Киреев А.Н. Контроль и испытания промышленной продукции. Конспект лекций - файл n1.doc

Киреев А.Н. Контроль и испытания промышленной продукции. Конспект лекций
скачать (7792.5 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc7793kb.06.07.2012 23:22скачать

n1.doc

1   2   3   4   5   6   7   8

4.5. Магнитный неразрушающий контроль



Магнитный неразрушающий контроль применяют в основном для контроля изделий из ферромагнитных материалов, т.е. материалов, которые способны существенно изменят свои магнитные характеристики под воздействием внешнего (намагничивающего) магнитного поля.

Операция намагничивания (помещения объекта контроля в магнитное поле) при этом виде контроля является обязательной. Съем информации может быть осуществлен с полного сечения образца (изделия) либо с ее поверхности.

В зависимости от конкретных задач неразрушающего контроля, марки контролируемого материала, требуемой производительности метода могут использоваться различные информативные параметры. К числу наиболее распространенных относятся следующие информативные параметры: коэрцитивная сила, намагниченность, индукция (остаточная индукция), магнитная проницаемость, напряженность магнитного поля, эффект Баркгаузена.

По способу получения первичной информации различают следующие методы магнитного вида неразрушающего контроля:

С помощью этих методов можно осуществлять контроль сплошности изделий, контроль структуры и механических свойств, контроль размеров.
Из выше перечисленных методов только магнитопорошковый требует обязательного участия в контрольных операциях человека, остальные методы позволяют получать первичную информацию в виде электрических сигналов, что делает возможным полную автоматизацию процесса контроля. Магнитопорошковый и магнитографический методы являются контактными, т.е. требуют соприкосновения преобразователя (магнитный порошок или магнитная лента) с поверхностью объекта контроля, при осуществлении контроля остальными методами съем информации осуществляется бесконтактно (хотя и на достаточно близких расстояниях от поверхности).

С помощью магнитных методов могут быть выявлены закалочные и шлифовочные трещины, волосовины, закаты, усталостные трещины и другие поверхностные нарушения сплошности шириной раскрытия несколько микрометров.

Из геометрических параметров с помощью магнитных методов наиболее часто определяют толщину немагнитных покрытий на магнитной основе, толщину стенок изделия из магнитных и не магнитных материалов.

Контроль структуры и механических свойств изделий осуществляется путем установления корреляционных связей между контролируемым параметром (температурой закалки и отпуска, твердостью и т.д.) и какой-либо магнитной характеристикой (или несколькими). Успешно контролируется с помощью магнитных методов состояние поверхностных слоев (качество поверхностной закалки, азотирования и т.д.), а также наличие ?-фазы.

Наибольшее распространение для обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов типа нарушений сплошности промышленной продукции получил магнитопорошковый метод, несмотря на недостатки (контактность метода, обязательное участие оператора). Распространение метод получил благодаря своей надежности, сравнительной дешевизне и простоте аппаратуры, наглядности и др.

При контроле магнитопорошковым методом выполняются следующие операции:


По способу намагничивания различают метод контроля в приложенном поле и метод контроля в остаточном магнитном поле. В первом случае нанесение магнитного порошка на контролируемую поверхность производится в момент воздействия на объект внешнего магнитного поля; во втором случае магнитны порошок наносится на объект контроля после прекращения действия внешнего магнитного поля.

Намагничивание может быть продольным (рис. 4.8, а), циркулярным (рис. 4.8, б) и комбинированным (рис. 4.8, в).



Рис. 4.8. Методы намагничивания деталей при магнитопорошковом контроле:

1 – объект контроля; 2 – соленоид.
Магнитные порошки служат для визуального определения магнитных полей рассеивания над несплошностями при магнитопорошковом методе контроля.

По способу нанесения магнитного порошка различают мокрый (рис. 4.9, б) и сухой метод (рис. 4.9, а). В мокром методе частицы магнитного порошка находятся в жидкой среде (водная среда, керосин, жидкое масло), магнитный порошок наноситься на объект контроля в виде магнитной суспензии. В сухом методе магнитный порошок непосредственно наноситься на объект контроля.



Рис. 4.9. Магнитопорошковый контроль:

а – сухой метод; б – мокрый метод.
При магнитопорошковом методе на поверхности объекта контроля вблизи несплошности на частицу действует сила тяжести Р, затягивающая сила Fз и сила трения Fт. Под действием результирующей силы Fр частицы перемещаются к устью несплошности. Частицы притягиваются друг к другу, образуя цепочки, в результате чего происходит скопление магнитных частиц над несплошностью в виде валика. При мокром способе магнитные частицы находятся во взвешенном состоянии, на них действует еще выталкивающая сила Fа, в результате чего они более подвижны.

В соответствии с методиками по магнитопорошковому контролю, разработанными для конкретных деталей и условий освещенности, используются магнитные материалы, работающие в условиях:

Для контроля деталей имеющих светлую поверхность, применяются черный или буровато красный магнитные порошки. Для контроля темной поверхности используются либо светлые магнитные порошки (с добавлением алюминиевой пудры) либо люминесцентные магнитные порошки. Метод с применением люминесцентных порошков еще называют магнитолюминесцентным.

4.6. Вихретоковый неразрушающий контроль



Вихретоковые методы основаны на анализе внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте контроля. Плотность вихревых токов в объекте зависит от геометрических и электромагнитных параметров объекта, а также от взаимного расположения измерительного вихретокового преобразователя (ВТП) и объекта. В качестве преобразователя используют обычно индуктивные катушки (одну или несколько). Синусоидальный (или импульсный ток) ток, действующий в катушках ВТП, создает электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в электропроводящем объекте. Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на катушки преобразователя, наводя в них ЭДС или изменяя их полное электрическое сопротивление. Регистрируя напряжение на зажимах катушки или ее сопротивление, получают информацию о свойствах объекта и о положении преобразователя относительно его.

ЭДС (или сопротивление) преобразователя зависит от многих параметров объекта контроля, то есть информация, представляемая сигналом преобразователя, является многопараметровой. Это определяет как преимущество, так и трудности реализации вихретоковых методов (ВТМ). С одной стороны, ВТМ позволяет осуществить многопараметровый контроль; с другой, требуются специальные приемы для разделения информации об отдельных параметрах объекта. При контроле одного из параметров влияние остальных на сигнал преобразователя становиться мешающим, поэтому это влияние необходимо подавлять.

Особенность вихревого контроля в том, что его можно проводить без контакта преобразователя и объекта контроля. Их взаимодействие происходить обычно на расстояниях достаточных для свободного движения преобразователя относительно объекта (от долей миллиметра до нескольких миллиметров). Поэтому этими методами можно получать хорошие результаты контроля даже при высоких скоростях движения объектов.

Получение первичной информации в виде электрических сигналов, бесконтактность и высокая производительность определяют широкие возможности автоматизации вихретокового контроля.

Одна из особенностей ВТМ состоит в том, что на сигналы преобразователей практически не влияют влажность, давление и загрязненность газовой среды, радиоактивное излучение, загрязнение поверхности объекта контроля непроводящими веществами.

Простота конструкции преобразователя – еще одно преимущество ВТМ. В большинстве случаев катушки помещают в предохранительный корпус и заливают компаундами. Благодаря этому они устойчивы к механическим и атмосферным воздействиям, могут работать в агрессивных средах в широком интервале температур и давлений. Небольшие размеры преобразователя позволяют контролировать изделия сложной формы. Некоторые типы ВТП представлены на рисунке 4.10.



Рис. 4.10. Различные типы ВТП:

а – накладные ВТП; б – проходные ВТП; в – комбинированный ВТП;

1 – катушка возбуждения; 2 – сердечник; 3 – измерительная катушка;

4 – объект контроля.
ВТМ основаны на возбуждении вихревых токов, а поэтому применяются в основном для контроля качества электропроводящих материалов: металлов, сплавов, графитов, полупроводников. Одним из недостатком ВТМ является малая глубина зоны контроля, определяемая глубиной проникновения электромагнитного поля в контролируемую среду. В дефектоскопии с помощью ВТМ обнаруживают дефекты типа несплошностей, выходящих на поверхность или залегающих на небольшой глубине. На рис. 4.11 показана обобщенная схема вихретокового контроля с использованием накладного преобразователя.



Рис. 4.11. Обобщенная схема вихретокового контроля с помощью накладного ВТП.
Вихретоковый неразрушающий контроль получил наибольшее распространение при контроле изделий из электропроводящих неферромагнитных материалов. При контроле изделий из ферромагнитных материалов применяют дополнительные устройства намагничивания объекта контроля, для исключения влияния изменения магнитной проницаемости в объекте контроля на наводимою ЭДС в приемной катушке ВТП.

1   2   3   4   5   6   7   8


4.5. Магнитный неразрушающий контроль
Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации