страница - 109
In
4500 l/D
где / - длина, In - ампер-витки.
Если 1/D < 2, то достаточная степень намагничивания оценивается с помощью измерителя напряженности поля.
При циркулярном намагничивании сила тока зависит только от диаметра детали (деталь сплошная) и выбирается из следующих соотношений:
Диаметр, мм | Сила тока на 1 мм диаметра, |
/ • мм | |
До 125 | 28 - 35 |
От 125 до 250 | 20 - 28 |
От 250 до 380 | 12 - 20 |
Свыше 380 | 4 - 13 |
При использовании в качестве намагничивающего устройства электромагнитов рекомендуется выбирать расстояние между полюсами не более 200 мм.
Применяют два основных способа размагничивания. Наиболее эффективный из них - нагрев изделия до температуры точки Кюри, при которой магнитные свойства материала пропадают. Этот способ применяют крайне редко, так как при таком нагреве могут изменяться механические свойства материала детали, что в большинстве случаев недопустимо.
Второй способ заключается в размагничивании детали переменным магнитным полем с амплитудой, равномерно уменьшающейся от некоторого максимального значения до нуля. В зависимости от материала изделия, его размеров и формы применяют переменные магнитные поля различных частот: от долей Гц до 50 Гц.
Чем больше магнитная проницаемость, материала и толщина детали (стенки детали), тем ниже должна быть частота размагничивающего переменного магнитного поля.
Так, детали из материала с Ис =10 + 15 А/см при толщине стенки до 2 - 3 мм могут быть размагничены при частоте поля 50 Гц. При частоте переменного магнитного поля 1 Гц детали из материалов с указанными магнитными свойствами могут иметь толщину стенки (толщина деталей) примерно до 30 мм.
Изделия из материалов с Нс ~ 40 + 50 А/см при приведенных выше частотах размагничивающего поля могут иметь толщины стенок примерно до 10 - 15 мм при 50 Гц и до 50 - 60 мм при 1 Гц.
Начальная амгогитуда напряженности размагничивающего поля может быть несколь-
ко ниже напряженности намагничивающего поля.
Для качественного размагничивания важно соблюдать промежуток времени, в течение которого напряженность размагничивающего поля уменьшается от максимального значения до нуля. Это время определяется числом укладывающихся в него периодов изменения магнитного поля.
Для большинства материалов число размагничивающих периодов должно быть порядка 40 - 50. Если деталь не размагнитилась, процесс следует повторить. Минимальное число размагничивающих периодов должно быть не ниже 25.
Для размагничивания детали применяют различные демагнитизаторы. Они представляют собой соленоиды переменного тока различной частоты.
Деталь можно размагнитить с помощью циркулярного магнитного поля, создаваемого переменным током, проходящим по детали или по стержню, вставленному в отверстие детали. При этом ток должен плавно уменьшаться до нуля. Некоторые установки для контроля имеют устройства для автоматического уменьшения силы тока для размагничивания.
Магнитные поля рассеяния дефектов. Если в сечении детали имеет место нарушение сплошности или другая неоднородность, приводящие к изменению намагниченности, то в этом месте также образуются полосы, поле которых образует магнитное поле рассеяния дефекта.
Магнитное поле рассеяния дефекта Нд тем больше, чем больше дефект и чем ближе он к поверхности, над которой проводится измерение.
В некоторых материалах (например, легированных и высокоуглеродистых сталях) Нд имеет значительную величину при остаточной намагниченности. По, величине и топографии (пространственному распределению) Нд в принципе возможно судить о величине и расположении дефекта. Для оценки этой связи пользуются различными моделями и приближениями.
3.6.3. МАГНИТОПОРОШКОВЫЕ ДЕФЕКТОСКОПЫ
Магнитопорошковый дефектоскоп - устройство для выявления нарушений сплошности в изделиях с использованием в качестве индикатора магнитных порошков (магнито-люминесцентных, магниторадиоактивных и
др.).
Основные узлы дефектоскопа следующие:
источники тока,
устройства для подвода тока к детали,
устройства для полюсного намагничивания (соленоиды, электромапшты),
устройства для нанесения на контролируемую деталь магнитной суспензии (или сухого пороптка),
осветительные устройства,
измерители тока (или напряженности магнитного поля).
В дефектоскопах наиболее широкое распространение получили циркулярное намагничивание пропусканием переменного тока по детали (или через стержень, помещенный в отверстие детали) и продольное намагничивание постоянным (выпрямленным) током. В дефектоскопах используют также импульсные конденсаторные источники тока. В специализированных дефектоскопах (реже в универсальных) широко применяют индукционный способ намагничивания.
Многие магнитопорошковые дефектоскопы имеют трансформаторный выход.
Для магнитопорошкового контроля в основном применяют дефектоскопы трех видов:
1)стационарные универсальные;
2)передвижные и переносные универсальные;
3)специализированные (стационарные, передвижные, переносные).
Стационарные универсальные дефектоскопы получили широкое распространение на предприятиях крупносерийного (или мелкосерийного) производства разнотипных деталей. Такими дефектоскопами можно контролировать детали различной конфигурации с производительностью от десятков до многих сотен деталей в час. Скорость контроля значительно возрастает при использовании люминесцентного магнитного способа.
С помощью стационарных универсальных дефектоскопов можно производить намагничивание всеми известными способами (циркулярное, полюсное, комбинированное), контроль в приложенном поле и способом остаточной намагниченности.
Широкое распространение получили переносные и передвижные (менее мощные) дефектоскопы. Как правило, они представляют собой источники переменного, постоянного (однополупериодно-выпрямленного) и, реже, импульсного тока. Иногда один дефектоскоп позволяет работать с двумя видами тока.
Передвижные и переносные универсальные дефектоскопы предназначены для намагничивания и контроля деталей в условиях, когда невозможно применять стационарные дефектоскопы, например при намагничивании крупногабаритных деталей по частям, в случае работы в полевых условиях и т.п. Как правило, такие дефектоскопы снабжают комплектом деталей для контроля (сухие порошки и уст-
ройства для их напыления, сосуды с суспензией и т.п.).
Передвижные и переносные универсальные дефектоскопы позволяют производить циркулярное намагничивание с помощью токовых контактов, помещаемых на участке детали, продольное намагничивание с помощью кабеля, навиваемого на деталь, или иногда с помощью электромагнита.
Получили значительное распространение специализированные полуавтоматы для намагничивания деталей с последующим их контролем способом остаточной намагниченности.
Дефектоскоп импульсный роликовый является электромагнитным прибором, используется в контрольных операциях в цеховых и лабораторных условиях работы.
Прибор предназначен для импульсного намагничивания в открытой магнитной цепи соленоида относительно коротких массивных изделий с малой проницаемостью формы.
Принцип действия прибора основан на использовании явления "аномальной" намагниченности тел, возникающего в ферромагнитных пгюводящих изделиях (имеющих малую гфоницаемость формы) при быстром спаде намагничивающего поля.
Прибор обеспечивает одновременное выявление продольных и поперечных дефектов при одноразовом контроле их в ванне с магнитной суспензией.
Необходимой принадлежностью магни-топорошковых дефектоскопов являются контрольные образцы с тонкими дефектами. Они помогают установить, что оборудование и материалы для контроля являются качественными, а технология контроля соблюдается достаточно точно.
Чувствительность магнитопорошкового метода, определяемая минимальными размерами обнаруживаемых дефектов, зависит от многих факторов, таких, как магнитные характеристики материала контролируемой детали, ее формы и размеров, характера (типа) выявляемых дефектов, чистоты обработки поверхности детали, режима контроля, свойств применяемого магнитного порошка, способа нанесения суспензии, освещенности контролируемого участка детали и т.п.
Магнитное поле дефекта, индикация которого дает возможность его обнаружить, тем больше, чем выше индукция материала и меньше нормальная и дифференциальная магнитные проницаемости. Например, нарушение сплошности в виде щели с раскрытием 2 - 2,5 мкм и глубиной 25 мкм может быть обнаружено с помощью магнитной суспензии, содержащей высокочувствительный черный магнитный порошок, в детали из стали ЗОХГСА (коэрцитивная сила Нс — 12 А/см) при индукции В = 1,5 Тл, из стали ШХ15 (Нс = 36
А/см) при В = 0,87 Тл, а из стали 95X18 (Нс = 74 А/см) при индукции В = 0,53 Тл. Максимальные отаосительные магнитные проницаемости сталей приведены ниже.
РтахPrfmax
30ХГСА500 - 520640 - 670
ШХ1590 - 110200 - 230
95X1830 - 3553 - 56
порошка в виде вуали, на фоне которой тонкие дефекты становятся невидимыми.
Режим контроля определяет возможность обнаружения дефектов требуемых размеров, характеризуется напряженностью намагничивающего поля, способом контроля (в приложенном поле или на остаточной намагниченности) и способом намагничивания.
Для обнаружения дефектов любых направлений применяют намагничивание в двух (или более) взаимно перпендикулярных направлениях или комбинированное. При раздельном намагничивании (в контроле) в двух взаимно перпендикулярных направлениях труднее выявить дефекты, расположенные под углом 45° к общим направлениям. Для обеспечения требуемой чувствительности контроля таких дефектов напряженность одного из намагничивающих полей необходимо увеличить
в -Jl = 1,41 раз. Обычно это проще сделать при циркулярном намагничивании.
Свойства применяемых магнитных порошков имеют существенное значение для обеспечения требуемой чувствительности контроля. Интегральным свойством порошков для магнитной дефектоскопии является их выявля-емостъ, т.е. способность обнаруживать тонкие дефекты, размеры которых определяют наивысшую чувствительность метода.
Освещенность места контроля должна быть такой, чтобы валик магнитного или люминесцентного магнитного порошка над дефектом был хорошо различим на поверхности детали. При использовании ламп накаливания и в случае естественного освещения освещенность поверхности детали должна быть не менее 500 лк. Освещенность можно проверить с помощью люксметра Ю-116 при расположении его преобразователя на поверхности контролируемой детали в зоне осмотра.
При применении ультрафиолетового облучателя (контроль с помощью люминесцентных магнитных порошков и суспензий) диапазон излучения ультрафиолетовых облучателей должен быть в пределах 315 - 400 нм. Освещенность, измеренная с помощью люксметра Ю-116, должна быть не менее 50 лк.
На деталях из некоторых материалов с высокими магнитными свойствами могут быть обнаружены поверхностные дефекты с раскрытием не более 1 мкм и глубиной более 10 мкм. Однако такая высокая чувствительность недостижима для большинства ферромагнитных материалов. Поэтому высшая чувствительность метода ограничена дефектами с раскрытием (шириной) от 2,5 мкм и глубиной от 25 мкм. Основные магнитные характеристики сталей приведены в табл. 3.6.2.
Наилучшими являются условия выявления дефектов в деталях в форме тел вращения (цилиндрах, трубах и т.п.), намагниченных циркулярно.
Чувствительность метода зависит от типа дефекта. Дефекты обтекаемой формы с округлыми краями выявляются хуже, чем дефекты с острыми краями. Например, волосовины выявляются значительно труднее, чем трещины. Так, в деталях из стали 15Х12Н2ВМФ с коэрцитивной силой Нс « 10 А/см в режиме остаточной намагниченности (Вг = 0,98 Тл) могут быть обнаружены шлифовочные трещины с раскрытием 2 - 2,5 мкм и глубиной 25 мкм; волосовины таких же размеров не выявляются.
На чувствительность контроля оказывает влияние местоположение дефекта в детали. Подповерхностные дефекты обнаруживаются хуже, чем поверхностные. До глубины залегания примерно 100 мкм чувствительность к обнаружению подповерхностных дефектов практически не уменьшается. На большем расстоянии от поверхности при прочих равных условиях могут быть обнаружены дефекты более грубые, чем поверхностные. В первом приближении можно принять, что на глубине 2 - 3 мм могут быть обнаружены дефекты, расстояние от поверхности которых примерно равно их глубине. Хуже обнаруживаются дефекты, плоскость которых составляет угол меньше 40 - 50° по отношению к поверхности детали.
Существенное влияние на чувствительность метода оказывает чистота обработки поверхности контролируемого объекта. Высокая чувствительность контроля может быть достигнута при параметре шероховатости контролируемой поверхности R = 1,6 мкм. Если параметр шероховатости контролируемой поверхности Rz = 40 мкм, то при прочих равных условиях могут быть обнаружены дефекты, примерно в 2 раза более грубые, т.е. с раскрытием вдвое большим, при равном отношении глубины к раскрытию или со значительно большей глубиной. Это связано с тем, что на шероховатой поверхности создаются локальные магнитные поля, вызывающие осаждение
содержание:
[стр.Введение] [стр.1] [стр.2] [стр.3] [стр.4] [стр.5] [стр.6] [стр.7] [стр.8] [стр.9] [стр.10] [стр.11] [стр.12] [стр.13] [стр.14] [стр.15] [стр.16] [стр.17] [стр.18] [стр.19] [стр.20] [стр.21] [стр.22] [стр.23] [стр.24] [стр.25] [стр.26] [стр.27] [стр.28] [стр.29] [стр.30] [стр.31] [стр.32] [стр.33] [стр.34] [стр.35] [стр.36] [стр.37] [стр.38] [стр.39] [стр.40] [стр.41] [стр.42] [стр.43] [стр.44] [стр.45] [стр.46] [стр.47] [стр.48] [стр.49] [стр.50] [стр.51] [стр.52] [стр.53] [стр.54] [стр.55] [стр.56] [стр.57] [стр.58] [стр.59] [стр.60] [стр.61] [стр.62] [стр.63] [стр.64] [стр.65] [стр.66] [стр.67] [стр.68] [стр.69] [стр.70] [стр.71] [стр.72] [стр.73] [стр.74] [стр.75] [стр.76] [стр.77] [стр.78] [стр.79] [стр.80] [стр.81] [стр.82] [стр.83] [стр.84] [стр.85] [стр.86] [стр.87] [стр.88] [стр.89] [стр.90] [стр.91] [стр.92] [стр.93] [стр.94] [стр.95] [стр.96] [стр.97] [стр.98] [стр.99] [стр.100] [стр.101] [стр.102] [стр.103] [стр.104] [стр.105] [стр.106] [стр.107] [стр.108] [стр.109] [стр.110] [стр.111] [стр.112] [стр.113] [стр.114] [стр.115] [стр.116] [стр.117] [стр.118] [стр.119] [стр.120] [стр.121] [стр.122] [стр.123] [стр.124] [стр.125] [стр.126] [стр.127] [стр.128] [стр.129] [стр.130] [стр.131] [стр.132] [стр.133] [стр.134] [стр.135] [стр.136] [стр.137] [стр.138] [стр.139] [стр.140] [стр.141] [стр.142] [стр.143] [стр.144] [стр.145] [стр.146] [стр.147] [стр.148] [стр.149] [стр.150] [стр.151]