Файл: Неразрушающие методы контроля металлов на тепловых электростанциях..pdf

ным фотографированием микроструктуры переносным

микроскопом ММУ-3 с микрофотонасадкой типа МФН

или фотографированием полистироловых оттисков в ла­

бораторных условиях. Подготовку микрошлифов произво­

дят с применением механической или электрохимической полировки. Вследствие большой способности аустенитных

сталей к поверхностному пластическому деформированию,

вызывающему искажение микроструктуры, для подготов­ ки микрошлифов предпочтительнее применять электро­

химическую полировку (см. гл. 3).

Для выявления микроструктуры применяют химичес­ кое травление с помощью реактива, имеющего состав:

50 мл HCl (плотность 1,19), 25 мл H2SO4 (плотность

1,84), 10 г CuSO4 ∙5H2O, 50 мл H2O.

Учитывая неравномерность структурного строения

аустенитных сварных швов и для получения более досто­

верных результатов, исследование структуры следует

производить в нескольких точках шва. Выбор количества

исследуемых точек производится в зависимости от разме­

ров шва. Абсолютная погрешность металлографического

метода составляет ±(0,5—3)0∕0. Эта погрешность возни­

кает прежде всего из-за структурной неоднородности

металла швов, особенно многослойных. Кроме того,

в швах, подвергшихся отпуску, образуется о-фаза, кото­

рую визуальным способом трудно отличить от ферритной фазы, что также вносит погрешность при подсчете пло­

щади, занимаемой ферритом, и приводит к завышению

данных о его содержании. Погрешность метода увели­ чивается с уменьшением размеров зерен феррита, поэто­

му при содержании феррита менее 3% металлографи

ческий метод обеспечивает только качественную оценку.

Магнитные методы измерения количества феррита

основаны на использовании ферромагнитных свойств

на точность определения содержания феррита магнитны­ ми методами.

Для определения содержания феррита магнитными

методами используют способ магнитного притяжения

и электроиндуктивный способ. Первый основан на зави­

симости между содержанием феррита в металле аусте­

нитных сталей и силой притяжения к нему постоянного

магнита, второй — на зависимости магнитной прони-

52

цаемостп аустенитного металла от содержания в нем

на изделиях или пластинах (т. е. без изготовления спе­

циальных образцов) первым способом применяют пере­

носной альфа-фазометр и переносной магнитный при­

бор ФА-1 конструкции НЙИхиммаш, выпускаемые

заводом «Электроточприбор» (г. Кишинев), вторым

способом — ферритометр конструкции ЦНИИТмаш типа

ФВД-2, выпускаемый заводом «Контрольприбор»

(г. Москва). Альфа-фазометр, прибор ФА-1 и феррито­ метр ФВД-2 позволяют производить локальное неразру­

шающее определение феррита в поверхностном слое

наплавленного металла шва.

закреплены на одном конце

рабочий магнит, а на другом—

противовес. Рабочий магнит

состоит из двух постоянные магнитов, * закрепленных сим­

метрично в одном цилиндри­

при повороте рамки. Вращение рамки вызывается моментом вращения, создаваемым магнитным по­

лем рамки при протекании по ней постоянного тока. Величина силы тока в момент отрыва магнита замеряется с помощью миллиампер­

метра. Альфа-фазометр позволяет измерять содержание феррита

в пределах 0,5—20%.

Определение количества феррита производится с по­ мощью градуировочного графика. Для построения гра­

53

эталонные образцы с известным содержанием феррита. Градуировка производится отдельно для каждой марки

стали пли присадочного материала.

•Поле постоянного магнита проникает на глубину до

10 мм независимо от содержания феррита в металле.

Величина индукции уменьшается с увеличением зазора

между магнитом и поверхностью изделия. Для дости­ жения минимального зазора исследуемая поверхность

должна быть очищена от окалины, следов масла и т. п. и обработана до чистоты Ѵ7. Шлифовка обеспечивает также удаление наклепанного слоя металла, имеющего повышенное содержание а-фазы.

Магнитный прибор ФА-1 имеет одинаковую с альфафазометром принципиальную схему и служит для опре­

прибор ФВД-2 (рис. 25). Измерения производятся с по­

мощью накладных катушек, обмотки которых соединены

между собой по дифференциальной схеме. При этом

одна из катушек служит датчиком. Катушки выполнены по типу трансформатора со стержневыми конусными сер­ дечниками. На первичные обмотки подается от генера­

тора переменный ток с частотой 1200 гц. Под воздей­

ствием переменного магнитного поля во вторичных изме­

рительных обмотках возбуждается э. д. с. Вторичные

обмотки включены навстречу друг другу. Такая схема

соединения позволяет перед измерениями взаимно урав­

новешивать возникающую во вторичных обмотках э. д. с.

. При установке датчика на исследуемый участок поверх-

54

Пости металла в последнем возникают вихревые токй.

В результате влияния вихревых токов на датчик происхо­

дит нарушение равновесия э. д. с. в катушках вторичной

цепи, что регистрируется включенным во вторичную цепь

измерительным прибором. Так как частота возбуж­ дающего тока и электрическое сопротивление иссле­ дуемого металла постоянны, то э. д. с., зарегистрирован­

ная прибором, зависит только от магнитной проницаемо­ сти стали н возрастает с увеличением содержания в ней

феррита.

Измерение количества феррита прибором ФВД-2 выполняется с использованием градуировочного графика.

Градуировка производится отдельно для каждой марки

стали по эталонам с известным содержанием феррита.

Преимущество электроппдуктивного способа определе­

ния содержания феррита с- накладными катушками

состоит в том, что точность измерений в отличие от спо­

соба магнитного притяжения при содержании феррита

до 10% практически не зависит от толщины металла, так

как высокочастотное магнитное поле проникает в металл

на небольшую глубину (примерно 0,5 мм) и на точность измерений в меньшей степени оказывает влияние состоя­

ния поверхности изделия [Л. 15]. Прибор может приме­

няться для контроля феррита в сварных швах конструк­ ций, имеющих сложную форму, и обеспечивает точность

измерения ±10%.

Глава пятая

КОНТРОЛЬ СПЛОШНОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ОБОРУДОВАНИЯ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ

В процессе изготовления и эксплуатации энергети­ ческого оборудования в элементах его конструкции возникают различные несплошности, которые, ослабляя сечение и создавая концентрации напряжений, могут при­ вести к авариям. Так, в процессе проката возникают трещины, надрывы, закаты, расслоения волосовины и

флокены, в процессе гибки, ковки и термообработки — трещины, в процессе сварки — трещины, норы, шлаковые

включения, непровары, несплавления, подрезы, прожоги,

в процессе литья — трещины, газовые и усадочные рако-

55

ВИНЫ, земляные, шлаковые й флюсовые включения, спай,

в процессе эксплуатации — трещины. Величина и харак­

тер несплошностей регламентируются техническими

условиями на изготовление оборудования.

17. МАГНИТНО-ПОРОШКОВАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ

Метод магнитно-порошковой дефектоскопии (МПД)

относится к числу физических методов неразрушающего контроля, с помощью которого выявляют преимущест­ венно поверхностные дефекты (трещины, закаты, плены, расслоения, надрывы и др.) в металле барабанов, деаэ­

раторов, корпусных деталей турбин, литых деталей тру­

бопроводов, арматуры, крепежа и других деталей энерго­

оборудования, изготовленного из ферромагнитных 'ста­ лей. В основу метода положена способность металла намагничиваться под действием приложенного магнит­ ного поля. Источниками магнитных полей при МПД слу­ жат постоянные магниты, электромагниты и проводники,

по которым течет ток.

Всякое однородное по магнитным свойствам ферро­

магнитное тело намагничивается в магнитном поле таким образом, что величина магнитной индукции в каждой точ­ ке сечения тела одинакова, т.е. плотность и направление

магнитных силовых линий одинакова в каждом малом объеме тела. Магнитное поле, имеющее такой характер, называется однородным. Для характеристики способно­

сти физических тел проводить магнитную индукцию слу­ жит понятие магнитного сопротивления

(25)

где I — длина пути, который проходят линии магнитной

индукции в теле (длина магнитопровода); S — попереч­

ное сечение тела; μ — магнитная проницаемость мате­

риала.

Если ферромагнитное тело поместить в магнитное по­

ле (рис. 26), то в этом теле возникнет магнитная индук­

ция, а так как магнитная проницаемость ферромагнитно­

го вещества значительно превышает магнитную прони­ цаемость окружающего воздуха, то магнитная индукция

внутри вещества будет гораздо больше магнитной индук­

ции в воздухе.

Если при этом в изделии имеются дефекты, как-то: флокены, трещины, закаты, плены, расслоения, надрывы,

56