контролируемой поверхности                                                            19

3.7 Распознавание дефектов                                                                          19

3.8 Размагничивание                                                                                     21

Список использованных источников                                                            22

 

 

Введение

Настоящий технический материал предназначен для инженерно-технического персонала и дефектоскопистов железнодорожных предприятий, выполняющих ремонт вагонов. Правила контроля установлены в руководящих документах РД32.174-2001 НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ ДЕТАЛЕЙ ВАГОНОВ и РД32.159-2000 МАГНИТОПОРОШКОВЫЙ МЕТОД НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ, от выполнения которых зависит безопасность и бесперебойность перевозок. Одним из средств обеспечения эксплуатационной надёжности вагонов является магнитопорошковый метод неразрушающего контроля их деталей. Настоящее учебное пособие предназначено для оказания методической помощи в освоении основ магнитопорошкового метода контроля деталей вагонов при обучении и повышении квалификации инженерно-технического персонала и дефектоскопистов ремонтных предприятий МПС России. Пособие рассчитано на лиц со средним и высшим техническим образованием, имеющих опыт работы по ремонту или контролю деталей вагонов.

 

Составитель: В.Г. Денисенко, преподаватель ЦДПО.

 

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Основы и назначение магнитопорошкового метода

Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля основан на явлении притяжения частиц магнитного порошка магнитными потоками рас­сеяния, возникающими над дефектами при намагничивании деталей.

Магнитопорошковый метод НК предназначен для выявления по­верхностных дефектов типа усталостных, закалочных и шлифовочных трещин, волосовин, плен и расслоений в изделиях из ферромагнитных материа­лов. Метод позволяет контролировать всю поверхность детали или отдель­ные части ее.

Чувствительность метода

 Чувствительность метода, определяемая минимальными размера­ми выявляемых дефектов (шириной раскрытия, длиной и глубиной), зависит от следующих факторов:

шероховатости контролируемой поверхности;                     

магнитных характеристик (остаточной индукции Вг и коэрцитивной силы Н_с) материала, из которого сделана контролируемая деталь;

значения напряженности магнитного поля на контролируемой поверх­ности детали;

ориентации магнитного поля относительно направления выявляемых дефектов;

качества магнитного порошка или суспензии и т.д.

 Для выбора режима намагничивания в зависимости от размеров выявляемых поверхностных дефектов и шероховатости контролируемой по­верхности ГОСТ 21105 устанавливает условные уровни чувствительности, приведенные в таблице 3.1.

 Необходимость магнитопорошкового контроля и требуемый ус­ловный уровень чувствительности контроля устанавливаются в конструкторско-технологической или ремонтной документации на конкретную де­таль.

Таблица 3.1 Условные уровни чувствительности

Условный уровень чувстви­тельности	Минимальная ширина раскры­тия условного дефекта, мкм	Максимальная протяженность условного дефекта, мм	Шероховатость контролируемой поверхности, Ra, мкм не более
А Б В	2.0 10.0 25.0	0.5 0.5 0.5	2.5 10.0 10.0
Примечание: при выявлении подповерхностных дефектов, а также при шероховатости Ra > 10 мкм чувствительность метода не норми­руется.

 

Способы контроля

 

Способ и средства контроля (аппаратура и дефектоскопические материалы) выбираются в зависимости от геометрических размеров, формы контролируемой детали, магнитных характеристик материала детали и тре­буемого условного уровня чувствительности.

Магнитопорошковый метод включает следующие основные техно­логические операции:

- подготовка деталей к контролю;

- намагничивание контролируемой детали;

-нанесение сухого магнитного порошка или суспензии на контроли­руемую поверхность;

- осмотр контролируемой поверхности и расшифровку результатов контроля;

- размагничивание (при необходимости).

 В зависимости от последовательности проведения технологи­ческих операций различают способ приложенного поля (СПП) и способ ос­таточной намагниченности (СОН).

При контроле СПП операции намагничивания и нанесения магнитного порошка (или суспензии) на контролируемую поверхность выполняют однов­ременно. Намагничивающий ток выключают после окончания отекания сус­пензии и осмотра контролируемой поверхности.

При контроле СОН контролируемую деталь предварительно намагничи­вают, а затем, после снятия намагничивающего поля, на его поверхность наносят магнитный порошок (или суспензию), но не позднее, чем через 1 час после намагничивания. Осмотр проводят после стекания основной мас­сы суспензии.

 В технологических картах для каждой детали указаны рекомендуемые спо­соб контроля, условный уровень чувствительности и значение продольной составляющей напряженности магнитного поля, при котором обеспечивается выявление трещин соответствующих этому уровню чувствительности.

 Для деталей, не вошедших в перечень, способ контроля СПП или СОН выбираются в зависимости от магнитных характеристик материала в соответствии с требованиями ГОСТ 21105-87.

Так как при контроле СОН детали должны быть намагничены в полях более сильных, чем при СПП (до состояния близкого к насыщению), что не всегда может быть обеспечено имеющимися на предприятии дефектоскопом, то детали из магнитотвердых материалов в таких случаях рекомендуется контролировать СПП.

 Подлежащие неразрушающему контролю детали, которые необ­ходимо ремонтировать или восстанавливать сваркой, наплавкой или други­ми технологическими процессами должны до проведения данных работ пройти дефектоскопирование. Если после ремонта или восстановления де­таль испытывают на растяжение, то контроль необходимо производить как перед ремонтом (наплавкой), так и после испытания детали на растяже­ние.

 

СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ

Дефектоскопы и намагничивающие устройства

При магнитопорошковом контроле применяются:

- дефектоскопы и намагничивающие устройства (стационарные, перед­вижные, переносные);

- дефектоскопические материалы

- вспомогательные средства.

 Магнитопорошковые дефектоскопы включают в свой состав блок питания (или блок управления), предназначенный для формирования на­магничивающего тока, а также различные намагничивающие устройства, например, соленоиды, электромагниты, электроконтакты для пропускания электрического тока по контролируемой детали, гибкие силовые кабели и т.д.

        К основным техническим характеристикам дефектоскопов и на­магничивающих устройств относятся значение напряженности магнитного поля в заданной точке и\или значение намагничивающего тока, пропускае­мого по проводникам соответствующего намагничивающего устройства или приспособления (соленоида, кабеля и т.д.), или по специально изготов­ленному образцу с заданными геометрическими размерами, изготовленному из известного материала.

 Основные типы рекомендуемых к применению в отрасли магнитопорошковых дефектоскопов и намагничивающих устройств, в том числе раз­рабатываемых и серийно выпускаемых, их основные технические характе­ристики и назначение приведены в приложении 1.

Допускается для контроля вагонных деталей применение других магнитопорошковых дефектоскопов и установок, прошедших Государственные и/или ведомственные испытания и согласованные МПС к применению.

 

Вспомогательные средства.

К вспомогательным средствам контроля относятся:

- устройства для нанесения порошка или суспензии на контролируе­мую поверхность; 

- устройства для осмотра контролируемой поверхности;

- приборы и устройства для проверки дефектоскопов, намагничиваю­щих устройств и        режимов намагничивания контролируемых деталей;

- приборы и устройства и для проверки качества магнитных порошков и суспензий;

- стандартные и контрольные образцы.

 Перечень вспомогательных приборов, устройств и средств для магнитопорошкового контроля приведены в приложении 2.

 Устройства для нанесения сухого магнитного порошка должны обеспечивать равномерное распределение его ферромагнитных частиц на контролируемой поверхности. Для нанесения сухого порошка следует ис­пользовать специальный распылитель, представляющий собой цилиндричес­кую коробку диаметром (40 - 50) мм с дном, выполненным из проволочного сита немагнитного материала с размером ячейки 0.1 мм.

 К устройствам для нанесения магнитной суспензии относятся сосуды для ручного нанесения суспензии и гидросистемы, обеспечивающие циркуляцию суспензии: перемешивание, подачу ее к объекту контроля, сбор и т.д.

Для ручного нанесения суспензии можно использовать кружки, фляж­ки, лейки, опрыскиватели и т.п. При этом размешивать суспензию перед нанесением на контролируемую поверхность необходимо деревянной или пластмассовой лопаточкой. Все устройства для нанесения суспензии долж­ны быть изготовлены из немагнитного материала (алюминий, медь, латунь, пластмасса и т.п.).

К устройствам для осмотра контролируемой поверхности отно­сятся осветители ручного или настольного типа, используемые при приме­нении черного или цветного магнитных порошков, или ультрафиолетовые облучатели (УФ-облучатели), используемые при применении люминесцентных магнитных порошков,  а также различные оптические устройства (лупы). Технические характеристики УФ-облучателей должны соответствовать тре­бованиям ГОСТ 28369-89.

 Для измерения напряженности магнитного поля (или магнитной индукции) при проверке дефектоскопов или намагничивающих устройств, а также при определении и проверке режимов намагничивания контролируемых деталей применяются магнитометры или тесламетры (миллитесламетры) с преобразователями Холла, проверенные в установленном порядке.

 Для проверки качества сухих магнитных порошков или суспензий применяются приборы МФ-10СП, МОН 721 и/или стандарт­ные образцы (далее СО)

СО с искусственными или естественными трещинами, размеры которых соответствуют принятому уровню чувствительности, специально изготавли­ваются или отбираются из числа забракованных деталей по методике, из­ложенной в приложении 3.

СО должны быть аттестованы метрологической службой предприятия, отрасли или государственными центрами аттестации и метрологии. В зави­симости от уровня аттестации различают:

СОП - стандартные образцы предприятий;

ОСО - отраслевые стандартные образцы;

ГСО - государственные стандартные образцы.

Для проверки работоспособности всей магнитопорошковой сис­темы, включающей средства и технологию контроля применительно к конк­ретной детали, а также квалификацию оператора применяются контрольные образцы (далее КО). Контрольные образцы необходимы для ежедневной про­верки качества магнитных порошков и суспензий на участке контроля.

В качестве КО могут быть использованы контролируемые детали или части деталей с дефектами, отобранные из группы забракованных деталей (приложение 3) и аттестованные метрологической службой предприятия.

Каждому СО (СОП, ОСО или ГСО) и КО присваивается номер и состав­ляется паспорт в соответствии с Приложением 3. К паспорту должна быть приложена дефектограмма (фотография или отпечаток индикаторного рисун­ка на клейкой ленте).

 

Дефектоскопические материалы

При проведении контроля в качестве индикатора магнитного поля рассеяния дефекта применяют сухие магнитные порошки или магнитные суспензии, взвесь магнитного порошка в дисперсионной среде, содержащей, при необходимости, смачивающие, антикоррозионные, антикоагулирующие, антивспенивающие и другие добавки.

В качестве дисперсионной среды при приготовлении суспензий могут быть использованы: технические масла, масляно-керосиновые смеси, вода.

Дисперсионная среда суспензий в соответствии с ГОСТ 21105-87 должна иметь вязкость не более 36 сСт при температуре контроля. При вязкости более 10 сСт время отекания суспензии должно быть не менее 30 с. При использовании порошка ПЖВ5-71 (ГОСТ 9849-86) вязкость дисперси­онной среды должна быть в пределах (5 - 36) сСт. Для остальных порош­ков нижний предел вязкости не нормируется.

Вязкость дисперсионной среды измеряется по ГОСТ 33-82 вискозиметром марки ВПЖ-2 (ГОСТ 10028-81) или его заменяющим.

Применение керосина должно быть согласовано с органами Государс­твенной пожарной инспекции.

 Магнитные порошки выпускаются и поставляются потребителям либо в сухом виде, либо в виде концентратов и паст, содержащих все не­обходимые добавки (см. таблицу 1 приложения 4).

 Рекомендуемые составы и способы приготовления магнитных суспензий для контроля деталей вагонов приведены в таблице 2 прило­жения 5.

 В зависимости от состояния контролируемой поверхности (ее цвета и шероховатости), требуемой чувствительности контроля и типа применяемого дефектоскопа выбирается тип порошка или концентрата (пас­ты), исходя из следующих рекомендаций.

        Для контроля деталей с светлой поверхностью, имеющей ше­роховатость не более Rz 80, рекомендуются суспензии с черными или тем­но-серым порошками.

 Для контроля темной и серой поверхности любой шерохова­тости рекомендуются суспензии красного цвета (Диагма-1200) или люми­несцентные.

 Для темной и светлой необработанной поверхности с шерохо­ватостью более Rz 80 допускается применение сухого железного порошка ПЖВ5, имеющего класс крупности 160.

Не рекомендуется применение сухого железного порошка в следующих случаях:

-при намагничивании цилиндрических (например, средняя часть оси) деталей седлообразным намагничивающим устройством дефектоскопа МД-12ПС;

- при контроле мелких деталей ,например, стопорных планок);

- при невозможности обезжирить и просушить контролируемую поверх­ность.

При необходимости контролировать на одном участке детали, имеющие разные типы поверхностей, допускается применение одной суспен­зии из рекомендованных в приложении 5.     

В случае использования черного порошка при контроле деталей с темной поверхностью на нее следует наносить покрытие толщиной не более 20 мкм, обеспечивающее необходимый контраст индикаторного рисунка.

 Готовую суспензию перед нанесением ее на контролируемую по­верхность необходимо тщательно размешать деревянной лопаточкой так, чтобы частицы магнитного порошка оказались во взвешенном состоянии и равномерно распределялись во всем объеме жидкости.

 Водную магнитную суспензию при нанесении ее на поверхность контролируемой детали и хранении необходимо оберегать от органических загрязнений (масло, керосин и т.п.), которые вызывают коагуляцию (слипание частиц) порошка и соответственно снижение чувствительности сус­пензии.

 Хранить сухой магнитный порошок необходимов герметическизакрытых сосудах, концентраты и пасты - в заводской упаковке и в усло­виях, соответствующих требованиям инструкции по эксплуатации.

 Хранить готовую к применению магнитную суспензию следует в изготовленных из немагнитных материалов плотно закрытых емкостях и не более 10 дней после ее приготовления.

 Качество сухих магнитных порошков, концентратов и паст, поступающих с завода - изготовителя и по окончании гарантийного срока, указанного в сертификате, необходимо проверять в составе суспензии с помощью прибора МФ-10СП, МОН-721 или СОП.

Результаты проверки должны быть оформлены актом о пригодности, по­рошка для дефектоскопии.

 Качество используемой при проведении контроля магнитной суспензии необходимо проверять непосредственно после ее при­готовления и регулярно по мере ее применения, но не реже одного раза в неделю.

Ежедневно перед началом работы необходимо проверять качество сус­пензии или сухого порошка путем выявления дефектов на КО (п.3.2.12) и сравнения полученного индикаторного рисунка с дефектограммой.

При не­обходимости состав суспензии корректируется добавлением магнитного по­рошка (концентрата) или готовится новая суспензия.

ТЕХНОЛОГИЯ КОНТРОЛЯ

 

Подготовка средств контроля

 Ежедневно перед началом работы дефектоскопист должен вы­полнить следующие работы:

- провести внешний осмотр дефектоскопов, намагничивающих уст­ройств и других вспомогательных приборов и устройств;

- подготовить дефектоскопы и намагничивающие устройства к работе;

- подготовить магнитную суспензию или сухой порошок;

- проверить работоспособность всей магнитопорошковой системы (ап­паратуры, дефектоскопических материалов и технологии контроля) с по­мощью СО или КО;

- проверить на СО или КО качество размагничивания.

 При проведении внешнего осмотра необходимо проверить це­лостность корпуса блока питания и всех остальных узлов (отсутствие вмятин, загрязнений и следов коррозии). Проверить надежность соедине­ния шнура питания и соединительных кабелей, состояние переключателей и ручек управления на панели блока питания. Если имеются подвижные узлы (например, шарнирные или раздвижные полюсы электромагнитов, механизмы для зажима или поворота контролируемых деталей), то необходимо прове­рить их исправность.

Проверить надежность заземления (все дефектоскопы перед включени­ем их в сеть должны быть дополнительно заземлены через трехконтактную вилку или путем подсоединения специальной клеммы на корпусе дефектос­копа к контуру заземления).

При подготовке к работе дефектоскопов необходимо выпол­нить следующие работы:                               

- подключить к блоку питания намагничивающее устройство (солено­ид, электромагнит и т.п.);

- подключить блок питания к электрической сети и включить дефек­тоскоп;

- по показаниям амперметра на лицевой панели блока питания прове­рить соответствие намагничивающего тока данным, указанным в эксплуатационной документации.

При проверке намагничивающего тока все металлические предметы, в том числе и контролируемые детали, должны быть удалены от намагничива­ющего устройства на расстояние не менее 100 мм, так как при помещении металлического предмета в отверстие соленоида или рядом с ним происхо­дит уменьшение тока, зависящее от формы, размеров, материала детали и расстояния до соленоида.

 Проверку работоспособности магнитопорошковой системы, включающей дефектоскоп, магнитную суспензию или сухой порошок и техно­логию контроля, необходимо проводить с помощью КО или СО, если он из­готовлен из контролируемой на данном участке детали.

Для этого необходимо предварительно размагниченный КО или СО про­контролировать по технологии, указанной в его паспорте или рекомендо­ванной для контроля таких же деталей, и сравнить полученный индикатор­ный рисунок с дефектограммой,

Если на КО или СО выявились не все трещины или не вся длина тре­щины, то необходимо проверить напряженность поля на поверхности КО или СО в положении контроля с помощью измерительного прибора по методике, изложенной в приложении 6. Если значение напряженности поля не менее указанного в паспорте на КО (СО), то необходимо сменить сус­пензию. Если менее, то необходимо проверить на соответствие паспортным данным напряженность поля в намагничивающем устройстве по методике, изложенной в приложении Л.

При отсутствии измерителя напряженности магнитного поля допуска­ется провести повторный контроль КО или СО свежеприготовленной суспен­зией и в случае повторного невыявления трещин необходимо проверить де­фектоскоп.

 Для проверки качества размагничивания необходимо СО или КО размагнитить по методике, рекомендуемой для данного дефектоскопа, очистить от остатков магнитного порошка и нанести суспензию или сухой порошок вторично, при этом на трещине не должно быть никакого отложе­ния порошка.

Проверку качества размагничивания можно также проводить измерени­ем остаточной намагниченности в заданных для данного СО (КО) точках по методике, приведенной в приложении 6 и сравнением допустимых и изме­ренных значений.

 После выполнения указанных работ можно присту­пать к проведению контроля деталей.

 

---

Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 1964; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!