Файл: Контроль качества продукции машиностроения учебное пособие..pdf

мотке появляется напряжение, которое имеет удвоенную часто­ ту по отношению к частоте намагничивающего тока.

Максимальная амплитуда напряжения во вторичной обмот­ ке в этом случае будет равна

И ^

+В

Рис. 76. Кривые намагничивания, суммарной индукции и вторичной э. д. с. феррозондаградиентомера

где В' — постоянный коэффициент, зависящий с-т конструкции и характеристик катушки и магнитных свойств сер­ дечника;

— максимальная амплитуда напряженности перемен­ ного магнитного поля;

HD— разность напряженностей постоянного поля в местах расположения катушек;

2 8 6

# = — напряженность постоянного магнитного поля, в кото­ ром производится измерение.

Если напряженность переменного магнитного поля значи­ тельно больше, чем напряженность постоянного, то напряже­ ние на вторичной обмотке практически не зависит от абсолют­ ной величины напряженности постоянного тока. Действитель­ но, тогда

напряженностей постоянного магнитного поля существует почти линейная зависимость е2~ А ' -Нп.

Коэффициенты А и А1в формулах для в\ и е2 определяют­ ся путем градуировки феррозонда в постоянных магнитных. полях.

Контроль изделий. Контроль изделий при помощи феррозондового метода включает следующие основные этапы: под­ готовка изделия к контролю, намагничивание, собственно кон­ троль и размагничивание.

залегания), расстояние от феррозонда до контролируемой по­ верхности и его ориентация относительно дефекта.

Взаимное расположение полузондов и их положение отно­ сительно поверхности контролируемого изделия зависят от це­ лей контроля. На рис. 77 приведены схемы феррозондов и их

28 Т

положение относительно изделия при различных случаях контроля.

Датчик, показанный на рис. 77, а, может использоваться при контроле степени размагниченности кораблей. Аналогич­ ные датчики меньших размеров используются для контроля статического экранирования. Изображенный на рис. 77, б дат­ чик используется для определения градиента поля. Он может использоваться для выявления ферромагнитных примесей, оп­

риала, определения толщины стенок изделий из ферромагнит­ ных материалов. Для определения степени намагничивания из­ делия используется датчик, приведенный на рис. 77, д. Щелевой

поля и разности напряженности в различных точках поля вдоль продольной оси катушки, т. е. нормальная (#„) или тангенци­ альная {И- ) составляющие магнитного поля.

Применяемые при феррозондовом методе контроля ферро­ зонды имеют малые размеры (длина сердечника от 2 мм). Ка­ тушки с сердечниками могут быть смонтированы как в двух отдельных датчиках, так и в корпусе одного датчика.

В Научно-исследовательском институте интроскопии для производственных целей разработано три типа феррозондовых датчиков: феррозонд-полемер (ФП), феррозонд-градиен- томер (ФГ) и феррозонд с регулируемой ориентировкой полузондов относительно поверхности контролируемого изделия (ФГК). Эти феррозонды рассчитаны на рабочую частоту 100±0,5 кГц, имеют сердечник диаметром 0,1 мм, длиной 2 мм и диаметр рабочей части 5 мм. Эти феррозонды выпускается промышленностью.

На рис. 78 в качестве примера приведена схема измерения толщины стенок изделий из немагнитных материалов. Ферро-

только расстояния между датчиком и магнитом. Шкала ннди-

288

каторного прибора неизменна для всех немагнитных матери­ алов: цветных сплавов, стекла, пластмасс и др.

В случае необходимости расширения диапазона измерений поле главного постоянного магнита можно компенсировать небольшим постоянным магнитом, помещенным в датчике.

Феррозондовые толщиномеры нашли применение в литей­ ной промышленности.

Рис. 78. Схема измерения толщины стенок изделии из неферромагнитных материалов:

/ — постоянный магнит; 2 — контролируемое изделие; 3 — ферро- зонд-граднентомер: ■/ — компенсирующий магнит; 5 — индикатор

Оборудование для феррозондового контроля. При контроле феррозондовым методом на величину и характер э. д. с. помимо контролируемых параметров изделия оказывают влияние так называемые мешающие факторы, т. е. те параметры изделия, которые в данном конкретном случае не контролируются (это внутренние напряжения, наклеп, структурная неоднородность, колебания расстояния между феррозондом и изделием и т. п.). В этом случае необходима отстройка от мешающих факторов,, т. е. выделение сигналов, однозначно зависящих от контроли­ руемых параметров изделий. Методы отстройки подразделяют­ ся на три группы.

П е р в а я г р у п п а включает методы отстройки с по­ мощью специальных элементов, вводимых в схему прибора,—

аппаратурные методы. В этом случае сигналы анализируются по пх амплитуде, продолжительности, спектру частот.

значительно ограничивается скорость контроля изделий, но они дают возмолшость судить о протяженности дефекта, а иногда и о его характере.

Выбор метода отстройки от мешающих факторов зависит от назначения контрольной аппаратуры. Применение этих ме­ тодов в комплексе обеспечивает высокую эффективность конт­ роля.

Вприменяющейся аппаратуре сигналы, получаемые с фер­ розонда, измеряют с помощью трех основных методов: пря­ мого измерения, мостовым и методом «выпрямленного моста».

Магнитные поля с помощью феррозондов измеряют двумя основными методами: компенсационным и амплитудно-модули- рованным.

Вкачестве примера приведем несколько установок, исполь­ зуемых при феррозондовом методе контроля.

Для контроля головок рельсов разработан дефектоскоп МРД-62. С его помощью можно выявлять поперечные трещи­ ны усталости, залегающие на глубине до 6—7 мм и имеющие протяженность свыше 17% поперечного сечения головки рель­ са. В этом дефектоскопе используется метод считывания с по­ мощью феррозондов тангенциальной составляющей магнитно­ го поля рассеяния дефекта.

Для контроля труб перлитного класса с целью выявления поверхностных и внутренних нарушений сплошности материала разработаны установки ФДУ-1 и УФК.Т-1. В них используется метод считывания нормальной составляющей магнитного поля рассеяния. В установке УФКТ-1 применены феррозонды-гради- ентомеры. Максимальная скорость перемещения труб при кон­ троле составляет 3 м/с. С помощью установки выявляются де­ фекты, расположенные по всей толщине трубы, типа трещин, волосовин, раковин и т. п. Установка предназначена для кон­ троля в поточных линиях горячекатаных труб диаметром

30— 102 мм.

Установка УФСТ-61 позволяет производить автоматический контроль стальных деталей по твердости и их сортировку. Ра­ бота установки основана на измерении в предварительно на­ магниченных деталях остаточной индукции. Поэтому контро-

2 9 0

лпровать термическую обработку можно только у тех деталей, у материала которых между твердостью и остаточной индук­ цией имеется однозначная зависимость. Точность измерений — 1,5% измеряемой величины. Погрешность в среднем для раз­ ных марок стали 0,5— 1,0 HRC. Габариты контролируемых де­ талей: длина до 120 мм при диаметре до 45 мм. Установка об­ ладает достаточно высокой производительностью — 2400 де­ талей в час.

2

Рис. 79. Блок-схема прибора для измерения напряженности магнитного поля:

/ — генератор; 2 — феррозондовый датчик; 3 — фильтр для второй

В качестве примера на рис. 79 приведена блок-схема прибо­ ра для измерения напряженности постоянного магнитного по­ ля. Этот прибор имеет выход для подключения самопишущих приборов.

Широкое распространение получил феррозондовый полюсоискатель ФП-1 для контроля степени размагниченности из­ делий.

Контроль с помощью феррозондов при отсутствии специаль­ ных установок можно производить в лабораторных условиях, используя для этого стандартные приборы. В качестве источ­ ника питания можно использовать звуковой генератор ЗГ-ЗЗ, в качестве фильтра второй гармоники э. д. с. — селективный вольтметр В6-2, а регулировку режима перемагничивания сер­ дечников —■ осуществлять с помощью лампового вольтметра ВЗ-2А.

§ 48. Магнитографический метод контроля

Магнитографический метод контроля предназначен для выявления мест нарушения сплошности материала в сварных швах трубопроводов, резервуаров и листовых конструкций из

ферромагнитных материалов. В качестве индикаторов магнит­ ных полей рассеяния применяется магнитная лента. В зависи­ мости от применяемого типа магнитографического дефектоско­ па можно контролировать сварные швы с толщиной сваривае­ мого материала до 12— 16 мм. С помощью этого метода хоро­ шо выявляются поверхностные трещины. Внутренние дефекты (газовые и неметаллические включения, непровары и т. п.) об­ наруживаются в том случае, если они составляют приблизи­ тельно 8— 10% толщины контролируемого шва.

Рис. 80. Намагничивание сварного шва с помощью:

а — дискового электромагнита; б — соленоида

Магнитографический контроль заключается в намагничива­ нии зоны контролируемого сварного шва с целью создания над дефектом магнитного поля рассеяния, «записи» магнитного поля дефекта на магнитную ленту и воспроизведения «записи» на ней. При воспроизведении «записанных» на ленте магнит­ ных полей определяется расположение и величина дефектов.

Намагничивание, как правило, производится с помощью постоянного тока,так как необходимо выявлять в основном

292