Файл: Контроль качества продукции машиностроения учебное пособие..pdf

ноида (по длине) приблизительно в два раза больше чем по краям.

Для того чтобы в середине соленоида (по длине) иметь напряженность магнитного поля, равную Н, через обмотку не­ обходимо пропустить ток, сила которого рассчитывается по формуле

где D — средний диаметр соленоида, см; / — длина соленоида, см; п — число витков соленоида.

При намагничивании деталей при помощи обмотки гибким кабелем для выбора числа ампервитков можно ориентировоч­ но воспользоваться формулой

г50000

/• п = -----.

4d

Необходимо иметь в виду, что при использовании постоян­ ного тока напряженность магнитного поля будет тем больше, чем больше витков, а при использовании переменного тока количество витков следует ограничивать из-за действия индук­ тивности (число витков должно быть не более трех — пяти).

использовании флуоресцирующего магнитного порошка (маг­ нито-люминесцентный метод). В этом случае минимальная ши­ рина у поверхности выявляемого дефекта составляет 0,0005 мм, а протяженность в глубь изделия — 0,005 мм.

Магнитопорошковый метод применяется для выявления относительно больших подповерхностных дефектов, находя­ щихся на глубине до 1,5—2,0 мм (рис. 65). От глубины залега­ ния дефекта зависит ширина наслоения над ним ферромагнит­ ного порошка: чем глубже расположен дефект, тем шире поло­ са наслоения порошка. При глубине залегания дефекта более 3—4 мм выявить его практически невозможно (если дефект не очень велик), так как полоса наслоения порошка становится размытой и неясной.

При контроле изделий с помощью магнитопорошкового ме­ тода магнитные поля рассеяния, возникающие на поверхности

266

контролируемых изделий в местах нарушения сплошности, вы­ являют с помощью ферромагнитного порошка. Так как магнит­ ное поле рассеяния над местом нарушения сплошности мате­ риала изделия неоднородно, то на ферромагнитные частицы, попавшие в это поле, действует сила, стремящаяся переместить их в место наибольшей напряженности поля, т. е. в то место поверхности изделия, под которым находится нарушение сплошности материала. Над местом нарушения сплошности материала изделия происходит накопление ферромагнитных частиц. Площадь осевшего порошка будет значительно больше площади дефекта, поэтому магнитопорошковым методом могут быть выявлены очень незначительные по размеру дефекты.

I

=3

5:

счь

03

=3

а

-о

сэ

сз

Рис. 65. Зависимость глубины залегания де­ фекта от его ширины

Эффективность метода зависит от способности магнитных частиц перемещаться под воздействием магнитных полей рас­ сеяния. В процессе нанесения на деталь ферромагнитные ча­ стицы находятся во взвешенном состоянии в воздухе («сухой» метод) или в жидкостях — минеральное масло, керосин или вода, т. е. в виде суспензии («мокрый» метод).

«Сухой» метод дает лучшие результаты при выявлении под­ поверхностных дефектов. Он предпочтительнее также при конт­ роле изделий с большой шероховатостью поверхности, так как сухой порошок меньше задерживается поверхностными неров­ ностями.

267:

Для придания частицам сухого порошка большей подвиж­ ности его можно распылять в виде облака, при этом изделие иногда встряхивают.

Магнитопорошковый метод обладает следующими преиму­ ществами:

а б 8

Рис. 66. Выявляемость трещин методом магнитной суспензии:

а — открытой; б — скрытой под слоем хрома толщиной 0,02 мм; в — скрытой под слоем хрома толщиной 0,1 мм

применяется для контроля любого изделия, изготовленного из ферромагнитного материала;

выявляются с достаточной степенью надежности все нару­ шения сплошности материала изделия, расположенные на по­ верхности или поблизости от нее;

высокой чувствительностью; простотой методики контроля и высокой производитель­

ностью; возможностью контролировать детали, находящиеся в кон­

струкции; применим почти повсеместно при использовании порта­

тивного оборудования.

Магнитопорошковый метод допускает контроль деталей после оксидирования, окраски или нанесения гальванического покрытия (цинка, кадмия, хрома и др.) при условии, что тол­ щина немагнитного покрытия не превышает 50—80 мкм. Это объясняется тем, что при более толстых покрытиях над дефек­ том создается очень слабое поле рассеяния (рис. 66). При этом могут быть выявлены только грубые дефекты. Для выявления тонких дефектов под более толстыми немагнитными покрытия­ ми применяются специальные способы контроля, о которых бу­ дет сказано ниже.

Контроль деталей, подвергаемых фосфатированию и шоопированию, производится до нанесения на них покрытий. При этом методе контроля дефекты типа трещин выявляются более эффективно, чем относительно большие дефекты типа рисок.

268

Магнитопорошковым методом не рекомендуется контроли­ ровать сварные швы на ферромагнитных изделиях при исполь­ зовании электродов из аустенитной стали, так как ферромаг­ нитный порошок может осаждаться на границе аустенитного шва (мнимые дефекты).

К недостаткам магнитопорошкового метода можно отнести: применимость метода только к изделиям из ферромагнит­

ного материала; необходимость наличия специального оборудования;

невозможность выявления дефектов, расположенных на глубине более 1,5—2,0 мм от поверхности;

на вероятность обнаружения дефекта оказывает влияние значительное число факторов, в том числе очертания дефекта, его направление, ориентация и глубина залегания;

невозможность выявления дефектов под немагнитными по­ крытиями толщиной более 50—80 мкм при использовании маг­ нитной суспензии.

Эффективность применения магнитопорошкового метода контроля зависит от различных факторов, связанных с техни­ ческими данными используемого дефектоскопа, формой и раз­ мерами контролируемого изделия, составом магнитной суспен­ зии и т. д.

Технология магнитопорошкового метода. Магнитопорошко­ вый метод состоит из следующих основных технологических операций:

подготовка изделия к контролю; намагничивание изделия;

нанесение на поверхность изделия ферромагнитного порош­ ка (сухого или в виде суспензии);

исследование поверхности изделия и расшифровка резуль­ татов контроля;

размагничивание.

На чувствительность и надежность магнитопорошкового метода контроля влияет состояние поверхности контролируемо­ го изделия. Поверхность должна быть чистой и сухой.

Пыль, жир, масло, продукты коррозии, окалина должны быть удалены, иначе трудно, а иногда и невозможно, выявить дефекты. Помимо этого грязь, жир, масло, находящиеся на поверхности детали, загрязняют суспензию, а продукты корро­ зии и окалина препятствуют также получению хорошего элек­ трического контакта, если деталь намагничивается пропуска­ нием через нее тока, так как эти продукты являются изолято­ рами.

При применении е о д н о й суспензии необходимо особенно тщательное обезжиривание, а при использовании керосиновой или масляной суспензии — удаление влаги.

269

Лакокрасочное покрытие толщиной более 0,05—0,08 мм не­ обходимо удалить, так как уменьшается чувствительность ме­ тода.

Загрязнения, продукты коррозии и т. д. с поверхности кон­ тролируемой детали удаляют растворителями. При этом ис­ пользуются щетки и скребки (деревянные или пластмассовые). Нежелательно использовать металлические предметы; так как на поверхности детали могут остаться царапины, которые за ­ трудняют расшифровку результатов контроля. Допускается очистку поверхности производить с помощью пескоструйного аппарата. Иногда загрязнения удаляют ветошью (бельевой).

Те же требования к подготовке поверхности контролируе­ мого изделия предъявляются и при использовании сухого фер­ ромагнитного порошка.

Способы контроля изделий. При магнитопорошковом мето­ де контроля в зависимости от магнитных свойств материала контролируемого изделия применяется два способа контроля: контроль на остаточной намагниченности и контроль в прило­ женном магнитном поле.

затем, вне намагничивающего поля, наносят ферромагнитный порошок. В этом случае притяжение, ориентация и удержание ферромагнитных частиц обусловлены только остаточным маг­ нетизмом.

Контроль деталей с использованием явления остаточной намагниченности можно применять только для изделий, мате­ риал которых обладает большими значениями остаточной маг­ нитной индукции (более 6000—8000 гс) и коэрцитивной силы (более 10— 12 э). Такие материалы называются магнито-жест­ кими (магнито-твердыми). К ним относится большинство тер­ мически обработанных конструкционных и инструментальных сталей (закаленных и отпущенных, цементированных, азотиро­ ванных и др.).

К о н т р о л ь изделий в п р и л о ж е н н о м м а г н и т н о м п о л е заключается в том, что ферромагнитный порошок нано­ сят на поверхность изделия во внешнем намагничивающем по­ ле (или во время протекания намагничивающего тока через де­ таль). Намагничивающее поле снимается после прекращения нанесения ферромагнитного порошка (сухого или в виде су­ спензии) на изделие и его осмотра. В некоторых случаях воз­ можен предварительный полив суспензий (например, при полу­ автоматическом контроле).

Контроль в приложенном магнитном поле используется для изделий, изготовленных из материалов, обладающих малой

270

ст. 3 и др.), некоторые специальные стали с пониженными зна­ чениями остаточной индукции, а также все стали после отжига и горячей деформации.

Контроль в приложенном поле может в отдельных случаях использоваться и для изделий из магнито-твердого материала. Например, если имеющийся источник питания недостаточен для намагничивания крупногабаритного изделия. В этом слу­ чае изделие молено проверять в приложенном магнитном поле по участкам. Если изделие имеет сложную форму и его нельзя в достаточной степени намагнитить, то и в этом случае его можно контролировать в приложенном магнитном поле.

Для выявления подповерхностных дефектов и дефектов, находящихся под слоем немагнитного покрытия толщиной бо­ лее 0,03—0,05 мм, также может применяться контроль в прило­ женном поле.

Способ контроля в приложенном поле является более чув­ ствительным, так как магнитное поле за счет остаточной ин­ дукции слабее поля, создаваемого в присутствии внешнего на­ магничивающего поля (или поля в момент протекания тока че­ рез изделие). Однако способ контроля с использованием оста­ точной намагниченности имеет ряд преимуществ; возможность установки изделия для осмотра в любое требуемое положение; возможность нанесения магнитной суспензии путем погруже­ ния в ванну сразу нескольких изделий; при циркулярном на­ магничивании изделия внутренним полем меньшая возмож­ ность перегрева и прижога; меньшая вероятность появления «ложных» дефектов; более высокая производительность кон­ троля.

Принимая во внимание изложенное, предпочтительнее про­ изводить контроль, используя явление остаточной намагничен­ ности. Контроль в приложенном магнитном иоле применять только в том случае, если контроль на остаточной намагничен­ ности невозможен или нецелесообразен.

Материалы, применяемые при магнитопорошковом методе контроля. При магнитопорошковом методе в качестзе инди­ каторной среды применяется тонко размельченный (сухой или в виде суспензии) ферромагнитный порошок с большой магнит­ ной проницаемостью и малой коэрцитивной силой.

Магнетит (закись — окись железа Рез04) черного или тем­ но-коричневого цвета применяется для контроля изделий со светлой поверхностью. Размер большей части частиц порошка не должен превышать 30 мкм.

271