Файл: Руководство по разработке технологической карты по магнитопорошковому контролю, приведены тесты для подготовки к сдаче экзаменов по магнитному контролю.pdf

где
H – максимальное значение напряженности поля, которое требуется создать в образце, А/м;
I – максимальный ток, не вызывающий нагревания обмотки и, как следствие, нагревания образца.
Кольцевые образцы размагничивают перед экспериментами посредством перемагничивания их в переменном поле с амплитудой, равномерно убывающей от определенного максимального значения. Максимальная амплитуда размагничивающего поля должна превышать коэрцитивную силу материала образца не менее чем в 50 раз для сплавов по ГОСТ 10160–75 и не менее чем в 10 раз для остальных материалов. Конечная амплитуда, при которой разрывается цепь размагничивающего тока, должна быть не более 0,1 А/м для сплавов по ГОСТ 10160–75 и не более 0,005
c
H
для остальных материалов.
Основную кривую намагничивания определяют начиная с наименьшего требуемого значения напряженности поля, постепенно переходя к большим значениям. Не допускается возврат от больших значений к меньшим.
Приборы и оборудование
1. Микровольтампервеберметр с дополнительным пультом управления.
2. Кольцевой образец из стали.
3. Обмоточный медный провод диаметром 0,5 мм длиной 7 м и диамет- ром 0,2 мм длиной 1,5 м.
4. Изоляционная лента или лакоткань.
5. Штангенциркуль.
6. Кусачки.
7. Шкурка для зачистки проводов.
8. Челнок.
Порядок выполнения работы
1. Подготовка образцов.
Подготовку образцов произвести следующим образом:
– измерить параметры исследуемого размагниченного кольцевого образца:
h – толщину образца;
н
D
– наружный диаметр;
в
D
– внутренний диаметр;
– нанести на поверхность кольцевого образца слой изоляции. Повторить замеры параметров согласно предыдущему пункту;
– нанести на изолированный образец два витка (
2
W
= 2) изолированного медного провода диаметром
d = 0,2 мм. Отводимые от образца провода свить, концы проводов зачистить;
– определить требуемое число витков намагничивающей обмотки
2
W
по формуле (9.1) для случая
H = 50 А/см, I = 6 А;
266

– витки измерительной обмотки, нанесенные на образец, покрыть изолентой. Нанести равномерно по всей поверхности кольцевого образца намагничивающую обмотку. Отводимые от образца провода свить, концы проводов очистить от лака.
2. Выполнение измерений.
Измерения провести в следующем порядке:
– собрать установку для измерения статических магнитных характеристик материалов (см. принципиальную электрическую схему на пульте управления);
– подключить измерительную обмотку к соответствующим клеммам микровольтампервеберметра типа Ф18. Перевести переключатель прибора на предел измерения магнитного потока. Проверить установку нуля прибора, для этого перевести соответствующий тумблер в положение «нуль». В случае, если стрелка прибора начнет «сползать», включить тумблер «сухой элемент» и с помощью реостатов «грубо» и «точно» остановить стрелку.
Замечание. Если контактные концы измерительной катушки плохо зачищены или имеется обрыв провода, то стрелка прибора будет занимать крайнее положение;
– при включенном тумблере
2
S произвести 10...12 коммутационных переключений тока, включить тумблер
3
S , тумблер на панели прибора перевести в положение «измерение». Переключателем
2
S
изменить направление протекания тока и произвести отсчет по шкале прибора (стрелка прибора должна отклоняться вправо);
– увеличить ток в намагничивающей катушке на 0,5 А, повто- рить измерения.
Замечание. Для расчетов необходимо использовать величину намагни- чивающего тока по показаниям амперметра в момент измерения магнитного потока;
– определить напряженность поля, создаваемого намагничивающей катушкой, по формуле
1 1
2
ср
W I
H
R


, (9.2) где
1
W – число витков первичной (намагничивающей) катушки; I – ток в намагничивающей катушке, А;
ср
R
– средний радиус кольцевого образца,
4
н
в
ср
D
D
R


;
– определить величину индукции в образце при соответствующих значениях тока по формуле
267

2 2
B
W S


, (9.3) где

– показания прибора;
2
W
–
число витков измерительной катушки;
S – сечение, охватываемое витком измерительной катушки;
– построить основную кривую намагничивания вещества.

В зависимости от формы и размеров деталей размагничивание может осуществляться следующими способами:
– путем перемещения детали через соленоид, питаемый переменным током и удаления ее на расстояние, на котором поле соленоида ничтожно мало, обычно на расстояние, равное 3...5 диаметрам (или диагоналям) соленоида;
– уменьшая до нуля переменный ток в катушке соленоида с помещенной в него деталью (длина соленоида должна быть при этом больше длины детали);
– удаляя детали из электромагнита, питаемого переменным током;
– уменьшая до нуля переменный ток в электромагните, в межполюсном пространстве которого находится размагничиваемая деталь или ее участок;
– пропуская по детали либо по стержню, вставленному в полость детали, переменный ток, амплитуда которого изменяется от максимального значения до нуля;
– путем продольного намагничивания детали постоянным магнитным полем соленоида или электромагнита до насыщения и перемагничивания ее постоянным полем противоположного направления, величина которого подобрана соответствующим образом.
Качественное размагничивание обеспечивается в том случае, если начальная напряженность размагничивающего поля во всех точках объема детали, подлежащей размагничиванию, будет более пяти значений коэрцитивной силы материала. Процесс размагничивания должен включать не менее 40 пе- риодов размагничивающего поля, равномерно убывающих по амплитуде.
При размагничивании детали путем ее перемещения через соленоид, питаемый переменным током, максимально допустимая скорость продвижения детали через соленоид определяется следующей формулой: max max max
(1
)
H
c f
V
dH
dx








,
(9.4) где max
H
– максимальная напряженность магнитного поля соленоида в зоне прохождения размагничиваемых деталей;
f – частота размагничивающего тока;
с – коэффициент, определяющий максимальное допустимое уменьше- ние амплитуды напряженности магнитного поля между последующим
2
H
и предыдущим
1
H
периодами;
с =
2 1
H
H
; обычно достаточно, если
с = 0,95; max
dH
dx






– максимальное значение градиента магнитного поля в направлении, параллельном оси соленоида в зоне прохождения размагничивающих деталей.
269

Оценку качества размагничивания объекта производят путем определения показателя размагниченности
K, выполняя измерения при вертикальном или горизонтальном расположении объекта:
2 1
2 1
в
K C
  

  
,
(9.5) где
в
C
– поправочный коэффициент, если деталь в процессе измерений располагалась вертикально;
1

– отклонение стрелки измерителя напряженности поля при первом измерении, когда преобразователь располагается у конца детали;
2

– то же после поворота детали вместе с преобразователем на 180°
вокруг малой оси детали.
В большинстве случаев деталь считают размагниченной, если
K

3.
Приборы и оборудование
1. Измеритель напряженности магнитного поля ФП-1.
2. Ферромагнитная штанга.
3. Соленоид.
4. Источник питания В-24М.
5. Немагнитная прокладка.
Порядок выполнения работы
1. Выполнить задание (по указанию преподавателя). Измерить напря- женность поля на расстоянии ∆ от одного конца детали при ее вертикальном расположении. Произвести повторное измерение, повернув деталь вместе с преобразователем на 180°.
2. Определить показатель размагниченности ферромагнитной штанги.
3. Если
K

3, то произвести размагничивание штанги, предварительно определив максимально допустимую скорость перемещения детали в соленоиде.
4. Повторить исследования согласно п. 1 и 2.
Содержание отчета
1. Цель работы
2. Описание основных способов размагничивания.
3. Выполнение расчетного задания.
4. Описание методики исследований.
5. Оценка качества размагничивания объекта.
270

6. Расчет максимально допустимой скорости перемещения детали в соленоиде при ее размагничивании.
7. Выводы.
9.3. Лабораторная работа № 3. Исследование выявляемости
дефектов
в
изделиях
из
ферромагнитных
материалов
магнитопорошковым методом
Цель работы
: усвоить методику контроля ферромагнитных изделий магнитопорошковым методом; приобрести навыки контроля ферромагнитных изделий магнитопорошковым методом.
9.3.1. Основные теоретические положения
Магнитопорошковый метод основан на обнаружении магнитных полей рассеяния, обусловленных дефектами в намагниченном ферромагнитном объекте, с помощью ферромагнитных частиц. Магнитопорошковой дефек- тоскопии подвергаются исключительно ферромагнитные материалы: некоторые стали, никель, кобальт, гадолиний и ряд сплавов. Контроль методом магнитного порошка можно производить способом приложенного поля и способом остаточной намагниченности. Для обнаружения дефектов применяют сухой порошок, магнитную суспензию или быстро высыхающую магни- тогумированную пасту.
В качестве порошка могут быть использованы чистая, без примесей, окалина, обожженный крокус, магнетит, полученный химическим путем.
Суспензия обычно приготовляется из перечисленных порошков и трансфор- маторного масла. Для снижения вязкости в масло добавляют керосин.
Применяют также водные суспензии.
Пример состава водной магнитной суспензии.
Черный магнитный порошок ТУ 6-14–100974 – 20...25 г.
Эмульгатор ОП-7 – 30...40 г.
Натрий азотнокислый (ГОСТ 4168–79) – 10...20 г.
Вода водопроводная – 1 л.
При контроле частицы порошка перемещаются по поверхности детали и скапливаются в виде валиков над дефектами. Форма скопления порошка соответствует очертаниям выявляемых дефектов.
Чувствительность магнитопорошкового метода контроля зависит от размера частиц порошка, его магнитных свойств, напряженности приложенного
271

намагничивающего поля, формы и ориентации дефектов, состояния и формы поверхности контролируемого изделия.
Магнитопорошковым методом могут быть выявлены дефекты раскры- тием 0,001 мм и больше. Хорошо выявляются поверхностные дефекты, имеющие резкие очертания. Могут также выявляться сравнительно крупные дефекты на глубине до 6 мм. Наиболее четко выявляются дефекты, ориентированные перпендикулярно намагничивающему полю.
В практике магнитопорошкового контроля хорошо зарекомендовали себя дефектоскопы МД-50П, МД-М, 77 ПМД-ЗМ, ДПМ-2 и др.
Приборы и оборудование
1. Дефектоскоп магнитопорошковый МД-М, МД-50П.
2. Источник питания В-24.
3. Намагничивающее устройство.
4. Порошок магнитный черный ТУ 6-14-1009–74, порошок бурова- то-красный, магнитно-люминесцентный порошок, концентрат магнит- ного порошка.
5. Набор образцов: образцы со сварными швами, проходные резцы для деревообработки, диски, щит электродвигателя, Т-образные образцы, пру- жины растяжения.
Порядок выполнения работы
1. Изучить ГОСТ 21105–87; ознакомиться с заданием.
2. Определить max
r

материала контролируемого изделия. Сделать вывод относительно возможности разработки методики контроля согласно
ГОСТ 21105–87.
3. Выяснить условный уровень чувствительности.
4. Выбрать способ магнитопорошкового контроля.
5. Выбрать вид, способ и схему намагничивания.
6. Определить род тока.
7. Определить режим намагничивания.
8. Выбрать тип дефектоскопа.
9. Указать требуемую шероховатость поверхности объекта контроля.
10. Выбрать цвет магнитного порошка.
11. Выбрать дисперсионную среду.
12. Выбрать способ нанесения магнитного порошка, суспензии или магнитогумированной пасты.
13. Выбрать оборудование для осмотра деталей при контроле.
272

14. Указать типичные признаки дефектов по картине осаждения порошка.
15. Выбрать способ размагничивания объекта контроля.
16. Выбрать способ удаления порошка или суспензии.
17. Оценить качество размагничивания объекта контроля.
Содержание отчета
1. Цель работы.
2. Основные положения технологической инструкции по магнитопорош- ковому контролю конкретного объекта.
3. Результаты контроля конкретных объектов, фотографии индикаторных рисунков дефектов.
4. Выводы.
9.4. Лабораторная работа № 4. Магнитографический контроль
объектов с плоской поверхностью
Цель работы
:
приобрести навыки контроля ферромагнитных изделий магнитографическим методом.
9.4.1. Основные теоретические положения
Метод магнитографического контроля заключается в намагничивании контролируемого участка ферромагнитного изделия вместе с прижатым к его поверхности магнитоносителем (магнитной лентой), фиксации на нем возникающих в местах дефектов полей рассеяния и последующем воспроиз- ведении полученной записи. Магнитные поля рассеяния в местах дефектов возникают вследствие различной магнитной проницаемости металла изделия и дефекта. Таким образом, магнитографический метод контроля состоит из двух операций: намагничивания контролируемого объекта с записью полей дефектов на магнитную ленту и считывания записи с индикацией полученных сигналов на специальных дефектоскопах. Для намагничивания объектов контроля чаще всего применяют электромагниты с П-образным сечением, а контроль производят в приложенном магнитном поле. О наличии дефекта в изделии судят по характерному двуполярному сигналу на экране осциллографа дефектоскопа.
Чтобы определить, является ли дефект недопустимым, применяют эталон- ные магнитные ленты. Эталонные ленты получают при контроле испытательных образцов. Испытательные образцы представляют собой часть контролируемого изделия, сварной шов которого выполнен по той же технологии, что и шов проверяемого изделия. В отдельных местах в корне шва испытательный образец
273