Меню

Магнитопорошковый контроль простой и наглядный вид НК ферромагнитных материалов

Магнитопорошковый контроль – простой и наглядный вид НК ферромагнитных материалов

Из всех направлений магнитной дефектоскопии самым популярным по праву считается магнитопорошковый контроль (сокращённо – МПД). Вкратце: на изделие наносят сухой порошок либо суспензию, затем объект намагничивают. В местах несплошности силовые линии магнитного поля выходят на поверхность, образуя полюса на краях дефекта и тем самым притягивая ферромагнитные частицы. В зоне имеющихся несплошностей скапливаются валики магнитных частиц. Так образуется индикаторный рисунок, по которому можно обнаруживать (но не измерять!) поверхностных и подповерхностных (на глубине до 2 мм) дефектов. Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля позволяет выявлять трещины, поры, расслоения и инородные включения, недоступные для визуального и измерительного контроля и зачастую закладывается в руководящих НТД в качестве альтернативы цветной дефектоскопии. По сравнению с ней МПД привлекательны меньшими требованиями к шероховатости поверхности (Ra 6,3 мкм, Rz 40 мкм). Для сравнения: перед проведением ПВК необходимо зачистить поверхность до шероховатости Ra 3,2 мкм (20 мкм).

Магнитопорошковый контроль распространён в самых разных отраслях. Вот лишь краткий перечень изделий (конструкций, механизмов, заготовок), которые проверяют при помощи данного вида НК:

  • стальные трубы и трубопроводы (в первую очередь – сварные соединения, но встречается также МПД основного металла);
  • литые изделия;
  • комплектующие грузоподъёмных машин (подвесные крюки, шестерни, узлы лебёдок, талей, цепи и прочее);
  • боковые рамы, оси колёсных пар, надрессорных балок и иных деталей грузовых и пассажирских вагонов и локомотивов. Магнитопорошковый метод – один из основных в железнодорожной отрасли;
  • клепаные и болтовые соединения несущих металлоконструкций (к примеру, пролётов эстакад);
  • бурильные трубы;
  • муфты, зубчатые колёса, корпуса сосудов, насосных агрегатов и т.д.

Метод успешно используется на самых ответственных объектах «Газпрома», «Транснефти», «Роснефти», «РЖД», «Росатома» и других крупных предприятий.

Магнитопорошковый контроль на производстве

Сильные и слабые стороны магнитопорошкового контроля

Намагничивание – один из этапов магнитопорошкового контроля

Способы магнитопорошкового контроля

Ручной электромагнит для магнитопорошкового контроля

Другая классификация методов магнитопорошкового контроля основана на таком параметре, как физическое состояние магнитного порошка. По данному критерию также выделяют два способа проведения контроля:

  • сухой. Порошок из металлических частиц (например, закиси-окиси железа) наносится, «как есть», без добавления каких-либо растворов и пр. Порошки изготавливают из тщательно просеянной и измельчённой железной окалины, магнетита, никеля, карбонильного железа и пр. Для лучшей заметности материалы могут иметь белый, красный или жёлтый цвет. Сухой метод магнитопорошкового контроля подходит для дефектов поверхностного и подповерхностного типа. Намагничивание выполняется постоянным либо переменным током 300–600А при помощи П-образных электромагнитов. Чтобы нанести индикаторы, удобно использовать резиновые груши, пульверизаторы, подвижные сита и прочие приспособления;
  • мокрый. Частицы порошка находятся во взвешенном состоянии – в воде, масле, керосине или специальном концентрате с поверхностно-активными добавками. Наносить можно кистью, погружением, поливом и пр. Мокрый способ эффективен для поиска поверхностных несплошностей.

Виды намагничивания

Главные процедуры магнитопорошкового контроля

МПД проводится в строгом соответствии с технологической инструкцией (картой) и руководящей документацией, актуальной для отрасли и предприятия. К таковой нормативно-технической документации относятся, например, ГОСТ Р 56512-2015, ГОСТ Р ИСО 10893-5-2016 и пр. Помимо самой методики, в НТД содержатся подробные указания о типах и характеристиках недопустимых дефектов.

В традиционном виде магнитопорошковый метод предполагает следующие этапы контроля.

  1. Подготовка. Нужно изучить технологическую карту, выбрать индикаторные материалы, аппаратуру, убедиться в надлежащем метрологическом обеспечении. Определиться со схемой и способом намагничивания, типом и величиной тока. Проследить за тем, что зона контроля (по 20 мм околошовной стороны с каждой стороны сварного шва) зачищена. Проверить шероховатость при помощи аттестованных образцов или профилографов (профилометров). При необходимости разделить периметр на участки на 300-500 мм или обозначить начало отсчёта и закрепить мерительный пояс. Непосредственно перед контролем протереть поверхность чистой сухой ветошью и убедиться, что на ОК нет остатков ворса и иных препятствий для магнитного порошка. Если будет использоваться суспензия на водной основе, ОК предварительно нужно просушить. Работоспособность намагничивающего устройства и магнитного порошка проверяется по аттестованным контрольным образцам. Для получения более контрастного индикаторного рисунка на поверхность можно нанести белую фоновую краску (толщина слоя — до 20 мкм).
  2. Намагничивание. Для выявления поверхностных дефектов требуется переменный либо импульсный ток. Постоянный и выпрямленный ток эффективен как для поверхностных, так и для подповерхностных слоёв (на глубине в пределах 2 мм). Чтобы не допустить локального нагревания и возникновения прожогов при СПП, намагничивание рекомендовано проводить в прерывистом режиме «ток-пауза» (5-6 циклов длительностью 0,1-3 с, продолжительность пауз — от 1 до 5 с). Намагничивание производят поочерёдно в двух взаимно перпендикулярных направлениях, регулируя межполюсное расстояние в диапазоне 70-250 мм. Чтобы обеспечить 100% контроль всей зоны, важно не забыть про зону невыявляемости — до 20 мм вблизи полюсов.
  3. Нанесение индикатора. Он должен покрывать всю исследуемую зону, включая труднодоступные ниши, глухие отверстия, пазы и пр. При использовании аэрозольных баллонов нужно следить за тем, чтобы расстояние между соплом и поверхностью составляло 200–300 мм. Перед проведением осмотра нужно дать излишкам суспензии стечь с ОК.
  4. Осмотр. Этот этап магнитопорошкового контроля выполняется после стекания излишков индикатора. Выявленные несплошности тщательно осматривают при помощи оптических инструментов и приборов. В стационарных установках применяются автоматизированные системы расшифровки индикаторных рисунков. При ручном проведении дефектоскопии протяжённость и координаты несплошностей замеряют линейками, угольниками и кронциркулями из немагнитных материалов. По характеру индикаторного следа можно определить тип дефекта. Тонкие удлинённые линии указывают на плоскостные дефекты, округлые рисунки – на объёмные поры, включения и раковины. Если осаждение порошка не имеет чётких контуров, это служит косвенным признаком подповерхностных несплошностей. В зависимости от требований к чувствительности подбирается комбинированное освещение рабочей зоны с использованием разрядных и галогенных ламп. Для защиты от бликов предпочтительны светильники с рассеивателями и отражателями. Обязательна возможность регулировки интенсивности освещения. При работе с люминесцентными индикаторами задействуются источники ультрафиолетового излучения 2000 мкВт/кв. см и выше с длиной волны 315–400 нм.
  5. Регистрация результатов магнитопорошкового контроля. Прежде всего, вносят соответствующие записи в протокол (заключение или акт) и журнал. К описанию и схематическому изображению могут прилагаться дефектограммы – фотографию или слепок (отпечаток на клейкой ленте) индикаторного рисунка. Места выявленных дефектов могут также отображаться на эскизе ОК. Файлы могут быть переданы на ПК и продублированы на USB-носителе. Если того требует инструкция, на годные участки и выявленные дефекты наносят маркировку – непосредственно по поверхности объекта.
  6. Размагничивание. Остаточную намагниченность нужно убирать, так как она может спровоцировать скопление продуктов износа, мешает корректной работе электроаппаратуры и негативно влияет на последующую обработку изделия.

Демонстрация магнитопорошкового метода контроля

Оборудование и расходники для магнитопорошкового метода контроля

Прежде всего, не обойтись без индикаторных материалов – порошков, суспензий, готовых аэрозолей, магнитогуммированных паст и пр. Последние представляют собой затвердевающую консистентную смесь из ферромагнитного порошка, пластификаторов и вспомогательных добавок. Изготавливаются на основе хлоркаучука и полимеров. Предназначаются для труднодоступных участков.

Для магнитопорошкового метода контроля используются порошки естественного (чёрного либо красно-коричневого) цвета, а также окрашенные в более контрастные тона – жёлтый, красный, белый и пр. Отдельная категория – люминесцирующие материалы для получения более чётких и ярких индикаторных рисунков.

Порошок не должен неприятно пахнуть, а химический состав не должен быть токсичным. Выявляющую способность периодически проверяют при помощи профильных СИ и контрольных образцов с искусственными или естественными дефектами (трещинами, пропилами, отверстиями).

Что касается аппаратуры, то для магнитопорошкового контроля предусмотрены следующие виды оборудования:

  • дефектоскопы. Бывают стационарные и переносные, универсальные и специализированные (к примеру, галтелей малого радиуса). В отдельную группу можно выделить автоматизированные системы МПД на производствах, где собственно дефектоскоп – лишь один из модулей, а поиск и распознавание дефектов осуществляет специальная система;
  • намагничивающие устройства (соленоиды, электромагниты, «ярмо»), постоянные магниты и размагничивающие устройства;
  • средства измерения магнитных полей напряжённости и индукции (магнитометры, ферритометры и гауссметры);
  • ультрафиолетовые светильники и приборы для проверки уровня освещённости;
  • контрольные образцы – для оценки качества порошков, концентратов, паст и суспензий, калибровки и настройки дефектоскопов (в первую очередь, МО-4);
  • магнитные индикаторные полоски;
  • ASTM-колбы для оценки концентрации взвешенных магнитных частиц в жидких растворах;
  • приспособления для осмотра индикаторных следов – лупы, микроскопы, зеркала и т.д.

Требования к дефектоскопам для магнитопорошкового контроля содержатся в ГОСТ Р 53700-2009. При выборе модели учитывают поддержку способов СОН и/или СПП, напряжение питания, минимальное и предельную величину намагничивающего тока, его вид, плавность регулировки и т.д.

В качестве альтернативы дефектоскопам используются более компактные портативные электромагниты и соленоиды. Дополнительно к ним рекомендовано применять блок регулирования тока.

Обучение и аттестация специалистов магнитопорошкового контроля

Программы подготовки включают в себя теоретические и практические занятия по металловедению, видам и способам намагничивания, технологическим процедурам МПД, изучению материалов и средств проведения дефектоскопии. Для дефектоскопии на объектах, подведомственных Ростехнадзору, требуется аттестация персонала на I, II и III уровня в соответствии с СДАНК-02-2021 или СНК ОПО РОНКТД-02-2021 (в зависимости от того, в какой Системе НК нужно подтвердить компетенцию, чтобы зайти на объект заказчика).

Читайте также:  LG GA B489 YEQZ User Manual ru

Источник

ГОСТ 21105-87* Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод

Магнитно-порошковый метод –

один из самых надежных и востребованных «инструментов» магнитного контроля. Это эффективный способ проверки продукции из ферромагнетиков, активно использующийся:

  • В химическом машиностроении
  • Во всех разновидностях наземного, воздушного, водного и железнодорожного транспорта
  • Нефтегазовом комплексе
  • В самолетостроении
  • В проверке магистральных трубопроводов
  • Крупногабаритных и подводных объектов

Популярность магнитопорошкового метода контроля объясняется простотой выполнения, высокой сенсетивностью и очевидностью результатов. Соблюдение алгоритма и правильное выполнение технологии позволяют выявлять микротрещины, усталости, непровары сварных соединений и прочие изъяны на самой ранней стадии недоступной для визуального осмотра

Материалы для магнитопорошковой дефектоскопии производства ЭЛИТЕСТ® Россия

Производство дефектоскопических материалов для магнитопорошкового контроля. Магнитный порошок, готовая магнитная суспензия и основа для её приготовления, грунтовочная краска — расходные материалы для магнитопорошковой дефектоскопии, выпускаемые в России под торговой маркой ЭЛИТЕСТ® можно приобрести у наших дилеров.

Индикаторные материалы для МПД

Чёрные и люминесцентные магнитные суспензии, концентраты

Суспензия «Элитест ЧС2»

Суспензия «Элитест ЛС4»

Средства для обработки контролируемой поверхности

Краска грунт. «Элитест БК5»

Очиститель «Элитест Р10»

Полученные результаты

Участок контроля МПД соответствует требованиям завода изготовителя и чувствительности контроля по ГОСТ Р 56512-2015.

Производительность контроля на участке МПД, шт. в смену
ролики кольца Ø 16…80 мм кольца Ø 80…180 мм кольца Ø 180…220 мм
до 1000 до 1000 до 200 до 100

Линия люминесцентной капиллярной дефектоскопии LPM 300 с пенетрационной системой ЛЮМ-33ОВ, очистителем на водной основе и сухим проявителем обеспечивают 1 класс чувствительности по ГОСТ 18442-80. Чувствительность может быть изменена заменой пенетрационной системы применяемых материалов.

Производительность контроля линии люминесцентной капиллярной дефектоскопии — до 500 деталей в смену при такте линии 30 минут.

Магнитопорошковый контроль (магнитный контроль, магнитопорошковая / магнитная дефектоскопия, МПД)

Магнитопорошковый неразрушающий контроль — один из способов обнаружения дефектов металла, залегающих непосредственно под поверхностью и выходящих на неё. Метод МПД основан на возникновении неоднородности магнитного поля в местах нарушений сплошности ферромагнитного материала (стали и сплавов на основе железа). На первом этапе проведения магнитопорошкового контроля в детали создают остаточное, либо приложенное магнитное поле. Затем поверхность контролируемого изделия обрабатывают специальными дефектоскопическими средствами, — магнитными порошками и суспензиями. Под действием электромагнитных сил частицы порошка или суспензии намагничиваются и сцепляются между собой в цепочки.

В качестве дефектоскопического материала может выступать магнитный порошок, с размером частиц от 1 микрона. Частицы порошка обладают ярко выраженными ферромагнитными свойствами и могут быть подкрашены активным пигментом — люминофором (люминесцентный магнитный порошок). Но чаще всего, в магнитопорошковом контроле используют готовую магнитную суспензию — взвесь магнитных частиц. В качестве основы для взвеси выбирают масло (например, Элитест МЛ1) или воду — в зависимости от условий контроля и типа оборудования. В результате действия магнитного поля над дефектами возникает искривление его направления. Магнитные частицы скапливаются в таких местах, образуя индикаторный рисунок, видимый при ультрафиолетовом освещении (люминесцентный контроль), либо при обычном освещении (в этом случае в качестве фона может использоваться грунтовочная краска).

Описанные явления составляют основу магнитопорошковой дефектоскопии.

Общая информация

Магнитопорошковая дефектоскопия сварных соединений (она же магнитно-порошковая дефектоскопия) — метод контроля качества, суть которого заключается в обнаружении магнитных полей вокруг дефекта с применением ферримагнитных веществ.

Если у детали есть какой-либо дефект, то над ним обязательно образуется магнитное поле, которое будет искажаться. Деталь изначально намагничена и магнитные линии просто огибают дефекты, встречающиеся на пути. В результате происходит искажение магнитного поля. К тому же, по краям заготовки могут образовываться магнитные полюсы, которые в свою очередь создают локальные магнитный поля. На рисунке ниже схематично изображено магнитное поле.

Вся информация об изменении магнитного поля фиксируется с помощью дефектоскопа. Чем дефект больше, тем больше рассеивание, а значит и вероятность обнаружения дефекта. А если магнитные линии располагаются под прямым углом относительно дефекта, то вероятность его обнаружения повышается.

Магнитопорошковая дефектоскопия

Обзор магнитного метода контроля на примере его применения в авиастроении.

Кроме диагностики отдельных элементов на стадиях производства и обслуживания, магнитопорошковый метод даёт возможность контролировать детали и узлы непосредственно в конструкции. Простота и эффективность метода обеспечили его широкое применение на авиаремонтных предприятиях и строевых частях военно-воздушных сил Российской Федерации.

Применение методов магнитопорошкового неразрушающего контроля (магнитопорошковой дефектоскопии) на авиаремонтных предприятиях во время технического обслуживания самолётов

В стальных деталях и узлах авиационной техники могут возникать трещины усталости, шлифовочные трещины, термические, волосовины и другие дефекты. При визуальном наблюдении эти дефекты не выявляются даже с помощью лупы. Магнитопорошковый метод позволяет эффективно обнаруживать невидимые глазу дефекты.

Для решения ряда задач магнитопорошковый контроль обладает преимуществами, выделяющими его среди других методов неразрушающего контроля. Так же как и капиллярный контроль, магнитная дефектоскопия позволяет выявлять поверхностные дефекты материалов, но чувствительность контроля при этом, будет значительно выше. При капиллярном контроле дефекты, расположенные близко к поверхности не выявляются. Для магнитопорошковой дефектоскопии подобного ограничения нет.

На чём основано обнаружение опасных трещин?

Метод основан на выявлении ферромагнитными частицами, взвешенными в жидкости или в воздухе магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектами в стальных деталях. При контроле деталь намагничивают с применением специального оборудования — магнитных дефектоскопов. На крупных производствах, такие устройства представляют собой полуавтоматические линии для магнитопорошкового контроля, работающие по конвейерному принципу.

Физические основы метода магнитопорошкового неразрушающего контроля

При намагничивании объекта контроля возникает магнитное поле. Магнитный поток выходит из детали наружу только в местах трещин, образуя поле рассеяния. При этом, на краях трещин возникают магнитные полюсы. При намагничивании постоянным (выпрямленным) магнитным полем магнитный поток в детали и поле рассеяния остаются.

Ферромагнитные частицы, попадая в магнитное поле намагничиваются и под действием магнитных сил соединяются между собой в цепочки. На частицы также действуют силы:

  • затягивающая;
  • сила земного тяготения;
  • сила выталкивающего действия жидкости;
  • сила трения;
  • электростатического отталкивания.

Под действием результирующей силы, частицы притягиваются к трещине и накапливаются над ней. Опустим деталь в суспензию и посмотрим на процесс осаждения порошка над трещиной:

Частицы соединённые в цепочки над трещиной образуют валик из магнитного порошка, по которому определяют наличие дефекта.

Подготовка деталей к контролю

Перед началом контроля с поверхности изделия удаляются продукты коррозии, окалины, масляные и прочие загрязнения. Краска уменьшает чувствительность метода, поэтому при подготовке деталей к контролю её удаляют. При толщине слоя краски более 0,1 мм поле рассеяния практически замыкается в слое краски и дефекты не выявляются.

Если в качестве дефектоскопического индикатора предполагается использовать чёрную магнитную суспензию, то для обеспечения необходимого контраста при наблюдении результатов, на контролируемую поверхность наносится белая грунтовочная краска.

Способы намагничивания

Ключевыми факторами для выбора условий намагничивания являются: размер и форма объекта, ориентация и характер ожидаемых дефектов, наличие лакокрасочных покрытий и магнитные свойства изделия, подлежащего магнитопорошковому контролю. При этом следует учитывать, что намагничивающее поле, расположенное перпендикулярно направлению предполагаемых дефектов является наилучшим условием для их выявления.

При магнитопорошковом контроле применяют следующие виды и способы намагничивания (О — объект контроля; Ф — магнитный поток; I — электрический ток):

Циркулярное намагничивание

Тороидная обмотка

Кольцеобразные детали намагничивают пропусканием тока по тороидной обмотке. При этом обнаруживаются радиальные дефекты на торцовых, и продольные на внутренней и внешней поверхностях.

Пропускание тока по детали

Намагничивание деталей пропусканием по ним тока эффективно для обнаружения дефектов, расположенных на внешней поверхности. Такое намагничивание позволяет выявлять волосовины, продольные трещины и другие дефекты.

Намагничивание пропусканием тока по участку детали эффективно при контроле сварных соединений. При этом обнаруживаются трещины, распространяющиеся вдоль линий, соединяющих точки установки электроконтактов. Циркулярное намагничивание несъёмных деталей, проводят с применением кабеля и передвижного дефектоскопа — мощной понижающей силовой установки, способной генерировать токи до 10000 Ампер. В этом случае выявляются трещины на деталях непосредственно в конструкции летательного аппарата.

Пропускание тока по стержню

Намагничивание по стержню эффективно для обнаружения дефектов, расположенных на внешней поверхности.

Продольное (полюсное намагничивание)

Для полюсного намагничивания применяют передвижные, приставные, стационарные и переносные соленоиды. А также электромагниты. При полюсном намагничивании имеются некоторые особенности при осаждении порошка. Ограничимся рассмотрением поля только в межполюсном пространстве электромагнита.

Читайте также:  Как красиво лепить манты 9 легких способов

Магнитные силовые линии проходят вдоль детали. В этом случае над трещиной поле рассеяния состоит из двух областей.

Области 1, в которой плотность силовых линий увеличивается и области 2 в которой плотность силовых линий уменьшается по мере приближения к поверхности детали. При уменьшении тока магнитные силовые линии деформируются, полярность краёв трещины изменяется. Область 2 располагается теперь по другую сторону трещины.

Частицы в области 1 накапливаются а из области 2 они вытягиваются и осаждаются либо над трещиной, либо на участках вне области 2. В области 2 образуется зона не осаждения А. Эти зоны наиболее заметны при опылении деталей магнитным порошком в камере (способ опыления воздушной взвесью). В этом случае у трещин видны чёткие границы зон не осаждения.

Источник



РД 34.17.102-88 Инструкция по применению портативных намагничивающих устройств при проведении магнитопорошковой дефектоскопии деталей энергооборудования без зачистки поверхности

МИНИСТЕРСТВО ЭНЕРГЕТИКИ
И ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ СССР

Главное научно-техническое
управление энергетики и электрификации

РУКОВОДЯЩИЙ ДОКУМЕНТ

ИНСТРУКЦИЯ
ПО ПРИМЕНЕНИЮ ПОРТАТИВНЫХ
НАМАГНИЧИВАЮЩИХ УСТРОЙСТВ
ПРИ ПРОВЕДЕНИИ МАГНИТОПОРОШКОВОЙ
ДЕФЕКТОСКОПИИ ДЕТАЛЕЙ ЭНЕРГООБОРУДОВАНИЯ
БЕЗ ЗАЧИСТКИ ПОВЕРХНОСТИ

РД 34.17.102-88

РАЗРАБОТАНО Уральским филиалом ВТИ им. Ф.Э. Дзержинского (УралВТИ);

Всесоюзным дважды ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским теплотехническим институтом им. Ф.Э. Дзержинского (ВТИ им. Ф.Э. Дзержинского)

ИСПОЛНИТЕЛИ Л.В. Коржова (УралВТИ); В.С. Гребенник (ВТИ им. Ф.Э. Дзержинского)

УТВЕРЖДЕНО Главным научно-техническим Управлением по эксплуатации энергосистем Минэнерго СССР 27.09.88

Начальник В.И. Горин

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: энергетика, тепловые электростанции, магнитопорошковая дефектоскопия, портативные устройства

РД 34.17.102-88

Срок действия с 01.07.90

до 01.07.2000

Настоящая Инструкция устанавливает порядок проведения магнитопорошковой дефектоскопии (МПД) ответственных деталей энергооборудования из сталей перлитного и мартенситно-ферритного классов при входном контроле, ремонте и эксплуатации на тепловых электростанциях, с применением в качестве намагничивающих устройств портативных электромагнитов и постоянных магнитов, обеспечивающих полюсное локальное намагничивание.

Инструкция распространяется на корпуса сосудов высокого давления и их сварные соединения, корпуса турбин и литой фасонной арматуры, тройники и их сварные соединения, гибы и сварные соединения трубопроводов, лопатки и диски роторов паровых турбин.

Инструкция не распространяется на устройства для циркулярного намагничивания.

Объемы, периодичность и требования к качеству металла и сварных соединений регламентированы «Инструкцией по наблюдению и контролю за металлом котлов, турбин и трубопроводов» И 34-70-010-82.

Инструкция согласуется с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов» (М., Госгортехнадзор СССР, 1973) и с ГОСТ 21105-87 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод».

Настоящая инструкция отменяет «Инструкцию по применению портативных намагничивающих устройств при проведении магнитопорошковой дефектоскопии деталей энергооборудования без зачистки поверхности» (М., СПО «Союзтехэнерго», 1978).

1. ТРЕБОВАНИЯ К ПОДГОТОВКЕ К КОНТРОЛЮ

1.1 . При подготовке объекта к контролю следует провести тщательный визуальный осмотр с целью оценки состояния контролируемой поверхности, а также обнаружения трещин, подрезов, забоин, коррозионных язвин или следов эрозионного износа.

Если поверхность детали не имеет нарушений сплошности и ее шероховатость не превышает R А £ 10 мкм, или если поверхность покрыта тонким слоем окалины, которая прочно сцеплена с металлом, то такую поверхность достаточно протереть ветошью и при необходимости обезжирить.

Если в слое окалины имеются отслоения или шероховатость поверхности детали превышает R А > 10 мкм, то вместо зачистки абразивными кругами (механическая зачистка) целесообразно наносить грунтующее покрытие быстросохнущими красками и лаками, алюминиевой пудрой со связующими добавками или растворами на основе жидкого стекла.

Покрытие наносится кистью в один-два слоя или распылением. Цвет покрытия должен составлять резкий контраст с черным порошком, тогда не будет затруднен осмотр детали на наличие индикаторных валиков магнитного порошка.

Толщина грунтующего покрытия не должна превышать 20 — 30 мкм (это соответствует примерно двум-трем слоям краски при нанесении ее кистью), так как с увеличением толщины покрытия чувствительность метода снижается.

После нанесения грунтующего покрытия изделие должно высохнуть. Допускается при входном контроле проводить МПД по заводскому покрытию.

1.2 . Параметры контроля, применяемые дефектоскопические материалы и аппаратура, квалификация дефектоскопистов, виды намагничивания, уровни чувствительности, техника безопасности должны соответствовать ГОСТ 21105-87 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод».

1.3 . Проверку работоспособности намагничивающих устройств (дефектоскопов) и качества дефектоскопических материалов осуществляют при помощи стандартных образцов предприятий, которые могут быть либо специально изготовлены или подобраны из числа забракованных деталей с дефектами, размеры которых соответствуют принятому уровню чувствительности. Режим контроля считается стабильным, если количество и длина обнаруживаемых трещин остаются постоянными при многократных проверках.

1.4 . Освещенность контролируемой поверхности должна быть не менее 1000 лк. При использовании люминесцентных порошков осмотр проводят при ультрафиолетовом облучении источником с длиной волны 315 — 400 мкм. При этом УФ — облученность поверхности должна быть не менее 2000 лкВт/см 2 (200 отн. ед. по ГОСТ 18442-80 ).

2. ТРЕБОВАНИЯ К АППАРАТУРЕ

2.1 . В качестве намагничивающих устройств следует применять электромагниты, которые запитываются переменным, выпрямленным или импульсным током, а также постоянные магниты.

2.2 . При локальном намагничивании изделий толщиной более 20 мм, а также в тех случаях, когда требуется обнаружить коррозионные или усталостные трещины, возникшие в процессе эксплуатации, следует применять электромагниты переменного тока промышленной частоты. Основные параметры таких электромагнитов приведены в таблице.

площадь полюсов, мм 2

расстояние между полюсами, мм

диаметр провода, мм

Две катушки соединены параллельно

2.3 . Электромагниты изготавливаются силами предприятий. Магнитопровод набирают из пластин электротехнического железа толщиной 0,2 — 0,5 мм. Размеры магнитопровода и параметры катушек должны обеспечивать уровень чувствительности Б и В по ГОСТ 21105-87 .

Электромагнит запитывается от сети напряжением 12 В.

К электромагниту необходимо иметь набор полюсных наконечников различной формы для обеспечения надежного контакта при локальном намагничивании детали или узла в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Подбор формы полюсного наконечника производят в соответствии с кривизной конкретной контролируемой детали. Наконечники изготавливаются из стали 3 или армко-железа и закрепляются болтом на полюсе электромагнита. В ряде случаев могут с успехом применяться шарнирные наконечники.

Намагничивание электромагнитом переменного тока имеет ряд преимуществ: отпадает необходимость в преобразовании тока, практически не создается остаточной намагниченности и этот же электромагнит может быть использован в качестве демагнетизатора.

2.4 . Намагничивание постоянным магнитом (особенно одним полюсом) удобно использовать при контроле в труднодоступных местах.

Следует иметь в виду, что при намагничивании постоянным полем остаточная индукция может быть достаточно высокой, при этом возникает магнитная локальная неоднородность, которая недопустима. Поэтому после проведения МПД при намагничивании постоянным полем деталь или изделие (зона контроля) должны быть размагничены.

3. ТРЕБОВАНИЕ К ДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКИМ МАТЕРИАЛАМ

3.1 . Для МПД используют в качестве материалов порошки, суспензию и магнитогуммированные пасты. Магнитные порошки могут быть черными, цветными и люминесцентными. Чаще всего применяют черный порошок, изготавливаемый по ТУ 6-14-1009-79. Размер частиц основной массы не превышает 30 мкм.

3.2 . Магнитная суспензия должна содержать магнитный порошок концентрации (25 ± 5) г/дм 3 , а люминесцентный — (4 ± 1) г/дм 3 . Вязкость дисперсионной среды суспензии не должна превышать 36 × 10 -6 м 2 /с при температуре контроля. Магнитная суспензия не должна вызывать коррозию контролируемой поверхности.

3.3 . Рекомендуется использовать водную магнитную суспензию следующего состава:

магнитный порошок черный ТУ 6-14-1009-79 25 ± 5 г

калий двухромовокислый, ГОСТ 4220-75 5 ± 1 г

сода кальцинированная техническая, ГОСТ 5100-85 10 ± 1 г

вещество вспомогательное ОП-7 или ОП-10, ГОСТ 8433-81 5 г

Допускается применение двух составов магнитных суспензий, если они соответствуют требованиям пп. 1.2 и 3.2.

3.4 . Магнитогуммированная паста представляет собой смесь магнитного порошка и затвердевающих органических полимерных веществ.

4. ПРОВЕДЕНИЕ КОНТРОЛЯ

4.1 . Вид и способ намагничивания выбирают в зависимости от размеров формы и материала изделия (детали), а также от характера и ориентации дефектов, подлежащих выявлению. При этом наилучшее условие выявления дефекта — перпендикулярное направление намагничивающего поля по отношению к направлению ожидаемых дефектов.

4.2 . Контроль осуществляют только в приложенном поле, т.е. нанесение порошка или суспензии осуществляется одновременно с намагничиванием. При этом индикаторный рисунок дефекта образуется в процессе намагничивания.

Намагничивание прекращают после стекания с контролируемой поверхности основной массы суспензии.

4.3 . Рекомендуемые устройства позволяют осуществлять локальное намагничивание участка детали в пределах размеров межполюсного расстояния электромагнита. Поэтому, установив электромагнит на контролируемую деталь, включают намагничивающий ток и перемещают по контролируемой поверхности, причем каждый участок намагничивают в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Намагничивание в одном направлении допускается только в том случае, когда ориентация дефектов точно установлена, например места радиусных переходов в литых фасонных деталях.

4.4 . Магнитную суспензию наносят на контролируемую поверхность путем полива. При этом емкость, в которой она находится, необходимо встряхивать, не давая порошку оседать на дно.

Читайте также:  Magix Music Maker программа для начинающих и не только

Сухой магнитный порошок наносят с помощью различных распылителей. Способ воздушной взвеси применяют для обнаружения подповерхностных дефектов.

Магнитогуммированную пасту приготовляют непосредственно перед применением и наносят на контролируемую поверхность в жидком виде. Способ применяют при контроле внутренних стенок полостей диаметром менее 20 мм при отношении глубины к диаметру 1 ´ 10.

4.5 . Осмотр контролируемой поверхности осуществляется в процессе контроля и после полива суспензией при окончании намагничивания. Регистрацию индикаторных рисунков выявленных дефектов проводят визуально.

4.6 . Разбраковку деталей производят по наличию валиков частиц магнитного порошка, соответствующих наличию дефектов. Протяженность валика может служить приблизительной мерой длины поверхностной трещины.

Следует учитывать, что дефекты округлой формы выявляются несколько хуже, чем трещины. Неровности поверхности, а также структурная неоднородность могут давать ложные следы. Поэтому в сомнительных случаях удаляют скопление порошка и контроль повторяют. Ложные следы, как правило, не воспроизводятся.

4.7 . При необходимости дефектное место фотографируется или с него снимается дефектограмма. Наиболее простой способ получения дефектограммы — использование бытовой прозрачной липкой ленты. На подсохнувшую поверхность осторожно наносят липкую ленту, плотно прижимают ее к поверхности, затем снимают ленту с прилипшим к ней магнитным порошком и наклеивают на бумагу. Для получения качественной дефектограммы эту операцию следует проводить очень осторожно после высыхания места скопления порошка.

4.8 . Годные изделия в случае необходимости должны быть размагничены.

Размагничивание осуществляют специальными демагнетизаторами, или путем пропускания переменного тока убывающей амплитуды.

Можно использовать электромагниты переменного тока. Для этого включенный электромагнит устанавливают на участок изделия и плавно снижают амплитуду до 0, используя, например ЛАТР или специальное устройство. Эту операцию проводят по всей контролируемой поверхности.

5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

5.1 . Общие требования безопасности к проведению МПД — по ГОСТ 12.3.002-75 .

5.2 . К проведению МПД допускаются дефектоскописты, прошедшие аттестацию в установленном порядке, а также обучение и инструктаж по ГОСТ 12.0.004 -79.

5.3 . Требования электробезопасности — по ГОСТ 12.2.007.0-75 , ГОСТ 12.1.019-79 , «Правилам устройства электроустановок потребителей», «Правилам технической эксплуатации электроустановок и правилам техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей», утвержденным Госэнергонадзором.

5.4 . Индивидуальные средства защиты должны соответствовать ГОСТ 12.4.068-79 .

5.5 . Требования к защите от вредного воздействия постоянных магнитных полей должны соответствовать «Предельно допустимым уровням воздействия постоянных магнитных полей при работе с магнитными устройствами и магнитными материалами» № 1742-77, утвержденным Минздравом СССР.

5.6 . Требования к защите от ультрафиолетового излучения должны соответствовать «Гигиеническим требованиям к конструированию и эксплуатации установок с искусственными источниками УФ-излучения для люминесцентного контроля качества промышленных изделий» № 1854, утвержденным Минздравом СССР.

5.7 . Отходы производства в виде дефектоскопических материалов подлежат утилизации, регенерации, удалению в установленные сборники или уничтожению.

Источник

Неразрушающий контроль качества сварочных соединений с помощью магнитной дефектоскопии, технология выполнения основных магнитных методов

Контроль качества сварочных швов с помощью магнитной дефектоскопии применяется для обнаружения скрытых неглубоких трещин или включений инородного происхождения для изделий с ферромагнитным составом.

Магнитная дефектоскопия: характеристика и применение

Принцип работы данного метода заключается в том, что при намагничивании ферромагнитного металла и сплавов в областях с нарушенной внутренней целостностью появляется зона рассеяния, а на краях дефектов образуются полюса. Происходит фиксация зоны магнитного рассеяния на внешней части детали точно на поверхности той зоны, где внутри образовался дефект. Силовые линии магнитов огибают зону расположения брака и таким образом как бы очерчивают конкретное дефектное место.

Изъяны, что располагаются на глубине до 2 мм, вытесняют силовые импульсы магнитов над поверхностью детали, создавая локальное поле магнитного рассеяния. Это происходит благодаря тому, что:

Существуют дефекты, которые могут вызвать возмущения в распределении линий магнитного потока, не образуя при этом локального рассеяния. Поэтому чем большее препятствие создает сварочный дефект, тем сильнее он вызывает магнитное возмущение. Если место расположения дефекта параллельно направлению электромагнитных силовых линий, то полученное возмущение магнитного потока будет небольшим. Но если тот же самый изъян будет находиться перпендикулярно или под наклоном по отношению к направлению магнитных линий потока, то степень рассеяния потока будет обширной.

С помощью магнитной дефектоскопии есть возможность обнаружения внутренних микротрещин с размером до 0,001 мм ширины.

Виды намагничивания (направления):

  1. Циркуляционный (для обнаружения продольных трещин).
  2. Продольный (для поиска поперечных трещин).
  3. Комбинированный.

Преимущества данного способа контроля:

  • высокая чувствительность и точность обнаружения мест локализации дефектов;
  • быстрая скорость контрольного процесса;
  • доступное оборудование.

Использование магнитного метода контроля сварочных работ возможно только для магнитных металлов.

Виды магнитного неразрушающего контроля и их технологии выполнения

Ключевая причина использования различных методов магнитного контроля – целостность проверяемых изделий. Для контроля качества сварочных соединений используют магнитопорошковый и магнитографический методы, реже применяется метод с помощью индукции.

Магнитопорошковая дефектоскопия

Контроль качества дефектов посредством магнитопорошкового метода базируется на обнаружении локальной зоны магнитного потока рассеяния над поверхностью дефекта с помощью использования ферромагнитного порошка. Возможно использование порошка в сухом виде или в жидком, в составе водной или масляной магнитной суспензии. На зону сварочного соединения наносят порошок с магнитными частицами. Далее на эти частицы порошка начинает воздействовать нелинейная сила поля (пондеромоторная), что стремится притянуть ферромагнитные частицы в область наивысшей сосредоточенности магнитных силовых линий. Вследствие этого железосодержащие частицы образуют своеобразный рисунок на поверхности внутреннего дефекта. Этот контроль можно провести только на гладких, ровных и чистых поверхностях металлов.

Варианты использования ферромагнитного порошка:

  1. На зону сварочного шва наносят ферромагнитный состав специальным распылителем.
  2. Свариваемую деталь полностью опускают в емкость с порошком.

Оба варианта допустимы как для сухого, так и для жидкого видов порошка. Данной техникой могут быть проверены сварочные швы с ферромагнитным составом, имеющие относительную магнитную проницаемость.

Сварочные дефекты, которые поддаются обнаружению магнитопорошковым способом:

  • поверхностные, с шириной от 0,002 мм и глубиной от 0,01 мм и больше;
  • подповерхностные, расположенные до 2 мм глубины;
  • внутренние, глубина более 2 мм (для расслоений или трещин с большим размером);
  • брак под немагнитным покрытием с учетом того, что толщина покрытия составляет не больше 0,25 мм.

Неразрушающий контроль качества сварочных соединений

  1. Намагничивающее устройство.
  2. Ферромагнитный порошок или магнитопорошковая суспензия.
  3. Распылитель.
  4. Дефектоскоп.
  5. Тестовые образцы с браком.
  6. Размагничивающая установка.

Примерная стоимость магнитного дефектоскопа на Яндекс.маркет

Следует отметить, что для поиска подповерхностных дефектов использование порошка в сухом виде позволяет достигнуть лучших результатов по сравнению с «мокрым» видом. Это обусловлено его более высокой степенью чувствительности. Для оценки чувствительности самого порошка используются контрольные образцы деталей с разной степенью дефектов.

Магнитографический метод поиска брака

Магнитографический метод для осуществления контроля сварочных работ базируется на поиске магнитного поля рассеяния, что возникает в зоне дефекта при намагничивании детали. Из-за образовавшихся трещин или раковин место рассеяния остается зафиксированным, как отпечаток магнитных возмущений на эластичной ленте дефектоскопа. Дефектоскоп обязательно должен плотно прилегать к сварочному соединению. На магнитной ленте частицы ферромагнитного порошка остаются неподвижными, таким образом обозначая зону локализации взаимодействия магнитного характера с дефектным полем.

Магнитографический метод используется для контроля сварочных швов с толщиной до 12 мм. Данным методом возможно обнаружить так называемые макротрещины, газовую пористость, включения из шлака, сварочные непровары.

Последовательность действий контроля:

Настройка дефектоскопов осуществляется по эталонным лентам, зафиксированным на тестовых образцах сварных швов. Место локализации дефекта и его внутренняя глубина определяются на экране-индикаторе. Форма полученного рисунка будет соответствовать области локализации дефекта, глубина расположения трещины отображается насыщенностью почернения на экране.

Магнитографическим методом лучше всего обнаруживаются дефекты плоскостного типа, такие, как трещины, несплавления металлов, сварочные непровары с максимальной глубиной залегания до 20-25 мм.

  • намагничивающее устройство;
  • дефектоскопы для работы с ферромагнитной лентой;
  • переносная станция питания;
  • магнитная лента на триацетатной или лавсановой основе;
  • контрольные образцы сварочных швов;
  • размагничивающая техника.

Индукционный метод

Технология индукционного метода обнаружения изъянов основывается на физическом законе электромагнитной индукции. Принцип работы данной технологии – формирование электродвижущей силы с использованием индукционных катушек. Для того чтобы зафиксировать сигнал, катушку соединяют с регистрирующим аппаратом (например, с гальванометром или сигнальной лампой).

Процесс поиска дефектов представляет собой перемещение контролируемой детали относительно индукционной катушки. Это осуществляется либо физическим перемещением сварного объекта, либо передвижением индукционного дефектометра. Зона с образовавшимся дефектом вызывает электродвижущую силу индукции из-за изменения магнитных линий.

Индукционная технология подходит для выявления внутренних видов брака, но при этом имеет достаточно низкую способность для обнаружения поверхностных дефектов. Поэтому данный метод следует дополнять другими доступными способами контроля.

  • индукционный дефектоскоп;
  • гальванометр;
  • толщиномер покрытий.

Источник