/
Текст
НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ЦЕНТР “ЭКСПЕРТ
Г. С. Шелихов
МАГНИТОПОРОШКОВАЯ
ДЕФЕКТОСКОПИЯ
ДЕТАЛЕЙ И УЗЛОВ
ПРАКТИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
Под редакцией доктора технических наук
профессора Лозовского В. Н.
МОСКВА
1995
Автор: член-корреспондент АЭН РФ
доктор технических наук Шелихов Г. С.
В книге изложено описание всех технологических операций магнитопо-
рошкового контроля. Приведены методики контроля конкретных деталей,
расшифровки индикаторных рисунков, мнимых дефектов, размагничивания,
определения режимов намагничивания.
Большое число рисунков, фотографий, схем позволило доходчиво изло-
жить примеры контроля типовых деталей, выполнения расчетов режимов
намагничивания и технологических операций.
Материал изложен с учетом интересов специалистов различного уровня
подготовки.
Книга может быть использована как методическое руководство для прак-
тической работы; как справочный материал и как учебное пособие для под-
готовки и аттестации специалистов по магнитопорошковой дефектоскопии
на I -III уровни международной классификации.
2804080000 - 002
71Ж(03) - 95
без объявления
© Шелихов Г. С., 1995
2
ВВЕДЕНИЕ
Магнитопорошковый метод — один из самых-распространен-
ных методов неразрушающего контроля стальных деталей. Он
нашел широкое применение в авиации, железнодорожном транс-
порте, химическом машиностроении, при контроле крупногаба-
ритных конструкций, магистральных трубопроводов, объектов
под водой, судостроении, автомобильной и во многих других от-
раслях промышленности. Масштабность применения магнито-
порошкового метода объясняется его высокой производительно-
стью, наглядностью результатов контроля и высокой чувстви-
тельностью. При правильной технологии контроля деталей этим
методом обнаруживаются трещины усталости и другие дефек-
ты в начальной стадии их появления, когда обнаружить их без
специальных средств трудно или невозможно. Так при использо-
вании магнитной суспензии со стандартным черным порошком
надежно выявляются поверхностные микротрещины размером:
шириной раскрытия от 0,001 мм и более, глубиной 0,01—0,03 мм
и более.
Однако разработка оптимальных технологий контроля ответ-
ственных деталей, узлов, объектов, выполнение их в условиях
производственного процесса возможно когда кроме достаточно-
го знания физических основ метода накоплен необходимый опыт
магнитопорошкового контроля.
В настоящее время материал по магнитопорошковой дефек-
тоскопии изложен во многих литературных источниках, что за-
трудняет его целенаправленное изучение и использование при
решении практических задач. Кроме этого многие вопросы изло-
жены в общем виде без достаточного использования опыта маг-
нитопорошкового контроля в условиях эксплуатации, ремонта и
производства, что усложняет использование этих материалов на
практике. (
Ранее изданные книги по технологии магнитопорошкового
1* 3
контроля: Еремин Н. И. Магнитная порошковая дефектоскопия,
Жигадло А. В. Контроль деталей методом магнитного порош-
ка, ведомственные нормативные документы и др. представляют
собой ценные методические материалы. Однако за прошедшие
десятилетия возникли новые задачи в области магнитной де-
фектоскопии, найдены и новые пути их решения. Это требует
систематизации и изложения материала для его практического
использования. Кроме того, указанные и другие книги по техно-
логии магнитопорошковой дефектоскопии стали библиографиче-
ской редкостью.
В данной работе не ставилась цель изложения глубоких науч-
ных обоснований явлений, связанных с магнитопорошковым кон-
тролем. Даны лишь физические объяснения в объеме, необходи-
мом для обоснования и выполнения технологии контроля различ-
ных деталей. Изложенный материал содержит обобщение мно-
голетнего опыта автора по магнитопорошковому контролю де-
талей ответственного назначения. Работа иллюстрирована кон-
кретными примерами выполнения расчетов и технологических
операций.
В связи с тем, что магнитопорошковый метод применяется
на предприятиях, выполняющих заказы инофирм, в книге не-
которые темы изложены с учетом требований западноевропей-
ских и американского стандартов, программ подготовки специ-
алистов по неразрушающему контролю I—III уровней по систе-
ме международной классификации. К таким темам относятся:
определение режимов намагничивания; проверки работоспособ-
ности дефектоскопов, качества суспензий, выбора контролируе-
мых участков.
Материал изложен с учетом интересов специалистов различ-
ного уровня подготовки.
Книга может быть использована для практической работы по
магнитопорошковой дефектоскопии, как справочный материал и
как материал для подготовки к аттестации специалистов на I—III
уровни квалификации специалистов неразрушающего контроля.
4
1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
МАГНИТОПОРОШКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ
1.1. Определения, единицы измерения
магнитных величин,
применяемых при магнитном контроле
1.1.1. Магнитное поле
В основу магнитного метода положено использование магнит-
ных явлений. Магнетизм—универсальное свойство материи, так
как все вещества в природе в итоге состоят из элементарных
частиц, обладающих магнитными свойствами. Поэтому магнит-
ные явления обнаруживаются во всем окружающем нас мире от
микрочастиц до космических объектов.
Магнитное поле в магнитном методе неразрушающего кон-
троля используется для намагничивания и размагничивания
проверяемых объектов. Для этой цели оно создается электри-
ческим током или постоянными магнитами.
Для большей наглядности магнитные поля на чертежах изо-
бражают замкнутыми непересекающимися кривыми, которые
называют магнитными силовыми линиями.
Магнитные силовые линии проводят с большей плотностью
для обозначения большей интенсивности магнитного поля и ре-
же — при изображении полей меньшей интенсивности.
Рис. 1.1. Магнитное поле Земли: а — картина поля, полученная на модели
Земли; б — схема поля. 1 — магнитная стрелка компаса
5
Направление магнитных силовых линий установлено из ре-
зультатов изучения магнитного поля Земли, которое в первом
приближении представляет собой поле намагниченного шара
'рис. 1.1). Магнитная стрелка в этом поле устанавливается по
направлению магнитных силовых линий. В соответствии с этим
магнитным силовым линиям приписывают направление, совпа-
дающее с направлением, указываемым северным концом магнит-
ной стрелки компаса.
Известно, что одноименные магнитные полюсы притягива-
ются, а разноименные — отталкиваются. Поэтому тот полюс
магнита, к которому стрелки обращены южными концами на-
звали северным (С или N), а противоположный — южным (Ю
или S) (рис. 1.2). Считают, что магнитные силовые линии вы-
ходят из северного магнитного полюса и входят в южный. На
рис. 1.2 показана картина поля цилиндрического ферромагнит-
ного образца. Видно, что магнитные силовые линии в различных
участках проведены с различной плотностью и имеют различ-
ное направление в различных точках. Магнитные полюсы N, S
обозначены в соответствии с направлением магнитной стрелки.
Наибольшая интенсивность поля наблюдается на торцевых по-
верхностях, а наименьшая — в средней части цилиндрической
поверхности. С увеличением расстояния от образца интенсив-
ность поля быстро уменьшается.
Рис. 1.2. Магнитное поле цилиндрического образца 2-3 (сталь ЗОХГСНА,
HRC 35); картина поля, полученная магнитным порошком (а) и схема поля
(б). 1 — магнитная стрелка компаса
6
б
Такие магнитные поля, которые изображаются магнитными
силовыми линиями, имеющими в различных точках разное на-
правление, проведенными с различной густотой, называются не-
однородными.
Магнитные поля, возникающие вокруг деталей, проводников
с токами, являются неоднородными. При использовании полей
значительной неоднородности снижается надежность контроля.
Рекомендации по уменьшению неоднородности полей при намаг-
ничивании проверяемых деталей изложены ниже.
Магнитные поля, которые изображают прямыми параллель-
ными линиями, проведенными с одинаковой густотой, называ-
ются однородными. Примером однородного поля является поле
в средней части межполюсного пространства электромагнита с
плоскопараллельными полюсными наконечниками (рис. 1.3).
Рис. 1.3. Однородное магнитное поле между полюсами электромагнита. В —
вектор магнитной индукции: а картина поля, полученная магнитным по-
рошком; б — схема поля
Характеристиками магнитного поля являются магнитная ин-
дукция, магнитный поток, напряженность поля.
1.1.2. Магнитная индукция
Магнитная индукция В — основная характеристика магнит-
ного пдля.
Магнитная индукция В является векторной величиной. Это
значит, что она характеризуется в каждой точке поля чи-
сленным значением и направлением в пространстве. Направле-
ние магнитной индукции В в каждой точке магнитного по-
7
ля совпадает с направлением касательной к магнитной ли-
нии (линии магнитной индукции), проходящей через эту точку
(рис. 1.4).
Рис. 1.4. Схема разложения векторов магнитной индукции В и напряжен-
ности поля Н на нормальные и тангенциальные составляющие. Вн, Нн —
нормальные и Вт, Нт — тангенциальные составляющие соответственно маг-
нитной индукции В и напряженности поля Н. 1 — контролируемая деталь
При магнитном контроле иногда возникает необходимость
разложения вектора В на две составляющие:
— нормальную составляющую Вн, перпендикулярную к по-
верхности проверяемой детали;
— тангенциальную Вт, параллельную поверхности детали.
Магнитная индукция определяется по механическому дей-
ствию магнитного поля на проводник с током.
Рис. 1.5. Схема действия на проводник 1 с током силы J в магнитное поле
индукцией В. 2 — медные шины
Рис. 1.6. Схема, поясняющая правило левой руки для определения направле-
ния механической силы F, действующей на проводник 1 с током J. 2, 3 —
полюсы магнита. L — длина проводника, находящегося в магнитном поле.
В — магнитная индукция 4 — источник тока; 5 — соединительный провод.
8
На цилиндрический проводник 1 с током J, уложенный на
шины 2, расстояние между которыми равно L, действует поле
индукцией В (рис. 1.5). В результате возникает сила F, действу-
ющая на проводник 1, направление которой определяют по пра-
вилу “левой руки” (рис. 1.6): если ладонь левой руки поместить
в магнитное поле так, чтобы она была направлена навстречу
вектору магнитной индукции (магнитным линиям) и четыре вы-
тянутых пальца ее указывали направление тока в проводнике,
то отставленный большой палец покажет направление действия
механической силы на проводник с током.
Сила F, действующая на проводник 1 с током равна
F = BLJ,
F — сила, действующая на проводник 1, Н; L — длина провод-
ника, м; J — сила тока, Л (см. рис. 1.6). Отсюда
JL
С 2 .
Тесла” (Т).
Вебер
----—. Измерения проводят также в миллитеслах
м2
положив в этой формуле F = III; J = 1Л; L = 1 м, получим:
HI Н кг _
1 единица индукции = ------ = 1----- = 1—--- = 1Т. Эта
1А 1м Лм
единица индукции в системе СИ называется
1 Т = 1
(мТ).
В системе СГС индукция измеряется в “Гауссах”, соотноше-
ние между этими единицами следующее: 1 Т = 104 Гс; 1 Г с =
IO"4 Т; 1 мТ = 0,001 Т; 1 мТ = 10 Гс; 1 Гс = 0,1 мТ.
При магнитном контроле используются поля в основном 10
20 мТ, реже при намагничивании деталей в соленоидах до
100-150 мТ. При специальных видах магнитного контроля при-
меняют поля до 200 мТ и более,.например, при выявлении прижо-
гов, коррозии, макроструктуры металла, трещин под покрытием
хрома более 0,1-0,2 мм.
Магнитная индукция в ферромагнитных материалах может
достигать 2 2,5 Т.
Пример 1.1. В однородное магнитное поле индукцией В =
0,2 Т помещен намагничивающий кабель длиной 0,3 м с током
1000 А под прямым углом к магнитным линиям. Определить
механическую силу, действующую на кабель. Решение: F —
BLJ = 0,2 • 1000 0,3 = 60 Н.
9
Пример 1.2. Вектор магнитной индукции направлен к прове-
ряемой поверхности под углом 35°, В = 20 мТ. Определить нор-
мальную В„ и тангенциальную Вт составляющие поля и их отно-
шение О = — . Решение: Ви = В sin 35° = 20 0, 57 = 11,4 мТ,
Вт
Br = В cos 35° = 20-0,82 = 16,3 мТ, О = 11,4/16,3 = 0,69.
1.1.3. Магнитный поток
Если воспользоваться представлением о линиях магнитной
индукции, то магнитный поток можно определить как общее
число магнитных линий, проходящих сквозь рассматриваемую
поверхность.
В однородном поле магнитный поток Ф, пронизывающий
плоскость S, расположенную под углом а к магнитным лини-
ям, равен
Ф = В S cos а.
Если магнитные линии пересекают плоскость под прямым
углом, то (рис. 1.7) Ф = В • S, Вб,
Рис. 1.7. Магнитный поток Ф через площадку S.N,S - - магнитные полюсы
где В — магнитная индукция, Т; S — площадь плоскости, м2.
Линии магнитной индукции никогда не разрываются, на гра-
нице сред, магнитный поток целиком проходит из одной среды
в другую. Любая магнитная линия является замкнутой на себя
независимо от того, через какие вещества ей приходиться про-
ходить.
Магнитный поток измеряют в “Веберах”.
Вебер (Вб) — магнитный поток, создаваемый однородным
магнитным полем с индукцией 1 Т через площадку в 1 м2, нор-
мальную к направлению поля.
Пример 1.3. Линии магнитной индукции падают па плоскость
S под углом 30°. Определить поток Ф через плоскость, если ее од-
10
посторонняя поверхность равна 0,01 м2, а магнитное поле одно-
родное, -0=2000 Гс. Решение: Ф = BS cos а = 0,2 0,01 0,87 —
1,74 • 10-3 Вб.
Если поместить в магнитное поле соленоид, состоящий из не-
скольких витков, то каждый из витков будет пронизываться маг-
нитным потоком.
Суммарный магнитный поток, пронизывающий все витки
контура, или как говорят, магнитный поток, сцепленный со все-
ми витками, называется потокосцеплением Ф.
Если все витки одинаковы, то суммарный магнитный поток,
т. е. потокосцепление
Ф = ФА,
где Ф — магнитный поток через один виток соленоида, N —
число витков.
Пример 1.4. Определить потокосцепление (общий магнитный
поток) внутри соленоида, если индукция 0=0,2 Т. Число витков
соленоида п=6, сечение окна соленоида 5=1 дм2. Реше ние:
ф = фп = BS • п = 0, 2 • 0,01 • 6 = 0,012 Вб.
1.1.4- Магнитная проницаемость
Абсолютная магнитная проницаемость ра характеризует спо-
собность материала намагничиваться. Измеряется в единицах
,, /Гн\ / м • кг \
Генри на метр — = —— •
ум/ \с2 • А27
Магнитная проницаемость р0 вакуума в системе единиц СИ
принята равной 4тг • 10-7 Гн/м.
Отношение абсолютной магнитной проницаемости ра к маг-
нитной проницаемости вакуума р0 называется относительной
магнитной проницаемостью р'г или р.
При постоянном внешнем поле относительная магнитная про-
ницаемость вещества показывает во сколько раз возрастает ин-
дукция при замене вакуума данным веществом.
По значению рг (в дальнейшем обозначим р) все материалы
делятся на три группы:
—^диамагнитные, у которых р на несколько миллионных или
тысячных долей меньше 1. К ним относятся: висмут, цинк, сви-
нец, медь, серебро, золото, воск, большая часть солей, некоторые
газы;
11
' " парамагнитные, у которых ц на несколько миллионных
или тысячных долей больше 1. К таким материалам относятся:
марганец, хром, платина, алюминий и др.;
— ферромагнитные, у которых /г велико, выражается сот-
нями, тысячами и изменяется в зависимости от интенсивности
магнитного поля. К таким веществам принадлежат только че-
тыре элемента: железо, никель, кобальт, гадолиний и некоторые
сплавы металлов.
Если диамагнитное и парамагнитное вещества поместить в
однородное магнитное поле, то в диамагнитном веществе поле
будет ослабляться, а в парамагнитном — усиливаться. Это объ-
ясняется тем, что в диамагнитном веществе поля элементарных
токов направлены навстречу внешнему полю, а в парамагнитном
согласно ему.
На диамагнитные вещества действует сила, выталкивающая
их из неоднородного магнитного поля. Парамагнитные вещества
втягиваются в неоднородное магнитное поле. В табл. 1.1 приве-
дены значения относительной магнитной проницаемости некото-
рых материалов.
Таблица 1.1
Значения относительной магнитной проницаемости
некоторых материалов
Парамаг- нитные И Диамаг- нитные И Ферромаг- нитные И
Воздух 1,00000036 Висмут 0,999825 Сталь Армко 7000
Олово 1,000001 Г рафит 0,999895 Пермаллой 75000
Алюминий 1,000023 Сурьма 0,999937 Ст. Э1ААБ 15400
Платина 1,000364 Серебро 0,999981 Листовая электротех. сталь 14400
Марганец 1,0037 Медь 0,999991 Никель 1120
Палладий 1,00069 Ртуть Цинк 0,999975 0,999981 Кобальт Чугун 174 620
Из табл. 1.1 видно, что значения относительной магнитной про-
ницаемости диамагнитных и парамагнитных материалов очень
12
мало отличаются от единицы, поэтому для практики принима-
ют их магнитную проницаемость равной единице. Магнитный
контроль применим только для деталей из ферромагнитных ма-
териалов, имеющих /г^40 (ГОСТ 21105-87).
1.1.5. Напряженность магнитного поля
Выше было отмечено, что магнитное поле по величине и на-
правлению может быть охарактеризовано магнитной индукци-
ей В. Однако, магнитная индукция зависит от свойств среды.
Это обстоятельство усложняет производство технических рас-
четов магнитных процессов. Поэтому введена вспомогательная
расчетная величина, которая не зависит от магнитных свойств
среды, а учитывает только влияние на интенсивность поля зна-
чения токов, расположение магнитов и проводников с токами.
Эта вспомогательная расчетная величина называется напря-
женностью магнитного поля и обозначается Н.
Напряженность поля Н — величина векторная. Вектор И в
однородной среде имеет одинаковое направление с вектором маг-
нитной индукции В (см. рис. 1.4). Вектор Н можно разложить на
две составляющие: нормальную Нн, перпендикулярную поверх-
ности детали, и тангенциальную НТ, параллельную поверхно-
сти проверяемой детали. Соотношение этих составляющих, как
будет показано ниже, влияет на чувствительность магнитного
метода.
Численное значение напряженности магнитного поля Н опре-
деляют по формуле
Из этой формулы можно установить размерность напряженно-
сти поля Н.
(и} = (в) М = кг . м- кг = мл
1 ’ (рау [**] с2 • А с2 • А2 \м/'
/А\
1 — — это напряженность такого магнитного поля, индукция
\М ) ;
которого в вакууме равна 4тг • 10~7Т.
Напряженность поля измеряют также в “Эрстедах”, (Э),
13
“Амперах на сантиметр , — ) , Килоамперах на метр
\см/
/кА\
I — I . Соотношение между этими величинами следующее:
\ м /
1 А/см = 100 А/м; 1Э = 0, 796 А/см; 1 кА/м = 10 А/см;
1 А/см = 0, 1 кА/м; 1 Э = 79,6 А/м; 1 кА/м = 12,56 Э;
1 А/см = 1,256 Э; 1 Э = 0, 0796 кА/м; 1 кА/м = 1000 А/м.
Вот значения напряженности некоторых магнитных полей.
Напряженность поля Земли в районе Москву составляет
0,45 Э. Напряженность поля для намагничивания деталей из
конструкционных сталей составляет 100-200 А/см, на полюсах
постоянного магнита — 1000-2000 А/см.
Напряженность поля в соленоидах и других намагничиваю-
щих устройствах для магнитной дефектоскопии рассчитывает-
ся по формулам, определяется с помощью приборов, например,
МФ-23И, МПУ-1 и др.
Напряженность поля указывается в технологических картах,
методиках магнитного контроля.
1.1.6. Магнитный момент витка (Амперовский магнитный
момент)
Магнитным моментом МА контура с током называется вели-
чина, равная произведению силы тока J на площадь S, ограни-
ченную контуром МА = JS (рис. 1.8).
Рис. 1.8. Контур (виток привода) 1 с током J. 2 - источник тока; МА —
магнитный момент; Н — напряженность поля, создаваемого током
Рис. 1.9. При каждом новом делении магнита на части каждая из них пред-
ставляет собой магнит с двумя полюсами
14
1 единица магнитного момента равна 1А - 1 м2 — 1 А м2. Эта
единица называется “Ампер-квадратный метр”. Ампер- ква-
дратный метр — это магнитный момент контура, по которому
течет ток силой 1 А и который ограничивает площадь равную
1 м2.
Магнитный момент электрона (магнетон Бора) равен
z Э \ / \
/ • КГ \ / кг \
0,927-Ю-23 так как (Дж)=[-—-—), а (Т)=(——-),
т \ с2 ) \с2 • А/
1.1.7. Магнитная масса (магнитный заряд, количество
магнетизма)
Опытами установлено, что одноименные магнитные полюсы
магнитов отталкиваются друг от друга, а разноименные — при-
тягиваются. Когда еще не было представлений о магнитном по-
ле, взаимодействие полюсов магнитов объясняли наличием осо-
бого вещества — магнетизма. В дальнейшем с развитием науки
доказано, что никакого магнетизма как некоторого вещества не
существует. Источником магнитных полей является не магне-
тизм как некоторое вещество, а электрические токи. Поэтому
при делении постоянного магнита в каждом новом куске эле-
ментарные токи вновь создают результирующее магнитное по-
ле, характерное для обычного магнита (рис. 1.9). В природе нет
магнитных масс как некоторого магнитного вещества, а поэто-
му они являются фиктивными массами, существующими услов-
но. Магнитную массу (или магнитный заряд) рассматривают
только как некоторую математическую величину, не имеющую
физического содержания.
Единицу магнитной массы (заряда) можно получить по фор-
муле
где А работа по обводу магнитного полюса вокруг проводника
с током J.
1 Дж м2 • кг
1 единица магнитной массы= ---~ = 1—-----.
1 А с2 • А
В системе f'aycca за единицу магнитной массы принимают
15
такую магнитную массу, которая действует на равную ей маг-
нитную массу, находящуюся на расстоянии 1 см от нее в вакуу-
ме, с силой равной 1 дине.
1.1.8. Магнитный момент диполя (Кулоновский магнитный
момент)
Магнитный момент диполя Мк есть вектор, численно равный
произведению одного из магнитных зарядов на расстояние меж-
ду зарядами (рис. 1.10):
-т ____________+ттъ
- ZZZZZZZZZZZ—I +
<е*
Рис. 1.10. Магнитный диполь (магнит). I — длина диполя; +т, — т — маг-
нитные массы
М* = ml,
где т — магнитная масса, Дж/А; I — расстояние между масса-
ми, м;
„ ,, Дж м3 • кг
Размерность магнитного момента Мк = —— м = —г-----.
„ , ,А с2-А
Зависимость между моментами витка МА и магнитного ди-
поля Мк следующая. На виток с током и магнитный диполь в
магнитном поле действуют механические моменты:
A/мех.А ~ ВМд", Ммехк ~ МКН,
приравняв механические моменты и положив sin а = 1, найдем
ВМА = МЛ- мк = мЛ.
п
Для вакуума (воздуха) Мк = МАд0.
1.2. Намагничивание и магнитные свойства материалов
1.2.1. Намагниченность
Способность материала намагничиваться объясняется суще-
ствованием в них элементарных (молекулярных) токов: враще-
ние электрона вокруг ядра в атоме, вокруг собственных осей
(спин электрона) и вращение орбит электронов (прецессия элек-
тронных орбит) (рис. 1.11).
16
Рис. 1.11. Виды молекулярных (элементарных) токов: а) движение электрона
1 вокруг ядра 4; б) вращение электрона вокруг своей оси; в) прецессия элек-
тронной орбиты; 3 — направление движения и 7 — направление вращения
электрона. 2 — направление тока. 5 — электронная орбита, б — плоскость
электронной орбиты. В — индукция магнитного поля. 8 — траектории пре-
цессионного движения электронной орбиты
Ферромагнитный материал состоит из малых областей (с ли-
нейными размерами около 0,001 мм), в которых элементарные
токи самопроизвольно направлены согласно. Эти области само-
произвольной намагниченности называют доменами. В каждом
домене образуется результирующее поле элементарных токов до-
мена. Силы, ориентирующие магнитные поля элементарных то-
ков в пределах каждого домена, объясняются с квантово-меха-
нической точки зрения и определяются волновыми свойствами
электронов.
В размагниченном материале магнитные поля доменов напра-
влены хаотично и компенсируют друг друга так, что результи-
рующее поле всех доменов в детали практически равно нулю
(рис. 1.12, а).
Намагничивание ферромагнитных материалов под действием
внешнего поля объясняется тем, что поля отдельных областей
(доменов) устанавливаются по направлению внешнего поля, их
магнитные поля при этом суммируются. В результате образу-
ется сильное поле намагничейной детали (рис. 1.12, б). После
снятия намагничивающего поля векторы полей некоторых доме-
нов под воздействием внутренних напряжений в металле и дру-
гих причин отклоняются от направления намагниченного состо-
яния, деталь приходит в состояние остаточной намагниченности
(рис. 1.12, в).
' Следовательно, намагниченность J — это степень согласо-
ванной ориентировки магнитных полей доменов в металле, ина-
че, это индукция, создаваемая элементарными токами.
2-2104
17
Поскольку элементарные токи обладают магнитными момен-
тами, то намагниченность также определяют как отношение
суммарного магнитного момента тела к его объему, т. е.
, _ Ма
V ’
/ А\
Намагниченность J измеряется в “Амперах на метр” [ — ) .
ум/
Намагниченность J проверяемой детали зависит от напря-
женности поля Н, действующего на эту деталь.
Рис. 1.12. Схема расположения доменов в области 2 образца: а) — образец
размагничен, поле Н =0; б) — образец расположен в магнитном поле, Н 00;
в) — намагничивающее поле снято, Н=0; 1 — образец. Н — напряженность
намагничивающего поля
Ферромагнитные свойства материала зависят от темпера-
туры. Для каждого ферромагнитного материала существует
температура, при которой области спонтанной намагниченно-
сти (домены) под действием теплового движения разрушаются
и ферромагнитный материал становится парамагнитным. Эта
температура называется точкой Кюри. Точка Кюри для железа,
например, равна 753°С. При снижении этой температуры маг-
нитные свойства восстанавливаются.
1.2.2. Кривая первоначального намагничивания
Индукция В результирующего поля в детали может быть
определена по известной формуле
18
В — + HqJ.,
где J — намагниченность, т. е. индукция, создаваемая элемен-
тарными (молекулярными) токами; Н — напряженность внеш-
него поля (соленоида, электромагнита). Из приведенной форму-
лы видно, что индукция в детали представляет сумму двух со-
ставляющих: //0Я-определяемой внешним полем Н и J — намаг-
ниченностью, которая также зависит от Н.
На рис. 1.13 показаны зависимости /z0J, В и /л0Н ферромаг-
нитного материала от напряженности внешнего поля. Кривая
J(H') показывает, что при относительно слабых полях намагни-
ченность растет весьма быстро (участок аб). Затем рост замед-
ляется (участок бв). Далее рост J снижается, кривая J (Я) пе-
реходит в прямую линию вд, имеющую малый наклон к горизон-
тальной оси ОН. При этом величина /z0J постепенно прибли-
жается к своему предельному значению Составляющая
р,0Н изменяется пропорционально напряженности поля Н. На
рис. 1.13 эта зависимость показана прямой линией ое.
Рис. 1.13. Зависимость магнитной индукции В и намагниченности J от на-
магничивающего поля Н
Чтобы получить кривую зависимости магнитной индукции В
от напряженности внешнего поля, необходимо сложить соответ-
ствующие ординаты кривых fi0H и /z0J. Эта зависимость изо-
бражается кривой В(Н'), называемой кривой первоначального
намагничивания. В отличие от намагниченности магнитная ин-
2*
19
дукция Б растет до тех пор, пока растет величина II, так как по
прекращении роста намагниченности величина р0Н продолжа-
ет увеличиваться пропорционально Н. Максимальное значение
индукции в материале равно Вт.
1.2.3. Циклическое перемагничивание
Циклическое перемагничивание имеет место при намагничи-
вании детали переменным или периодически изменяющимся по
направлению постоянным полем.
На рис. 1.14 показаны полная магнитная характеристика
образца-петля гистерезиса и схема ее получения. На образец 15,
изготовленный в виде тороида, намотана обмотка 14 для его на-
магничивания. Ток в обмотке 14 регулируют потенциометром R,
а направление тока изменяют переключателем П.
В исходном состоянии образец размагничен. Ток в обмотке
14 увеличивают потенциометром R по прямой 0-8 (рис. 1.14, б).
Напряженность поля, создаваемого этим током в обмотке 14 из-
меняется по прямой 0-1 (рис. 1.13, а). При этом индукция В и
намагниченность J в образце 15 будут увеличиваться по кривым
первоначального намагничивания 16 и 17 до точек 16' и 17', соот-
ветствующим магнитному насыщению, при котором все магнит-
ные поля доменов направлены по внешнему полю (см. рис. 1.12,
б).
При уменьшении тока по прямой 8-9 напряженность поля
уменьшается по 1-0 (рис. 1.14, а). При этом индукция В и на-
магниченность J уменьшаются до значения ВТ.
При увеличении тока в отрицательном направлении по 9-10
напряженность поля также увеличивается в отрицательном на-
правлении по 0-2, перемагничивая образец 15.
В точке 6 индукция В — 0, так как p0J = PqH, т. е. В =
poJ+ (—РоН) = 0- Напряженность поля, соответствующая точке
6 называется коэрцитивной силой Нсв по индукции.
В точке 4 намагниченность J = 0, а В = р0Н.
Напряженность поля, соответствующая точке 4, называется
коэрцитивной силой Нсн по намагниченности. Нсв и Нсн по зна-
чению близки. При магнитном контроле используют коэрцитив-
ную силу Нсв = Нс.
При дальнейшем увеличении напряженности поля до точки
2 индукция В и намагниченность J достигают наибольших от-
20
рицательных значений -Вт и -Jm (точки 16" и 17"), соответ-
ствующих магнитному насыщению —Вт образца 15. При умень-
шении тока по прямой 10-11 индукция В и намагниченность J
примут значения, соответствующие — Вг. При увеличении тока
по 11-12 индукция В и намагниченность J изменяются по кри-
вым, аналогичным кривым в квадранте III.
Рис. 1.14. Зависимость индукции В и намагниченности J от напряженности
поля Н, действующего на образец 15 (а); изменение тока J в обмотке для
намагничивания 14 (б); схема намагничивания образца 15 (в)
Таким образом, в результате изменения внешнего поля Н по
0-1, 1-0, 0-2, 2-0 (рис. 1.14, а) магнитное состояние образца 15
изменяется по замкнутой кривой — петле магнитного гистере-
зиса.
На рис. 1.15 показана зависимость индукции В образца (петля
гистерезиса) при циклическом изменении напряженности поля в
пределах 0-Ят; Нт-0; 0- (-Ят);-Нт-0. По петле магнитного
гистерезиса определяют следующие характеристики, используе-
мые при магнитном контроле.
21
Рис. 1.15. Зависимость В (Я) (петля магнитного гистерезиса) при цикличе-
ском изменении поля от +Н до —Я и от +Я до —Я: I — кривая первона-
чального намагничивания
Рис. 1.16. Семейство симметричных петель магнитного гистерезиса. 1 —
основная кривая намагничивания; 2 — кривая первоначального намагничи-
вания
Нт — это напряженность магнитного поля, при которой до-
стигается состояние технического магнитного насыщения образ-
ца.
Вг — остаточная индукция — это индукция, оставшаяся в
образце после снятия поля Нт.
Нс — коэрцитивная сила — это напряженность магнитно-
го поля, которое нужно приложить встречно намагниченности
образца (предварительно намагниченного до насыщения), что-
бы его полностью размагнитить.
Вт — индукция технического насыщения. Вт = 0,95Втах;
-Втах — теоретически возможная индукция насыщения. 1 — кри-
вая первоначального намагничивания.
Петля гистерезиса, вершины А и Б которой соответству-
ют состоянию магнитного насыщения ферромагнитного образ-
ца, называется предельной или максимальной петлей гистере-
зиса. Эта петля симметрична относительно начала координат
(см. рис. 1.15).
Петли гистерезиса, получающиеся при действии равных по
величине, но противоположных по знаку магнитных полей,
22
уменьшающихся от цикла к циклу перемагничивания, образу-
ют семейство симметричных петель гистерезиса (рис. 1.16).
Если ферромагнитное тело подвергается действию полей од-
ного знака, то петля называется частной (промежуточной), ко-
торая в этом случае несимметрична относительно начала коор-
динат (рис. 1.17).
Рис. 1.17. Семейство не-
симметричных петель маг-
нитного гистерезиса. 1-
3 — промежуточные пе-
тли; 4 — предельная пе-
тля гистерезиса
Различают статическую и динамическую петли гистерезиса.
Статической петлей гистерезиса называется петля, полученная
при очень медленном изменении Н, при котором можно прене-
бречь действием вихревых токов.
Динамической петлей гистерезиса называется петля, полу-
ченная при периодическом изменении Н с некоторой конечной
скоростью, при которой влияние вихревых токов становится зна-
чительным. Это приводит к тому, что динамическая петля име-
ет значительно большую ширину, чем статическая. С увеличе-
нием амплитуды приложенного напряжения ширина динамиче-
ской петли гистерезиса увеличивается.
1.2.4- Зависимость магнитной проницаемости
от напряженности поля
Значение магнитной проницаемости материала существенно
зависит от напряженности поля, действующего на образец (или
деталь). На рис. 1.18 показана такая зависимость рг(Н). При
Н = 0 магнитная проницаемость равна ее начальному значению
дн. При увеличении напряженности пбля магнитная проницае-
мость увеличивается сначала быстро, достигает максимального
значения, а затем уменьшается.
По кривой намагничивания В (И) магнитная проницаемость
при заданном поле Н определяется как ра =
в
н До'
В
23
Рис. 1.18. Зависимость магнитной проницаемости дг от напряженности поля
Н, действующего на образец: — дифференциальная магнитная проницае-
мость; дн — начальная магнитная проницаемость; 1 — касательная в точке
А к кривой В (Я)
Различают дифференциальную магнитную проницаемость
ДВ Л гг
Md = ^-77 при Д Я —» 0;
£Л П.
ИЛИ
dB
1.2.5. Магнитодвижущая сила, магнитное
сопротивление
Магнитодвижущая (намагничивающая) сила F — величина,
которая характеризует намагничивающее действие электриче-
ского тока. Если магнитный контур замкнут, то магнитодви-
жущая сила (МДС) равна F = J N, т. е. произведению тока J
в обмотке на ее число витков (рис. 1.19). Единица измерения
МДС — ампер-виток.
24
Рис. 1.19. Схема замкну-
той магнитной цепи: 1 —
магнитопровод; 2 - об-
мотка, содержащая п вит-
ков; J — ток в обмотке;
/ср — длина средней ли-
нии в магнитопроводе
Если линии магнитной индукции замыкаются только через
ферромагнитный сердечник 1, то магнитный поток равен
Ф =
N J
/ср
Да S
Эту формулу записывают иначе
Ф =
F
^ср 1
Да£
где F — магнитодвижущая сила (МДС), а • в; /ср — длина сред-
ней линии магнитопровода, м; S — сечение магнитопровода, м2.
Величина —определяет магнитное сопротивление Rm, т. е.
Rm = —отсюда следует, что магнитное сопротивление среды
RaS
прямо пропорционально длине магнитопровода, обратно пропор-
ционально его площади поперечного сечения и магнитной прони
цаемости, т. е. Ф = Эта формула является математическим
выражением основного закона магнитной цепи.
Магнитный поток в магнитной цепи прямо пропорционален
МДС и обрат’но пропорционален магнитному сопротивлению.
Пример 1.5. Определить силу тока в тороидной обмотке из 5
витков гибкого кабеля для намагничивания кольца подшипника
до индукции 1 Т. Сечение кольца подшипника 5 см2, наружный
диаметр 200 мм, внутренний диаметр 170 мм, да — 4тг 10-5 Гн/м.
Решение: используем формулу
.Ф = —
Rm
1. ф = в • s = 1 • 5 • 10“4
5 • 10’4 Вб;
25
2 I
*'cp
170 + 200
2
7г — 0, 58л<;
0 58
3. F = Ф • Rm = 5 • 10“4 ——— = 4617a • e;
4тг10~5 • 5 • 10~4
4. J =
F~
II
4617
= 923 A.
5
Для намагничивания кольца подшипника до индукции 1 Т
(10000 Гс) необходим ток силой 923 А, если число витков 5.
1.3. Магнитные поля прямолинейных проводников
Для намагничивания проверяемых деталей используют пря-
молинейные проводники в виде прямолинейных медных стерж-
ней или гибких кабелей различного сечения.
На рис. 1.20 показана картина поля вокруг медного проводни-
ка, полученная магнитным порошком. Магнитные силовые ли-
нии этого поля представляют собой концентрические окружно-
сти с центрами на оси проводника (рис. 1.20, б).
Рис. 1.20. Магнитное поле вокруг проводника 1 с током J: а — картина поля,
полученная магнитным порошком; б — магнитные линии вокруг проводни-
ка 1. В — вектор магнитной индукции
Направление поля вокруг проводника или созданного витка-
ми кабеля (соленоида) может быть определено по правилу бу-
равчика (штопора) (рис. 1.21):
26
Рис. 1.21. Правило штопора для определения направления поля вокруг про-
водников и определение направления тока в проводниках по известному на-
правлению поля: 1 — проводники; 2 — виток проводника; 3 — соленоид; 4 —
штопор; 5 — проверяемая деталь
а) для определения направления поля вокруг проводника:
— расположить штопор вдоль оси проводника (рис. 1.21, а, в);
— вращать штопор так (по часовой стрелке или против нее),
чтобы его поступательное движение совпало с направлением то-
ка в проводнике;
— направление вращения ручки штопора укажет направле-
ние поля.
б) для определения направления тока в проводнике необходимо:
— расположить штопор вдоль проводника (рис. 1.21, б);
— вращать ручку штопора в направлении поля (векторов В
и Н) вокруг проводника;
— поступательное движение штопора укажет направление
тока в проводнике. „
Векторы напряженности поля Н и магнитной индукции В в
вакууме (воздухе) по направлению совпадают.
Направление поля вокруг провода обмотки соленоида также
определяют по правилу штопора (рис. 1.21, д).
в) для определения направления поля внутри соленоида необ-
ходимо (рис. 1.21, е):
- штопор расположить вдоль продольной оси соленоида;
- вращать ручку штопора в направлении тока (на рис. 1.21,
е — против часовой стрелки);
— направление поступательного движения штопора укажет
направление поля (на рис. 1.21, е показаны направления векторов
В и Н).
Изменение напряжённости поля Н внутри и вне проводника
3 при прохождении по нему постоянного тока от расстояния г
от точки измерения до оси проводника радиусом т0 показано на
рис. 1.22. Из рис. 1.22 видно, что поле на оси проводника равно
нулю, а внутри проводника (при г < т0) оно изменяется по ли-
нейному закону
Рис. 1.22. Изменение напряженности поля Н внутри (1) и вне (2) проводника
3 с током J. го — радиус проводника; г — расстояние от центра проводника
до точки измерения.
и = —
2тгг§ ’
а вне его (при г > г0) по гиперболе Н = -—.
28
Напряженность поля Н в любой точке, расположенной на рас-
стоянии от оси проводника определяют по формулам:
Н- J
п — —--- ---
2 7ГГ \ м
(1-1)
где г — расстояние от оси проводника до точки измерения, м;
J — ток в проводнике, А.
Я = — (Э); (1.2)
2г
4 J
н = -(Э), (1.3)
где г — расстояние от оси проводника до точки измерения, мм;
D —- диаметр окружности с центром на оси проводника, на ко-
торой находится точка измерения, мм.
Если задана напряженность поля Н в точке, находящейся на
расстоянии от оси провода, то для получения этой напряженно-
сти силу тока определяют, используя формулы 1.1-1.3:
J = Я • 2тгт, (А) (1.4)
где Я[А/м]; г[м]
/=“•£>, (А) (1.5)
где Я[Э]; Р[мм].
Пример 1.6. Ток в проводе равен 1000 А. Определить напря-
женность поля в точке, отстоящей от оси провода на 100 мм.
Решение:
Напряженность поля определяется по формуле
1000 _ 2тг0,1 “ Л 1592 — м
или по формуле 2т 4•1000 200 = 20Э.
Пример 1.7V Определить ток в кабеле для получения поля на-
пряженностью 50 А/см (62,8 Э) в точке, отстоящей от оси про-
вода на 50 мм.
29
Решение: ток определяется по формуле
J = Н 2тгг = 5000 • 6,28 • 0,05 = 1570А.
или по формуле
J = • D = 100 = 1570Л.
4 4
На рис. 1.23 показано распределение индукции В при намаг-
ничивании ферромагнитной детали 8 на центральном проводни-
ке 9 с током J.
В1 4
Рис.1.23 Рас. 1.24
Рис. 1.23. Распределение индукции магнитного поля при намагничивании
проверяемой детали 8 на центральном проводнике 9. J - ток в проводнике
Рис. 1.24. Распределение поля Н внутри и вне детали 4, намагничиваемой
пропусканием по ней тока J. Поле изменяется на участке: 0-1 по закону
J (г2 — R2) J
И = 0: 1-2 по закону И = —--------zU-; 2-3 по закону Н = -—.
’ 3 2тг (R2 - RD’ 3 2ят
Магнитная индукция В изменяется:
на участке 0 2 по закону В = -----= • д0;
27ГГ J
на участке 2-3; 6 7 по закону В — -— • а0.
2тГГ
Скачки индукции В на участках 3-4, 5-6 обусловлены ферро-
магнетизмом детали 8. (т0 — радиус проводника; г — расстояние
от центра проводника).
30
Пример 1.8. Цилиндрическую полую деталь намагничивают
на центральном проводнике. Определить силу тока в проводнике
для получения индукции В = 12,56 мТ на внутренней поверхно-
сти детали диаметром 80 мм. Решение: сила тока в проводнике
определяется по формуле
т В-27ГГ 12,56-Ю'3-3,14-0,08
J = ------= — -----------4----!— = 2512 Л.
//0 4тг 10-7
Распределение поля внутри и вне полой детали 4, намагничи-
ваемой пропусканием по ней тока, показано на рис. 1.24. Видно,
что поле внутри детали радиусом Ri равно нулю. Поле на участ-
ке 1-2 (внутри материала детали) изменяется по закону
7(г2-Д3)
2тг(Я3 - RIY
а на участке 2- 3 — по закону В = -. По этой формуле опреде-
2?ГГ
ляют напряженность поля на внешней поверхности детали или
на некотором расстоянии от нее.
Пример 1.9. По цилиндрической детали диаметром 50 мм про-
пускают ток силой 2000 А. Определить напряженность поля в
точках, находящихся от поверхности детали на расстоянии 100
мм и непосредственно на поверхности Детали.
Решение: напряженность поля на расстоянии 100 мм от по-
верхности детали определяется по формуле
2лт 2 3,14 0,125 м
Напряженность поля на поверхности детали.:
--- = ----------- = 12740-.
27гг 3,14-0,05---м
31
1.4 Магнитное поле соленоидов
Значительное число деталей контролируют с применением
различных типов соленоидов. На рис. 1.25 показана схема маг-
нитного поля вокруг и внутри соленоида. Направление тока в
витках обмотки обозначено стрелками J, проведенными на по-
верхности соленоида. Из рисунка видно также, что магнитные
силовые линии внутри соленоида направлены вдоль его продоль-
ной оси. У выходных окон соленоида образуются магнитные по-
люсы N и S. Направление поля Н внутри соленоида может быть
определено по правилу штопора, используя обозначенное на ри-
сунке направление тока.
Напряженность поля в центре на оси у края соленоида опре-
деляют по формулам, приведенным на рис. 1.26.
Напряженность поля, создаваемая тороидной обмоткой с то-
ком, определяют по формуле, приведенной на рис. 1.27.
Напряженность поля в центре витка радиусом R (см. рис. 1.8)
определяют по формуле
R ’ м ’
где J — ток в витке проводника, А.
Пример 1.10. Определить напряженность поля в центре при-
ставного соленоида дефектоскопа У-604, если ток в обмотке со-
леноида равен 2000 А. Параметры соленоида: число витков п =
6, длина 210 мм, диаметр 100 мм. Решение: напряженность
поля определим по формуле
rr J-n 2000-6 Г1„ А
II = . = = —;-------= 516—.
у/2 + D2 У212 + 102 СМ
Пример 1.11. Соленоид, образованный витками гибкого кабе-
ля передвижного соленоида У-601 для намагничивания оси ста-
билизатора. Ток в соленоиде равен 2000 А. Параметры соленои-
да: длина 400 мм, диаметр 100 мм, число витков 8, оц = 10°, а2 =
25° (см. рис. 1.26).
32
-—/ .I । \ а
—/ * 1
ас.1.25 >'1 I"1-Si । । ; । ' ! i"
? I
3 2104
33
Определить напряженность поля:
а) в центре соленоида на его оси — Нх;
б) в точке А, расположенной на оси на расстоянии 100 мм до
края соленоида — Я2.
в) у края соленоида — Я3.
Решение:
а) напряженность Hi в центре на оси соленоида
„ J-n 2000-8
у/12 + Я2 л/402 + 102 7
б) напряженность поля в точке А - Я2
гт J-n cos Qi — cos си 2 2000-8 0,98 + 0,9 A
= -----------г------= =
в) напряженность поля у края соленоида — Я3
Я3 =
1 16000 А
- . = 198—.
2 У402 + 52 см
Пример 1.12. Виток гибкого кабеля дефектоскопа У-601 име-
ет вид окружности, образован для намагничивания галтельного
перехода вала. Диаметр витка равен 160 мм. Определить на-
пряженность поля в центре витка, если ток в витке установлен
равным 1800 А.
Решение: Напряженность поля в центре витка определим
по формуле
г, J 1800
Я = — = -—- = 22а00 А м.
Я 0,08 '
1.5. Сущность магнитопорошкового метода
контроля
Магнитопорошковый метод основан на обнаружении магнит-
ных полей рассеяния над дефектами с помощью ферромагнит-
ных частиц. Если по центральному проводнику 2, проходяще-
му через полую деталь 1, пропустить электрический ток J, то
возникший магнитный поток замкнется по детали (рис. 1.28).
В местах трещин он выходит за пределы детали, образуя не-
однородное магнитное поле рассеяния 4 и местные магнитные
34
полюсы N и S. Наибольшая плотность магнитных силовых ли-
ний поля рассеяния наблюдается непосредственно над трещиной
(или над другой несплошностью) и уменьшается с удалением от
нее.
Рис. 1.28. Схема образования магнитного поля над трещиной (а); схема сил,
действующих на частицу в поле рассеяния трещины (б) и участок, уве-
личенный в 20 раз (кадр из кинофильма) (в). В — выпрямитель; 1 — про-
веряемая деталь; 2 — медный стержень с током; 3 — трещины; 4 — поле
рассеяния; 5, 6 — цепочки из частиц порошка; 7 — порошок над трещиной;
8 — контактные диски; 9 — поле вокруг стержня; 10 — магнитные линии в
детали; Тр — силовой трансформатор
Для обнаружения несплошности на поверхность детали на-
носят магнитный порошок, взвешенный в воздухе (сухим спосо-
бом) или в жидкости (мокрым способом). На частицу в поле рас-
сеяния будут действовать силы: магнитного поля F3 (рис. 1.28,
б), направленная в область наибольшей плотности магнитных
силовых линий, т. е. к месту расположения трещины; тяжести
FT; выталкивающего действия жидкости FA; трения Fmp', силы
электростатического F3 и магнитного FM взаимодействия, воз-
никающие между частицами. В магнитном поле частицы на-
магничиваются и соединяются в цепочки 5 и 6. Под действием
результирующей силы FP частицы притягиваются к трещине
и накапливаются над ней, образуя скопление порошка. Ширина
полоски (валика) из осевшего порошка значительно больше ши-
рины раскрытия трещины. По этому осаждению — индикатор-
3’ 35
ному рисунку определяют наличие дефектов. На рис. 1.29 1.32
показаны, как примеры, дефекты, выявленные магнитопорошко-
вым методом.
Рис. 1.29. '1’рещииы. выявленные магнитопорошковым методом на внутрен-
ней поверхности шестерни редуктора авиационного двигателя
При проведении магнитопорошкового контроля ферромагнит-
ные частицы, взвешенные в жидкости или воздухе, попадая в
магнитное поле, намагничиваются и притягиваются друг к дру-
гу, образуя цепочки, ориентированные по магнитным силовым
линиям поля. Процесс образования цепочек из частиц порошка
называют магнитной коагуляцией.
Соединение частиц в цепочки происходит еще до оседания
их над дефектом под действием внешнего намагничивающего
поля или поля полюсов детали. На рис. 1.28 показаны части-
цы, соединившиеся в цепочке в небольшом объеме над деталью,
погруженной в суспензию. Накопление порошка над дефектами
происходит в основном частицами, соединенными в цепочки, и
отдельными частицами. Поэтому выявляемость дефектов непо-
средственно связана с интенсивностью магнитной коагуляции.
36
Рис. 1.30. Осаждение порошка над трещинами, выявленными при магни-
топорошковом контроле: а — на полувалке шасси; б — у оснований зубьев
шестерни редуктора авиационного двигателя
На рис. 1.33 показана картина магнитного поля между ча-
стицами, которые моделируются ферромагнитными шариками.
Радиус сферы действия магнитных зарядов обозначен через р.
Центр сферы ввиду малости частицы помещен в ее центр масс.
Если сферы магнитного взаимодействия частиц пересекаются,
т. е. если расстояние между частицами с < 2р, то между ними
действуют силы, превышающие силу сопротивления. В резуль-
тате возникает движение и соединение частиц с образованием
цепочечных структур “цепочек”, состоящих из частиц, удержи-
ваемых магнитными силами. Из известной формулы
dll г щ
F = ml
а х
37
следует, что (m — магнитная масса, м2- кг/с2- А; I — длина
цепочки, м; Н — напряженность магнитного поля, А/м; х — ко-
ордината в направлении продольной оси цепочки, м; ml — куло-
новский магнитный момент, м3- кг/с2- А) сила F, действующая
на цепочку, прямо пропорциональна длине цепочки.
Рис. 1.31. Осаждение магнитного порошка — индикаторные рисунки над
трещинами: а — по сварному шву подкоса; б — на шатуне поршневого дви-
гателя; в — на проушине лонжерона
Хроме того, с увеличением длины цепочки увеличиваются
магнитные заряды на ее торцевых поверхностях из-за умень-
шения размагничивающего фактора. Относительное увеличение
магнитных зарядов от количества частиц в цепочке в однород-
ном магнитном поле иллюстрируется кривой mn/mQ = f (п)
(рис. 1.34) (где т0 — магнитные заряды одной частицы; тп —
магнитные заряды на торцах цепочки из п частиц), полученной
экспериментально на физической модели, в которой частицы мо-
делировались ферромагнитными шариками: с увеличением ча-
стиц до 8... 10 магнитные заряды увеличиваются в 1,5... 1,8
раза, при дальнейшем увеличении п в цепочке магнитные заря-
ды практически не изменяются.
38
Рис. 1.32. Осаждение порошка над трещинами на автосцепке железнодорож-
ного вагона
Поэтому сила, действующа'я в поле дефекта на цепочечную
частицу, больше суммы сил, действующих на эти же частицы,
не соединенные в цепочки.
В процессе магнитной коагуляции быстро достигается по-
ложение частиц, при котором сферы магнитного взаимодей-
ствия частиц не пересекаются, т. е. силы их притяжения ста-
новятся меньше сил сопротивления движению частиц и це-
почек. При этом процесс магнитной коагуляции практически
прекращается.
39
Рис. 1.33. Картина поля между частицами (моделируются шариками диаме-
тром 4 мм): а - - в момент приложения поля; б — после окончания процесса
соединения частиц; р — радиус сферы магнитного взаимодействия частиц
Для определения сил притяжения в поле дефекта или между
частицами (цепочками) приведенная формула для определения
силы может быть преобразована, с. учетом того, что в системе
40
измерения СИ Рк = /дЛ-о
dH „ dH т dH тт dH
F = mZ—= РК —- = Jvp0—- = xHvno —— [H ,
dx dx dx dx
где PK, PA — кулоновский и амперовский магнитные моменты;
X — магнитная восприимчивость, б/р величина; РА — Jv, Н —
напряженность поля, А/м; v — объем частицы, м3; //0 — маг-
м • кг
нитная постоянная, ------; х - координата в направлении про-
с2 • Л2
дольной оси цепочки, м.
Рис. 1.34. Зависимость относительного увеличения магнитной массы (маг-
нитных зарядов) от количества частиц в цепочке: а — схема расположения
частиц в цепочке
Рис. 1.35 Схема действия вращающего момента под действием сил F. 1,2 —
частицы порошка; /? •- угол между вектором поля Н и линией, соединяющей
центры масс частиц (частицы моделируются ферромагнитными шариками
диаметром 4 мм)
При количестве частиц в цепочке 8... 10 и более можно при-
нять для целей магнитопорошкового контроля, что х = Хм (Хм —
магнитная восприимчивость порошка).
Одновременно с возникновением сил взаимодействия между
частицами возникает вращающий момент, действующий на си-
стему частица-частица, цепочка-частица (см. рис. 1.33; 1,35):
Мвр = ml Н sin /3, м2 кг/с2- Н • Ньютон • метр )
Под действием этого момента угол (3 стремится к нулю (3 -
угол между линией, соединяющей частицы, и направлением век-
тора внешнего поля //). В результате все цепочки одновременно
с их образованием оказываются ориентированными по направле-
нию внешнего поля // (см. рис. 1.28, 1.33).
41
При увеличении поля II увеличиваются на торцевых поверх-
ностях цепочек магнитные заряды т и радиусы сфер магнитного
взаимодействия. Если сферы оказываются пересекающимися, то
возникает процесс магнитной коагуляции, происходит соедине-
ние цепочек в более длинные.
Параллельное соединение цепочек в суспензии практически
не происходит, так как возникают магнитные силы отталки-
вания в случае сближения цепочек одноименными магнитными
полюсами; они смещаются друг относительно друга вдоль сво-
их продольных осей из-за значительной неоднородности поля по
длине цепочек и сосредоточения на их торцевых поверхностях
наибольших магнитостатических зарядов. В результате цепоч-
ки соединяются друг с другом торцевыми поверхностями, т. е.
встык.
2 4
Рис. 1.36. Последовательные фазы деформации цепочек из частиц порош-
ка в жидкости (х10):1 — цепочки, образовавшиеся в поле напряженностью
100 А/см; 2, 3 — цепочки в процессе оседания; 4 - агрегаты, хлопья, обра-
зовавшиеся из цепочек при размешивании суспензии
Например, при концентрации порошка (ТУ 6-36-05800165-
1009—93) в керосиновой суспензии 20 г/л и напряженности 100
... 150 А/см происходит интенсивная магнитная коагуляция,
42
при которой основная масса частиц соединяется в цепочки
нити (рис. 1.36, 1). После снятия поля цепочки в результате раз-
личных скоростей оседания их частей приобретают вид пере-
плетающихся нитей (рис. 1.36, 2, 3). При размешивании такой
суспензии части нитей соединяются разноименными магнитны-
ми полюсами и образуют крупные агрегаты, хлопья, комочки
(рис. 1.36, 4). Интенсивная магнитная коагуляция делает инди-
каторные рисунки нечеткими, вызывает значительный фон из
порошка, что значительно затрудняет расшифровку осаждений
порошка. Кроме этого, осаждение порошка происходит не толь-
ко над трещинами, но и над рисками, над местами грубой обра-
ботки поверхности. На рис. 1.37 показана схема полей рассеяния
над трещиной и риской. Если в суспензии образуются цепочки,
длина которых превышает эффективный радиус сферы действия
поля рассеяния рп. р (рп р — расстояние от места выхода трещи-
ны на поверхность до точек над ней, в которых сила магнитного
притяжения равна силе сопротивления движению частиц), то
поле дефекта действует только на часть 4, а часть 5 цепочки
находится практически вне поля рассеяния. Такие цепочки под
действием сил тяжести выпадают на контролируемую поверх-
ность и создают значительный фон, мешающий контролю.
Рис. 1.37. Схема расположения цепочки над трещиной и риской: 1 - тре-
щина; 2 — риска; 3 — цепочка из частиц порошка; 4 — часть цепочки в
магнитном поле рассеяния трещины; 5 — часть цепочки вне поля рассея-
ния; Fp — результирующая сила; Fi, F? — составляющие сил F
Длинные цепочки интенсивно накапливаются над рисками,
подрезами сварных швов, так как согласно формуле (1.6) сила
в поле рассеяния малого градиента, действующая на длинные
цепочки оказывается значительной.
Короткие цепочки (длиной 0,01- 0,1 мм) позволяют полу-
чить четкий рисунок над дефектами с большим градиентом по-
ля (усталостными, шлифовочными трещинами, волосовинами и
др.). Они слабо осаждаются в полях малого градиента (рисками,
наклепом, карбидной полосчатостью и др.).
43
Учитывая различную чувствительность цепочек к полям с
различными значениями градиента поля можно, в зависимости
от типа выявляемых дефектов, создать условия формирования
цепочечных частиц определенной длины, что позволит достиг-
нуть высокой чувствительности к дефектам, подлежащим вы-
явлению.
На интенсивность магнитной коагуляции оказывают влия-
ние следующие факторы: концентрация, дисперсность, магнит-
ные характеристики, предыдущее магнитное состояние порош-
ка, вязкость дисперсионной среды, напряженность и градиент
поля, длительность его действия, автокоагуляция. Изменяя па-
раметры этих факторов или соответственно учитывая их, можно
добиться оптимального состава магнитной суспензии при про-
верке магнитопорошковым методом конкретных объектов. На-
примёр7~для контроля деталей способом остаточной намагни-
чённосТЯ'5ффективной~ят^яется~суспензия~слёдующего~состава:
ТдйспёрсиошГаТ^рёда —“керосин или керосино-масляная смесь;
концентрация порошка (ТУ 6-36-05800165-1009-93) 15-20 г/л;
содержание поверхностно-активного вещества Акор-1 (ГОСТ
15171-70) — 0,3-0,5 г/л. Приготовленную суспензию подверга-
ют сепарации для удалениЗГкрупныхТТслипшихся частиц вслед-
~стВй«ГаТГгок^^ других причин! ~
Если контроль проводят в приложенном поле при напряжен-
ностй до НКГА/см, то концентрацию порошка уменьшают до
ЗГГ77~г/л /атгртг-напряжен пости поля бояее~Г50 А/см концент р а-
"ТПгкг'ТГбрбПгкагустанавливают не более 3 г/л. ’ ----
•--~¥акзтмт>брааем,--магнитная коагуляция играет двоякую роль:
при оптимальной интенсивности она повышает выявляемость
дефектов, так как сила поля дефекта, действующая на цепочеч-
ную частицу, больше сил, действующих на отдельные частицы;
при высокой же ее интенсивности выявляемость дефектов умень-
шается из-за низкой чувствительности длинных цепочек к маг-
нитным полям мелких дефектов и значительного фона из частиц
порошка, образующегося на проверяемой поверхности.
Из изложенного выше следует, что в поле дефекта происходят
следующие физические процессы:
— намагничивание ферромагнитных частиц и соединение их
в цепочки с ориентацией по магнитным силовым линиям поля в
области дефекта;
— движение образовавшихся цепочечных структур, а также
о сдельных частиц к месту расположения дефектов;
44
— накопление ферромагнитных частиц над дефектами.
По виду осевшего порошка судят о характере несплошности
и принимают решение об отбраковке детали.
Основными областями применения магнитопорошкового ме-
тода является контроль:
деталей и узлов, бывших в эксплуатации, при ремонте и
обслуживании техники различного назначения;
— деталей и узлов, изготовленных или восстановленных при
ремонте;
— деталей на промежуточных стадиях их изготовления (ли-
тья, ковки, штамповки и т. д.);
— элементов строительных конструкций, протяженных
объектов—труб, трубопроводов различного назначения;
— объектов под водой и др.
Для решения этих задач разработаны оборудование, прибо-
ры, средства, способы, методические материалы по магнитопо-
рошковому методу.
2. ТЕХНОЛОГИЯ МАГНИТОПОРОШКОВОГО
КОНТРОЛЯ
2.1. Способы магнитопорошкового контроля
В зависимости от магнитных свойств материала, формы и
размеров контролируемой детали, наличия на ней немагнитного
покрытия применяют два способа контроля:
— контроль на остаточной намагниченности;
— контроль в приложенном поле.
Контроль на остаточной намагниченности заключается в по-
следовательном выполнении следующих технологических опера-
ций (рис. 2.1):
— подготовку детали к контролю;
— намагничивание детали;
— нанесение на поверхность детали магнитного индикатора
(суспензии или сухого порошка);
— осмотр детали;
— расшифровку индикаторного рисунка (скоплений магнит-
ного порошка) ц определение соответствия детали техническим
условиям или нормам на отбраковку;
— размагничивание и контроль размагниченности;
45
- удаление с детали остатков магнитного индикатора.
Контроль способом приложенного магнитного поля заключа-
ется в том, что технологические операции: намагничивание,
нанесение на поверхность детали магнитного индикатора,
осмотр или часть осмотра детали выполняют одновременно (см.
рис. 2.1).
Рис. 2.1. Последовательность выполнения технологических операций магни-
топорошкового контроля
Контроль способом приложенного магнитного поля проводят
в следующих случаях:
- деталь выполнена из магнито-мягкого материала, имею-
46
щего коэрцитивную силу < 9,5 А/см (12 Э; 0,95 кЛ/м), на-
пример, из сталей ст. 3, ст. 10, ст. 20 и др.;
- деталь имеет сложную форму или малое удлинение (от-
ношение длины детали к ее диаметру), поэтому ее не удается
намагнитить до достаточно высокой остаточной намагниченно-
сти;
— деталь контролируют с целью обнаружения подповерх-
ностных дефектов на глубине более 0,01 мм, или дефектов, скры-
тых под слоем немагнитного покрытия (слоя хрома, цинка, крас-
ки толщиной более 0,03-0,05 мм);
- - деталь имеет большой диаметр, а располагаемая мощность
дефектоскопа недостаточна для получения требуемой силы тока
для намагничивания такой детали. Например, для намагничи-
вания детали до индукции требуется напряженность поля
200 Э, а в приложенном поле эта же индукция достигается при
намагничивающем поле 60 Э (рис. 2.2).
Рис. 2.2. Основная кривая на-
магничивания материала де-
тали и размагничивающая
часть петли гистерезиса. 1 —
основная кривая намагничива-
ния; 2 — размагничивающая
часть петли
Если цилиндрическую полую деталь с внешним диаметром
100 мм намагничивают на центральном проводнике, то для по-
лучения поля Н =200 Э на ее внешней поверхности необходим
ток Л = —D = -----100 = 5000 Л, а для получения поля равного
4 4
/? Q
60 Э, необходим ток ./2 — "^"^0 = 1500 Л, т. е. для контроля в
приложенном поле ток требуется в 3,8 раза меньший, че,м для
контроля на остаточной намагниченности;
- если контролируют небольшие участки крупногабаритной
детали с помощью переносных электромагнитов или с примене-
нием дефектоскопов на постоянных магнитах;
если контролируют детали с использованием электромаг-
нитов постоянного тока.
Контроль в приложенном поле не всегда обеспечивает более
47
высокую чувствительность, чем контроль на остаточной намаг-
ниченности. Это объясняется тем, что при контроле в прило-
женном поле деталей, изготовленных из сталей с ярко выражен-
ной текстурой, порошок осаждается по волокнам металла, в ме-
стах структурной неоднородности, по следам грубой обработки
поверхности, по рискам, в местах резкого изменения геометрии
проверяемой поверхности, а также вследствие возможного не-
благоприятного направления магнитного потока в детали. Все
перечисленные факторы при выборе способа приложенного поля
требуют анализа и соответствующего их учета.
Контроль способом остаточной намагниченности проводят в
следующих случаях:
— деталь выполнена из магнитотвердого материала, имею-
щего коэрцитивную силу Нс > 9,5 А/см;
— контроль проводят с целью выявления поверхностных де-
фектов (трещин, волосовин и др.);
— намагничивающее устройство позволяет создать поле на-
пряженностью, близкую к Нт.
Контроль на остаточной намагниченности имеет ряд суще-
ственных достоинств:
— возможность установки проверяемой детали в любое удоб-
ное положение для хорошего освещения поверхности и осмотра
невооруженным глазом, с применением луп, микроскопов и дру-
гих оптических приборов;
— возможность нанесения суспензии как путем полива, так
и одновременным погружением нескольких деталей в ванну с
суспензией;
— простота расшифровки осаждений порошка, так как при
контроле способом остаточной намагниченности порошок в
меньшей степени оседает по рискам, наклепу, местам грубой об-
работки поверхности;
— меньшая возможность перегрева деталей в местах их кон-
такта с дисками зажимного устройства дефектоскопа, так как
ток пропускают кратковременно (0,0015-2 с);
— часто обеспечивается более высокая производительность
контроля.
__Поэтому предпочтительнее является способ контроля на оста-
точной намагниченности Г если нет ограничений на его примене-
ние. - ..... ..........
Способ контроля указывают в технологических картах, ме-
тодиках, рекомендациях по магнитопорошковому контролю.
48
2.2. Подготовка детали к контролю
Подготовительные работы проводят для обеспечения эффек-
тивности контроля. Для их проведения могут потребоваться сле-
дующие материалы и приспособления:
— моющие средства, растворители (бензин, керосин, ацетон
и др., смывки СД-1, АФТ-1 и др.);
— волосяные щетки, кисти, мелкая наждачная бумага,
скребки, напильники, хлопчатобумажная ветошь, смазка типа
ЦИАТИМ;
— ванночки, поддоны, резиновые груши;
— белая нитрокраска, например, краска для цветной дефек-
тоскопии, НЦ-11 и др.;
— краскораспылитель, лупы 2-4 кратного увеличения, ми-
кроскоп типа МБС-2;
— лампа местного освещения.
В перечень типичных подготовительных работ могут вхо-
дить следующие:
Демонтажно-монтажные работы
При выполнении магнитного контроля деталей в конструк-
ции машин проводят демонтажные работы с целью обеспечения
доступа для намагничивания, осмотра проверяемого участка де-
тали. Демонтажно-монтажные работы иногда значительно пре-
вышают объем работ непосредственно по магнитопорошковому
контролю.
Удаление загрязнений
С контролируемой поверхности удаляют масляную пленку,
смазку, продукты коррозии, нагара, заполимеризованные загряз-
нения и т. п. С прецизионных деталей (золотников, шестерен и
т. п.) загрязнения удаляют путем промывки их с помощью жест-
ких волосяных щеток, деревянных и пластмассовых скребков,
лопаточек и растворителей (бензина, ацетона, смывок и др.).
При удалении загрязнений с таких деталей не рекомендуется
применять металлические предметы во избежание нанесения ца-
рапин на проверяемые поверхности.
При удалении загрязнений из пазов, отверстий, внутренних
полостей применяют бельевую ветошь. После протирки небелье-
вой ворсистой ветошью на детали остается большое количество
ворсинок, на которых задерживаются магнитные частицы сус-
пензии, что затрудняет расшифровку индикаторного рисунка.
Удаление влаги
Влагу с детали удаляют, обдувая ее струей сухого воздуха.
Удаление влагй необходимо, если проверку проводят с примене-
нием органической суспензии (на основе масла, керосина и др.).
4 2104 49
Удаление влаги с небольших участков детали проводят протир-
кой сухой ветошью.
Предотвращение попадания влаги во внутренние полости
деталей и изделий
Если попадание суспензии во внутренние полости не допус-
кается, то отверстия закрывают густой смазкой, пробками, осо-
бенно, если контроль осуществляется в условиях эксплуатации.
Удаление лакокрасочного покрытия
Лакокрасочное покрытие толщиной более 0,03-0,05 мм удаля-
ют смывками. Для удаления лакокрасочного покрытия, а также
загрязнений при ремонте применяют опескоструивание, если оно
допускается технологией ремонта. Наличие лакокрасочного по-
крытия толщиной более 0,03 мм уменьшает чувствительность
контроля.
Нанесение на поверхность детали белой краски
При контроле деталей с темной поверхностью и примене-
нии черного магнитного порошка для увеличения контраста
на деталь наносят из краскораспылителя слой белой нитро-
краски (толщиной 5-10 мкм). При такой толщине еще вид-
на поверхность детали, т. е. слой должен быть полупрозрач-
ным. Такая технология, связанная с нанесением слоя крас-
ки, облегчает также контроль деталей с грубообработанными
поверхностями.
При контроле ответственных деталей толщину слоя на-
несенной краски проверяют с помощью инструментальных
средств-толщиномеров, а также устанавливают на рабочем
месте деталь с правильно нанесенным слоем белой крас-
ки для наглядного сравнения при нанесении краски на дру-
гие детали. Если применяют цветной или люминесцентный
магнитный порошок, то слой краски на поверхность детали
не наносят.
Зачистка мест электрического контакта
Если деталь намагничивают пропусканием по ней тока, то
особенно тщательно удаляют загрязнения, смазку с мест элек-
трических контактов детали и дисков зажимного контактного
устройства дефектоскопа.
При пропускании тока по участку детали с помощью элек-
троконтактов зачищают их наконечники с помощью наждачной
бумаги и тщательно удаляют загрязнения с мест установки элек-
троконтактов на детали.
50
Снятие электростатических зарядов с проверяемой детали
Эмалиевое покрытие деталей, например, лопаток двигателя,
воздухозаборников, неэлектропроводные оксидные покрытия и
др. часто электризуются. При использовании сухого магнит-
ного порошка или органической суспензии в местах электро-
статических зарядов происходит осаждение магнитного порош-
ка, что затрудняет анализ индикаторного рисунка. Для сня-
тия электростатических зарядов бывает достаточным протереть
перед контролем поверхность эмалиевого покрытия влажной
ветошью.
Добавление в керосиновую или масляную суспензию присад-
ки Акор-1 в количестве 5-10 г/л значительно повышает ее элек-
тропроводность. При контроле такой суспензией электростати-,
ческие заряды снимаются и не возникают.
Если проводят контроль небольшого участка на крупногаба-
ритном объекте, то загрязнения, краску удаляют с зоны, ширина
и длина которой на 10 4-15 мм больше ширины и длины контро-
лируемого участка с каждой стороны. Если, например, проверя-
ют сварной шов и прилегающие к нему участки общей шириной
30 мм, то загрязнения удаляют с зоны шириной 30+2 (10+15) мм.
Необходимость и объем подготовительных работ зависит от
особенностей конкретных проверяемых деталей и последующих
технологических процессов после магнитного контроля.
В ряде случаев возникает необходимость проведения подго-
товительных работ, которые выше не упомянуты и связаны ис-
ключительно с особенностями проверяемого объекта. Особые
требования, например, предъявляются к подготовительным ра-
ботам деталей при расследовании летных происшествий.
Детали, поступающие на контроль, и подготовленные для
проверки, укладывают в сортовики, на подставки, стеллажи и
аккуратно размещают на столе дефектоскопа. Ие допускают бес-
порядочного размещения деталей как перед проведением контро-
ля, так и после его проведения. •
2.3. Способы намагничивания
При магнитопорошковом контроле деталей применяют цир-
кулярное, полюсное (продольное, поперечное, нормальное) и ком-
бинированное намагничивание.
Существует брлыпое число схем циркулярного, полюсного и
комбинированного намагничиваний. Некоторые из таких схем
приведены в табл. 2.1.
Та5лица2.1
2.3.1. Циркулярное намагничивание
Циркулярное намагничивание проводят:
— пропусканием тока непосредственно по детали (рис. 2.3);
— пропусканием тока по центральному проводнику, который
продевают через полую деталь (рис. 2.4);
— с применением тороидной обмотки (рис. 2.5);
52
Рис. 2.3. Циркулярное намагничивание пропусканием тока по детали: а) ка-
чалки управления 1; б) монорельса щитков-закрылков 2; 3 — контактные
диски
— пропусканием тока по участку детали с применением элек-
троконтактов (рис. 2.6);
-- возбуждением индукционного тока в детали.
Циркулярное намагничивание — это такое намагничивание,
при котором магнитный поток весь свой путь проходит в про-
53
веряемой дели. При циркулярном намагничивании цилиндриче-
ских деталей магнитные линии представляют собой концентри-
ческие окружности.
На рис. 2.7 показана схема циркулярного намагничивания
сплошной цилиндрической детали 1 пропусканием по ней тока
J. Ток подводится к детали с помощью контактных дисков 4.
Питание осуществляется от силового трансформатора Тр. через
однополупериодный выпрямитель ВП. В разрезе детали 1 и на
торцевой поверхности 6 показаны линии магнитной индукции
5, которые имеют вид концентрических окружностей с центра-
ми на оси детали. На цилиндрической поверхности стрелками
7 показано направление намагниченности в поверхностном слое,
которое с направлением продольных трещин составляет прямой
угол.
Рис. 2.4. Циркулярное намагничивание на центральном проводнике 2 пру-
жины 3; 1 — контактные диски
Магнитные линии в сечении детали и на ее торцевой поверх-
ности также пересекают трещины 3 под прямым углом.
Такой способ намагничивания эффективен для выявления
продольных и радиальных трещин соответственно на цилиндри-
ческой и торцевых поверхностях.
Па рис. 2.8 показана схема циркулярного намагничивания де-
тали 1 на центральном проводнике 2, к которому ток подводится
от силового трансформатора Тр через двухполупериодпый вы-
прямитель ВП и контактные диски 4.
54
Рис. 2.5. Циркулярное намагничивание цапфы воздушного винта с приме-
нением тороидной обмотки гибким кабелем: 1 — цапфа; 2 — гибкий кабель;
3 — контактный брусок; 4 — контактные диски
В разрезе детали видно, что магнитные силовые линии вну-
три детали, вокруг и по всей длине центрального проводника 2
представляют собой концентрические окружности с центрами на
оси проводника 2 (на рис. 2.8 они показаны штриховыми лини-
ями). Линии магнитной индукции по сечению детали и на тор-
иевых поверхностях также имеют вид концентрических окруж-
ностей. Магнитный поток из детали не выходит, он полностью
замыкается внутри детали, исключая области трещин. Стрел-
ками показано направление намагниченности в поверхностном
слое на внешней и внутренней поверхностях детали, которое с
направлением трещин составляет прямой угол.
Такая схема эффективна для обнаружения продольных тре-
щин на внешней, внутренней поверхностях, а радиальных — на
торцевых поверхностях детали.
При намагничивании центральный проводник располагают
в центре отверстия намагничиваемой детали (рис. 2.9, а), что
обеспечивает достаточно равномерное распределение поля и вы-
сокую надежность контроля.
55
Рис. 2.6. Циркулярное намагничивание галтельного перехода рычага 1 стой-
ки шасси пропусканием тока с применением электроконтактов 2
Если при намагничивании центральный проводник асимме-
трично расположить в отверстии детали, то поле распределится
крайне неравномерно, особенно на внутренней поверхности дета-
ли (рис. 2.9, б). При этом возникают магнитные полюсы и боль-
шое значение нормальной составляющей напряженности Нн, что
снижает эффективность магнитного контроля.
Центрирование проводника осуществляет с помощью вту-
лок из токонепроводящего материала различной конструкции
(рис. 2.10). Втулки в виде конуса используют для намагничива-
ния деталей с различными диаметрами центральных отверстий.
Угол а образующей с осью конуса делают не превышающим 10-
15°, для того чтобы детали не скатывались по втулке. Выполня-
ют втулки также по диаметру каждой детали или ступенчатые
для контроля деталей с внутренними отверстиями разных диа-
метров.
Если диаметр центрального отверстия невелик, то деталь на-
магничивают без центрирующих втулок. При этом централь-
ный проводник покрывают тонким слоем электроизоляционного
материала или одевают на него резиновую или пластмассовую
трубку (рис. 2.10, г).
56
9
1
2
Рис. 2.7
3
Рис. 2.8
Рис. 2.7. Циркулярное намагничивание цилиндрической детали 1 пропуска-
нием по ней тока J. 2 — поле рассеяния; 3 — трещина; 4 — контактные
диски; 5, 6 — магнитные линии соответственно в сечении детали и на тор-
цевой поверхности; 7 — направление намагниченности в поверхностном слое
детали; ВП — блок выпрямителя
Рис. 2.8. Циркулярное намагничивание детали 1 пропусканием тока по
центральному проводнику 2. 3 - трещина; 4 — контактные диски; 5, 6 —
магнитные линии соответственно в сечении и нс торцевой поверхности дета-
ли; 7 — магнитные силовые линии (показаны штриховыми линиями) внутри
детали вокруг проводника 2; 8 - поле рассеяния; 9 — направление намаг-
ниченности в поверхностном слое детали; ВП — блок выпрямителя; Тр —
силовой трансформатор
При намагничивании с помощью тороидной обмотки магнит-
ные линии в детали также имеют вид концентрических окруж-
ностей.
Намагничивание с помощью тороидной обмотки применяют
для выявления радиальных трещин на торцевых поверхностях,
а также трещин, расположенных вдоль образующей детали, име-
ющей вид кольца, или тороида. Использование такой схемы по-
зволяет уменьшить ток за счет увеличения числа витков при
сохранении заданного значения намагничивающего поля.
Для намагничивания локальных участков деталей в кон-
струкции, особенно деталей с односторонним подходом, круп-
ногабаритных объектов, строительных конструкций используют
схему циркулярного намагничивания пропусканием тока по
57
Рис. 2.9. Картины магнитного поля, полученные магнитным порошком при
намагничивании кольца подшипника 1 на центральном проводнике 2: а) при
симметричном расположении проводника; б) при асимметричном располо-
жении проводника в отверстии детали;
Рис.2.10. Схемы втулок 1 для центрирования намагничиваемых деталей 2 на
центральном проводнике 3: а) конусная втулка; б) цилиндрическая втулка
для одной детали; в) ступенчатая втулка для нескольких размеров деталей;
г) деталь на намагничивающем стержне с трубкой 4 из нетокопроводящего
материала
58
контролируемому участку с помощью специальных зажимов или
электроконтактов (см. рис. 2.6; рис. 2.11). Магнитные линии в
этом случае представляют собой концентрические окружности
с центрами в точках установки наконечников 2 электроконтак-
тов 3 (в точках ввода тока). Ширина и длина контролируемого
участка связана с расстоянием между электроконтактами, силой
тока между ними и параметрами материала детали. Эта взаи-
мосвязь используется при расчете силы тока, пропускаемого по
участку детали.
а.
Рис. 2.11. Картина поля на поверхности детали 1 при намагничивании про-
пусканием по ней тока с применением электроконтактов 3, полученная маг-
нитным порошком (а) и схема поля (б). 1 — проверяемая деталь; 2 - нако-
нечники электроконтактов 3; 4 - магнитные линии на поверхности детали;
5 — расположение выявляемых дефектов
При намагничивании пропусканием тока по участку дета-
ли выявляются дефекты, направленные по линии, соединяющей
59
точки установки электроконтактов. На рис. 2.11 расположение
выявляемых дефектов показано прямыми стрелками.
Индукционное намагничивание заключается в возбуждении
в проверяемой детали индукционного тока, полем которого на-
магничивается проверяемая деталь. Одна из схем индукцион-
ного намагничивания показана на рис. 2.12. Проверяемую де-
таль 1 одевают на магнитопровод 2, вставляют в намагничи-
вающее устройство. При прохождении переменного тока по об-
мотке устройства на деталь действует переменный поток Ф. В
результате в детали 1 возбуждается индукционный ток как в ко-
роткозамкнутом витке и возникает вокруг детали 1 магнитное
поле П.
Рис. 2.12. Схема устройства для индукционного намагничивания детали 1.
2 — магнитопровод: Ф — магнитный поток; И - магнитное поле индуци-
рованного тока J.
Рис. 2.13. Линии магнитной индукции в сечении и вокруг полюсно намаг-
ниченного болта
Индукционное намагничивание применяют для выявления
кольцевых дефектов, расположенных на торцевых, внутренней
и внешней поверхностях детали.
2.3.2. Полюсное намагничивание.
Полюсное намагничивание — это такое намагничивание, в
результате которого магнитный поток одну часть пути проходит
в детали, другую — по воздуху. На детали образуются магнит-
ные полюсы (рис. 2.13). Из рисунка, видно, что линии магнитной
60
индукции - линии замкнутые, часть пути проходят внутри бол-
та, а другую часть пути •- вне болта.
Полюсное намагничивание называют:
— продольным, если намагничивающее поле И направлено
вдоль продольной оси детали (рис. 2.14, а);
Рис. 2.14. Виды полюсного намагничивания: а — продольное; б - попереч-
ное; в — нормальное. 1 — намагничиваемая деталь; 2 — трещина
— поперечным, если намагничивающее поле II напра-
влено перпендикулярно продольной оси проверяемой детали
(рис. 2.14, б);
— нормальным, если намагничивающее поле II направлено
перпендикулярно плоскости детали (рис. 2.14, в).
Полюсное намагничивание проводят:
z — с использованием гибкого кабеля (рис. 2.15);
— с применением катушки (рис. 2.16);
Рис. 2.15. Полюсное намагничивание
диска 1 ротора компрессора с приме-
нением гибкого кабеля 2 и передвиж-
ного дефектоскопа
Рис. 2.16. Полюсное намагничивание вилки 1 подкрыльевой стойки шасси с
применением катушек
61
с помощью переносного электромагнита (рис. 2.17)'
в стационарных электромагнитах (рис. 2.18);
2.17. Полюсное намагничивание участка шлиц
молета с применением переносного электромагнита
Рис. 2.18. Схема намагни-
чивания детали 1 в ста-
ционарном электромагни-
те. 2 — выявляемые дефек-
ты
втулки воздушного винта са-
— дефектоскопами на постоянных магнитах (рис. 2.19);
— способом “магнитного контакта” (рис. 2.20).
Самым эффективным и распространенным является продоль-
ное намагничивание в различного типа соленоидах (образован-
ных витками кабеля, медной шины), электромагнитах и других
устройствах, которые используют для обнаружения усталост-
ных трещин, трещин от однократно приложенной большой на-
грузки и других дефектов, направленных перпендикулярно про-
дольной оси детали.
На рис. 2.21 показан соленоид I, образованный витками ка-
беля, в который помещена контролируемая деталь 2. Учитывая
направление тока по правилу штопора определяется направле-
ние полей вокруг витков кабеля (рис. 2.21, А), которые сумми-
руются и образуют результирующее поле соленоида. Направле-
ние результирующего поля также можно определить по правилу
штопора (рис. 2.21, Б): вращая ручку штопора по часовой
62
Рис. 2.19. Полюсное намагничивание обода колеса железнодорожного вагона
с применением дефектоскопа на постоянных магнитах
Рис. 2.21. Соленоид, образованный витками кабеля. Поле Н внутри солено-
ида направлено вдоль его оси. А — схема определения направления поля
вокруг провода по правилу штопора. Б — схема определения направления
поля внутри соленоида по правилу штопора. 1 — соленоид; 2 - контроли-
руемая деталь
стрелке (по направлению тока) определим направление поля, со-
впадающего с поступательным движением штопора. Поле в со-
леноиде направлено вдоль его продольной оси. Картина поля со-
леноида показана также на рис. 1.21; 1.25.
На проверяемой детали 2 (см. рис. 2.21) выявляются трещи-
ны, расположенные перпендикулярно ее продольной оси.
Если длина детали на много превышает длину соленоида, то
63
Рис. 2.22. Картина поля между полюсами электромагнита, полученная маг-
нитным порошком (а). Схема магнитного поля и расположения контролиру-
емого участка АБВГ (б)
предварительно ее размечают карандашом или мелом на контро-
лируемые участки. При выборе длины контролируемого участка
учитывают:
— быстрое убывание напряженности поля при удалении от
соленоида;
- параметры соленоида и силу тока в нем;
- магнитные свойства материала детали.
Контроль проводят последовательно по участкам.
Переносные электромагниты используют для контроля не-
больших участков крупногабаритных деталей или деталей в кон-
струкции.
64
Картина магнитного поля между полюсами электромагнита,
полученная магнитным порошком, показана на рис. 2.22, а, а
расположение контролируемого участка и выявляемых дефек-
тов — на рис. 2.22, б. Дефекты выявляются только на участке
АБВГ, обведенном штриховой линией. Принимают, что ширина
контролируемого участка АБ=ВГ равна диаметру Д (или ши-
рине) полюсного наконечника, а его длина АГ=БВ зависит от
расстояния L между полюсами электромагнита или магнита.
Рис. 2.23. Схема расположения контролируемых участков al, а2. . . ап при
магнитном контроле с применением переносного электромагнита: а — для
выявления дефектов, расположенных вдоль сварного шва; б - для выявле-
ния дефектов, расположенных поперек сварного шва. 1-1; 2 2;... — поло-
жения полюсных наконечников электромагнита
На участках шириной Д = 10-20 мм, прилегающих к полю-
сам, трещины не обнаруживаются из-за значительного отноше-
ния нормальной к тангенциальной составляющей напряженно-
сти поля Н„/Нт. На контролируемом участке АБВГ выявляются
трещины, ориентированные перпендикулярно линии, соединяю-
щей полюсные наконечники.
Крупногабаритные детали размечают карандашом или ме-
лом на контролируемые участки. Контроль ведут последова-
тельно по размеченным участкам, устанавливая полюсные на-
конечники электромагнита так, чтобы контролируемые участ-
ки (КУ) al, а.2,... ап соприкасались или перекрывались друг с
другом на 0,5 1 см (рис. 2.23, а).
5 2104
65
На рис. 2.23, б показано расположение КУ al, а2... ап при
контроле протяженного сварного шва с целью выявления попе-
речных трещин, для выявления которых полюсные наконечники
устанавливают вдоль сварного шва так, чтобы КУ al, а2... ад
соприкасались или перекрывались друг с другом на 0,5-1 см.
Контроль ведут последовательно по размеченным участкам.
Пример 2.1. Проверить с помощью электромагнита сварной
шов длиной 120 см. Диаметр полюсного наконечника 50 мм, рас-
стояние между полюсами 120 мм. Решение:
1. Определяем длину контролируемого участка (КУ) при вы-
явлении поперечных трещин /дл = 120-2Д = 120-2-20 = 80 мм.
2. Определяем число КУ пг =1200:80=13.
3. Определяем число КУ при выявлении продольных трещин
п2 =1200:50=20.
4. Определяем общее число КУ п =20+13=33.
По нормам ASME рекомендуется другая схема контроля по
участкам с применением электромагнита. При этом принима-
ется, что (рис. 2.24): — длина контролируемого участка (КУ)
I = 0,5 L\ L — расстояние между полюсами; Д — значение зо-
ны невыявляемости с каждой стороны (см. рис. 2.24) Д = 0, 25£;
/ш — ширина КУ равна диаметру (ширине) полюсного наконеч-
ника.
L
д г .,. д
Рис. 2.24. Схема расположения контролируемого участка между полюсами
электромагнита по нормам ASME
При контроле электромагнит устанавливают так, чтобы
линия ее, проходящая через центры полюсных наконечников
1-1, составляла с направлением сварного шва угол о = 45°
(рис. 2.25).
После проверки участка “а” в положении электромагнита
1-1, его поворачивают на 90°, установив полюсы в положение
2-2. Проводят контроль в этом положении электромагнита. По-
следовательно проверяют все участки, причем каждый участок
проверяют в двух взаимноперпендикулярных направлениях.
66
Рис. 2.25. Схема расположения контролируемых участков при контроле с
применением переносного электромагнита по нормам ASME
Пример 2.2. Проверить по нормам ASME с помощью электро-
магнита сварной шов длиной 120 см. Ширина зоны контроля —
50 мм. Диаметр полюсного наконечника — 50 мм (см. рис. 2.24;
2.25).
Решение: 1. Определяем длину контролируемого участка
аб:
аб = У(бв)2 + (ав)2 — у/502 + 502 = 70 мм.
2. Определяем расстояние между полюсами
70 70
L -- аб -р А -|- А = 70 -( = 140 мм.
3. Размечаем сварной шов на контролируемые участки
al, а2... ап, длина каждого участка равна 50 мм.
4. Определяем число контролируемых участков
5. Определяем число намагничиваний п • 2 = 20 • 2 = 40.
6. Проводим контроль последовательно всех участков. Пер-
вый участок а контролируем в положении полюсов электромаг-
нита 1-1 и 2-2, а n-й участок в положении полюсов п — п, (п +
1)-(д+1).
Недостатком этой схемы контроля — пониженная чувстви-
тельность к продольным и поперечным дефектам сварного шва,
5*
67
которые с направлением намагничивания составляют 45°. До-
стоинство схемы — контроль на продольные и поперечные де-
фекты с применением намагничивания в двух взаимно перпен-
дикулярных направлениях.
Стационарные электромагниты (см. рис. 2.18) используют
для обнаружения поперечных, косолежащих трещин. Контроль
в электромагнитах, питаемых переменным током, эффективен
при контроле способом остаточной намагниченности и в прило-
женном поле. Контроль способом остаточной намагниченности с
применением электромагнитов постоянного тока часто не обес-
печивает высокой чувствительности, поэтому такой контроль
деталей ответственного назначения нецелесообразен.
Для локального контроля используют дефектоскопы на посто-
янных магнитах. Контроль ведут способом приложенного поля.
Так же как и в случае применения электромагнитов в зонах Д,
прилегающих к полюсам магнита дефекты не выявляются. Ши-
рина этих зон Д = (0,25 - 0, 35) L с каждой стороны КУ. Следо-
вательно, длина КУ составит (0,3-0,5) £; L — расстояние между
полюсами.
Способ магнитного контакта состоит в том, что один по-
люс магнита устанавливают на деталь и перемещают его, обес-
печивая хороший магнитный контакт с проверяемой поверхно-
стью детали. Второй полюсный наконечник электромагнита дол-
жен быть отведен от намагничиваемой поверхности на возможно
большее расстояние.
В местах контакта полюса магнита с деталью происходит ло-
кальное намагничивание ее поверхностного слоя. При этом ши-
рина эффективно намагниченной зоны оказывается практически
равной ширине зоны контакта детали с полюсным наконечником
или несколько больше ее, а длина равна расстоянию между на-
чальным и конечным положениями полюсного наконечника маг-
нита (электромагнита).
Выявляются трещины, ориентированные перпендикулярно
направлению перемещения полюсного наконечника (см. рис. 2.20)
Ранее наведенная намагниченность в поверхностном слое дета-
ли практически не оказывает влияния на выявляемость дефек-
тов при его намагничивании в другом направлении. Поэтому
при контроле деталей по участкам или при последовательном
намагничивании детали в двух или более направлениях проме-
жуточное размагничивание не проводят.
При выявлении трещин на плоских поверхностях деталей по-
люсный наконечник устанавливают на расстоянии 2 -3 см от кон-
68
тролируемого участка, затем передвигают его по поверхности и
заканчивают перемещение на удалении 2-3 см от этого участка.
После этого снимают магнит и наносят, как обычно, магнитную
суспензию. При контроле удобно применять подковообразные,
стержневые магниты или переносные электромагниты постоян-
ного тока, к которым изготавливают долотцеобразные полюсные
наконечники.
В ряде случаев оказывается целесообразным применение по-
стоянных магнитов, переносных электромагнитов для контроля
небольших (локальных) участков способом “магнитного контак-
та”.
Способ магнитного контакта эффективен при следующих
условиях: напряженность поля на полюсном наконечнике должна
быть не менее 1000 А/см; коэрцитивная сила материала прове-
ряемой детали — не менее 20 А/см.
Рис. 2.26. Схема параллельного намагничивания детали с применением:
а) обычного кабеля; б) кабеля с полукольцами (магнитопроводами); 1 —
кабель; 3 — полукольцо; 4 — проверяемая деталь; 5 — дефект
Рис. 2.27
Рис. 2.27. Схема кабеля с полукольцами. 1 — кабель; 2 — полюсный нако-
нечник; 3 — полукольцо; 4 — деталь; п — число полуколец
Параллельное намагничивание —одна из схем полюсного на-
магничивания. По этой схеме намагничивание проводят с при-
менением гибкого кабеля 1, который располагают на поверхно-
сти детали (рис. 2.26). При этом магнитный поток большую
часть своего пути проходит по воздуху, а меньшую — по дета-
ли. В этом случае действует значительное размагничивающее
поле. Этим объясняется невысокая надежность такого контро-
ля. Способ контроля при параллельном намагничивании оказы-
69
вается достаточно надежным, если применить дополнительные
магнитопроводы-полукольца 3 (рис. 2.26, б), надеваемые на на-
магничивающий кабель 1. Полукольца 3 (рис. 2.27) закрепляют
на токоведущем кабеле 1 на расстоянии 3 5 мм друг от друга.
Для создания хорошего магнитного контакта с проверяемой по-
верхностью деталей, имеющих различную кривизну, к концам
полуколец шарнирно могут быть прикреплены ориентирующи-
еся полюсные наконечники 2. При пропускании тока по кабелю
создается замкнутая магнитная цепь: полукольцо 3 - полюсный
наконечник 2 — участок детали 4 — второй полюсный наконеч-
ник 2. Это обеспечивает высокую намагниченность и, следова-
тельно, высокое качество магнитного контроля на остаточной
намагниченности.
Для изготовления полуколец используют сталь Армко, ст. 10,
ст. 20 и др. Внутренний диаметр полуколец зависит от диаметра
кабеля и наибольшего тока, пропускаемого по кабелю.
Ток в кабеле определяют по формуле J — 50 • D, где D — вну-
тренний диаметр кольца, мм. Толщина полукольца составляет
5-8 мм. Ширина полукольца —15-40 мм.
Параллельное намагничивание с применением кабеля с полу-
кольцами обеспечивает выявление шлифовочных трещин глуби-
ной 0,05-0,07 мм на деталях из сталей типа 30 ХГСА, скрытых
под слоем хрома толщиной 50-70 мкм.
Такой способ намагничивания целесообразно применять с ис-
пользованием передвижных дефектоскопов типа У-601, МД-87П
и др.
2.3.3. Способ комбинированного намагничивания
Комбинированное намагничивание заключается в одновре-
менном действии на проверяёмую деталь двух или трех полей:
продольного поля электромагнита или соленоида и одного или
двух циркулярных магнитных полей. Комбинированное намаг-
ничивание применяют для выявления разноориентированных де-
фектов за одну операцию намагничивания. Контроль проводят
способом приложенного поля.
Некоторые схемы комбинированного намагничивания приве-
дены на рис. 2.28.
Дефектоскоп комбинированного намагничивания состоит из
электромагнита 1, которым создается продольное поле, и
устройства циркулярного намагничивания для пропускания то-
ка непосредственно по проверяемой детали 2. По обмотке элек-
70
тромагнита и по детали через контактные пластины 3 пооче-
редно пропускаются разнополярные пакеты полуволн выпрям-
ленного одно- или двухполупериодного тока.
Рис. 2.28. Схемы комбинированного намагничивания деталей
Результирующий вектор поля, действующий на деталь 2, по-
следовательно занимает дискретные положения по направлению
гпр; гц; —^пр! которые с продольной осью детали в течение
периода составляют 0°, 90°, 180°, 360°. Это обеспечивает обна-
ружение разноориентированных дефектов.
Дефектоскоп, выполненный по схеме 2 содержит: соленоид 1
для создания продольного поля; устройство для пропускания то-
ка гц по детали 2' через контактные пластины 3, которым созда-
ется циркулярное поле. Питание намагничивающего устройства
71
осуществляется от силового трансформатора Тр, с которого по-
ложительные полуволны тока пропускаются по соленоиду 1, а
отрицательные — по детали. Вектор поля занимает в течение
периода два дискретных положения: его направление с продоль-
ной осью детали составляет 0° или 90°. Это обеспечивает вы-
явление как поперечных, так и продольных трещин.
На схеме 3 показан принцип устройства дефектоскопа для
комбинированного намагничивания, в котором продольное и цир-
кулярное поля создаются синусоидальными токами, сдвинутыми
на 90°. Токи пропускаются по детали 2 и соленоиду 1. Вектор
намагничивающего поля в течение периода поворачивается на
угол 360°.
Целесообразность применения того или иного устройства
комбинированного намагничивания зависит от имеющегося обо-
рудования, особенностей контролируемой детали (состояния
контактных поверхностей для пропускания тока, формы, размаг-
ничивающего фактора и т. д.).
2.4. Виды токов, применяемых в магнитопорошковой
дефектоскопии
Для намагничивания и размагничивания деталей при магни-
топорошковом контроле используют следующие виды токов (та-
бл. 2.2):
— переменный промышленной и повышенной частоты;
— выпрямленный однополупериодный;
— выпрямленный двухполупериодный;
— выпрямленный 3-фазный;
— постоянный;
— импульсный.
Переменный, выпрямленные, постоянный токи используют
для циркулярного, полюсного и комбинированного намагничи-
вания. Импульсный ток обычно применяют для циркулярного и
полюсного намагничивания.
Длительность пропускания тока при намагничивании с це-
лью контроля на остаточной намагниченности составляет от не-
скольких мс до 0,5-1 с. При контроле способом приложенного
поля ток пропускают либо непрерывно в течение всего процес-
са намагничивания, нанесения суспензии и осмотра, либо — по
программе “Ток-пауза”. При этом длительность тока составля-
ет 0,1-3 с, а паузы — 1-5 с, т. е. ток является прерывистым. По
стандарту Din54130 такой прерывистый ток называют импульс-
ным, а импульсный ток (одиночные импульсы) — “ударным”.
72
В дальнейшем изложении материала терминология зарубежных
стандартов не будет использована, так как она в русском пере-
воде менее соответствует физическому смыслу.
Плотность тока в обмотках из медного провода стационарных
электромагнитов, многовитковых соленоидов составляет поряд-
ка 3-4 А/мм2, что по тепловому режиму позволяет использовать
их без ограничения времени включенного состояния. Если об-
мотка выполнена из алюминиевого провода, то плотность тока
в ней уменьшают до 1,5-2,5 А/мм2.
Та5лии,а2.2
Вид тока
Схемы получения тока, и намаг-
ничивания деталей
Графическое изоВра-
ражение тока
Переменный
Постоянный
Импульсный
Выпрямлен-
ный однопо-
лупериодный
Выпрямлен-
ный ддухпо-
лупериодный
Выпрямлен-
ный 3-х
фазный
Соленоиды,'выполненные медной шиной; гибкие намагничи-
вающие кабели рассчитывают на повторно-кратковременный ре-
73
жим работы с повышенной плотностью тока 15-20 А/мм2 и бо-
лее.
При контроле способом остаточной намагниченности изме-
ряют амплитудное значение тока, так как остаточная намагни-
ченность определяется амплитудой тока. При контроле способом
приложенного поля накопление порошка над дефектом определя-
ется эффективным значением тока.
Погрешность измерения тока не более ±10% не препятствует
высокой эффективности контроля.
Остаточная намагниченность зависит не только от вида и си-
лы тока, но и от параметров выключающих устройств, которые
должны обеспечить стабильное получение остаточной намагни-
ченности и исключить в процессе выключения тока возникно-
вение обратных полей, уменьшающих остаточную намагничен-
ность.
2.J.1 Переменный ток
Переменный ток (табл. 2.2) промышленной частоты исполь-
зуют для намагничивания как при контроле способом приложен-
ного поля, так и при контроле на остаточной намагниченности
и для размагничивания.
Сущность намагничивания переменным током при контро-
ле способом остаточной намагниченности состоит в следующем.
Деталь, помещенная в магнитное поле, или деталь, по которой
пропускают ток, перемагничивается с частотой поля, например,
с частотой 50 Гц.
С возрастанием последней полуволны тока сначала происхо-
дит размагничивание детали при значении тока в некоторой точ-
ке С (см. табл. 2.2), намагниченной полем предыдущей полувол-
ны тока, а затем вектор намагниченности меняет свое направле-
ние на противоположное. Величина остаточной намагниченно-
сти детали зависит от амплитуды А последней полуволны тока
при его выключении. Следовательно, если последняя полуволна
тока будет меньше предыдущих амплитудой Ао, то и остаточ-
ная намагниченность детали соответственно будет меньше. Если
выключение тока произойдет в фазе (точке С), соответствующей
размагниченному состоянию детали, то намагниченность ее бу-
дет низкая. Над дефектами осаждение порошка не произойдет.
На рис. 2.29 показана принципиальная широко распростра-
ненная схема намагничивающего устройства. Схема содержит
силовой понижающий трансформатор Тр, электроконтакты К,
74
намагничивающий контур, в который входит вторичная обмотка
трансформатора Тр и намагничиваемая деталь 1. Выключение
тока происходит разрывом контактов К. В такой схеме случаи
размагниченного состояния деталей при выключении номиналь-
ного тока контактами К практически исключаются. Это объяс-
няется следующим.
При размыкании контактов К под действием тепла, выде-
ляющегося на переходном сопротивлении между электроконтак-
тами, и напряжения сети происходит ионизация газов в меж-
контактном промежутке, который поэтому становится хорошим
проводником тока. В результате между контактами возникает
электрическая дуга.
Рис. 2.29. Схема выключения тока асин-
хронным выключателем (контактами
К). Тр — силовой трансформатор; 1 —
проверяемая деталь; 2 — пластины кон-
тактного зажимного устройства
При дальнейшем размыкании контактов происходит увели-
чение длины дуги, а вместе с этим увеличивается и падение на-
пряжения на ней
Дд = о + /31,
где, а, (3 — коэффициенты, зависящие от материала контактов;
I — расстояние между электроконтактами. При возникновении
дуги дк = дд, где дк — напряжение на разомкнутых контактах.
Если принять среднюю скорость размыкания контактов по-
стоянной, то чем меньше ф0 (файа начала размыкания контак-
тов, отсчитываемая от начала полупериода), тем на большее
расстояние разомкнутся контакты в интервале 180°-<^о, следова-
тельно, тем больше будет дд. Так как мгновенное значение на-
пряжения на первичной обмотке трансформатора дтр = Д1 — дд,
то амплитуда последней полуволны тока будет зависеть от ин-
тенсивности электрической дуги, т. е. от величины падения на
ней напряжения.
При номинальных токах межконтактный промежуток значи-
тельно ионизируется, падение напряжения на дуге дл становится
незначительный (дд » 0), поэтому уменьшение дтр не происхо-
дит, последняя полуволна тока не уменьшается при любой </?,
75
остаточная намагниченность практически соответствует макси-
мальной амплитуде переменного тока.
При токе меньше номинального из-за недостаточной иони-
зации межконтактного промежутка напряжение ил становит-
ся значительным. Это приводит к уменьшению итр, ампли-
туды последней полуволны тока и остаточной намагниченно-
сти детали, которая как показывает опыт, уменьшается до
(0,5—0,6) /д- Ja — намагниченность, соответствующая устано-
вившемуся амплитудному значению тока.
При больших скоростях размыкания контактов, при которых
электрическая дуга не возникает, величина остаточной намаг-
ниченности носит случайный характер при одной и той же ам-
плитуде тока Ло перед выключением.
Для получения стабильного значения остаточной намагни-
ченности необходимо выключать переменный ток в момент его
перехода через нуль. Это достигается, например, применением
тиристорных схем выключения тока.
Поле, создаваемое переменным током вследствие скин-эффекта
преимущественно распространяется в поверхностном слое дета-
ли, поэтому его применение эффективно для выявления поверх-
ностных дефектов. Глубину проникновения переменного тока в
стальную деталь ориентировочно можно определить по формуле
, 17 m
h — Так, глубина проникновения переменного поля часто-
той 50 Гц составляет 2,4 мм, а поля частотой 400 Гц — 0,8 мм,
/ — частота поля.
Переменный ток более эффективен по сравнению с постоян-
ным для контроля деталей с малым удлинением, как при кон-
троле в приложенном поле, так и способом остаточной намаг-
ниченности. Увеличение частоты поля приводит к уменьшению
размагничивающего поля и улучшению выявляемости дефектов
на деталях сложной формы, с удлинением 1-2.
Недостатком переменного тока при контроле в приложенном
поле является возникновение нагрева деталей за счет вихревых
токов.
2.J.2. Выпрямленные и постоянный токи
Выпрямленные токи, полученные выпрямлением переменно-
го тока промышленной частоты, имеют постоянную составляю-
щую:
— выпрямленный однополупериодный — 0,3 А;
76
— выпрямленный двухполупериодный — 0,63 А;
— выпрямленный 3-фазный — 0,8 А; А — амплитуда пере-
менного тока.
В выпрямленные токи и постоянный ток создают поля, кото-
рые глубоко проникают в металл, поэтому они более эффектив-
ны для выявления подповерхностных дефектов.
Нагрев детали и особенно намагничивающего устройства
меньше при использовании выпрямленного однополупериодного
тока, чем других выпрямленных и переменного токов.
2.4-3. Импульсный ток
Импульсный ток — одиночные импульсы малой длительно-
сти, например, полученные с применением дефектоскопов МПД-
70, МД-50П, МД-87П и др. Импульсный ток эффективен для
контроля способом остаточной намагниченности с применением
кабелей, электроконтактов и других устройств, имеющих отно-
сительно небольшие индуктивные сопротивления.
Импульсный ток применяют для контроля небольших участ-
ков крупногабаритных деталей в конструкции и деталей с ма-
лым удлинением, в том числе менее 1.
2.5. Определение режимов намагничивания деталей
при магнитопорошковом контроле
При назначении режима намагничивания указывают:
— силу тока, пропускаемого по детали, центральному про-
воднику или намагничивающему устройству (соленоиду, кабелю
или по обмотке электромагнита и др.);
— напряженность поля в намагничивающем устройстве или
на поверхности проверяемой детали;
— схему намагничивания, -указывающую направление поля
или тока в детали;
— способ контроля: на остаточной намагниченности или в
приложенном поле.
Силу тока (напряженность поля), обеспечивающую требуе-
мую чувствительность контроля определяют:
а) по выявлению известных трещин на конкретной проверяе-
мой детали; '
б) по выявлению искусственных дефектов, нанесенных на
проверяемую деталь;
77
в) используя закон полного тока, законы и формулы, извест-
ные в электротехнике;
г) по экспериментально установленным формулам;
д) по графикам, номограммам и условным уровням чувстви-
тельности;
е) по значению удельной магнитной энергии (в книге не из-
лагается).
Первые два способа (а, б) позволяют определить оптималь-
ный режим намагничивания любых деталей, в том числе деталей
сложной формы.
Способы (в — е) позволяют определить достаточно точно
режимы намагничивания лишь деталей относительно простых
форм.
Режимы намагничивания деталей сложной формы (такими
являются большинство деталей), определенные одним из спосо-
бов (в — е), являются приблизительными и для практического
применения требуют проведения работ по экспериментальному
их уточнению или определению.
2.5.1. Способ определения режима намагничивания
по выявлению известных дефектов на деталях
Способ заключается в том, что подбирают одну из проверя-
емых деталей с мелкими дефектами, возникшими в эксплуата-
ции или в процессе производства. Эту деталь контролируют при
различных схемах намагничивания, значениях тока и добивают-
ся четкого выявления дефектов. Схему намагничивания и силу
тока, при которых достигается наилучшее выявление дефектов,
принимают за оптимальные. Этот способ определения режимов
намагничивания является самым достоверным и надежным, так
как позволяет учесть все факторы, в том числе состав магнитно-
го индикатора, способ его нанесения, условия осмотра, освеще-
ния и др., влияющие на чувствительность контроля. Применение
способа эффективно для проверки, уточнения режимов, опреде-
ленных расчетным путем.
2.5.2. Способ определения режима намагничивания
по выявлению искусственных дефектов на деталях
Если не предоставляется возможным найти деталь с мелки-
ми эксплуатационными или производственными дефектами, то
на деталь наносят искусственные мелкие дефекты, обычно неви-
78
димые невооруженным глазом и с помощью лупы. Деталь кон-
тролируют по различным режимам намагничивания и добива-
ются четкого выявления искусственных дефектов. Режим, соот-
ветствующий четкому выявлению искусственных дефектов, при-
нимают за оптимальный.
Этот способ приходится применять также при составле-
нии заключений об эффективности методик магнитопорошково-
го контроля деталей, разрушившихся в процессе эксплуатации
летательного аппарата или другого объекта.
2.5.3. Определение тока для циркулярного
намагничивания, пропускаемого по детали
или центральному проводнику
Для определения силы тока для циркулярного намагничива-
ния применяют формулы
J=^D, [А], (2.1)
где Н — напряженность поля на поверхности детали, Э; D —
диаметр детали, мм.
где Н — напряженность поля на поверхности детали, А/см; D —
диаметр детали, мм.
J = 3HD, (2.3)
где Н — напряженность поля на поверхности детали, А/см; D —
диаметр детали, см.
Формулы 2.1-2.3 эквивалентны. При контроле способом оста-
точной намагниченности напряженность Н=Нт — напряжен-
ности, соответствующей техническому насыщению материала
детали. В расчетных формулах Нт и напряженность НПП для
контроля в приложенном поле — это тангенциальные составля-
ющие поля на поверхности детали. Значения Нт для различных
материалов приведены в справочниках по магнитному контро-
лю, конструкционным материалам.
Согласно rQCT 21105-87 предусмотрено три режима намаг-
ничивания А, Б, В. При контроле способом приложенного поля
напряженность поля Нпп, соответствующую режимам А, Б или
79
В определяют по графикам (ГОСТ 21105-87, с. 18) или по фор-
мулам (описывающим эти графики) при намагничивании:
по режиму А : Нпп = 41,3+ 1,ЗЯС, (2.4)
по режиму Б : Япп = 19,3 + 1,1ЯС, (2.5)
по режиму В : Нпп = 15,2+ 1,1ЯС, (2.6)
Нс —коэрцитивная сила, А/см.
Выбор режима А, Б, В зависит от условий, целей контроля,
особенностей проверяемой детали.
Пример 2.3.
Определить ток циркулярного намагничивания сплошной ци-
линдрической детали для контроля способом остаточной намаг-
ниченности. Нт=80 А/см, диаметр детали 100 мм.
Решение:
Я 1,256 D _
4 ~
80• 1,256
4
100 = 2512 А.
Пример 2.4. Определить ток для намагничивания на стержне
с целью выявления трещин на внутренней поверхности трубы
диаметром 50 мм. Контроль на остаточной намагниченности,
Яга = 100 Э.
Решение:
J = • D = -^-50 = 1250 А.
4 4
Пример 2.5. Определить ток для намагничивания в приложен-
ном поле по режиму А сплошной цилиндрической детали диаме-
тром 80 мм. НС=8Ь А/см.
Решение:
Нт =41,3+ 1,3 Нс = 41,3+ 1,3 • 35 = 86,8 А/см.
J = 3 HD = 3 • 86,8 • 8 = 2083 А.
Пример 2.6. Определить ток намагничивания при контроле в
приложенном поле по режиму В детали диаметром 40 мм, Яс=30
А/см.
80
Решение:
Напряжение приложенного поля Нпп — 15,2+1,1-30=48,2 А/см.
J = 3 Н D = 3 48,2 • 4 = 578 А.
2.5.4- Определение тока циркулярного намагничивания
деталей в виде пластин
Ток циркулярного намагничивания деталей в виде пластин
(рис. 2.30) определяют по формуле
а
J = 2Н а при - > 10.
(2-7)
Рис. 2.30. Схема детали, имеющей вид пластины
или по формуле
J = 2Я(а + 6) при < 10,
(2-8)
где а, 6-ширина и высота сечения пластины, см.
Н = Нт при контроле на остаточной намагниченности, А/см.
Н = Нпп при контроле способом приложенного поля, А/см, опре-
деляется по формулам 2.4-2.6 или по графикам ГОСТ 21105-87,
с. 18.
Пример 2.7. Определить ток циркулярного намагничивания
пластины сечением 40x10 мм, длиной 60 мм. Нс = 30 А/см,
Нт — 180 А/см для контроля способом остаточной намагничен-
ности и в приложенном поле по режиму А.
Решение:
а
1. Определим отношение -
о
поэтому используем формулу 2.8.
2. Определим ток для контроля на остаточной намагничен-
ности:
6-2104
81
J = 2 • H (a + 6) = 2 • 180 (4 + 1) = 1800 A.
3. Напряженность поля для контроля в приложенном поле
Нпп = 41,3+ 1,3 Не = 41,3 + 1,3-30 = 80,3 А/см.
J = 80,3(4+ 1) = 402 А.
Пример 2.8. Определить ток циркулярного намагничивания
пластины сечением 3x60 мм; Яс=30 А/см; Ят=160 А/см для
контроля способом остаточной намагниченности и в приложен-
ном поле по режиму В.
Решение:
1. Определяем отношение |
a 60
- = - = 20; 20 > 10,
о 3
поэтому используем формулу 2.7.
2. Ток для контроля на остаточной намагниченности
J = Нта • 2 = 160 • 6 • 2 = 1920 А;
3. Напряженность поля контроля в приложенном поле
Япп = 15,2+ 1,1 Нс = 15,2+1,1-30 = 48 А/см.
4. Ток для контроля в приложенном поле
J = Япп 2a = 48 • 6 • 2 = 576А.
Z
2.5.5. Определение тока циркулярного намагничивания
деталей сложного сечения
Для определения тока циркулярного намагничивания детали
сложного сечения вычисляют:
1. Периметр сечения детали Р, см;
2. Диаметр окружности, длина которой равна Р :
Da = Р : тг, см.
82
Определяют ток (см. 2.5.3) по формуле J = 3 HD или исполь-
зуют формулу J = D3 (250 + 500) А, или более удобна формула
J = (25 + 50) Z>3; D3 — диаметр, мм. (2.9)
Рис. 2.31. Схема детали в виде профильного проката
Пример 2.9. Определить ток циркулярного намагничивания
профильного рельса, показанного на рис. 2.31. Контроль прове-
сти на остаточной намагниченности.
Решение:
1. Периметр сечения рельса Р = (15 х2)+(10хЗ)+10+20 = 9
см.
2. Эквивалентный диаметр D3 = Р : тг = 9 : 3.14 =
2,86 см = 28,6 мм.
3. Определяем ток по формуле J = (25 + 50)Д,.
Минимальный ток Jmi„ = 28,6 X 25 = 715 А.
Максимальный ток Jmax = 28,6 X 50 = 1430 А.
2.5.6. Определение тока циркулярного намагничивания
пропусканием его по детали или центральному проводнику
согласно нормам Американского общества
неразрушающего контроля (ASNT)
Ток для циркулярного намагничивания рассчитывают по
формулам:
а) постоянного J = (800 + 1000) D, А, (2.10)
D — диаметр детали, дюймы, или
J = (31,5 + 39,4) D, А, (2.11)
D — диаметр детали, мм.
б) переменного J = (500 + 600) • D, (2.12)
D — детали, дюймы, или
83
J = (19,6 4 23,6)22э (2.13)
D — диаметр детали, мм.
в) для циркулярного намагничивания деталей в виде стерж-
ней, имеющих сложное сечение
Р
J = - • 1000, А, (2.14)
7Г
Р — периметр сечения детали, дюймы, или
Р
/=-•39,3, А, (2.15)
7Г
Р — периметр сечения детали, мм.
2.5.1. Определение тока циркулярного намагничивания,
пропускаемого по детали или центральному проводнику
согласно нормам ASME
Определение тока циркулярного намагничивания рассчиты-
вают в зависимости от диаметра проверяемой детали (см.
табл.).
Диаметр детали,
мм
Формула для
определения
тока, А
До 125 125-250 250-380 Свыше 380 J = (28 у- 35) D J = (20 28) D J = (12 4 20) D J = (4 4 13) D
2.5.8. Определение силы тока циркулярного намагничивания
с применением электроконтактов
Ток между электроконтактами определяют по формуле
«7 = 1,5 Ну/12 + с2, (2.16)
I — расстояние между электроконтактами, см; с — ширина кон-
тролируемого участка, см; Н — напряженность поля, А/см.
84
Пример 2.10. Проверить участок стального листа. Расстоя-
ние между электроконтактами 1—12 см; ширина контролируе-
мого участка с=4 см; Я=60 А/см. Определить ток между элек-
троконтактами.
Решение:
J = 1,5 Яд//2 + с2 = 1,5 • 60 • л/122 + 42 = 1140 А.
2.5.9. Определение тока циркулярного намагничивания
с применением электроконтактов согласно
нормам ASME
Ток между электроконтактами устанавливают в зависимости
от толщины проверяемой детали по формулам:
а) при толщине детали (листа) менее 20 мм
.7 = 3,5/, А, (2.17)
7 = 4,3/, А; (2.18)
б) при толщине детали (листа) более 20 мм
J = 4l, А, (2.19)
J = 5l, А; (2.20)
I — расстояние между электроконтактами, мм, которое рекомен-
дуется выдерживать в пределах от 80 до 200 мм.
Пример 2.11. Определить ток циркулярного намагничива-
ния с применением электроконтактов при контроле листов
18 мм и 25 мм. Расстояние между электроконтактами 120 и
170 мм.
Решение:
1. Сила тока для намагничивания листа толщиной 18 мм:
— максимальное значение Jmax = 4,3 • 120 = 516 А;
— минимальное значение Jm;n = 3,5- 120 = 420 А.
2. Сила тока для намагничивания листа 25 мм:
— максимальное значение Jmax = 5 170 = 850 А;
— минимальное значение Jmm = 4 • 170 = 680 А.
85
2.5.10. Определение напряженности поля в соленоидах
и катушках
Напряженность поля в соленоидах и катушках вычисляют
по формулам, известным в электротехнике, и приведенным в
п. 1.4.
2.5.11. Определение режима намагничивания деталей
в соленоидах с учетом удлинения детали согласно нормам
ASME
Ток в соленоидах рассчитывают по формулам:
а) при удлинении детали % > 4 :
т 35000
nJ = -j---, ампер - витки;
d +
б) при удлинении детали 2 < j < 4 :
т 45000
nJ = у ,ампер •витки,
1/а
I, d — длина и диаметр проверяемой детали.
Следует заметить, что расчет по формуле 2.21 приводит к
неоправданно заниженным значениям тока.
Пример 2.12. Определить ток в соленоиде для намагничива-
ния оси длиной 200 мм, диаметром 15 мм с целью обнаружения
поперечных трещин усталости. Соленоид имеет 6 витков медной
шины.
Решение:
1. Определяем удлинение детали £ = уг = 13 > 4.
2. Определяем ампер-витки по формуле 2.21:
т 35000 35000
nJ = -----=-------- - 2330 а • в;
£ + 2 13 + 2
3. Определяем ток в соленоиде
т nJ 2330 ~ tnn .
J = — - -----= 400 А.
п 6
Пример 2.13. Определить ток в соленоиде, имеющего 6 вит-
ков, для намагничивания детали длиной 200 мм, диаметром
65 мм.
86
(2.21)
(2.22)
Решение:
1. Определяем удлинение детали
//</=200 : 65 = 3;3 < 4.
2. Определяем ампер-витки
т 45000
nJ = —-— = 15000 а • в.
О
3. Определяем ток в обмотке соленоида
^=^= 2500 Л.
п 6
2.5.12. Определение напряженности
по условным уровням чувствительности
для контроля деталей в приложенном поле
Установлено 3 уровня чувствительности, соответствующие
трем воображаемым дефектам (см. табл.).
Условный уровень чувствительности Минимальные размеры воображаемого дефекта
ширина длина
А 2,0 мкм 0,5 мм
Б 10,0 мкм 0,5 мм
В 25,0 мкм 0,5 мм
Определение напряженности намагничивающего поля по
условным уровням чувствительности проводят по следующей
методике:
1. Находят значение коэрцитивной силы Не материала, из ко-
торого выполнена деталь (по справочным материалам);
2. Выбирают уровень чувствительности А, Б или В, учиты-
вая что:
— уровень Чувствительности А соответствует более высокой
чувствительности контроля;
87
— уровень Б соответствует средней чувствительности кон-
троля;
— уровень В соответствует более низкой чувствительности
контроля.
3. По номограмме Нпп = (Яс) (графикам А, Б или В), по зна-
чению Нс находят значение напряженности приложенного поля
Нпп (ГОСТ 21105-87, с. 18) или для определения Нпп использу-
ют формулы (см. п. 2.5.3).
Способ определения режима намагничивания по уровням чув-
ствительности имеет ограничения, связанные с тем, что уровни
чувствительности являются условными, а дефекты реально не
существующими.
В настоящее время нет технических средств или способов по-
лучения указанных дефектов на образцах, а тем более на реаль-
ных деталях. Способ не учитывает сложного распределения по-
ля и намагниченности в деталях. Поэтому нет непосредственной
связи параметров условного дефекта с размерами реально вы-
являемого дефекта. Тем более нет никакого основания для ото-
ждествления воображаемого (условного) и реального дефектов.
Режим намагничивания, определенный по “условным уров-
ням” чувствительности, как и другими расчетными способами,
для ответственных деталей сложных форм требует эксперимен-
тальной проверки и исправления.
.. 2.6. Размагничивание деталей
2.6.1. Способы размагничивания деталей
Кроме намагничивания при магнитном контроле детали мо-
гут намагничиваться при электродуговой сварке, при случай-
ном контакте с постоянным магнитом или электромагнитом, при
близком нахождении аппарата от места грозового разряда. Де-
тали, подвергающиеся вибрациям или знакопеременным нагруз-
кам, могут также намагнититься даже в слабом магнитном поле,
например, в магнитном поле Земли. При вибрациях ослабляют-
ся силы трения между доменами и облегчается их ориентация в
направлении внешнего поля, т. е. облегчается намагничивание.
Магнитные поля неразмагниченных деталей могут вызвать
нежелательные последствия. Неразмагниченные детали могут
нарушить правильный ход часов, вызвать значительные по-
грешности в показаниях компаса на летательном аппарате. В за-
зорах золотниковых пар могут накапливаться ферромагнитные
88
продукты износа деталей и вызвать их заклинивание. При меха-
нической обработке плохо размагниченных заготовок стружка
прилипает к резцу и снижает чистоту обработки поверхности
детали. При электродуговой сварке неразмагниченных деталей
дуга отклоняется магнитным полем, что снижает качество свар-
ного шва.
В связи с такими возможными нежелательными последстви-
ями детали тщательно размагничивают и проверяют качество
их размагничивания.
Поскольку все детали находятся в магнитном поле Земли,
то полного размагничивания достичь не предоставляется воз-
можным. Детали размагничивают до уровня, при котором оста-
точная намагниченность не нарушает нормальной работы при-
боров, агрегатов, не оказывает влияния на технологический
процесс.
Применяют следующие способы размагничивания деталей:
— нагреванием детали до точки Кюри;
— однократным приложением встречно намагниченности де-
тали магнитного поля такой напряженности, после уменьшения
которой до нуля деталь оказывается практически размагничен-
ной;
— воздействием на деталь полем уменьшающейся амплитуды
от максимального значения до нуля при одновременном перио-
дическом изменении его полярности.
Первые два способа размагничивания при магнитном контро-
ле не применяются.
В основу большинства схем размагничивания положен тре-
тий из названных способ размагничивания, сущность которого
состоит в следующем.
Рис. 2.32. Изменение магнит-
ной индукций в детали при
размагничивании убывающим
переменным полем
89
При периодическом перемагничивании детали ее магнит-
ное состояние изменяется по уменьшающимся симметричным
петлям гистерезиса (рис. 2.32). При достижении напряжен-
ности размагничивающего поля нулевого значения процесс
размагничивания заканчивается, деталь оказывается практи-
чески размагниченной. При этом магнитная структура де-
тали приходит в такое состояние, при котором магнитные
поля доменов направлены хаотично и компенсируют друг
друга.
2.6.2. Схемы размагничивания деталей
На рис. 2.33 приведены некоторые схемы размагничивания
деталей.
Рис. 2.33. Схемы размагничивания деталей, применяемые при магнитном
контроле
90
Схема 1. Схема содержит соленоид 2, питаемый переменным
током промышленной частоты. Размагничиваемую деталь 1 вы-
двигают из соленоида и удаляют от него вдоль продольной оси
на расстояние 0,7-1 м в течение 7-10 с. При этом на деталь 1
действует убывающее переменное поле (рис. 2.34). В результате
деталь размагничивается.
Схема 2. Схема содержит соленоид 2, питаемый постоян-
ным или выпрямленным током, направление которого перио-
дически изменяется. Размагничиваемую деталь удаляют из со-
леноида вдоль его продольной оси за 7-10 с на расстояние
0,7-1 м.
Если к детали приложить магнитное поле мгновенно, то
вследствие магнитной вязкости и других причин намагничен-
ность детали увеличивается постепенно с постоянной време-
ни т. При размагничивании длительность полупериода измене-
ния постоянного тока устанавливают не менее Зт. Такая схе-
ма размагничивания применена в стационарных дефектоскопах-
электромагнитах, переносных дефектоскопах 77ПМД-ЗМ, ПМД-
70 и др.
Рис. 2.34. Изменение напряженности магнитного поля в зависимости от рас-
стояния до соленоида 1. 2, 21 —- положения детали соответственно перед
размагничиванием и по окончании размагничивания. V — направление пе-
ремещения детали 2 вдоль продольной оси соленоида
Схема 3. Содержит соленоид 2, питаемый постоянным (вы-
прямленным) (Током, направление которого периодически изме-
няется. Регулятором Р ток изменяют от максимального значе-
ния до нуля. Деталь при размагничивании находится под воз-
91
действием убывающего, периодически изменяющегося магнит-
ного поля. Это обеспечивает размагничивание без перемещения
детали.
Принцип работы регулятора выбирают в зависимости от на-
значения дефектоскопа.
Схемы 4, 5, 7. Схемы используют в стационарных и пере-
движных дефектоскопах. Переменный, убывающий по амплиту-
де ток, пропускают либо по детали, либо по центральному про-
воднику, либо используют соленоид. Регулирование тока осуще-
ствляют с помощью тиристоров и схем управления, изменяющих
ток по заданной программе. В частности, для повышения каче-
ства размагничивания ток изменяют по закону J = f (f), пока-
занному на рис. 2.35. В результате образуются несколько циклов
промежуточной магнитной тренировки, на рис. 2.35 показано 2
цикла — 1 и 2. На этом же рисунке показан закон изменения
индукции В = /(f). Такая программа изменения тока исполь-
зована в стационарных дефектоскопах У-604, передвижных —
У-601.
В
_ 1
--Л
t
*f(t)
t
1,2 - циклы промежуточной
магнитной тренировки.
Рис. 2.35. Изменение тока J = f (t)
s. 1ж ф (t)
1 в размагничивающем устройстве и
магнитной индукции В = f (t) в де-
тали при ее размагничивании с про-
межуточной магнитной тренировкой;
В (Н) — семейство уменьшающихся
петель магнитного гистерезиса; t —
время
Схема 6. Размагничивание осуществляется пропусканием то-
ка по участку детали. При этом ток автоматически изменяется
по направлению и уменьшается его амплитуда до нулевого зна-
92
чения. Схема использована в дефектоскопах ПМД-70, ПМД-87,
МД-50П и др.
Схема 8. Схема содержит импульсный трансформатор Тр,
две батареи конденсаторов. В качестве разрядных элементов
установлены тиристоры Т1 и Т2. При разряде конденсатора С1
возникает импульс тока во вторичной цепи трансформатора и в
подключенной к нему детали 1 или намагничивающем устрой-
стве 2. При разряде конденсатора С2 в намагничивающем кон-
туре с деталью 1 возникает импульс тока противоположного на-
правления. В это время конденсатор С1 заряжается.
Напряжение заряда конденсаторов от цикла к циклу умень-
шается до нуля специальной схемой, которая на рис. 2.33 не по-
казана. Следовательно, импульсы тока также уменьшаются до
нулевого значения. В результате деталь оказывается под воздей-
ствием разнополярного убывающего импульсного поля.
Размагничивание с применением схемы 8 получается каче-
ственным, если деталь при контроле была намагничена полем
импульсного тока. Схема 8 использована в дефектоскопах ПМД-
70, МД-87, МД-50П и др.
Схема 9. Содержит стационарный электромагнит 2 постоян-
ного тока. При размагничивании коммутирующим устройством
изменяется направление тока в обмотке электромагнита, а регу-
лятором Р уменьшается значение тока от максимального значе-
ния до 0. Деталь 1 находится в процессе размагничивания меж-
ду полюсами электромагнита под воздействием убывающего и
изменяющегося по направлению постоянного поля. Схема при-
менена в дефектоскопах УМДЭ-2500 и др.
Схема 10. Схема содержит соленоид 2 и конденсатор С, ко-
торые при нахождении детали в соленоиде образуют колеба-
тельный контур. После заряда конденсатора выключатель ста-
вят в положение Б. В контуре: соленоид-конденсатор возника-
ет затухающий колебательный процесс. Действующее на де-
таль переменное поле, убывающее по амплитуде, размагничи-
вает ее. Схема 10 применена в дефектоскопе 77ПМД-ЗМ и оказа-
лась эффективной для размагничивания небольших однотипных
деталей.
2.6.3. Способы повышения эффективности размагничивания
Иногда после размагничивания деталь оказывается намагни-
ченной до уровня, который превышает допустимые значения.
93
В этих случаях принимают ряд дополнительных мер для более
полного размагничивания деталей.
Одной из причин недостаточного размагничивания деталей
является различная ориентация частей детали к магнитному по-
лю.
Рис. 2.36. Схема расположения в со-
леноиде детали, состоящей из двух
цилиндров А и Б. 1 — соленоид; Н —
напряженность переменного поля со-
леноида; V — направление переме-
щения детали при размагничивании
На рис. 2.36 показана деталь, состоящая из двух цилиндров
А и Б. Продольная ось цилиндра А направлена по полю соле-
ноида, ось цилиндра Б — перпендикулярно к нему. Коэффици-
енты размагничивания таких цилиндров по отношению к полю
Н значительно отличаются. Поэтому поле Н для размагничива-
ния цилиндра Б потребуется значительно большей напряженно-
сти, чем для размагничивания цилиндра А. В результате при
недостаточной напряженности поля цилиндр Б окажется пло-
хо размагниченным. В дальнейшем магнитным полем цилиндра
Б намагнитится цилиндр А, хотя в процессе размагничивания
его остаточная намагниченность была практически уменьшена
до требуемого значения. В целом, после размагничивания такая
деталь будет плохо размагниченной, т. е. с высоким значением
остаточной намагниченности.
Для наиболее полного размагничивания деталей сложной
формы:
- увеличивают напряженность поля соленоида в 2-4 раза;
— при удалении детали из соленоида вращают ее в различ-
ных плоскостях таким образом, чтобы отдельные участки (ча-
сти) детали в определенные моменты времени были направлены
вдоль вектора напряженности размагничивающего поля;
— при автоматическом снижении переменного тока в соле-
ноиде деталь (не извлекая из соленоида) вращают в различных
плоскостях так, чтобы отдельные участки детали в определен-
ные моменты времени были направлены по полю соленоида.
Для размагничивания деталей сложной формы с вращением и
при одновременном удалении ее из соленоида (или при одновре-
менном уменьшении переменного тока в соленоиде) требуется
94
напряженность размагничивающего поля в 2-4 раза меньшая,
чем для размагничивания без вращения.
Другие рекомендации по повышению качества (полноты) раз-
магничивания приведены в табл. 2.3.
Таблица 2.3
Способы повышения качества размагничивания деталей
Факторы, влияющие на качество (полноту) размагничивания Номер схемы, рис. 2.33 Способ повышения качества размагничивания
Большие размеры и слож- ная форма детали 7 Размагничивание детали по участкам с применени- ем кабеля, наматываемого на недостаточно размагни- ченные части детали
Малое удлинение детали 1,2,3,7,8 Укладка коротких деталей в цепочки торцевыми по- верхностями друг к другу, размещение короткой дета- ли между двумя длинными стержнями
Быстрая перемена направ- ления доля при перемагни- чивании 2,3,9 Снизить скорость перемаг- ничивания
Совпадение продольной оси детали с направлением магнитного поля Земли 1,2,3,7,8 Установка продольной оси детали в направлении восток-запад
Размагничиваемая деталь близко расположе- на к установкам,генериру- ющим магнитные поля 1,2,3,7,8,9 Удаление детали от уста- новок, генерирующих маг- нитные поля
Быстрое снижение ампли- туды размагничивающего поля 1-9 Уменьшить скорость сни- жения амплитуды размагт ничивающего по- ля особенно при малых его значениях
Плохой магнитный контакт размагничиваемой детали с полюсами электромагнита 9 Увеличить ток в электро- магните, улучшить маг- нитный контакт детали и полюсных наконечников
95
2.7. Факторы, влияющие на чувствительность
магнитопорошкового контроля
2.7.1. Направление намагничивания
Направление намагничивания оказывает существенное вли-
яние на чувствительность магнитопорошкового контроля. На
рис. 2.37 показан образец 1 в виде диска с трещиной 2. Угол а
между направлением поля Н и направлением трещины опреде-
ляет составляющую Нг (рис. 2.37), оказывающую основное вли-
оС = 304-60° 01=604-50°
Выявление трещин гарантируется
Г—Волге четкий индикаторный
Наилучшая выявляемость
трещин
рисунок
Рис. 2.37. Зависимость выявляемости трещины 2 в диске 1 от угла а. а) схе-
ма намагничивания; б) разложение поля Н на две составляющие Hi к Н2;
в) зависимость поля Нц в трещине от угла а. А, Б, В, Г, Д — диаграммы
выявляемости трещины. Hi — составляющая нормальная к направлению
трещины 2
96
яние на формирование поля над дефектом Нй. Составляющая //2
на образование поля Нд над трещиной практически влияния не
оказывает. Составляющая IIi = Н sin о будет иметь максималь-
ное значение при а — 90°.
Характер зависимости На = f (а) с учетом нелинейно-
сти магнитных характеристик материала детали показан на
рис. 2.37,в. Напряженность II п наибольшего значения достигает
также при а = 90°. Качественная картина выявляемое™ уста-
лостных и шлифовочных трещин, полученная на основе иссле-
дований и длительного опыта контроля деталей в условиях экс-
плуатации и ремонта, показана на диаграммах (рис. 2.37, А, Б,
В, Г,Д).
При а = 0-10° трещины не выявляются, так как II • к 0 (сек-
тор а — 0-10° на рисунке заштрихован).
При а = 10-30° выявление трещин не гарантируется.
При а = 30 80° трещины выявляются гарантированно, од-
нако при а от 60-80° индикаторный рисунок получается более
четкий.
При а = 80-90° достигается максимальная чувствительность
метода.
При выборе направления намагничивающего поля и схемы
намагничивания обеспечивают такое направление намагничива-
ния детали, чтобы a ss 90°. Если направление вероятных трещин
неизвестно, то деталь последовательно намагничивают в двух
или более направлениях, проводя нанесение суспензии и осмотр
после каждого намагничивания.
Рис. 2.38. Схема расположения зиг-
загообразной трещины 2 и вектора
поля Н (их направления совпадают)
а) схема намагничивания доали 1;
б) участок трещины при увеличении;
1 - деталь (диск); 3 звенья тре-
щины; о уюл между направлени
ями звена 3 i ретины и ноля II
7-2104
97
Если трещина имеет зигзагообразный вид (рис. 2.38), что
можно видеть при наблюдении через микроскоп, то при магнит-
ном контроле над ней образуется четкий индикаторный рисунок,
если даже направление поля и общее направление трещины со-
впадают, т. е. а = 0.
Условием выявления магнитопорошковым методом такой
трещины является направление поля к ее звеньям под углом не
менее 30°.
От направления распространения вероятных трещин зави-
сит выбор способа и схемы намагничивания. В главе 5 приведе-
ны примеры выбора схем намагничивания некоторых деталей,
обеспечивающих угол между направлением намагничивающего
поля и направлением трещин близким к 90°. Это обеспечивает
высокую надежность контроля.
2.1.2. Толщина немагнитного покрытия
При наличии немагнитного покрытия на поверхности прове-
ряемой детали (краски, лака, хрома и других гальванических
покрытий) чувствительность метода уменьшается. Это умень-
шение чувствительности в первом приближении можно объяс-
нить по рис. 2.39. Если немагнитного покрытия нет или если его
толщина не превышает 0,03 мм, то чувствительность метода не
уменьшается, над трещинами образуется четкий индикаторный
рисунок. Немагнитное покрытие такой толщины не удаляют при
подготовке детали к контролю.
Рис. 2.39. Схемы расположения порошка над трещиной в сечении детали
при различной толщине немагнитного покрытия: а — без покрытия; б — с
покрытием толщиной 0,05 мм; в — с покрытием более 0,1 мм; 1 — датель;
2 — немагнитное покрытие; 3 — порошок; 4 — поле рассеяния; 5 — трещина
При толщине покрытия 0,03-0,1 мм чувствительность метода
уменьшается, крупные трещины выявляются в виде размытых
полос, а над мелкими трещинами порошок не осаждается. Поэто-
98
му такое покрытие для магнитопорошкового контроля удаляют
(при возможности) с контролируемых участков или контроль
детали проводят в приложенном поле.
При толщине покрытия более 0,08-0,1 мм трещины обна-
руживают с применением специально разрабатываемых мето-
дик контроля и высоко чувствительных индикаторов, например,
взвеси магнитного порошка в воздухе. Для этих целей эффектив-
но используются установки типа У-956.
2.1.3. Соотношение нормальной
и тангенциальной составляющих поля
на контролируемом участке
Поле в области дефекта при продольном намагничивании зна-
чительно отличается от поля над дефектом при циркулярном
намагничивании деталей и имеет две области: I и II.
В области 1 (рис. 2.40) напряженность и градиент напряжен-
ности поля увеличивается по мере приближения к месту выхода
трещины на поверхность. В области II имеется участок А, нахо-
дящийся на поверхности детали, на котором нормальная соста-
вляющая поля близка к нулю. Этот участок расположен вдоль
трещины и повторяет ее конфигурацию по длине. Ширина участ-
ка А зависит от параметров трещины, ее места положения отно-
сительно магнитной нейтрали, удлинения и магнитных свойств
материала детали. В области II напряженность и градиент поля
уменьшаются по мере приближения к участку А. Область II мо-
жет быть расположена справа, слева от трещины (см. рис. 2.40)
или непосредственно над ней. В приложенном поле эта область
расположена со стороны торцевой поверхности, а при контроле
на остаточной намагниченности она прилегает к трещине со сто-
роны магнитной нейтрали, находящейся примерно на середине
длины образца.
Образование областей I и Л — это следствие суперпозиции
магнитных полей дефекта, детали и внешнего намагничиваю-
щего поля. Наличие этих областей обуславливает особенности
накопления порошка над дефектом, при контроле продольно на-
магниченных деталей.
В процессе нанесения суспензии порошок над трещиной (рас-
положенной не на магнитной нейтрали) накапливается в области
1. Основная ч^сть осевшего порошка имеет вид ярко выражен-
ной игольчатой структуры, направленной по магнитным сило-
вым линиям результирующего поля. Цепочки (“иголочки”) фор-
v. 99
мируются в суспензии вследствие магнитной коагуляции еще до
оседания их в области I.
В области II осаждение порошка не происходит. Если вслед-
ствие осаждения под действием силы тяжести или потока маг-
нитной суспензии частицы (цепочки) вносятся в область II, то
на них начинают действовать значительные магнитные силы,
которые удаляют частицы из области II. Эти частицы оседают
в области I или на других прилегающих к области II участках
детали. Так как в зоне А порошок не оседает, то эту зону назо-
вем “зоной неосаждения”.
Рис. 2.40. Схема распределения частиц порошка в области трещины про-
дольно намагниченной детали в приложенном поле и на остаточной намаг-
ниченности: а) картина поля вокруг детали; а/) схема расположения частиц
в области трещины в приложенном поле; б) картина поля вокруг детали;
б/) схема расположения частиц в области трещины на остаточной намаг-
ниченности. 1 — проверяемая деталь; 2 - трещина; 3 — соленоид; 4 —
магнитные силовые линии; 5 — частицы порошка; А — зоны неосаждения:
Л, П — левый и правый края трещины; I, II — зоны расположения частиц
порошка в области дефекта (трещины)
В зависимости от режима намагничивания изменяются от-
носительные размеры областей I и II, их расположение относи-
тельно дефекта.
При выключении тока в намагничивающем соленоиде или
электромагните картина поля в области дефекта приобретает
другой вид. В соответствии с этим происходит над ним перерас-
100
пределение порошка. Полярность краев трещины изменяется на
противоположную. Область II после снятия поля перемещается
на другую сторону трещины. При этом наблюдается следующее
чередование полюсов детали и краев трещины: в приложенном
поле: N-S'-N' S; на остаточной намагниченности: N-N'-S'-S (N,
S — магнитные полюсы детали; N', S' — магнитные полюсы кра-
ев трещины (см. рис. 2.40). Осаждение порошка после выключе-
ния тока происходит на крае трещины Л, а над краем трещины
II порошок практически не осаждается — образуется зона неоса-
ждения А.
Изменение картины поля над дефектом при переходе к режи-
му остаточной намагниченности является следствием действия
поля детали, которое возникает не только при продольном на-
магничивании деталей, но и при циркулярном намагничивании
деталей сложной формы, кольцевых деталей при несимметрич-
ном их расположении на проводнике с током, при намагничи-
вании с помощью электромагнитов. Во всех этих и других слу-
чаях при прочих равных условиях чувствительность магнито-
порошкового метода контроля зависит от расположения обла-
сти II относительно трещины, которое определяется отношени-
ем нормальной Нн к тангенциальной Ят составляющей поля.
JJ
Если отношение в = (при Ят ~ 0), то магнитный поток
идет вдоль полости трещины, магнитные силовые линии одного
края трещины не замыкаются на втором ее крае. Соответству-
ющая картина ролика подшипника колесной пары приведена на
рис. 2.41, а, из которого видно, что на участках цилиндрической
поверхности, прилегающих к торцевым поверхностям ролика,
Ят близка к нулю, магнитные силовые линии практически нор-
мальны к поверхности на этих участках. На рис. 2.41, б показана
картина поля в искусственном дефекте (надрезе), полученная с
помощью микрокиносъемок при изучении кинетики накопления
порошка над трещинами, а на рис. 2.41, в — схема картины поля
в искусственном дефекте. Из приведенных рисунков видно, что
магнитный поток не пересекает трещину, а проходит вдоль ее
полости. Края трещины имеют одинаковые магнитные полюсы.
Если в качестве магнитного индикатора используется маг-
нитная суспензия, то частицы из зоны А, расположенной над
трещиной, удаляются магнитными силами, а с соседних участ-
ков они смываются даже слабыми потоками жидкости. В резуль-
тате I рещины не обнаруживаются.
101
Рис. 2.41. Распределение поля ролика подшипника колесной пары: а) кар-
тина поля ролика, находящегося между полюсами электромагнита после
включения тока в его обмотках; б) картина поля в искусственном дефекте
при Нт = 0 (кадр из кинофильма); в) схема распределения силовых линий в
дефекте; 1 — частицы порошка; 2 — магнитные силовые линии
Если в качестве магнитного индикатора используется “воз-
душная взвесь”, то под действием силы тяжести порошок оса-
ждается и покрывает всю контролируемую поверхность детали,
а зоны неосаждения А над трещинами оказываются без порошка.
Из них частицы удаляются магнитными силами. В результате
при 0 3> 3 (при Ят « 0) трещины можно обнаружить по зонам
неосаждения. Сравните рис. 2.42, а и рис. 2.42, б. Иа первом ри-
сунке показаны трещины, выявленные способом магнитной сус-
пензии (при в < 3), а на втором — показаны эти же трещины,
выявленные способом воздушной взвеси (при в 3> 3). Над тре-
щинами расположены зоны неосаждения, поэтому они обнару-
живаются по неосаждению порошка.
102
Рис. 2.42. Шлифовочные трещины на образце, выявленные способом магнит-
ной суспензии (0 < 3) (а) и способом воздушной взвеси магнитного порошка
(при 9 > 3) — обнаружение трещин по зонам неосаждения (б)
Из-за существенного влияния на чувствительность метода
в = Нн/Нт, назовем его критерием выявляемое™ в при полюс-
ном намагничивании. При в < 3 достигается высокая чувстви-
тельность метода, а на участках, где в > 3, осаждения порошка
над трещинами не происходит, следовательно, магнитопорошко-
вый контроль этих участков становится не эффективным.
Уменьшение критерия до значения 0 < 3 достигают различ-
ными способами, например:
— применением для намагничивания переменного поля;
— применением импульсного поля (“ударного” по термино-
логии ASME);
— использованием удлинителей.
Измерение критерия 0 может быть проведено с применением
прибора типа УПМД -I, имеющего искатель с двумя преобра-
зователями Холла, плоскости которых установлены под углом
90°. Прибором одновременно измеряются нормальная и танген-
циальная составляющие поля и вычисляется их отношение в.
Эти значения показываются на цифровом табло прибора. В при-
боре предусмотрены звуковая и световая сигнализация, которая
срабатывает в случае, если выполняется два условия: в < 3 и на-
пряженность поля равна заданной напряженности поля Нг. Это
значение Ят перед контролем вводится в прибор.
Таким образом, при выборе режимов намагничивания спо-
собом приложенного поля, необходимо обеспечивать не толь-
ко заданное значение тангенциальной составляющей поля, но
и в < 3. '
103
2.7.4- Скорость уменьшения намагничивающего поля
На выявляемость дефектов, при контроле способом продоль-
ной остаточной намагниченности, существенное влияние оказы-
вает скорость уменьшения намагничивающего поля. Этот фак-
тор виден на примере намагничивания цилиндрического образца
длиной 500 мм, диаметром 65 мм.
При медленном уменьшении намагничивающего поля танген-
циальная составляющая напряженности поля на цилиндриче-
ской поверхности образца монотонно уменьшается от значения
приложенного поля IIпп, изменяет знак и достигает значения,
соответствующего остаточной намагниченности; трещины на
средней части цилиндрической поверхности выявляются слабо,
а на участках, прилегающих к торцевым поверхностям, не вы-
являются даже крупные трещины; картины поля в различных
сечениях идентичны по длине образца; вектор магнитной индук-
ции в сечении образца не меняет знака (рис. 2.43; 1, 2, 3).
При быстром уменьшении намагничивающего поля танген-
циальная составляющая (направленная по продольной оси образ-
ца) индукции в сечении образца (на расстоянии d от цилиндри-
ческой поверхности) изменяет знак, что можно видеть по кар-
тине поля в сечении образца. Направление магнитных силовых
линий на торцевой поверхности изменяется на противоположт
ное (рис. 2.43; 1', 2', 3')- В результате на расстоянии d от ци-
линдрической поверхности на торце по окружности образуется
поле рассеяния. При наложении экрана на торец образца и на-
несении магнитного порошка его осаждение происходит в виде
кольца, вызванное полем рассеяния (рис. 2.43; 1'). На рис. 2.43; 2'
показан образец сбоку и осаждение порошка на экране, устано-
вленном по диаметральной плоскости. На рис. 2.43; 2', 3' видно
изменение направления магнитных силовых линий на противо-
положное. Аналогичные картины поля наблюдаются в сечениях
по всей длине образца. Тангенциальная составляющая напря-
женности ПТ на цилиндрической поверхности, в средней части
образца, при выключении тока в соленоиде изменяет свой знак
и достигает значения, которое значительно больше напряжен-
но, ти приложенного поля. Затем она уменьшается до значения
соответствующего остаточной намагниченности IIТ О|1. Значи-
тельное увеличение напряженности поля в процессе выключения
тока в соленоиде можно объяснить тем, что в образце индуци-
руется ток, пропорциональный скорости изменения магнитного
104
Рис 2 43 Картины поля в сечениях образца: 1, 2, 3 - после медленного снятия поля; 1,2,3 - после быстрого
снятия ПОЛЯ- 1 1' — ВИД сверху; 2, 2' — вид сбоку (в диаметральной плоскости); 3, 3 схемы поля (вид сбоку),
S d - расстояние по радиусу от цилиндрической поверхности образца до области изменения знака вектора магнит-
ной индукции
потока. Массивный образец в этом случае играет роль коротко-
замкнутого витка, в котором индуцируется ток большой силы.
Магнитное поле этого тока, вследствие скин-эффекта, концен-
трируется в поверхностном слое образца, значительно намагни-
чивает его. Магнитный поток сильно намагниченного поверх-
ностного слоя замыкается на внутренние слои. Образуется за-
мкнутый контур магнитного потока Фэ с малым размагничива-
ющим фактором (рис. 2.44).
Рис. 2.44. Распределение магнитных линий в образце и картины поля на
торцевых поверхностях: а — при медленном снятии поля; б — при быстром
снятии поля
Вектор намагниченности слоя, прилегающему к поверхностно-
му слою детали, меняет свое направление на противоположное.
Вокруг образца образуется рассеяный поток Фц. Напряженность
поля на цилиндрической поверхности значительно меньше на-
пряженности поля в тех же точках при намагничивании образца
в медленно убывающем поле.
Итак, при медленном уменьшении поля в соленоиде вихре-
вые токи в детали практически не возникаю т, вектор остаточной
индукции в точках на цилиндрической поверхности составляет с
образующей относительно большой угол (60 90°). При этом маг-
106
нитный поток проходит вдоль полости трещины. В результате
трещины не выявляются или выявляются плохо.
При намагничивании цилиндрического образца в соленоиде с
постоянным полем и быстрым его уменьшением возникают ви-
хревые токи. Намагничивающее поле соленоида, возбуждающее
в образце вихревые токи, симметрично относительно его про-
дольной оси. Поэтому плоскости, в которых возникают вихре-
вые токи, перпендикулярны продольной оси образца, а векторы
напряженности поля вихревых токов параллельны его цилин-
дрической поверхности. В результате вектор индукции в рас-
сматриваемой точке составляет с плоскостью, проходящей вдоль
полости трещины, прямой угол или близкий к нему, т. е. магнит-
ный поток пересекает трещины под углом близким к прямому.
Этот фактор также способствует четкому выявлению дефектов.
На рис. 2.45 показаны трещины на образце, выявленные на оста-
точной намагниченности при намагничивании постоянным по-
лем напряженностью 180 А/см с выключением тока двумя спо-
собами. Видно, что при быстром уменьшении поля трещины вы-
являются четко. При медленном снятии поля мелкие трещины
не выявлены.
Рис. 2.45. Шлифовочные трещины на образце, выявленные: а — способом
остаточной намагниченности при быстром снятии поля; б — при медленном
i
снятии ПОЛЯ
107
Таким образом, для достижения высокой чувствительности
метода при контроле на продольной остаточной намагниченно-
сти:
нецелесообразно применять электромагнит постоянного
тока, так как даже при мгновенном выключении тока в его об-
мотках магнитный поток уменьшается медленно (до нескольких
секунд) из-за большой индуктивности обмоток и магнитопрово-
да,;
— нецелесообразно намагничивать детали проведением их
через соленоид, питаемый постоянным током, так как каждый
участок проверяемой детали будет находиться под воздействием
медленно убывающего поля, удаляющегося соленоида;
— целесообразно использовать намагничивающие устрой-
ства, которые обеспечивают время уменьшения магнитного
поля от максимального значения до нуля не более 5 мс
(ГОСТ 21105-87, с. 3). Вновь разрабатываемые дефектоскопы
должны удовлетворять этому требованию. При этом, вследствие
действия скин-эффекта и вызываемых им процессов в металле,
поверхностный слой получает высокую намагниченность вдоль
продольной оси образца. Это позволяет проводить эффективный
магнитопорошковый контроль на остаточной намагниченности
деталей с удлинением 0,5-1.
2.7.5. Форма детали
Индукция при полюсном намагничивании (в приложенном по-
ле) зависит от значения напряженности результирующего поля
внутри детали, определяемой формулой
Hi = II е -NJ,
где Не — внешнее намагничивающее поле; N J ----- размагничи-
вающее поле полюсов детали; J — намагниченность; N коэф-
фициент, называемый размагничивающим фактором. Из приве-
денной формулы видно, что чем больше N, тем меньше напря-
женность поля Hi и, следовательно, индукция в детали.
Размагничивающий фактор определяется аналитически или
экспериментально. Каждой форме детали соответствует опреде-
ленное среднее значение N : так, например, для шара N — 0, 333,
для эллипсоида с соотношением осей 2 фактор N = 0, 73, для це-
лого кольца Л' = 0. Если N = 0, как для целого кольца, то
напряженность поля в нем Нг = Не. Для разрезанного кольца
А' / 0, поэтому Hj = 7/е —XJ.
108
Магнитная характеристика материала (целого кольца) отли-
чается от характеристики разрезанного кольца на величину раз-
магничивающего поля Нр = N J.
На рис. 2.46 показана кривая намагничивания целого кольца
Ди (Я).
Рис. 2.46. Магнитные характеристики материала (целого кольца) Вм и де-
тали (разрезанного кольца) Вл. Hpi — размагничивающее поле
Для получения характеристики Вд (Я) разрезанного кольца
сдвигают на величину размагничивающего поля соответствую-
щие точки кривой Вм (Я). Отрезки Яр1, Яр2, Яр3., пропор-
циональные размагничивающему полю, заключены между осью
ординат и лучом ON, проведенным под углом a;tgo = N = -у-.
Для получения точки 1' точку 1 сдвигают по горизонтали на
величину ЯР1. Для получения точки 2' точку 2 сдвигают на ве-
личину Яр2 и т. д. Соединив точки 1', 2', 3'.... получают кривую
намагничивания Вд (Я) детали — разрезанного кольца.
Из сравнения кривых ЯМ(Я) и ВЯ(Н) следует:
— для получения индукции By в разрезанном кольце нужно
создать поле Я2, которое больше Я15 т. е. Ну < Н2;
— при напряженности Ну в целом кольце индукция будет рав-
на By, а в разрезанном — В2; причем В2 < By;
— для получения заданной индукции в детали при полюс-
ном намагничивании необходимо увеличивать внешнее поле на
величину размагничивающего поля.
Действию размагничивающего фактора можно дать следую-
щее физическое объяснение (рис. 2.47, а). Магнитное поле детали
109
А направлено навстречу полю детали Б и частично размагни-
чивает ее, а магнитное поле детали Б частично размагничивает
деталь А. На рис. 2.47, б показана зависимость напряженности
поля на торцевой поверхности стержня из стали 30 ХГСНА от
количества намагниченных таких же стержней, приставленных
рядом друг с другом. Видно, что напряженность поля при этом
на первом стержне уменьшалась более чем в 3 раза.
Рис. 2.47. Схема взаимного размагничивания двух полюсно намагниченных
деталей А и Б (а), зависимость напряженности на полюсе намагниченного
стержня от количества вместе составленных стержней (б) и схема располо-
жения воображаемых стержней в толстой 1 и тонкой 2 деталях (в)
Полюсно намагниченную деталь большого диаметра можно
мысленно представить состоящей из большого числа параллель-
ных стержней (рис. 2.47, в), которые размагничивают друг дру-
га. Следовательно, чем больше диаметр детали (при неизменной
длине), тем до меньшей остаточной намагниченности намагни-
тится деталь.
Для уменьшения влияния размагничивающего фактора ис-
пользуют методические приемы:
- составляют однотипные детали в цепочки торцевыми по-
верхностями друг к другу (рис. 2.48);
— зажимают, например с помощью немагнитных струбци-
нок, контролируемую деталь между двумя стержнями, которые
в этом случае называют удлинителями;
— намагничивают детали переменным полем промышленной
частоты;
ПО
Неправильно составлены
детали.
Правильно
Рис. 2.48. Схемы расположения деталей для намагничивания: а — цилин-
дрических деталей, составленных в цепочку; 1... 5 — намагничиваемые
детали; б — детали, помещенной между удлинителями; 1 — деталь; 2 —
удлинители; в — ушковых болтов, составленных в цепочку
— намагничивают детали переменным полем повышенной ча-
стоты;
— намагничивают детали импульсным полем.
При составлении деталей в цепочки для намагничивания до-
биваются, чтобы отношение общей длины цепочки к диаметру
было не менее 2-5. Если форма сечения детали сложная, то вме-
сто диаметра для расчета удлинения используют y/S (S — се-
чение детали).
Эффективность магнитного контроля деталей, оставленных
в цепочки, достигается лишь в том случае, если детали оказыва-
ются охваченными общим магнитным потоком. Например, такой
случай распределения магнитного потока показан на рис. 2.49, а,
из которого видно, что золотник и болт охвачены общим магнит-
ным потоком. В результате на болте, включая резьбовую часть,
и на золотнике трещины выявляются хорошо. Если между дета-
лями нет хорошего магнитного контакта и детали не охвачены
общим магнитным потоком, то выявляемость трещин ухудша-
ется. Например, на рис. 2.49, б показаны лопатка и ушковый
болт, составленные в цепочку. Отношение общей длины этих
деталей к среднему сечению, т. е. > 5. Однако, из рисунка
111
видно, что детали не охвачены общим магнитным потоком, на
резьбовой части бол та и хвостовике лопатки образовалось поле,
в котором тангенциальная составляющая близка к нулю. В ре-
зультате такого “удлинения” трещины на этих частях детали не
выявляются. Поэтому предварительно проводят анализ распре-
деления поля и качества магнитного контакта между деталями
при составлении их в цепочки для намагничивания.
Рис. 2.49. Картины магнитного поля вокруг деталей, составленных в цепоч-
ки для намагничивания: а — детали, охваченные общим магнитным пото-
ком; б - детали, не охваченные общим магнитным потоком; на участках А
и Б трещины не выявляются
2.8. Общая характеристика дефектоскопов
для магнитопорошкового контроля деталей и изделий
Магнитопорошковые дефектоскопы подразделяют на: стаци-
онарные, передвижные, переносные (в том числе портативные).
Каждая из этих групп включаеч дефектоскопы:
— универсальные, рассчитанные на контроль различных де-
талей по форме и размерам (У-60-1, У-601. МДС-.э):
112
— специализированные, предназначенные для контроля од-
ного типа детали.
По уровню автоматизации дефектоскопы могут быть полно-
стью автоматизированными, включая определение наличия де-
фектов и отбраковку деталей. Некоторые зарубежные фирмы ра-
ботают над созданием опытных дефектоскопов-автоматов. Од-
нако, такие дефектоскопы еще серийно не выпускаются.
В настоящее время изготавливаются магнитопорошковые де-
фектоскопы, в которых автоматически выполняются лишь от-
дельные технологические операции. Например, в стационарном
дефектоскопе “Универсал” (фирмы Tiede) автоматизированы:
процессы поджатия детали в контактном зажимном устройстве,
включение—выключение тока и насоса полива суспензии. В де-
фектоскопах типа У-2364, ПМД-70, МД-87П автоматизирован
процесс размагничивания.
Питание дефектоскопов может осуществляться в зависимости
от типа, назначения, условий применения:
— от 3-фазной сети переменного тока промышленной частоты
напряжением 220/380 В, 50 Гц;
— от однофазной сети переменного тока напряжением 220 В;
36 В; 50 Гц;
— от сети постоянного тока напряжением 27 В (напряжение,
принятое на летательных аппаратах).
Дефектоскопы на постоянных магнитах электропитания не
требуют.
Основные типы стационарных и передвижных дефектоскопов
содержат следующие основные блоки и системы:
— силовой понижающий трансформатор;
— намагничивающий контур;
— блок управления током;
— измерительную систему;
— системы суспензии й освещения.
Вторичная обмотка силового трансформатора и подключен-
ное к нему контактное зажимное устройство образуют намагни-
чивающий контур. В зависимости от вида тока в намагничиваю-
щий контур включаю'г одно-, двухполупериодный или трехфаз-
ный выпрямитель (см. табл. 2.2 на с.73).
Контактное зажимное устройство (КЗУ) предназначено для
циркулярного намагничивания детали (см. рис. 2.3; 2.4) и под-
ключения к нему намагничивающих устройств (соленоида, гиб-
кого кабеля и'др.) (рис. 2,5). КЗУ состоит из неподвижного кон-
тактного диска 1 и диска 2, укрепленного на подвижной каретке
113
8-2104
(бабке), которая может с помощью электропривода перемещать-
ся по монорельсу (рис. 2.50). Максимальное расстояние между
контактными дисками определяет максимальную длину цирку-
лярно намагниченной детали. Контактные диски соединены со
вторичной обмоткой силового трансформатора.
Рис. 2.50. Контактное зажимное устройство (КЗУ) дефектоскопа У-604-64 и
светильники местного освещения. 1 — неподвижный контактный диск; 2 —
контактный диск, укрепленный на передвижной каретке (бабке); 3 — токо-
подводящая шина; 4 — светильники местного освещения; 5 — зонт местной
вытяжной вентиляции
КЗУ может быть горизонтально (см. рис. 2.50) или верти-
кально расположенными (рис. 2.51). В передвижном дефекто-
скопе У-601 зажимное устройство выполнено поворотным (рис.
2.52). Его можно установить для работы в горизонтальное или
вертикальное положение. Перемещение подвижного диска осу-
ществляется вручную. В дефектоскопах МДС-5, УМДЭ-2500 оба
контактных диска укреплены на подвижных бабках, перемеща-
ющихся с помощью электропривода.
Кроме этого в этих дефектоскопах контактные диски элек7
троприводом могут приводиться во вращение, что позволяет за!-
жатую между ними деталь повернуть вокруг продольной оси на
114
360° и осмотреть всю поверхность детали без перестановки в
КЗУ.
Системы управления током в магнитопорошковых дефекто-
скопах позволяют:
— включение, выключение тока в намагничивающих устрой-
ствах;
Рис. 2.51. Дефектоскопы с вертикально расположенными КЗУ: а — дефек-
тоскоп Universal 50 GV; б - дефектоскоп Изопульс С; в — дефектоскоп
МДА-3
115
8
Рис. 2.52. Передвижной дефектоскоп У-601-С с поворотным КЗУ. 1,2 —
контактные диски; 3 — штанга; 4 — каретка
Рис. 2.53. Принципиальные схемы регулирования тока в магнитных дефек-
тоскопах с применением: а) тиристоров; б) автотрансформаторов; в) магнит-
ных усилителей; г) переключения числа витков первичной обмотки транс-
форматора; д) ток не регулируется.
116
— регулирование тока;
— изменение тока по программе при размагничивании;
— выдерживание заданного тока при намагничивании.
Глубина регулирования тока определяется типом и назначе-
нием дефектоскопа. В универсальных дефектоскопах она близ-
ка к 100%, т. е. регулирование тока предусматривается от 0 до
максимального значения. В специализированных дефектоскопах
регулирование тока осуществляется до 50% от максимального
значения или устройство регулирования тока не устанавлива-
ют. В качестве регулирующих устройств используют:
— тиристоры (рис. 2.53, а);
— автотрансформаторы (рис. 2.53, б);
— магнитные усилители (рис. 2.53, в);
— переключение числа витков первичной обмотки трансфор-
матора (рис. 2.53, г).
Система измерения в современных дефектоскопах обеспечи-
вает измерение токов (напряженностей полей) с погрешностью
не более ±10%.
Системы регулирования и измерения тока размещаются в
корпусе дефектоскопа или в специальном приборном шкафе (в
приборной стойке) (рис. 2.54).
Рис. 2.54. Дефектоскоп МД-10П: 1 — шкаф (стойка) управления; 2 — све-
тильник общего освещения лампами накаливания и УФО
117
3
Рис. 2.55. Гидравлические системы дефектоскопов: а — дефектоскопа
Universal 85 С; б — передвижное гидравлическое устройство к передвижным
дефектоскопам; в — дефектоскопа Universal 210 С. 1 — бак для суспензии;
2 — насос; 3 — раздаточные устройства для полива деталей суспензией; 4 —
ванна (поддон).
В стационарных, некоторых типах передвижных дефектоско-
пах имеется встроенная система суспензии, которая в общем слу-
чае содержит:
бак для суспензии, насос, размешивающее устройство, при-
118
способления для полива (шланг с раздаточным пистолетом, ду-
шевые наконечники и др.), поддон, соединительные трубопрово-
ды, фильтры. Насос рассчитывается на непрерывную работу в
течение не менее 8 час. На раздаточных наконечниках, писто-
летах устанавливают краны для плавного регулирования струи
суспензии. Поддон выполняют с достаточным наклоном для сте-
кания суспензии в бак. Емкость бака в стационарных дефекто-
скопах равна 30-40 л, в передвижных — 5-15 л (рис. 2.55).
Иногда передвижные и переносные дефектоскопы не снабжа-
ют системой суспензии, не включают в их комплект магнитные
порошки и суспензии. В этом случае дефектоскопы называют на-
магничивающими устройствами для магнитной дефектоскопии,
например, УНМД 300/2000 (ПМД-87). Однако, независимо от на-
звания устройства (дефектоскоп или намагничивающее устрой-
ство), включен ли в его комплект магнитный индикатор (поро-
шок, суспензия) или поставляется отдельно оно должно удовле-
творять всем требованиям, предъявляемым к магнитопорошко-
вому дефектоскопу: метрологическим, дефектоскопическим, экс-
плуатационным и другим требованиям.
В стационарных дефектоскопах устанавливают общее осве-
щение лампами накаливания или дневного света и ультрафиоле-
товое освещение (рис. 2.54; 2.55), местное освещение с помощью
светильников местного освещения, а также используют перенос-
ные лампы (см. рис. 2.50).
В качестве примеров ниже приведены схемы дефектоскопов,
в которых использованы:
— магнитные усилители (дефектоскоп У-604);
— тиристоры (дефектоскоп У-604-70М);
— конденсаторные накопители (ПМД-70);
— постоянные магниты (МД-4К).
2.8.1. Универсальный магнитопорошковый дефектоскоп
У-ЫЦ-64
Дефектоскоп У-604-64 — это дефектоскоп переменного и вы-
прямленного токов, позволяющий контролировать различные по
форме и размерам ферромагнитные детали.
Для плавного регулирования тока и автоматического раз-
магничивания применены силовые магнитные усилители 1МУ
и 2МУ (рис. 2.56). Они включены последовательно с первичной
обмоткой силового понижающего трансформатора 7'р.1 В намаг-
ничивающий контур для однополупериодного выпрямления на-
магничивающего тока включен блок выпрямителей 1ВП. При
119
намагничивании полем однополупериодного тока размыкаются
контакты ЗК. Выпрямитель 2ВП-1 включен согласно с блоком
выпрямителя 1ВП.
При циркулярном намагничивании деталь устанавливают в
контактном зажимном устройстве (КЗУ).
Рис. 2.56. Принципиальная электрическая схема стационарного магнитного
дефектоскопа У-604-64
Плавное регулирование тока осуществляют изменением тока
управления основного магнитного усилителя 1МУ с помощью
потенциометра П1.
Детали размагничивают, не снимая их с дефектоскопа, теми
же приспособлениями, с помощью которых проводилось намаг-
ничивание. При размагничивании выключается ток управления
основного 1МУ, а затем после размыкания контактов ЗК умень-
шается до нулевого значения ток управления усилителя 2МУ.
При этом во время протекания переходного процесса в магнит-
ных усилителях ток в намагничивающем контуре уменьшается
до минимального значения. Длительность размагничивания со-
ставляет 5-6 с.
Основные технические данные дефектоскопа У-604-64
Напряжение сети питания дефектоскопа 380/220 В,
50 Гц
Переменный намагничивающий ток, А
наибольший 7500
наименьший 40-60
Выпрямленный намагничивающий ток, А
наибольший 10000
наименьший 40-60
Наибольшее расстояние между дисками
КЗУ, мм 1725
Регулирование тока Плавное
120
Дефектоскоп снабжен гидравлической системой с насосом для
перемешивания суспензии во избежание оседания порошка на
дно бачка и подачи суспензии по шлангу на проверяемые детали.
2.8.2. Универсальный магнитопорошковый
дефектоскоп У-6(Ц-70М
Дефектоскоп У-604-70М является дефектоскопом переменного
и выпрямленного токов, позволяет контролировать различные
по форме и размерам ферромагнитные детали. Он рекомендуется
для применения в ремонтных предприятиях, а также в цеховых
условиях серийного производства.
Для плавного регулирования тока, обеспечения постоянства
остаточной намагниченности при намагничивании, размагничи-
вании в дефектоскопе применены тиристоры. Принципиальная
схема дефектоскопа У-604-70М приведена на рис. 2.57.
Рис. 2.57. Принципиальная схема дефектоскопа У-604-70М
Последовательно с первичной обмоткой силового понижающе-
го трансформатора Тр. 1 включены встречно-параллельно два
тиристора Т1 и Т2, а последовательно со вторичной обмоткой —
однополупериодный выпрямитель Д5, рассчитанный на 15000 Л,
и контактное зажимное устройство 7.
Управление тиристором осуществляется простым устрой-
ством, состоящим из трансформатора Тр. 2, сельсина (ротора
PC и статора'СС) и трехфазного трансформатора Тр. 3.
При вращении ротора PC ручкой управления 1 изменяются
121
относительно напряжения на тиристорах фаза напряжения, по-
даваемого на первичную обмотку трансформатора Тр. 2, и фазы
полуволн напряжений на управляющих электродах тиристоров
Т1 и Т2. В соответствии с этим изменяются моменты открытия
тиристоров, а следовательно, и сила намагничивающего тока.
Ток управления при контроле на остаточной намагниченности
выключается разрывом цепей управления тиристорами с помо-
щью контактов реле Р-К1 и Р-К2.
При намагничивании выпрямленным однополупериодным то-
ком цепь управления тиристором Т1 отключается выключате-
лем 2. Проводимость тиристора Т2 оказывается направленной
согласно с проводимостью выпрямителя Д5. При такой схеме
полуволна тока или ее часть (при неполностью открытом тири-
сторе Т2) трансформируется без искажений в намагничивающий
контур.
Размагничивание деталей без съема их с дефектоскопа осу-
ществляется медленным уменьшением переменного тока до нуля
поворотом ручки управления током.
Соленоид С (диаметром 42 см) может быть подключен ко вто-
ричной обмотке трансформатора Тр.1. Он установлен на роли-
ках и легко передвигается по монорельсу.
Основные технические данные дефектоскопа У-604-70М
Напряжение питания 380/220 В, 50 Гц
Наибольший выпрямленный однополу- периодный ток в намагничивающем
контуре, А 12000
Наибольший переменный ток, А Наибольшее расстояние между контакт- 7500
ными дисками КЗУ, мм 1725
Регулирование тока Габаритные размеры с учетом Плавное
приборного щитка, мм 2800х950х Х1755
Дефектоскоп снабжен гидравлической системой с насосом для
подачи суспензии на контролируемые детали.
2.8.3. Переносный магнитопорошковый дефектоскоп ПМД-70
Дефектоскоп ПМД-70 предназначен для контроля изделий из
ферромагнитных материалов магнитопорошковым методом. Де-
фектоскоп позволяет проверять детали и узлы как снятые, так
122
и находящиеся в конструкции машин, и выявлять на них по-
верхностные трещины с шириной раскрытия 0,001 мм и более,
глубиной 0,01 мм и более.
в
О
Е
к схеме управления
регулятором напряжения
Рис. 2.58. Принципиальная схема дефектоскопа ПМД-70
Принципиальная электрическая схема дефектоскопа показа-
на на рис. 2.58. Схема содержит силовой трансформатор Тр.2,
импульсный трансформатор Тр.1, накопительные конденсаторы
С1 и С2, разрядные тиристоры Т1 и Т2, тиристоры ТЗ и Т4,
диоды В1 и В2, выпрямитель ВП, собранный по мостовой схеме.
Тиристор ТЗ выполняет роль регулятора напряжения, до ко-
торого заряжаются конденсаторы С1 и С2 при включении пита-
ния.
Намагничивающие устройства (кабель, электроконтакты)
подключаются ко вторичной обмотке импульсного трансформа-
тора Тр.1.
В режиме намагничивания импульсным током на управляю-
щие электроды тиристоров Т1 и Т4 подаются одиночные упра-
вляющие импульсы. При этом тиристоры Т1 и Т4 отпираются,
происходит разряд накопительного конденсатора С1 через ти-
ристор Т1 и половину первичной обмотки импульсного транс-
форматора Тр.1. В результате этого в цепи первичной обмотки
трансформатора Тр.1 возникает мощный импульс тока.
Тиристор Т4 включен параллельно вторичной обмотке транс-
форматора Тр.1 и не допускает возникновения отрицательного
123
выброса намагничивающего тока. При импульсном размагничи-
вании управляющий электрод Т4 контактами К1 отключен от
цепи управления и тиристор Т4 в процессе размагничивания не
участвует.
При импульсном размагничивании па накопительные конден-
саторы С1 и С2 с регулятора напряжения подается убывающее
по величине выпрямленное напряжение, а на управляющие элек-
троды тиристоров Т1 и Т2 поочередно подаются от синхрони-
затора импульсы управления. В результате этого тиристоры Т1
и Т2 поочередно открываются: происходит поочередный разряд
накопительных конденсаторов через соответствующие тиристор
и половину первичной обмотки трансформатора Тр.1. В цепи
вторичной обмотки трансформатора Тр.1 возникают убываю-
щие по амплитуде чередующейся полярности импульсы тока.
При уменьшении напряжения заряда конденсаторов С1 и С2 до
нулевого значения процесс размагничивания заканчивается.
Основные технические данные дефектоскопа ПМД-70
Питание 220 В, 50 Гц
или сеть постоянного тока, В= 27
Максимальная потребляемая мощность дефектоскопом, Вт Максимальная потребляемая мощность 250
соленоидом, Вт Максимальное значение импульса тока 1500
в кабеле сечением 10 мм2, А Не менее 1000
Габаритные размеры дефектоскопа, мм 620x500x260
Масса дефектоскопа, кг 45
Масса принадлежностей, кг 18
Дефектоскоп ПМД-70 нашел широкое применение во многих
отраслях промышленности.
2.8-4- Переносный дефектоскоп МД-4 К
Дефектоскоп МД-4К предназначен для магнитопорошкового
контроля крупногабаритных деталей и узлов, сварных соеди-
нений, строительных металлоконструкций, подъемных механиз-
мов, котельных установок, деталей железнодорожного транспор-
та, объектов трубопроводного транспорта.
В качестве намагничивающих элементов использованы по-
стоянные магниты, поэтому дефектоскоп не требует электро-
124
питания, что позволяет использовать его во взрыво- и пожаро-
опасных средах, на строительных площадках, участках сборки
и сварки, в полевых условиях.
Рис. 2.59. Дефектоскоп МД-4К на постоянных магнитах
Дефектоскоп МД-4КТ содержит (рис. 2.59) два намагничива-
ющих блока, которые при контроле могут соединяться шарнир-
ным ярмом или тросовой перемычкой. В комплект дефектоскопа
МД-4К входят приспособления для нанесения суспензии и осмо-
тра, размещенные в чемодане типа “дипломат”.
Основные данные дефектоскопа МД-4К
Масса полного комплекта дефектоскопа, кг 7
Усилие отрыва от ферромагнитной плиты, кгс 35-40
3. МАГНИТНЫЕ ИНДИКАТОРЫ
3.1. Способы применения порошков
при магнитопорошковом контроле
Магнитные индикаторы это магнитные суспензии, порош-
ки, полимеризирующиеся смеси, применяемые для обнаружения
дефектов при магнитопорошковом контроле.
125
Магнитные индикаторы и способы их нанесения на проверяе-
мые детали выбирают в зависимости от цели и условий контро-
ля. Некоторые общие сведения о применении магнитных инди-
каторов^ приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Магнитные порошки на проверяемые детали наносят:
— взвешенными в жидкости (воде, керосине, минеральном
масле), образующими суспензии — “Мокрым способом”;
- - “Сухим способом” — нанесением сухого порошка с помо-
щью пульвелизатора, качающегося сита, резиновых груш, сеток
и других устройств;
— способом “воздушной взвеси” — распылением высокодис-
персного порошка в камерах с помощью специальных установок;
— в полимеризующихся смесях.
Намагниченные детали поливают магнитной суспензией или,
особенно при контроле способом остаточной намагниченности,
погружают их в ванну с суспензией на 5-8 с, затем после извле-
чения из суспензии проводят осмотр.
При извлечении детали из суспензии под действием потоков
стекающей суспензии и сил поверхностного натяжения порошок,
126
накопившийся над трещинами иногда удаляется. В этом случае
иногда проводят осмотр под тонким слоем жидкости, не извле-
кая деталь из суспензии.
Полимеризующиеся смеси наносят с помощью шпателя, поли-
вом, заливкой смеси в проверяемые полости. Осмотр отпечатка
проводят после его снятия с детали.
Крупность частиц, как меру раздробленности, оценивают по-
перечником частиц а (для сферических частиц — это диаметр d,
для частиц формы куба с закругленными гранями — ребро куба,
для удлиненных частиц - зависит от направления, в котором
проводят измерения), или дисперсностью D = или удельной
поверхностью — это общая поверхность всех частиц, приходя-
щаяся на единицу объема порошка.
Порошок, частицы которого имеют одинаковые размеры (с
некоторым приближением), называется монодисперсным. Поро-
шок, частицы которого имеют разные размеры, называется по-
лидисперсным.
Частицы порошка в суспензии имеют свойство соединяться
между собой с образованием частиц-агрегатов; соединение ча-
стиц происходит под действием молекулярных сил, возникаю-
щих вследствие большой поверхностной энергии.
Интенсивность образования агрегатов характеризует потерю
агрегативной устойчивости суспензии. При интенсивном слипа-
нии частиц с образованием более крупных частиц-агрегатов про-
исходит снижение, а иногда полная потеря чувствительности
магнитной суспензии.
Для предотвращения соединения менее мелких частиц в бо-
лее крупные в суспензию вводят поверхностно-активные веще-
ства, молекулы которых имеют дипольное строение. Поэтому в
результате адсорбции таких молекул на частицах порошка все
частицы оказываются заряженными электростатическими заря-
дами одного знака. Возникающие при этом электростатические
силы отталкивания не позволяют частицам сблизиться на рас-
стояния, на которых возникают значительные силы притяжения.
Суспензия в этом случае приобретает агрегативную устойчи-
вость, что обеспечивает ее высокую чувствительность.
Для обнаружения усталостных, шлифовочных, термических
трещин, волосовин и других дефектов наиболее эффективно при-
менение порощков в органических или водных суспензиях с попе-
речником частиц 0,5 10 мкм. При этом обеспечивается выявле-
ние трещин как в начальной стадии их возникновения (шириной
127
раскрытия 0,5 1 мкм), так и относительно крупных трещин с
шириной раскрытия 0,1 мм и более.
Требование о том, что для выявления трещин различных раз-
меров необходимы порошки с различной дисперсностью (т. е. по-
лидисперсные порошки), по нашему опыту, является не всегда
обязательным.
3.2. Магнитные порошки, пасты и суспензии
Порошок магнитный черный (ТУ 6-36-05800165-1009-93)
представляет собой мелко измельченную закись-окись железа
(Fe3O4), получается фильтрацией шламовой жидкости с после-
дующей сушкой при температуре 400-500°С и размолом. Размер
основной массы частиц не более 30 мкм. Выявляемость (чувстви-
тельность) определенная на приборе типа ПВ-1 — 100%. Поро-
шок используется в органических и водных суспензиях, при кон-
троле “способом воздушной взвеси”.
Буро-красный порошок (ИРЕА-6) представляет собой смесь
окислов железа, в основном 7-Fe2O3. Основная масса частиц 0,5-
10 мкм с небольшим содержанием крупных частиц. Может при-
меняться в органических и водных суспензиях.
Паста магнитная черная РОСАВА-ПОО, нефлуоресцентная
для водной суспензии. Размер частиц 1-3 мкм. Чувствитель-
ность, определенная на приборе ПВ-1, — 90-100%.
Паста магнитная КМ-К, ГОСТ 23694 -79, для приготовления
керосиновой (К), масляной (М) и керосино-масляной (КМ) сус-
пензии. Предназначается для контроля деталей с темной поверх-
ностью. Паста представляет собой густотертую смесь красного
цвета (К), состоящую из тонкодисперсной 7-железа окиси, вазе-
лина и поверхностно-активного вещества. В состав пасты входит
46-50% окиси железа, 50% вазелина и 2% поверхностно-активно-
го вещества. Пе взрывоопасна, не пожароопасна.
Перед употреблением пасту разводят в дисперсионной среде
в концентрации 40=р10 г/л. В'случаях, предусмотренных в тех-
документации (например, при контроле резьбы, лопаток турбин
и т. п.) допускается снижение концентрации магнитной пасты
до 10 г/л.
В качестве дисперсионной среды применяют осветитель-
ный керосин по ГОСТ 4753-68, топливо для реактивных дви-
гателей по ГОСТ 10227 62 или трансформаторное масло по
ГОСТ 10121 76.
Магнитная черная паста ЧВ-1, ТУ 6-09-1823-80, для вод-
ной суспензии. Для приготовления стандартной суспензии на
128
1 кг воды берут 60 г пасты. Чувствительность суспензии, опре-
деленная по прибору ПВ-1, — 100%.
Магнитная «красная паста КВ-1, ТУ 6-09-1823-80, для
водной суспензии. Для приготовления стандартной суспензии бе-
рут 80 г пасты на 1 л воды. Чувствительность суспензии, опре-
деленная по прибору ПВ-1 — 90-100%.
Люминесцентная паста МЛ-1, ТУ 6-14-1550-76, для при-
готовления водной суспензии берут 42 г пасты на 1 л воды. Чув-
ствительность пасты — 100%.
Магнитно-люминесцентный порошок Люмаглор-5,
ТУ 6-09-5296-86 для органических и водных суспензий. Для
приготовления суспензии берут 5 г порошка на 1 л жидкости.
Чувствительность суспензии, определенная на приборе ПВ-1 —
100%.
Органическая суспензия (на основе керосина, масла или
их смеси) с черным порошком ТУ 6-36-05800165-93, стабилизи-
рованная присадкой Акор-1 (ГОСТ 15171-70). Для ее пригото-
вления в порошок вносят присадку Акор-1 (0,5-5% от массы по-
рошка) и керосин (ГОСТ 95-69; ГОСТ 11128-65; ГОСТ 227-62)
или масло МК-8 (ГОСТ 6457-66), или трансформаторное ма-
сло (ГОСТ 10121-62) в количестве, необходимом для получения
пастообразной массы. Эту массу тщательно размешивают, а за-
тем при перемешивании вливают в жидкость (керосин, масло
или их смесь), количество которой определяется исходя из реко-
мендованной концентрации порошка. Для удаления крупных и
слипшихся частиц полученную суспензию фильтруют. Для это-
го ее размешивают и сразу же вливают в чистую емкость. На
дне остаются крупные частицы, непригодные для контроля.
Водная магнитная суспензия. Для приготовления 1 л сус-
пензии в небольшом количестве воды при температуре 30-40°С
растворяют 2 г сульфонола, 15 г нитрит натрия и туда же за-
сыпают 25 г магнитного порошка (ТУ 6-14-05800165-1009-93).
Полученную смесь тщательно размешивают, а затем вливают в
емкость со смесью 1 л воды. Размешивают до полного растворе-
ния смеси.
Качество приготовленной суспензии проверяют по выявле-
нию трещин на контрольных образцах.
Концентрацию суспензии изменяют в зависимости от способа
контроля, напряженности поля, формы поверяемой поверхности
и других факторов.
Некоторые рекомендации по концентрации суспензии при
магнитном контроле деталей летательного аппарата при эксплу-
атации и ремонте приведены в табл. 3.2.
9-2104
129
Таблица 3.2
Концентрации магнитного порошка (ТУ 6-36-05800165-93)
в суспензии при контроле некоторых деталей авиационной
техники при ремонте и эксплуатации
Контролируемая деталь (зоны, участок детали) или условия контроля Дисперсионная среда суспензии Концентрация порошка в суспензии, г/л
1 2 3
Силовые элементы конструкции (траверсы, цилиндры, балки, лон- жероны), детали двига- теля (шестерни, валы и т. п.) при контроле на остаточной намагниченности Керосин, мас- ло, их смесь, вода 20-25
Места перехода головки болта к цилиндрической части, галтельные переходы в других деталях Вода, керосин 10-15
Детали, контролируемые в конструкции без демонтажа 50% масла и 50% керосина 20-25
Мелкая резьба (менее М 12), при затруднениях в расшифровке порошка при контроле суспензий нормальной концентрации (20-25 г/л) Керосин, вода 5-7
В приложенном маг- нитном поле электромаг- нита при напряженности менее 12000 А/м Масло или 50% масла +50% ке- росина 5--G
В приложенном маг- нитном поле электромаг- нита при напряженности Масло МК-8 или трансформаторное 3 5
более 12000 А/м
130
3.3. Устройства для определения чувствительности
порошков и суспензий
Чувствительность магнитопорошкового метода существенно
зависит от качества магнитной суспензии, для оценки которой
применяют приборы, контрольные образцы с искусственными
дефектами, детали с эксплуатационными или производственны-
ми дефектами.
Прибор У-2498
Прибор У-2498 предназначен для количественной оценки чув-
ствительности магнитных индикаторов без использования эта-
лонных магнитных порошков.
Принцип работы прибора основан на создании плавно убы-
вающего поля рассеяния над искусственным дефектом. Прибор
У-2498 состоит из контрольного образца, регулятора тока, ам-
перметра, трансформатора, смонтированных в корпусе прибора,
и приспособлений для нанесения суспензии и осмотра.
Рис. 3.1. Схема прибора У-
2498: 1,2 -- призмы; 3 —
рабочая поверхность; 4 —
откидная линейка; 5 — ва-
лик из порошка над дефек-
том; 6 — кабель; 7 — от-
верстие для кабеля; 8 —
потенциометр; Тр — транс-
форматор; Л — амперметр
Контрольный образец (рис. 3.1) состоит из двух призм 1 и
2, пришлифованных друг к другу. В плоскости соприкосновения
призм просверлено отверстие 7 так, что его продольная ось на-
правлена под углом а к плоскости 3. Стык между призмами 1 и
2 па плоскости 3 имитирует трещину. В отверстие 7 продет ка-
бель 6, при протекании тока в котором создается магнитное поле
над искусственным дефектом — стыком призм 1 и 2. Кабель 6
подсоединен ко вторичной обмотке трансформатора Тр. Ток в
131
кабеле регулируют потенциометром 8 и измеряют амперметром
А.
Исследуемый магнитный порошок или суспензию наносят на
поверхность 3. При этом над искусственным дефектом накап-
ливается порошок в виде валика 5, длину которого измеряют
откидной линейкой 4.
Чувствительность оценивают по ше валика 5.
Основные данн ~ прибора У-2498
Напряжение сети питания 220 В, 50 Гц
Потребляемая мощность, Вт не более 50
Пределы регулирования тока в
намагничивающем контуре, А 0-2
Длина искусственного дефекта, мм 100
Масса, кг 5
Габаритные размеры, мм 180x300 х 215
Прибор МФ-10 СП
Прибор МФ-10СП предназначен для количественной оцен-
ки чувствительности магнитных индикаторных составов (по-
рошков, суспензий), применяемых при магнитопорошковом кон-
троле деталей и изделий в различных отраслях промыш-
ленности.
В основу принципа действия прибора положено использова-
ние модели магнитного поля рассеяния, равномерно убывающего
по длине искусственного дефекта в контрольном образце (рис.
3.2). Образец содержит две ферромагнитные пластины 1 и 2,
пришлифованные друг к другу, на стыке которых образуется
искусственный прямолинейный дефект 3. Снизу образца на фер-
ромагнитных сердечниках 4 расположены обмотки 5 (на рис. 3.2
показана лишь одна обмотка). Изменением токов в обмотках 5-8
резисторами R1-R4 добиваются таких их значений, при кото-
рых изменение поля рассеяния по длине искусственного дефек-
та становится линейным. Принципиальная электрическая схема
прибора МФ-10СП показана на рис. 3.2.6. Схема содержит транс-
форматор Тр, амперметр А, резисторы Rl.. .R4, обмотки 5... 8,
потенциометры грубой R5 и точной R6 установки тока.
При нанесении суспензии над дефектом накапливается поро-
шок, образуя валик 8, по длине которого определяют чувстви-
тельность суспензии или порошка.
132
Рис. 3.2. Устройство образца (а) и электрическая схема (б) прибора МФ-
10СП. 1,2 — пластины; 3 — стык пластин (искусственный дефект); 4 —
сердечник; 5-8 — обмотки; 9 — валик из порошка исследуемой суспензии
Длина валика над искусственным дефектом не должна быть
менее 40 мм для суспензий, предназначенных для контроля де-
талей авиационной техники.
Основные данные прибора МФ-10СП
Напряжение сети питания 220 В, 50 Гц
Наибольшая потребляемая мощность, ВА 100
Длина искусственного дефекта, мм 140
Масса, кг 5
Габаритные размеры, мм 340x210 X 185
Тест-образец ТО-1
Тест-образец ТО-1 предназначен для определения правильно-
сти выбранного режима намагничивания и качества магнитно-
го индикатора (магнитной суспензии или сухого магнитного по-
рошка) при магнитопорошковом контроле локальных участков
крупногабаритных деталей и деталей сложной формы.
Принцип работы образца основан на выявлении на нем серии
искусственных дефектов магнитной суспензией.
Образец состоит из корпуса 1 и ручки 2 (рис. 3.3). Корпус
имеет вид диска диаметром 21 мм, толщиной 2,5 мм и закреплен
в цапфах ручки, в которых может поворачиваться.
На каждой плоскости образца имеются по две группы искус-
ственных дефектов. Направление групп дефектов взаимно пер-
пендикулярны. В каждой группе содержится по 5 параллельных
133
дефектов, образующих миру (на плоскости 1 дефекты А и Б, а
на плоскости 2 — дефекты В и Г). Дефекты видны только после
нанесения суспензии в магнитном поле и накоплении над ними
магнитного порошка (в случае хорошей суспензии и правильном
намагничивании).
Рис. 3.3. Тест-образец ТО-1, а —
схема устройства; б — схема рас-
положения искусственных дефек-
тов: на плоскости 1 — дефекты А
и Б; на плоскости 2 — дефекты В
и Г; в — вид диска сбоку
Над плоскостью 1 создаются поля рассеяния дефектов, для
обнаружения которых требуется стандартная чувствительность
контроля.
Для выявления дефектов на плоскости 2 требуется режим на-
магничивания и состав суспензии, соответствующий более вы-
сокой чувствительности контроля, так как дефекты на стороне
2 закрыты более толстой пластиной.
Работа с образцом ТО-1 состоит в следующем. Корпус образ-
ца устанавливают на контролируемый участок детали плоско-
стью 1 или 2 кверху соответственно выбранной чувствительно-
сти, создают намагничивающее поле, наносят магнитную сус-
пензию на образец и осматривают на нем индикаторный рису-
нок, образуемый частицами магнитного порошка.
Оценка индикаторного рисунка
Если на поверхности образца образовались линии одной груп-
пы дефектов, то это означает:
— намагничивающее поле и суспензия выбраны правильно;
— будут выявляться дефекты на проверяемой детали, ори-
ентированные по направлению искусственных дефектов или под
углом к ним до 45°.
134
Если на образце образуется значительный фон из осевшего
порошка, то это признак высокой концентрации порошка или
недостаточной вязкости дисперсной среды суспензии, или непра-
вильно выбранного режима намагничивания.
Изменяя намагничивающее поле и состав суспензии, необхо-
димо добиться четкого выявления искусственных дефектов на
образце. При этом на детали будут выявляться дефекты, ориен-
тированные по направлению искусственных дефектов на образце
или под углом к ним до 45°.
Эталонный образец с постоянным магнитом (эталон
Fluxa) (рис. 3.4) предназначен для определения качества маг-
нитных суспензий. Образец содержит две призмы 1 и 2, при-
шлифованные друг к другу. Стык 3 между призмами на рабо-
чей поверхности представляет собой искусственный дефект. Под
действием поля магнита 5 призмы намагничиваются,а над искус-
ственном дефектом накапливаются частицы порошка, образуя
индикаторную линию 4, по длине I которой оценивают качество
магнитной суспензии или сухого порошка. Образец портативен,
его внешний вид показан на рис. 3.4.6.
Рис. 3.4. Схема устройства эталонного образца (a) (Karl Deutsch) 1,2 —
пластины; 3 — стык между пластинами — искусственный дефект; 5 — по-
стоянный магнит; б) внешний вид образца
Тест-образец (Best-Nr. 7901) (образец Бертхольда)
предназначен для определения правильности выбранного режи-
ма намагничивания и качества магнитной суспензии (рис. 3.5).
Основной частью образца является диск, состоящий из 4-х сек-
торов 3, каждый из которых имеет центральный угол 90°. Сек-
торы выполнены из магнито-мягкого материала. Стыки между
секторами на рабочей поверхности представляют собой два ис-
кусственных взаимно перпендикулярных дефекта. Поверхность
135
секторов закрыта крышкой 2 из немагнитного материала, рас-
стояние Д до которой от поверхности секторов можно изменять.
Большее расстояние Д соответствует большей чувствительно-
сти контроля.
Для проверки качества суспензии и режима намагничивания
образец устанавливают на проверяемую деталь и создают маг-
нитное поле. При этом над искусственным дефектом образуется
поле рассеяния, и при нанесении суспензии индикаторная линия
из магнитного порошка 1 образуется над тем стыком, направле-
ние которого с вектором поля составляет угол не менее 30°.
Режим, соответствующий четкой индикаторной линии, при-
нимают за оптимальный.
По выявлению искусственного дефекта можно сделать за-
ключение о том, что поле к направлению дефекта направлено
под углом 30-90°. Более точно определить направление поля с
помощью такого типа прибора нельзя. Образец может быть эф-
фективно использован только при контроле способом приложен-
ного поля.
Образец кольцевой (ASME) (рис. 3.5) предназначен для
определения работоспособности дефектоскопа и качества суспен-
зии. Образец представляет собой диск толщиной 7/8" (22,2 мм).
Он имеет внешний диаметр 5" (127 мм), внутренний — 1 1/4"
(31,75 мм). Перпендикулярно плоскости диска на различном рас-
стоянии от внешней цилиндрической поверхности просверлены
12 отверстий диаметром каждое — 1,78 мм.
20мм
Рис. 3.5. Схема устройства образцов: а) образца Бертхольда; б) кольцевого
образца (ASME); 1 -- валик из порошка; 2 —- крышка; 3 - ферромагнит-
ные секторы; 4 — проверяемая деталь; 5 центральный проводник; 6
осаждение порошка; 7 — отверстия; Ф - магнитный поток; Н вектор
напряженности поля
136
При пропускании тока J по центральному проводнику 5 обра-
зуются поля рассеяния, убывающие по мере увеличения рассто-
яния отверстия до цилиндрической поверхности. При нанесении
на диск магнитной суспензии над отверстиями на цилиндриче-
ской поверхности происходит накопление магнитного порошка 4,
образуя индикаторные линии 6. По числу индикаторных линий
оценивают качество магнитной суспензии.
Комплект образцов с шлифовочными трещинами
предназначен для проверки качества магнитной суспензии перед
началом работы, после заполнения ванны дефектоскопа вновь
приготовленной суспензией, а также во всех случаях, когда воз-
никает подозрение в снижении качества магнитной суспензии в
процессе магнитного контроля.
В комплект входит два образца: один со светлой, а второй —
с темной (оксидированной) поверхностью. Образцы имеют ци-
линдрическую форму, диаметр образца 24 мм, длина с ручкой
170 мм. На цилиндрических поверхностях образцов нанесены
шлифовочные трещины глубиной 0,01 0,1 мм. Наиболее харак-
терные трещины обведены прямоугольником с помощью элек-
трографа.
Для определения качества суспензии образцы намагничивают
и наносят на них магнитную суспензию. Идникаторный рисунок
выявленных трещин на обведенном участке сравнивают с рисун-
ком этих же трещин, зафиксированном па дефектограмме.
Если на образце мелкие трещины не выявились, а на дефек-
тограмме имеются, то принимаю! меры по восстановлению чув-
ствительности суспензии.
3.4. Дефектограммы
Дефектограмма. отпечаток индикаторного рисунка, его по-
лучают различными способами, например,
фотографированием;
— с помощью липкой ленты;
с применением клеевой суспензии, прозрачного лака и др.
Технология получения дефектограммы с помощью липкой
ленты:
поверхность образца (детали) протираю т чис той ве тошью,
слегка смоченной в ацетоне:
па образец наносят и» краскораспылителя тонкий (5
10 мкм) полупрозрачный слой белой нитрокраски, например,
проявляющей краски для цветной дефектоскопии:
137
— образец намагничивают и выявляют трещины, применяя
обычную органическую суспензию;
— поверхность образца обезжиривают бензином В-70;
— на образец наносят из краскораспылителя топкий слой бес-
цветного лака;
— на высохший слой лака накладывают липкую ленту и
плотно прижимают ее к поверхности образца;
— снимают ленту с образца вместе со слоем нитрокраски,
лаком и находящимся между ними осевшим порошком.
Лефектограмму помещают между пластинами из оргстекла
для удобства пользования.
К образцу и дефектограмме прикладывают паспорт, в кото-
ром указывают режим и схему намагничивания, состав суспен-
зии.
Суспензию без проверки ее качества не применяют.
4. ОСМОТР ДЕТАЛЕЙ
И РАСШИФРОВКА ИНДИКАТОРНЫХ РИСУНКОВ
4.1. Основные требования к осмотру детали
Осмотр деталей всегда проводят при хорошем освещении. Со-
гласно ГОСТ 21105-87 освещенность на рабочем месте должна
быть не менее 1000 лк. Для общего освещения применяют лам-
пы дневного света, лампы накаливания. В помещении, где нахо-
дится магнитопорошковый дефектоскоп, устанавливают лампы
с рефлекторами для местного освещения так, чтобы они освеща-
ли контролируемую поверхность детали, но не попадали в глаза
прямые лучи от источника, а также лучи, отраженные от зер-
кальных поверхностей детали, в том числе от поверхности слоя
суспензии, нанесенной на деталь.
Крупногабаритные детали, а также детали в конструкции
осматривают с применением переносной лампы.
При осмотре деталей применяют лупы 2 7-кратного увели-
чения, налобные лупы, стереоскопические микроскопы, освети-
тельные и оптические приборы на основе волоконной оптики.
Применение таких средств расширяет возможности магнито-
порошкового метода: можно осматривать труднодоступные для
осмотра глазом участки — внутренние поверхности глубоких
полостей, масляные отверстия, острые кромки, пазы, гантель-
ные переходы и т. д. Даже применение луп 2 4-кратного увели-
138
чения при осмотре ответственных деталей позволяет выявить
более мелкие дефекты, чем при осмотре невооруженным глазом.
При использовании магнито-люминесцентных порошков де-
таль освещают ультрафиолетовым светом. Ультрафиолетовое
освещение осуществляют с помощью ртутных ламп с фильтра-
ми, которые пропускают излучение с длиной волны от 300 до
400 нм. Спектр излучения ртутной лампы имеет максимум при
длине волны 365 нм.
Ртутная лампа содержит стеклянную колбу, которая фокуси-
рует излучение, и резьбовой патрон. Применяют обычно лампы
мощностью 100-400 Вт.
Коротковолновое излучение ртутной лампы не воспринима-
ется человеческим глазом, поэтому его называют “черным све-
том” .
При облучении магнитно-люминисцентного порошка ультра-
фиолетовым светом люминофор, соединенный с частицами по-
рошка, преобразует поглощенную энергию ультрафиолетового
излучения в видимый свет оранжевого или желто-зеленого диа-
пазона спектра.
Яркость флуоресцентного излучения определяется свойства-
ми люминофора и интенсивностью излучения источника УФО.
Согласно ГОСТ 21105 -87 УФ-облученность контролируемой
поверхности должна быть не менее 2000 мкВт/см2.
Спецификацией Mil-Handbook-333 UUSAF (ASNT) рекомен-
дуется минимальная облученность контролируемой поверхности
1500 мкВт/см2.
4.2. Расшифровка индикаторного рисунка
При осмотре детали обнаруживают и анализируют осажде-
ние магнитного рисунка (магнитного идникаторного рисунка)
с целью определения характера дефекта и принятия решения о
пригодности детали к дальнейшей эксплуатации.
Индикаторный рисунок из осевшего порошка на дефектах
различного происхождения неодинаков. Он зависит от харак-
тера, величины и глубины залегания дефекта; это дает иногда
возможность по форме индикаторного рисунка установить про-
исхождение дефекта. На глубоко залегающих подповерхностных
дефектах (в пределах чувствительности метода) осаждения име-
ют вид размытых полосок с нерезкими, нечеткими границами.
Осаждения порошка в виде размытых полос происходит так-
же в местах выявления некоторого типа мнимых дефектов.
139
В местах поверхностных дефектов, представляющих собой
разрыв сплошности металла, порошок всегда осаждается в ви-
де резко очерченных линий. При этом, чем больше отношение
высоты дефекта к его ширине, тем интенсивнее осаждается и
удерживается порошок на поверхности детали в месте располо-
жения дефекта.
При осмотре деталей, бывших в эксплуатации, прежде всего
обращают внимание на те места, где наиболее вероятно появле-
ние трещин усталости. Зубья шестерен, шпоночные канавки и
рабочие консоли деталей осматривают у их основания. Особое
внимание уделяют осмотру мест резких переходов в сечении,
углов, галтелей, зон у отверстий. Тщательно осматривают из-
ношенную рабочую поверхность.
В случаях, когда наличие дефектов на деталях вызывает со-
мнение (например, в случае размытого вида осаждения порош-
ка), повторяют контроль, намагничивая деталь перпендикуляр-
но направлению предполагаемой трещины, и проверяют, не ука-
зывает ли такое осаждение на мнимый дефект.
В отдельных случаях после многократного повторного оса-
ждения магнитного порошка и затруднении в его расшифровке
для определения причины, вызвавшей осаждение порошка, бы-
вает целесообразным проведение контрольных металлографиче-
ских исследований на шлифах, вырезанных поперек предполага-
емого дефекта.
Для облегчения расшифровки индикаторных рисунков на ра-
бочих местах у магнитного дефектоскопа изготавливают и вы-
вешивают дефектограммы характерных дефектов, в том числе
и мнимых, выявленных при контроле конкретных деталей.
В результате анализа индикаторных рисунков и определения
типа обнаруженного дефекта принимают решение о допуске де-
тали к дальнейшей эксплуатации. Нормы на отбраковку устана-
вливает Конструктор, которые указываются в технологической
карте на магнитный контроль детали. Однако, существуют де-
фекты. которые не допускаются на ответственных деталях (на-
пример, деталях авиационной и космической техники) независи-
мо от конструктивного назначения детали. В частности, к таким
дефектам относятся:
— - трещины любого происхождения (усталостные, шлифовоч-
ные, закалочные, сварочные и др.):
флокены;
волосовины и неметаллические (шлаковые) включения,
МО
расположенные под углом 30° к направлению волокна и на тор-
цевых поверхностях деталей;
— расслоения по неметаллическим включениям;
-- непровары в сварных соединениях.
4.3. Дефекты, возникающие при эксплуатации,
ремонте и обнаруживаемые при магнито-
порошковом контроле
Трещины усталости
Трещины усталости обнаруживаются на деталях, испытыва-
ющих в работе многократные переменные нагрузки.
Причинами возникновения их могут быть конструктивные
недостатки (например, наличие концентраторов напряжений —
резких переходов в сечении), несоблюдение требований чертежа
при производстве или ремонте (надрезы, глубокие риски), нали-
чие на детали дефектов металлургического происхождения (во-
лосовин, шлаковых включений, флокенов и т. д.) или дефектов,
возникающих при обработке детали (шлифовочных, ковочных,
закалочных, сварочных трещин и т. д.).
Чаще всего встречаются трещины усталости поперечные или
кольцевые, развивающиеся перпендикулярно к оси детали, а так-
же трещины, расположенные под углом к оси детали.
Трещины усталости являются чрезвычайно опасными, так
как, возникнув, они постепенно развиваются и углубляются
внутрь детали по ее сечению, пока ослабление последнего не при-
водит к завершающему хрупкому разрушению детали. Так, на-
пример, причиной усталостного разрушения оси передней стой-
ки шасси из стали ЗОХГСНА (рис. 4.1) явились знакоперемен-
ные нагрузки при взлете и посадке самолета. Трещина возникла
по впадине резьбы оси и постепенно развивалась (см. зону а), а
затем произошел долом — полное разрушение оси.
Трещины усталости легко можно отличить от обнаруживае-
мых методом магнитного порошка других дефектов по месту ха-
рактерного их расположения на детали и по форме осевшего по-
рошка. Как ранее упоминалось, они возникают преимуществен-
но в ослабленных (конструктивно или технологически) участках
детали. Выявленные магнитопорошковым методом они имеют
вид резкоочерченных плотных линий из осевшего порошка даже
при слабом намагничивании детали.
141
Рис. 4.1. Поверхность усталостного разрушения оси передней стойки шасси:
а — зона усталостного разрушения; б зона хрупкого разрушения (долома)
Поперечные трещины хорошо выявляются при продольном
намагничивании детали, а трещины, расположенные под углом к
оси детали, — при продольном и циркулярном намагничивании.
Так как трещины усталости в большинстве случаев являют-
ся поперечными или располагаются под углом к оси детали, то
для надежного выявления их при контроле деталей ответствен-
ного назначения обязательно проводят продольное и циркуляр-
ное намагничивание и при осмотре обращают внимание на места
концентрации напряжений в детали.
На рис. 4.2 стрелками показаны трещины, обнаруженные на
шкворне подкрыльного колеса при продольном намагничивании.
Они расположены на галтели, имеют прерывистый характер и
распространяются по окружности. Па рис. 4.3 показана трещина
усталости, возникшая на галтели перехода от трубки к фланцу
горловины маслоотстойника редуктора.
Трещины усталости, возникшие в местах резких переходов в
сечении, 'также показаны на рис. 4.4; 4.5.
Исследования деталей с 'такими трещинами показывают, что
в большинстве случаев причиной появления трещин является не-
соблюдение (уменьшение) радиуса округления в месте перехода.
Па шестернях трещины усталости чаще всего появляются во
впадинах и у основания зубьев (рис. 4.6 и 4.7). Такие трещины
142
Рис. 4.2. Трещины усталости, расположенные по галтели шкворня под-
крыльного колеса
Рис. 4.3. Трещины усталости, расположенные по галтели перехода от трубки
к фланцу заливной горловины маслоотстойника редуктора
Рис. 4.4 Рис. 4.5
Рис. 4.4. Трещины усталости на кардане шасси в месте перехода от ушка к
стойке
Рис. 4.5. Трещины усталости на ушковом болте в месте перехода от ушка к
головке болта
хорошо выявляются при циркулярном намагничивании шесте-
рен на медном стержне.
Аналогичные трещины возникают во впадинах резьбы
(рис. 4.8 и 4.9).
143
На рис. 4.10 покачана трещина усталости на главной балке
срыла, возникшая из-за наличия рисок в месте перехода от полки
< проушине. По этой же причине возникли трещины усталости
ia поводке гасителя колебаний (рис. 4.11).
Рис. 4.6 Рис. 4.7
Рис. 4.6. Трещины усталости во впадинах зубьев сателлита редуктора
Рис. 4.7. Трещины усталости у оснований зубьев шестерни передачи к ма-
сляному насосу
Рис. 4.8. Трещина по впадине
резьбы
Рис. 4.9. Трещины во впадинах
резьбы наконечника лопасти ру-
левого винта вертолета
Трещины усталости, возникшие у отверстия для смазки бол-
та, показаны на рис. 4.12. Такие трещины хорошо выявляются
при продольном намагничивании детали.
144
Рис. 4.10. Трещины усталости на
главной балке крыла, возникшие из-
за грубой механической обработки
Рис. 4. И
Рис. 4.12
Рис. 4.11. Трещины усталости на поводке гасителя колебаний, возникшие
из-за грубой механической обработки
Рис. 4.12. Трещины усталости у смазочного отверстия карданного болта
шасси
При магнитном контроле, деталей встречаются трещины
усталости, происхождение которых связано с наличием мелких
шлифовочных трещин, появившихся при изготовлении или вос-
становлении деталей (рис. 4.13).
Трещины усталости, появляющиеся в результате металлур-
гического дефекта волосовины, показаны на рис. 4.14.
Трещина, возникшая из-за засоренности материала неметал-
лическими включениями, показана на рис. 4.15.
10 2104
145
Рис. 4.13. Трещины усталости на цилиндре основной стойки шасси, развив-
шиеся из шлифовочных
Рис. 4.14. Трещины усталости на валике привода генератора, возникшие от
волосовины и распространяющиеся под углом 45° к оси валика
Рис. 4.15. Трещина на цилиндре датчика обратной связи, возникшие из-за
засоренности материала неметаллическими включениями
146
В сварных конструкциях часто выявляются при магнитном
контроле трещины усталости, распространяющиеся по границе
сварного шва (рис. 4.16), вдоль или поперек шва.
Рис. 4.16. Трещины усталости по границе сварного шва полувилки шасси
Трещины возникают из-за плохого качества сварных швов
и недостаточной конструктивной прочности детали. В местах
появления трещин швы, как правило, бугристы, имеют недоста-
точно правильное очертание, местные наплывы и резкие пере-
ходы к основному материалу. Трещины также возникают в уз-
лах конструкции, имеющих места концентрации напряжений —
острые углы, ребра жесткости с резкими переходами и т. д.
(рис. 4.17).
Рис. 4.17. Трещины усталости от острых углов во впадинах для шлиц со-
единительной муфты (а) и вид трещины на микрошлифе (б) (ув. 40х)
Часто источником трещин усталости на сварных узлах и де-
талях являются: непровар (рис. 4.18), а также мелкие трещины
на кратере и в конце сварного шва, не выявленные при изгото-
10- 147
влении (рис. 4.19). Поэтому все сварные детали ответственно-
го назначения подвергают при ремонте тщательному контролю.
Для надежного обнаружения трещин с контролируемых участ-
ков удаляют лакокрасочное покрытие и осматривают швы с при-
менением лупы с целью определения полноты удаления покры-
тия.
Рис. 4.18. Трещина усталости по кольцевому сварному шву корпуса ком-
прессора, возникшая из-за непровара
Рис. 4.19. Трещина усталости, обнаруженная на стержне рамы крепления
Двигателя
Трещины на азотированных, цементированных и хро-
мированных поверхностях деталей.
При эксплуатации деталей с азотированной, цементирован-
ной поверхностями иногда происходит растрескивание хруп-
кого поверхностного слоя. Трещины в основном бывают двух
типов:
— трещины, возникающие в хрупком слое от ударов по де-
тали, при правке деталей, при действии изгибающих нагрузок в
эксплуатации (рис. 4.20; 4.21);
— термические трещины, возникающие на поверхностях тре-
ния (рис. 4.22; 4.23).
148
Рис. 4.20. Трещины на рельсе щитков-закрылков, возникшие в результате
растрескивания хромированной поверхности при правке
Рис. 4.21. Трещины во впадинах ходового винта подъемника щитков-
закрылков (а), возникшие в результате растрескивания цементированной
поверхности при действии изгибающих Нагрузок; б) трещины, выявленные
после разреза ходового винта
i
149
Рис. 4.22
Рис. 4.23
Рис. 4.22. Трещины на поверхности трения шестерни
Рис. 4.23. Трещины на поверхности трения
шестерни гидронасоса
В последнем случае трещины по внешнему виду похожи на
шлифовочные и наблюдаются, когда трущиеся детали работа-
ют при недостаточной смазке, в результате чего поверхность их
нагревается до высокой температуры или когда происходит за-
едание или частичное разрушение одной детали, скользящей по
поверхности другой. Поэтому при ремонте двигателей и само-
летов особенно тщательно проверяют изношенные трущиеся по-
верхности деталей на наличие трещин.
Трещины, возникающие в результате нарушения тех-
нологии ремонта деталей.
На рис. 4.24, 4.25 и 4.26 показаны кадмированные детали, на
которых развились трещины в результате растрескивания по-
верхностного слоя материала.
Рис. 4.24. Трещины на шту-
цере форсунки двигателя, воз-
никшие из-за растрескивания
кадмированного слоя матери-
ала
151'
Рис. 4.25. Трещины на болтах (а) и гнездах (б) крепления лопаток соплово-
го аппарата, возникшие от растрескивания кадмированного поверхностного
слоя металла
Рис. 4.26. Трещины на пружине, возникшие от растрескивания кадмирован-
ного поверхностного слоя металла
Рис. 4.27. Коррозионное растрескивание внутренней поверхности оси колес
главного шасси, возникшее при оксидировании
151
На рис. 4.27 показаны характерные трещины внутренней по-
верхности оси колес главного шасси, возникшие в результате
нарушения технологии оксидирования высокопрочной стали.
На рис. 4.28 показана трещина у галтели болта стыковки
крыла с фюзеляжем, возникшая в результате неправильного де-
монтажа — без применения специальных съемников.
Рис. 4.28. Трещина у галтели болта стыковки крыла с фюзеляжем, возник-
шая в результате неправильного демонтажа
4.4. Дефекты, возникающие при сварке, шлифовании
и термической обработке даталей
Сварка является одним из самых распространенных техноло-
гических процессов в различных отраслях промышленности и в
строительстве. В настоящее время применяют более ста видов
сварки, которые делят по виду вводимой энергии на:
— термические;
— термомеханические (термопрессовые);
— механические (прессово-механические).
Термические виды включают все способы сварки плавлени-
ем, осуществляемые без приложения давления. Термомеханиче-
ские и механические способы сварки осуществляются только с
приложением давления.
Соединение, выполненное сваркой плавлением (рис. 4.29), со-
держит собственно шов 1, зону термического влияния (ЗТВ) 2 и
основной материал 3, в котором не происходит при сварке ника-
ких структурных изменений, и валик усиления 4.
152
Рис. 4.29. Схема сварного соеди-
нения: 1 — сварной шов; 2 зона
термического влияния; 3 — основ-
ной материал; 4 — валик усиле-
ния
Зона термического влияния начинается непосредственно у
шва, где металл имеет твердо-жидкое состояние, и заканчива-
ется участком основного металла, где температура составляет
100 500°С.
Дефекты типа несплошности материала сварных соединений
разделяют на производственно-технологические и эксплуатаци-
онные (табл. 2.3).
Производственно-технологические дефекты делят на метал-
лургические, сварочные технологические и технологические,
связанные с последующими процессами обработки (шлифовани-
ем, гальваническими процессами и др.).
Таблица 2.3
Характеристика трещин и причины их образования
Характеристика трещин
Возможные причины
образования
1. “Горячие” (кристаллизационные
трещины) зарождаются в процессе пер-
вичной кристаллизации или после охла-
ждения до 1100— 1200°С. Возникают в
переходной зоне от шва к основному ма-
териалу, извилистые, в изломе имеют
темный цвет, сильно окисленные, сле-
дуют по границам зерна, могут быть
сквозные и несквозные
2. Трещины в шве профильные или по-
перечные, в изломе темного цвета
сильно окисленные или светлые с цве-
тами побежалости
Неправильная технология
сварки;
неправильная конструкция
изделия или неправильное
расположение швов
Неправильно выбран-
ная марка присадочного
материала;
неудовлетворительное
качество присадочного
материала, обмазки или
флюса;
неправильный режим и не-
удовлетворительная техни-
ка сварки;
153
Продолжение табл. 2.3
Характеристика трещин
Возможные причины
образования
3. Трещины в кратере (углублении),
который образуется в результате выду-
вания электрической дугой расплавлен-
ного металла
4. “Холодные” трещины возникают
при остывании металла ниже 200°С в
околошовной зоне, в металле шва и раз-
виваются вдоль или поперек шва. Они
могут быть поверхностными или вну-
тренними. Могут возникать через не-
сколько часов или суток после сварки.
Отличаются отсутствием окисных пле-
нок на их поверхности
5. Мелкие трещины (микротрещины)
в шве или надрывы в переходной зоне;
микротрещины на нетравленных шли-
фах видны в виде микроскопических во-
лосо'вин темного цвета
6. Трещины, возникающие в процессе
термической обработки (закалки) свар-
ных деталей и узлов, могут иметь лю-
бое направление; цвет излома зависит
от момента появления трещины, усло-
вий нахождения детали и времени, про-
шедшего до обнаружения
7. Трещины в сварных соединениях,
возникающие при правке изделий; эти
трещины могут иметь любое направле-
ние; в изломе они светлые
высокие внутренние напря-
жения в швах;
ослабление швов пори-
стостью или шлаковыми
включениями
Избыток серы в электроде
(проволоке, обмазке);
Неправильная техника
сварки (неправильное
окончание шва)
Повышенное содержание в
металле кремния, водорода;
неправильно выбранный
присадочный материал;
неправильная техника
сварки
Неудовлетворительное ка-
чество присадочного мате-
риала, флюса, обмазки
Неправильная технология
термической обработки;
неправильно сконструиро-
вана конструкция изделия
Неправильная технология
правки изделия, коробление
изделия
Основные затруднения при расшифровке связаны с тем, что
при контроле сварных швов, особенно когда ставится цель обна-
ружения внутренних пороков и применения более сильных полей
намагничивания, порошок часто задерживается в неровностях
швов, оседает в местах наплывов (натеков наплавленного ме-
талла на поверхность основного металла без сплавления между
154
ними), а также на границе резкого раздела двух структур, на-
блюдаемой на деталях, не подвергавшихся обработке после свар-
ки.
Распознование дефектов облегчается, если зачищать неровно-
сти шва, а наплывы удалять запиливанием, если это допускает-
ся технологией ремонта или изготовления детали. В отдельных
случаях для более точного определения характера дефекта про-
водят металлографические исследования.
На рис. 4.30 показана трещина, проходящая строго по гра-
нице сварного шва, на рис. 4.31 — вдоль шва, а на рис. 4.32 —
мелкие трещины в кратере и в конце сварного шва. Из указан-
ных трещин труднее всего распознается трещина по границе
сварного шва.
Рис. 4.30. Трещина по границе сварного шва верхнего стакана основной
стойки шасси
Рис. 4.31. Трещина, распространившаяся вдоль сварного шва вилки перед-
ней стойки шасси
155
Рис. 4.32. Трещины в кратере сварного шва
При контроле способом остаточной намагниченности терми-
чески обработанных деталей по границам швов в местах наплы-
вов может происходить осаждение порошка при отсутствии там
трещин.
Чтобы отличить такое осаждение порошка от его осаждения
над трещинами, удаляют порошок и тщательно осматривают
место, где произошло осаждение. Наплыв обычно хорошо вы-
является при осмотре невооруженным глазом или через лупу.
Если удалить наплыв запиливанием, то при повторном контро-
ле в случае отсутствия трещин порошок не осаждается.
Трещины, возникающие при сварке, являются весьма опас-
ными дефектами, так как они могут приводить в эксплуатации
к трещинам усталости. Поэтому при изготовлении или ремонте
стальных деталей с применением сварки сварные швы проверя-
ют магнитопорошковым методом.
Непровар -- отсутствие структурной связи между объемами
материала в сварном шве. Непровары могут быть по кромкам, по
сечению и в корне шва, а также при малых углах скоса кромок и
вследствие неполной очистки металла от шлака, краски, масла,
полимеризовавшихся и других загрязнений. Непровар при малой
толщине шва, выявленный магнитопорошковым методом, имеет
вид прямой линии.
Шлифовочные трещины возникают из-за повышенного не-
равномерного местного нагрева шлифуемой поверхности дета-
ли. Наиболее склонны к образованию этих трещин цементиро-
ванные, азотированные и закаленные детали из легированных
156
и малоуглеродистых сталей. В случае восстановления поверх
носгей таких деталей хромированием с последующим шлифо-
ванием хрома склонность к образованию трещин еще более по-
вышается. При неправильно подобранных режимах шлифования
на поверхности хромированных деталей, как правило, появляют-
ся шлифовочные трещины. Причем очень часто растрескивание
хромового покрытия распространяется в основной металл из-за.
хорошей сцепляемости хрома с поверхностью деталей и значи-
тельных внутренних напряжений.
При магнитном контроле шлифовочные трещины легко от-
личить от трещин других видов: они тонки, неглубоки (от де-
сятитысячных до десятых долей миллиметра) и, как правило,
располагаются на поверхности группами в виде сетки или тон-
ких линий поперек направления шлифовки (рис. 4.33).
Рис. 4.33. Шлифовочные трещи-
ны на хромированном болте сты-
ковки крыла с фюзеляжем (а)
и вид шлифовочной трещины на
микрошлифе (б); 1 слой хрома;
трещина в основном металле но
казана стрелкой.
157
Шлифовочные трещины резко понижают усталостную проч-
ность деталей, их ни в коем случае нельзя допускать в местах
концентрации напряжений: у оснований зубьев шестерен, шли-
цев, у отверстий, на поверхности галтелей, на обоймах подшип-
ников и т. д.
Для обнаружения шлифовочных трещин под слоем хрома
применяют специальные методы магнитопорошкового контроля:
способ воздушной взвеси, с применением экрана для осмотра под
слоем жидкости, у выходного окна соленоида и др. (технология
контроля этими способами в книге не приводится).
На рис. 4.34; 4.35; 4.36 показаны типичные шлифовочные тре-
щины, обнаруженные на различных деталях после шлифования.
На рис. 4.36 показано стрелкой разрушение упорного кольца
игольчатого подшипника вертикального шарнира втулки несу-
щего винта от развития шлифовочной трещины. На всей поверх-
ности шайбы имеются мелкие шлифовочные трещины.
Рис. 4.34. Шлифовочные трещины на опорной поверхности головки болта;
выявлены светло-серым магнитным порошком
Рис. 4.35. Шлифовочные трещины на кольце подшипника
158
Рис. 4.36. Шлифовочные трещины на упорном кольце игольчатого подшип-
ника. Стрелкой показано разрушение кольца от развития шлифовочной тре-
щины
Закалочные трещины возникают главным образом при
охлаждении деталей в процессе закалки в результате действия
внутренних напряжений. Они могут возникать и после закал-
ки на деталях, длительное время не подвергавшихся отпуску,
уменьшающему внутренние напряжения.
Высокие и неравномерные внутренние напряжения при недо-
статочной жесткости детали вызывает ее коробление. Если же
в детали имеются ослабленные сечения, то могут возникнуть
и трещины. Наиболее вероятные места зарождения закалочных
трещин - это места с резким изменением сечения, острые углы
и подрезы.
Однако трещины при закалке нередко могут появиться и на
деталях простой конфигурации (например, цилиндрической фор-
мы) с хорошим состоянием поверхности. В этом случае причиной
образования трещин могут служить дефекты материала (воло-
совины, шлаковые включения,.флокены), ковочные трещины или
несоблюдение режимов термической обработки деталей.
Отличительным признаком закалочных трещин является не-
определенность их направления на поверхности детали. При маг-
нитном контроле они выявляются хорошо даже при слабом на-
магничивании, так как материал закаленных деталей имеет до-
статочно высокие значения остаточной индукции и коэрцитив-
ной силы, а трещины большие и почти всегда выходят на
поверхность детали.
159
Закалочные трещины дают интенсивное, плотное осаждение
порошка в виде ломаных, извилистых линий, идущих в различ-
ных направлениях. Четкие и рельефные рисунки осажденного
порошка, получающиеся над закалочными трещинами, позволя-
ют отличить их от других дефектов. Пример выявления наибо-
лее типичных закалочных трещин приведен на рис. 4.37.
Рис. 4.37. Закалочные трещины на оси
Надрывы и трещины, возникающие в результате де-
формации металла. Надрывы — это неглубокие трещины,
возникающие на деталях в результате деформации металла, на-
пример, при накатке резьбы, изготовлении пружин. При холод-
ной штамповке деталей могут возникнуть трещины в местах
резких перегибов, особенно когда материал имеет недостаточно
высокие пластические свойства из-за дефектов структуры.
4.5. Дефекты металлургического происхождения
При горячей ковке или штамповке полуфабрикатов и деталей
трещины могут возникнуть из-за наличия в исходном материале
литейных пороков (усадочных раковин, рыхлот, зональной ли-
квации) или из-за несоблюдения температурных режимов ковки
(штамповки) или протяжки.
Ковочные трещины при металлографическом анализе на
стальных деталях легко можно отличить от закалочных вслед-
ствие наблюдаемого обезуглероживания стали по их границе.
Ковочные и штамповочные поверхностные трещины выявляют-
ся магнитным методом также хорошо, как и закалочные — в
виде четких, рельефных линий, имеющих самые разнообразные
направления на поверхности детали.
На рис. 4.38 показаны мелкие надрывы - закаты, выявлен-
ные на внутренней поверхности трубы лонжерона лопасти несу-
щего винта вертолета. Этот дефект возник из-за неудовлетвори-
тельной технологии производства, i руб.
160
Рис. 4.38
Рис. 4.39
Рис. 4.38. Надрывы на внутренней поверхности трубы лонжерона лопасти
несущего винта вертолета
Рис. 4.39. Флокены в сечении заготовки из хромоникелевой стали
Флокены (рис. 4.39) представляют собой мелкие трещины
длиной от 20-30 мм разнообразного направления, залегающие
преимущественно во внутренних, более глубоких зонах сталь-
ных поковок (глубже 60 мм). О происхождении флокенов в на-
стоящее время существует несколько гипотез. Одна из них объ-
ясняет происхождение флокенов двумя причинами:
— - действием высокого давления водорода, выделяющегося из
стали при ее охлаждении вследствие уменьшения растворимо-
сти водорода с понижением температуры;
— действием значительных внутренних напряжений, обусло-
вленных неравномерностью фазовых превращений в различных
объемах стали в связи с дендритной неоднородностью.
Флокены являются опасными дефектами. Присутствие их в
стали резко отражается на ее механических свойствах, особенно
если направление действия сил не совпадает с плоскостью зале-
гания флокенов. Так как флокены находятся внутри поковки, то
это сильно затрудняет их выявление.
На деталях они могут быть обнаружены магнитным мето-
дом только в том случае, если они выходят на поверхность или
залегают неглубоко под ней. При магнитном контроле флокены
выявляются в виде отдельных прямолинейных или искривлен-
ных черточек длиной от 1 до 25 30 мм, расположенных в боль-
шинстве случаев группами и имеющих разнообразное направле-
11-2104
161
ние. Пример выявления наиболее типичных флокенов приведен
на рис. 4.39. На этом рисунке видно, что флокены сосредоточены
в центральной части заготовки в виде семейства тонких и ко-
ротких трещинок. В периферийном слое имеется зона, в которой
флокены отсутствуют, так как из этой зоны стали при остыва-
нии заготовки успел полностью выделиться водород, и поэтому
не было причины образования флокенов.
Неметаллические (шлаковые) включения представля-
ют собой:
— выделившиеся продукты реакций раскисления, протекаю-
щих в ванне и в ковше и заканчивающихся в изложницах при
выплавке и разливке стали;
— шлаки, растворенные при высоких температурах в метал-
ле и выделяющиеся из него при понижении температуры в виде
включений MnO; FeO; FeS и др.;
— продукты, образовавшиеся от случайно попавших в сталь
механических загрязнений.
Неметаллические включения могут располагаться на поверх-
ности деталей и под ней. Опасными являются включения, рас-
положенные цепочками (рис. 4.40) или сеткой по границе зерен,
так как они понижают пластические свойства и приводят к по-
явлению трещин вдоль таких включений (цепочек) при обжиме
слитков стали.
Рис. 4.40. Сталь, сильно загрязненная неметаллическими включениями.
Включения расположены цепочками
Волосовины — это тонкие нити неметаллических включе-
ний или газовых пузырей, вытянутых вдоль волокон металла
при его ковке, прокате или протяжке.
Типичным признаком волосовин является их прямолиней-
162
ность. Волосовины, как правило, прямолинейны и вытянуты
в направлении прокатки. При магнитном контроле ‘волосовины
выявляются в виде прямых параллельных линий различной дли-
ны, расположенных вдоль волокон в одиночку или группами.
Если волокна изогнуты, то волосовины следуют за направлени-
ем волокна.
Крупные поверхностные волосовины выявляются при оста-
точном намагничивании. Мелкие волосовины, имеющие малую
высоту и залегающие под поверхностью, требуют для своего вы-
явления жесткого режима намагничивания.
На некоторых деталях, работающих на растяжение или из-
гиб, допускается небольшое количество волосовин и шлаковых
включений, расположенных не кучно, а в виде прерывистых чер-
точек на прямолинейных участках детали. В местах концентра-
ции напряжений (на галтелях, острых углах, у масляных отвер-
стий) их не допускают.
Нормы допускаемых волосовин и неметаллических включе-
ний для каждой конкретной детали указываются в технологиче-
ских картах магнитного контроля.
Крупные волосовины, выходящие на поверхность, являются
опасными дефектами, понижающими предел усталости; детали
с такими волосовинами не должны допускаться к эксплуатации.
На рис. 4.41; 4.42 показаны волосовины, выходящие на поверх-
ность деталей. Все они прямолинейны и расположены вдоль во-
локон.
Рис. 4.41. Волосовины на валике передачи к генератору, выявленные светло-
серым магнитным порошком
11*
163
Рис. 4.42. Волосовина, выходящая на поверхность вдоль тяги поворота ло-
пасти рулевого винта
Расслоения образуются при прокатке слитков, внутри ко-
торых имеются пороки: крупные усадочные раковины, большие
участки неметаллических включений или плены, т. е. окислен-
ные слои металла. При прокатке включения, раковины, плены
раскатываются и образуют расслоения.
На рис. 4.43 показана часть внешнего раскоса гондолы, на ко-
тором обнаружены небольшие расслоения в металле ушка.
Рис. 4.43. Расслоение на ушке подко-
са (а) и вид поперечного разреза уш-
ка в месте расслоения на микрошли- ,
фе (б)
4.6. Мнимые дефекты
При магнитопорошковом контроле осаждение магнитного по-
рошка может происходить не только в местах трещин и других
действительных дефектов, но и в местах их отсутствия. Это свя-
зано с тем, что при намагничивании деталей магнитные поля
рассеяния возникают в случаях изменения рельефа поверхности
(при грубой обработке поверхности, нанесении рисок, царапин
и т. д.) или сечения детали, локального изменения магнитных
164
свойств металла изделия. Эти изменения не снижают механиче-
ские или эксплуатационные свойства изделия.
Осаждения порошка на проверяемой детали при отсутствии
на ней действительных дефектов назвали мнимыми или ложны-
ми дефектами.
Часто индикаторные рисунки над действительными и мни-
мыми дефектами отличаются незначительно. Требуется знание
характерных признаков мнимых дефектов и методических прие-
мов для расшифровки осаждений над ними магнитного порошка.
Ниже приведены некоторые случаи мнимых дефектов и реко-
мендации по расшифровке их индикаторных рисунков.
Осаждение порошка (рис. 4.44) по месту касания
намагниченной детали 1 каким-либо ферромагнитным
предметом 2 (мнимый дефект типа “Магнитная запись”).
В месте соприкосновения, например, конца стальной отверт-
ки с поверхностью намагниченной детали происходит четкое
осаждение порошка, аналогичное его осаждению над трещиной
(рис. 4.44). Причем, чем сильнее намагничена деталь, тем ин-
тенсивнее получается осаждение частиц порошка. Причиной по-
явления такого осаждения является изменение поверхностной на-
магниченности на небольших (локальных) участках — в местах
касания.
Рис. 4.44. Мнимый дефект “Магнит-
ная запись”. Осаждение магнитного
порошка по месту касания поверхно-
сти намагниченного пальца сателли-
та редуктора стальной отверткой
Для расшифровки такого мнимого дефекта контролируемую
деталь намагничивают повторно. После повторного намагничи-
вания осаждение порошка над такого рода мнимым дефектом не
происходит.
Осаждение порошка в местах резкого изменения се-
чения детали. При намагничивании в этих местах происходит
сильное увеличение магнитной индукции, что приводит к обра-
зованию поля рассеяния (рис. 4.45). Магнитный порошок в этих
местах осаждается в виде размытых полос. Для расшифровки
такого мнимого дефекта дополняют сечение детали 1, например,
165
вставляют болт 2, шпонку и т. д. При повторном намагничи-
вании и нанесении суспензии оседание порошка не происходит,
если в этом месте нет дефекта типа нарушения сплошности ме-
Если дополнить сечение детали не предоставляется возмож-
ным, то на место мнимого дефекта наносят низкоконцентриро-
ванную суспензию, а процесс накопления порошка наблюдают
через лупу. На рис. 4.46 показаны индикаторные рисунки в на-
чале процесса накопления порошка на шестерне с канавкой для
шпонки. При отсутствии трещины видно накопление порошка в
виде цепочек (рис. 4.46, а), а при наличии в этом месте трещины
наблюдается накопление в виде четкого валика (рис. 4.46, в).
После окончания процесса накопления порошка сделать за-
ключение о наличии или отсутствии трещин только по окон-
чательному виду валика накопившегося порошка практически
невозможно (рис. 4.46,г).
Осаждение порошка по риске. В местах рисок иногда
происходит осаждение порошка (рис. 4.47). Если риска имеет
острые края или если ее глубина будет несколько больше шири-
ны, то плотность осаждения валика увеличивается, но четкого
валика не образуется. Кроме того, при боковом освещении риска
даже без нанесения порошка может выглядеть, как нитевидное
его осаждение (из-за неосвещенности боковой теневой поверхно-
сти и дна риски). Чтобы отличить риску от трещины, тщатель-
но осматривают поверхность детали с применением лупы 4-10-
кратного увеличения, несколько меняя угол падения световых
лучей и угол осмотра. При этом риска на чистой поверхности
хорошо видна. При освещении поверхности лучами, падающими
вдоль риски, можно различить ее дно и края.
Если контролируемая поверхность не достаточно чиста, на-
пример, закорродирована, то ее зачищают мелким наждачным
полотном. При зачистке происходит не только удаление продук-
тов коррозии, но и округление краев риски. Поэтому при повтор-
166
ном нанесении суспензии после зачистки осаждения порошка над
ней обычно не происходит.
Рис. 4.46. Последовательные фазы
накопления порошка, вызванное
наличием шпоночной канавки: а)
шестерня; б,в) начальные ста-
дии накопления порошка соответ-
ственно при отсутствии и нали-
чии трещины; г) индикаторный
рисунок после окончания процес-
са накопления порошка у шпоноч-
ной канавки
При контроле в приложенном поле осаждение порошка по рис-
кам происходит почти всегда.
В случаях осаждения порошка по риске для расшифровки
(нет ли на дне риски трещины) может быть применен следую-
щий способ. Наблюдая через лупу или бинокулярный микроскоп
место расположения риски, наносят каплями из пипетки суспен-
зию, отстоявшуюся в течение 3-5 мин после размешивания. Если
167
на поверхности изделия имеется риска, а на дне риски трещины
нет, то накопление порошка будет происходить сначала в виде
отдельных точечных скоплений, которые затем увеличиваются
до образования цепочек (рис. 4.47, 1, 2).При дальнейшем нанесе-
нии суспензии цепочки удлиняются и увеличивается их количе-
ство до полного заполнения риски (рис. 4.47, 3).
Рис. 4.47. Мнимый дефект. Осаждение порошка по риске (а), схема накоп-
ления порошка над риской: 1,2,3 — без трещины; 1',2', 3' -- на дне риски
имеется трещина
Если по дну риски проходит трещина, то накопление по-
рошка происходит сразу по всей длине трещины, четко обри-
совывая ее очертание (рис. 4.47, 1'). При дальнейшем нане-
сении суспензии увеличивается количество порошка над тре-
щиной до полного заполнения риски (рис. 4.47, 2', 3'). Та-
ким образом, разница в осаждении порошка по риске без тре-
щины и по риске с трещиной может быть обнаружена толь-
ко в начальной стадии накопления порошка. После окончания
процесса осаждения сделать заключение об отсутствии или
наличии трещины по дну риски часто бывает практически
невозможно.
Осаждение порошка в местах поверхностного накле-
па и забоин (рис. 4.48). В этих местах образуется слабое поле
рассеяния с малым градиентом и происходит слабое размытое
осаждение порошка. Порошок слабо удерживается в месте накле-
па. В местах наклепа, после снятия осевшего порошка, иногда
видна светлая полоска.
168
Рис. 4.48. Мнимый дефект. Осаждение порошка по месту поверхностного
наклепа на балке крыла самолета
Забоины обычно видны при осмотре невооруженным глазом
или через лупу.
Осаждение порошка в местах карбидной полосчато-
сти (рис. 4.49) аналогично осаждению порошка над трещинами.
Применяют для контроля более высокодисперсную суспензию
пониженной концентрации порошка. Дополнительно проверяют
детали с карбидной полосчатостью другим методом дефектоско-
пии, например, капиллярным.
Рис. 4.49. Мнимый дефект. Осаждение порошка по месту карбидной полос-
чатости
Осаждение порошка по границе раздела участков с
резко отличйыми структурами (рис. 4.50).
169
Отличается от других типов мнимых дефектов тем, что име-
ет вид непрерывной линии по всей границе раздела участков.
При одном и том же способе намагничивания, осаждение порош-
ка происходит на всех таких же деталях или таких же участках
детали в одних и тех же местах. Например, по границе основного
материала и наплавленного кольца 1 вала происходит осаждение
порошка по всей его окружности.
В месте приварки наконечника 1 к цилиндрической части оси
происходит осаждение порошка по окружности оси (рис. 4.50,6),
которое не связано с наличием дефектов.
Рис. 4.50. Мнимый дефект. Осаждение порошка на границе двух структур:
а) на вале поворотного крыла; б) на оси привода насоса; 1 — наплавленный
металл; 2 — привареный наконечник
Знание конструктивных особенностей и технологии изгото-
вления деталей облегчает распознание такого типа мнимого де-
фекта.
Осаждение порошка по границам зон термического
влияния сварки (рис. 4.51). Осаждение происходит в около-
шовной зоне, повторяя форму границы сварного шва. Это оса-
ждение имеет вид размытых неплотных полосок осевшего по-
рошка. При нанесении суспензии осевший порошок легко смы-
вается, но при натекании суспензии с других участков контро-
лируемой детали вновь происходит накопление порошка в этой
зоне. Осаждение порошка может происходить как в приложен-
ном магнитном поле, так и на остаточной намагниченности.
170
Рис. 4.51. Мнимый дефект. Осаждение порошка по границам зон термиче-
ского влияния
Осаждение порошка по границам незачищенных свар-
ных швов (рис. 4.52). Осаждение происходит вследствие
резкого перехода одной части поверхности шва к другой.
Для расшифровки такого типа дефектов этот резкий пере-
ход (наплыв) рекомендуется зашлифовать или запилить (если
это допускается технологией изготовления или ремонта дета-
ли), сделав его плавным, вновь намагнитить и нанести маг-
нитную суспензию, Если при повторном нанесении суспен-
зии осаждения порошка не происходит, то дефект отсутству-
ет.
Рис. 4.52. Мнимый дефект. Осаждение порошка по границам и наплывам
сварного шва: а) схема расположения мест осаждений порошка; б) осаждение
порошка по границам сварного шва; 1 - по зонам термического влияния;
2 по подрезу; 3 по наплывам на валике усиления.
171
Осаждение порошка по волокнам металла (рис. 4.53).
Осаждение происходит при контроле в приложенном магнит-
ном поле, а иногда и на остаточной намагниченности. Интен-
сивность осаждения порошка зависит не только от марки стали,
но и номера плавки. Это осаждение отличается характерной на-
правленностью по волокнам. Для уменьшения его интенсивности
снижают оптимальный ток на 15 20%. Если это не уменьшает
интенсивного осаждения порошка, то применяют другие методы
дефектоскопии (например, цветной).
Рис. 4.53. Мнимый дефект. Осаждение порошка по волокнам металла
Осаждение порошка в виде цепочек, ориентирован-
ных по магнитным силовым линиям поля (рис. 4.54).
Возникает обычно в приложенном магнитном поле. Такое оса-
ждение порошка свидетельствует о чрезмерной концентрации
магнитной суспензии, высокой напряженности поля или непра-
вильно выбранной вязкости дисперсионной среды суспензии.
Рис. 4.54. Мнимый дефект. Осаждение порошка в виде цепочек, направлен-
ных по магнитным силовым линиям
172
Осаждение порошка на сварном шве, валик усиле-
ния которого сошлифован (рис. 4.55). При сварке сталей
ВНС-2 осаждение имеет вид неплотных пятен различной формы
и размеров с нечеткими границами. Образуется при контроле в
приложенном поле. При контроле на остаточной намагниченно-
сти накопление порошка происходит лишь при натекании сус-
пензии с соседних участков.
Осаждение порошка в местах больших внутренних
напряжений. Имеет вид широкой (1-2 мм) полосы
(рис. 4.56). Порошок слабо удерживается на поверхности детали.
Часто наблюдается на болтах с большой наработкой.
Рис. 4.55. Мнимый дефект. Осаждение порошка на сварном шве, валик уси-
ления которого сошлифован
Рис. 4.56. Мнимый дефект. Схема
осаждения порошка на болте 1 (по-
сле его демонтажа) в месте высоких
внутренних напряжений,возникших
на границе стягиваемых болтом де-
талей 2
Осаждение порошка по острым кромкам, углам, ре-
брам выступающих частей детали, на которых образу-
ются резко выраженные магнитные полюсы (рис. 4.57).
Осаждение порошка имеет нитевидную или игольчатую струк-
туру. Нити направлены по магнитным силовым линиям полюсно
намагниченной детали. Интенсивность такого осаждения всегда
173
выше при намагничивании постоянным полем, меньше пере-
менным и практически отсутствует при использовании импульс-
ных полей.
Осаждение порошка по местам грубой обработки по-
верхности (рис. 4.58). Порошок заполняет все углубления по-
верхности, количество порошка над ними растет с увеличением
напряженности поля. Легко распознается при осмотре с помо-
щью лупы.
Рис. 4.57. Мнимый дефект. Схема осаждения порошка по острым кромкам
детали
Рис. 4.58. Мнимый дефект. Осаждение порошка по местам грубой обработки
поверхности отверстия, выполненного тупым сверлом
Рис. 4.58
5. МАГНИТОПОРОШКОВЫЙ КОНТРОЛЬ
НЕКОТОРЫХ ТИПОВ ДЕТАЛЕЙ
ОТВЕТСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ
В качестве примеров выполнения технологии магнитопорош-
кового контроля приведены методики контроля съемных и не-
съемных деталей, отличающихся по форме, расположению про-
веряемых участков, доступности в конструкции, направлению
распространения возможных дефектов и другим факторам.
Описанные технологические приемы могут быть использова-
ны при разработке методик магнитопорошкового контроля дру-
гих типов деталей.
174
5.1 Методика контроля лопаток
I ступени ротора компрессора при ремонте
Магнитопорошковый контроль лопаток I ступени ротора ком-
прессора проводится с целью обнаружения трещин в призамко-
вой части, возникающих поперек оси лопатки.
Зона контроля — участок поверхности пера лопатки со сторо-
ны корыта шириной 40-50 мм (Рис. 5.1). Контроль проводится
способом остаточной намагниченности.
Необходимое оборудование и материалы:
— стационарный магнитный дефектоскоп типа У-604 (или
УМД-9000, УМДЭ-10000 и др.);
— приставной соленоид диаметром 210 мм, входящий в ком-
плект стационарных дефектоскопов;
— керосино-масляная суспензия (70% керосина и 30% масла
МК-8) с порошком, удовлетворяющим ТУ 6-36—05800165—1009—
93, концентрация порошка 20-30 г/л;
— присадка Акор-1 (ГОСТ 15171-70).
Приготовление суспензии. Для приготовления 1 л магнитной
суспензии необходимо:
— в емкость насыпать 20-30 г магнитного порошка и доба-
вить 1-2 г присадки Акор-1. Полученную массу тщательно пе-
ремешать;
— в емкость долить 700-750 мл керосина и тщательно раз-
мешать полученную суспензию;
— провести сепарацию приготовленной керосиновой суспен-
зии. Для этого после окончания размешивания сразу же осто-
рожно слить керосин с находящимся в нем порошком в чистую
банку. Осадок порошка, оставшийся на дне емкости, непригоден
для контроля;
— в банку со слитым керосином и порошком добавить 250-
300 мл масла МК-8.
Методика контроля:
— удалить ветошью, смоченной в керосине (бензине), возмож-
ные загрязнения с корыта лопаток в зоне шириной 40-50 мм от
замка;
— установить переменный ток в соленоиде 2800-3100 А, вы-
ключить соленоид;
— поместить лопатку в соленоид вдоль его продольной
оси;
— пропустить по соленоиду ток в течение 0,5-1 с. Более дли-
тельное пропускание тока не приводит к увеличению намагни-
175
чениости лопатки, а вызывает лишь излишнее нагревание соле-
ноида;
- - размешать суспензию;
опустить лопатку в ванну с суспензией на 5—10 с;
извлечь лопатку из ванны, осмотреть ее с целью обнару-
жения трещин.
Осаждение порошка над трещинами имеет вид четких вали-
ков, черточек или даже точек, если длина трещин менее 0,03—
0,5 мм (рис. 5.2).
Рис. 5.1 Рис. 5.2
Рис. 5.1. Контролируемый участок лопатки 1 ступени ротора компрессора
(со стороны корыта). Контролируемый участок заштрихован
Рис. 5.2. Трещины на лопатке ступени ротора компрессора, выявленные маг-
нитопорошковым методом с применением способа остаточной намагничен-
ности
В местах глубокой коррозии порошок осаждается в виде то-
чек. Если произошло осаждение порошка в контролируемой зоне,
то его следует удалить и вновь нанести магнитную суспензию.
Повторяемость осаждения порошка является важным признаком
наличия дефекта.
При обнаружении трещин лопатку браковать. Если трещин
не обнаружено, лопатки размагнитить удалением из соленоида,
питаемого переменным током.
Контроль лопаток на остаточной намагниченности следует
применять как дополнительный к их проверке в приложенном
магнитном поле злекромагнита.
176
5.2 Методика контроля втулочно-роликовых цепей П-4,
изготовленных по ГОСТ 3609-87
Контроль втулочно-роликовых цепей, изготовленных по ГОСТ
3609-87, проводить с целью обнаружения радиальных трещин
усталости, распространяющихся от отверстия для оси ролика на
наружных поверхностях пластин звеньев. Проверку цепей прово-
дить по участкам на остаточной намагниченности керосиновой
суспензией концентрацией порошка 20-25 г/л.
Необходимое оборудование и материалы:
— стационарный магнитный дефектоскоп типа У-604-64,
УМД-9000, У-604-70М и т. д.;
— краскораспылитель 0-37 или Кр-10 (Кр-20);
— специальная ванна для магнитной суспензии размером
150 X 200 X 1000 мм (изготавливается из немагнитного матери-
ала);
— ванны для промывки бензином;
— лупа 4-7-кратного увеличения;
— медная проволока диаметром 2,5-3 мм, длиной 1 м;
— краска типа “М”, применяемая для цветной дефектоско-
пии, или нитроэмаль НЦ-25;
— смазка ЦИАТИМ-201;
— ацетон;
— бензин Б-70;
— керосин;
— ветошь.
Методика контроля:
— промыть цепь 1 в бензине и просушить;
— собрать цепь в ленту и продеть через нее медную (или дру-
гую немагнитную) проволоку 2 диаметром 2,5-3 мм, как указано
на рис. 5.3;
/oYoYoYoJ
Ч
Рис. 5.3. Цепь в собранном для намагничивания виде: 1 — цепь; 2 — медная
проволока диаметром 3 мм
- пропитать цепь смазкой ЦИАТИМ-201 (для предохране-
ния от попадания частиц суспензии между осями и роликами),
для чего ЦИАТИМ-201 разогреть в ванне до температуры 160—
180 °C и опустить в нее цепь на 15-20 мин;
12 2104 177
— охладить цепь (вместе с ванной со смазкой) до 70-80 °C,
после чего цепь вынуть из ванны и охладить до комнатной тем-
пературы;
— проверить заполнение всех зазоров (между пластинами)
смазкой. На места заполнения нанести дополнительный слой
смазки;
— протереть наружные стороны пластин салфеткой, смочен-
ной в бензине, до полного удаления смазки;
— с помощью краскораспылителя нанести тонкий (полупро-
зрачный) слой белой краски.
Примечания: 1. Белую краску наносят для создания лучше-
го цветового контраста между осевшим над трещинами порош-
ком и поверхностью детали.
2. При применении суспензии с цветными порошками (напри-
мер, паст МП-70, МП-75) слой белой краски наносить не следует.
— разметить цепь на контролируемые участки. Длина ка-
ждого участка не должна превышать длины соленоида, т. е.
быть не больше 210 мм.
Нанесение магнитной суспензии и осмотр:
— размешать суспензию в ванночке;
— опустить в ванну цепь (через 10-15 с после окончания раз-
мешивания суспензии). Цепь погрузить в суспензию на глубину
2-3 см контролируемым участком кверху и выдержать в таком
положении 5—10 с;
— осторожно вынуть цепь из ванны;
— осмотреть контролируемые участки пластин (с примене-
нием лупы). При осмотре особое внимание обращать на участки
вблизи головок роликов, из-под которых распространяются тре-
щины (рис. 5.4);
Рис. 5.4. Трещина на наружной пластине цепи
Примечания: 1. В случае интенсивного осаждения порошка
на всей контролируемой поверхности цепь сполоснуть в суспен-
зии и вновь погрузить ее в суспензию на 5-10 с.
178
2. Для уменьшения количества осаждаемого на поверхности
порошка может быть увеличено время между окончанием разме-
шивания и моментом погружения цепи в суспензию;
— повернуть цепь на 180° и повторить работы по нанесению
суспензии и осмотру;
— аналогично выполнить контроль других участков цепи,
повторив работы по их намагничиванию, нанесению суспензии
и осмотру. В случае обнаружения на пластинах трещин (неза-
висимо от их количества, размеров и месторасположения) цепь
подлежит отбраковке.
Размагничивание. Провести размагничивание цепи в поле
переменного тока с помощью соленоида и проверить качество
размагничивания.
Удаление смази ЦИАТИМ-201 и белой нитрокраски:
— промыть цепь в ванне с бензином с целью удаления остат-
ков суспензии;
— снять проволоку с цепи и промыть цепь во второй ванне (с
целью удаления смазки ЦИАТИМ-201);
— промыть цепь в ацетоне с целью удаления нитрокраски
“М” или НЦ-25;
— окончательно промыть цепь в ванне с чистым бензином.
Консервация цепи:
— очищенную, промытую от загрязнений и просушенную
цепь поместить в ванну с маслом МС-20 (или МС-22), нагретым
до температуры 100-110 °C. С целью повышения защитных про-
тивокоррозионных свойств в масло добавляют ингибированную
присадку Акор-1 в количестве 10%.
Примечание. Присадка Акор-1 выпускается Московским за-
водом “Нефтегаз”по ГОСТ 15171-70;
— выдержать цепь в горячем масле в течение 20 мин, после
чего вынуть из ванны, дать стечь излишку масла и охладить на
воздухе при комнатной температуре;
— с целью получения на поверхности более толстого слоя
смазки цепь вторично погрузить в ванну с маслом того же со-
става и выдержать при температуре 20-30 °C в течение 3-5 мин;
— смазанную цепь допускается хранить до установки на из-
делие завернутой в промасленную или парафинированную бума-
гу-
Примечание. В случае хранения цепи более 30 суток до
установки на изделие цепь промыть в бензине Б-70 и повторно
смазать по приведенной технологии.
12* ' 179
5.3 Методика контроля диска
8-й ступени компрессора ГТД после его демонтажа
Контроль диска 8-й ступени компрессора проводить с целью
выявления усталостных трещин, возникающих и распространя-
ющихся по окружности в местах переходов обода к полотну дис-
ка к рубашке. Контроль проводить на остаточной намагничен-
ности с применением кабеля.
Зоны контроля (рис. 5.5):
— место перехода обода к полотну (А);
— внешняя сторона перехода диска к рубашке (Б);
— внутренняя сторона перехода диска к рубашке (В).
Рис. 5.5. Положение кабеля при намагничивании контролируемых участков:
А, Б, В — контролируемые участки; а) для контроля перехода от обода к
полотну; б) для контроля перехода от обода к рубашке
Необходимое оборудование и материалы:
— дефектоскоп для контроля деталей методом цветной дефек-
тоскопии (например, типа ДМК-5, (ДМК-4);
— стационарный или передвижной дефектоскоп У-604, УМД-
9000, У-601, МД-50П и другие;
— кабель для намагничивания сечением 120 мм2;
— стабилизированная (с Акор-1) магнитная суспензия с по-
рошком ТУ 6-36-05800165-1009-93 концентрацией 20-25 г/л.
В качестве дисперсионной среды использовать керосин (TI,
ТС).
Для обнаружения трещин на диске 8-й ступени компрессора
применять двойной контроль: цветной и магнитный.
Если при цветном контроле трещин не обнаружено, то диск
проверить магнитопорошковым методом, не удаляя белую про-
являющую краску, которая создает лучший контраст осевшего
180
порошка на поверхности диска в случае применения черного маг-
нитного порошка.
Методика контроля диска по трем зонам А, Б и В.
1. Для контроля зоны А необходимо:
— проложить намагничивающий кабель по месту перехода
обода к полотну (см. рис. 5.5, а), подсоединить кабель к дефек-
тоскопу, пропустить по кабелю ток силой 3400-3600 А. Длитель-
ность прохождения тока не должна превышать 1-2 с;
— снять кабель с диска;
— на контролируемый участок поливом из шланга нанести
магнитную суспензию и осмотреть. Суспензию наносить осто-
рожно, чтобы не смыть уже осевший порошок над возможными
трещинами в диске.
Осмотр проводить при хорошем освещении с применением
лупы 2-7-кратного увеличения.
2. Аналогично проверить зоны контроля Б и В. После окон-
чания контроля диск размагнитить, промыть в ацетоне с целью
удаления краски и порошка. При обнаружении трещин диск бра-
ковать (рис. 5.6).
Рис. 5.6. Трещина в месте перехода рубашки к полотну диска 8-ой ступени
ротора компрессора (показана стрелкой)
5.4 Методика контроля штока амортизатора
передней стойки шасси после его демонтажа
Контроль штока амортизатора проводить с целью выявления
усталостных трещин на его внутренней поверхности. Применять
способ остаточной намагниченности.
Зона контроля — участок А внутренней поверхности диаме-
тром 70 мм, шириной 30 мм, прилегающий к борту (рис. 5.7).
181
Рис. 5.7. Контроль внутренней поверхности штока амортизатора передней
стойки шасси. Контролируемый участок А заштрихован
Необходимое оборудование и материалы:
— стационарный магнитный дефектоскоп У-604, УМД-9000
и другие;
— приставной соленоид диаметром ПО мм;
— подвижное зеркало СМ-7804;
— лампа СМ-30 в арматуре СПЛ-51 со снятыми головкой и
крышкой со светофильтром;
— стабилизированная (с Акор-1) магнитная суспензия с по-
рошком концентрацией 20-25 г/л. Дисперсионная среда состоит
из 50% керосина и 50% масла МК-8.
Методика контроля:
— удалить лакокрасочное покрытие с внутренней поверхно-
сти контролируемого участка штока, применяя смывку
АФТ-1;
— применяя зеркало СМ-7805 и лампу СМ-30 в арматуре
СЦЛ-51, убедиться в полном удалении слоя краски с контроли-
руемого участка;
— намагнитить шток в приставном соленоиде диаметром
110 мм. При намагничивании зона контроля должна находиться
в центре (по длине) соленоида. Сила тока в соленоиде должна
быть 2800-3000 А. Длительность пропускания тока по виткам
соленоида должна быть 0,5-1 с;
— нанести магнитную суспензию на зону контроля;
— применяя зеркало и лампу для освещения, осмотреть зо-
ну контроля. Если трещин не обнаружено, шток размагнитить,
используя этот же соленоид, питаемый переменным током. Вос-
становить лакокрасочное покрытие на внутренней поверхности
штока.
При обнаружении трещин шток браковать.
182
5.5 Методика контроля ушкового наконечника
штока силового цилиндра основной стойки шасси
Контроль ушкового наконечника штока цилиндра проводить
с целью выявления трещин, возникающих по первому и второму
виткам резьбы у места перехода цилиндрической части в проуш-
нину, а также радиальных трещин по поверхности подшипника
и проушины.
Для обнаружения трещин по впадинам резьбы контроль про-
водить при продольном намагничивании в соленоиде, питаемом
переменйым током.
Для обнаружения трещин на поверхности сферического под-
шипника и проушины наконечника контроль выполнять при то-
роидальном намагничивании с применением кабеля (рис. 5.8)
Рис. 5.8. Положение кабеля при тороидном намагничивании ушка сфериче-
ского подшипника наконечника штока
Контроль проводить на остаточной намагниченности.
Зоны контроля:
— три витка резьбовой части наконечника у ушка;
— поверхность ушка;
— сферический подшипник'наконечника.
Необходимое оборудование и материалы:
— переносный магнитопорошковый дефектоскоп ПМД-70;
— магнитная суспензия с порошком, удовлетворяющим ТУ 6-
36-05800165-1009-93 (20 25 г/л), стабилизированная присадкой
Акор-1 (1-2 г/л). В качестве дисперсионной среды суспензии ис-
пользовать смесь 70% керосина и 30% масла МК-8. Из суспензии
должны быть Удалены крупные частицы путем отстоя.
Методика контроля:
183
— поместить наконечник в катушку дефектоскопа ПМД-70,
подключенную к сети переменного тока напряжением 220 В;
— переключатель на панели катушки поставить в положение
“Постоянный ток”;
— нажать кнопку включения тока на панели катушки на 0,5—
1 с. Включение тока более чем на 1 с не приводит к увеличению
намагниченности ушкового наконечника;
— вынуть наконечник из катушки, нанести суспензию и осмо-
треть зону контроля. Нанесение суспензии на резьбовую часть
наконечника производить путем его погружения в предваритель-
но размешанную суспензию. Наконечник в суспензии должен
удерживаться в вертикальном положении. После извлечения на-
конечника из суспензии осмотр витков резьбы проводить с при-
менением лупы 2-4-кратного увеличения.
При обнаружении трещин наконечник браковать.
Если трещины не обнаружены, наконечник размагнитить пу-
тем плавного удаления его из катушки, питаемой переменным
током, и приступить к обнаружению трещин на поверхности уш-
ка и сферическом подшипнике. С этой целью необходимо: •
— намотать на ушко 6-8 витков кабеля сечением 10 мм2,
входящего в комплект дефектоскопа;
— пропустить по кабелю 1-2 импульса тока от импульсного
блока дефектоскопа. Снять кабель с наконечника;
— повторить работы по нанесению суспензии и осмотру. Сус-
пензия может наноситься на зону контроля как погружением,
так и путем полива. При погружении в суспензию наконечник
может находиться в горизонтальном или вертикальном положе-
нии.
Если трещин не обнаружено, наконечник размагнитить с ис-
пользованием катушки.
5.6 Методика контроля главной балки крыла самолета
Контроль проводить с целью выявления усталостных тре-
щин, развивающихся от отверстий на нижней передней полке
балки крыла перпендикулярно ее продольной оси.
Зона контроля — участки, непосредственно прилегающие к
отверстиям (10 шт.) под болты переднего ряда на нижней пе-
редней полке главной балки крыла.
Необходимое оборудование и материалы:
— дефектоскоп ПМЛ-70;
184
— зеркало размером примерно 6 X 12 см для осмотра внутрен-
ней поверхности отверстий;
— переносная лампа и фляга для нанесения суспензии, вхо-
дящие в комплект дефектоскопа;
магнитная стабилизированная керосиновая суспензия (с
Акор-1) с порошком ТУ 6-36-05800165-1009-93, концентрация по-
рошка 20-25 г/л;
— бензин Б-70, смывка АФТ-1.
Методика контроля:
— снять передний ряд болтов (10 шт.) крепления нижней па-
нели обшивки к нижней полке балки;
— промыть бензином Б-70 внутреннюю поверхность отвер-
стий и удалить смывкой АФТ-1 краску с верхней стороны ниж-
ней полки проверяемого участка балки;
— продеть кабель сечением 10 мм2 (из комплекта дефекто-
скопа) последовательно через каждое отверстие;
наконечники кабеля подключить к импульсному» блоку
(рис. 5.9);
Рис. 5.9. Положение кабеля для намагничивания нижней передней полки
главной балки крыла самолета (а) и схема намагничивания (б). 1 — нижняя
передняя полка главной балки; 2 — гибкий кабель
— намагнитить зону контроля, пропустив по кабелю 1-2 им-
пульсов тока;
— снять кабель с зоны контроля;
— нанести из фляги суспензию на зону контроля и провести
ее осмотр. t
Осмотр поверхности полки вблизи отверстий проводить с
применением лупы 4-кратного увеличения. При осмотре особое
185
внимание обращать на внутреннюю поверхность отверстий. Для
осмотра скрытой внутренней поверхности применять зеркало и
переносную лампу, располагая зеркало с верхней стороны полки,
а лампу — с нижней.
Если обнаружены трещины на внутренней поверхности
какого-либо отверстия или на полке балки у отверстия, крыло
заменить.
Если при магнитном контроле главной балки трещин не обна-
ружено, то ее необходимо размагнитить, очистить от остатков
задержавшегося порошка и восстановить лакокрасочное покры-
тие.
Размагничивание проводить с использованием этого же кабе-
ля (сечением 10 мм2) и импульсного блока.
5.7 Методика контроля узла крепления
обода шпангоута № 13
к поперечной балке фюзеляжа
Контроль узлов крепления обода шпангоута № 13 проводить
с целью выявления трещин усталости в местах сварных швов
(рис. 5.10). При использовании ручного электромагнита кон-
троль узлов проводить способом приложенного магнитного поля
и на остаточной намагниченности.
Зоны контроля — левые и правые (верхние и нижние) узлы
крепления обода шпангоута № 13 к поперечной балке фюзеляжа.
Необходимое оборудование и материалы:
— переносный магнитный дефектоскоп 77ПМД-ЗМ;
— полихлорвиниловая фляга (0,5 л) с наконечником —
латунной трубкой диаметром 5 мм, проходящей через проб-
ку во внутрь фляги. Трубка выступает из пробки фляги на
5-12 см;
— стабилизированная (с Акор-1) магнитная суспензия с по-
рошком ТУ 6-36-05800165-1009-93 концентрацией 20-25 г/л. В
качестве дисперсионной среды использовать смесь 50% керосина
и 50% масла МК-8.
Подготовка узлов к контролю:
— вырезать участки обшивки для обеспечения подхода к кон-
тролируемым узлам;
— удалить смывкой АФТ-1 с контролируемой поверхности
узлов лакокрасочное покрытие. При отсутствии лакокрасочного
покрытия промыть контролируемые поверхности бензином Б-70
и протереть насухо;
186
— с применением лупы тщательно осмотреть контролируе-
мые участки узлов;
— закрыть ветошью отверстия, через которые возможно за-
текание суспензии под обшивку фюзеляжа;
— подготовить дефектоскоп 77ПМД-ЗМ к работе согласно ин-
струкции по его эксплуатации. Для контроля как верхних, так
и нижних узлов применять серпообразный и короткий плоский
(или короткий круглый) полюсные наконечники.
Контроль узлов переносным электромагнитом:
А. Для контроля правого верхнего узла необходимо:
1. Установить электромагнит со вставленными в него полюс-
ными наконечниками на правый верхний узел крепления обода
шпангоута к фюзеляжу. Обратить особое внимание на то, что-
бы круглый полюсный наконечник хорошо прилегал торцовой
поверхностью к обшивке фюзеляжа (см. рис. 5.10).
Рис. 5.10. Контроль верхнего узла крепления обода шпангоута № 13 к попе-
речной балке крыла
2. Поставить переключатель “Намагничивание—Размагничи-
вание” в положение “Размагничивание”, включить ток в элек-
тромагните.
3. Нанести магнитную суспензию и провести осмотр контро-
лируемого участка с применением лупы 4 7-кратного увеличе-
ния.
4. Выключать ток в электромагните и снять его с контроли-
руемого узла.
187
5. Тщательно протереть ветошью контролируемый узел с це-
лью удаления с его поверхности остатков магнитной суспензии.
6. Вновь нанести магнитную суспензию на контролируемые
участки узла с целью контроля на остаточной намагниченно-
сти. При контроле на остаточной намагниченности облегчается
расшифровка рисунков из осевшего порошка.
7. Провести осмотр контролируемого участка с применением
лупы 4 -7-кратного увеличения.
8. Если трещины не обнаружены, размагнитить контролиру-
емый участок узла с применением электромагнита, проверить
качество размагничивания и удалить остатки магнитной сус-
пензии путем протирки ветошью и просушки воздухом.
Б. Для контроля правого нижнего узла необходимо:
1. Установить электромагнит на нижний узел крепления обо-
да шпангоута № 13 к поперечной балке фюзеляжа.
2. Повторить работу по пп. 2-8 контроля правого верхнего
узла.
Провести контроль левых (верхнего и нижнего) узлов креп-
ления обода шпангоута № 13 к поперечной балке фюзеляжа, по-
вторив работы по контролю правых (верхнего и нижнего) узлов.
Восстановить лакокрасочное покрытие на проверяемых уз-
лах.
5.8. Методика контроля болтов
Болты контролировать с целью выявления усталостных тре-
щин, возникающих по впадинам резьбы.
Контроль проводить на остаточной намагниченности, намаг-
ничивая болты в катушке дефектоскопа ПМЛ-70 (77ПМД-ЗМ),
питаемой переменным током напряжением 220 В, 50 Гц. В усло-
виях ремонта намагничивание целесообразно проводить в при-
ставном соленоиде, питаемом переменным током.
Необходимое оборудование и материалы:
— катушка дефектоскопа ПМД-70 (77ПМД-ЗМ);
магнитный порошок, удовлетворяющий ТУ 6-36-05800165-
1009 93;
— керосин (топливо Т1 или ТС) ГОСТ 10227-62;
— микроскоп МБС-2 (МБС-1) или лупа 4 10-кратного увели-
чения;
пипетка (масленка) пластмассовая или груша резиновая
объемом 50 100 мл;
188
— бельевая ветошь;
— шлифовальная бумага типа КЗМ-28 (ГОСТ 10054-75).
Приготовление суспензии. Для приготовления 1 л магнит-
ной суспензии необходимо:
— в емкость поместить 5-7 г мапнитного порошка, 0,3-0,5 г
присадки Акор-1 (ГОСТ 15171-70) и 5-10 мл керосина. Содер-
жимое перемешать;
— в емкость влить 1 л керосина и тщательно перемешать;
— через 5-10 с после размешивания содержимое слить в дру-
гую чистую емкость. На дне первой емкости останутся крупные
и слипшиеся частицы, не пригодные для контроля;
— качество суспензии проверить по выявлению трещин на
контрольных образцах с мелкими шлифовочными трещинами,
входящих в комплект дефектоскопов ПМД-70 или У-604.
Методика контроля:
— промыть резьбовую часть болтов, применяя керосин (бен-
зин или ацетон) и ветошь. Во впадинах резьбы в процес-
се эксплуатации могут образовываться плохо растворимые за-
грязнения, которые следует удалять механическим путем, ис-
пользуя щетки, пластмассовые или деревянные остро заточен-
ные палочки. Если болты имеют слой кадмия, поврежденный
в процессе эксплуатации, то в условиях ремонтного предпри-
ятия его перед контролем целесообразно удалить. На царапи-
нах, трещинах в слое кадмия накапливается порошок, что зна-
чительно затрудняет расшифровку осаждения магнитного по-
рошка;
— проверить качество удаления загрязнений осмотром через
лупу или микроскоп;
— поместить болт в катушку дефектоскопа ПМД-70, под-
ключенную к сети напряжением 220 В, 50 Гц;
— переключатель на панели катушки поставить в положение
“Переменный ток”;
— нажать кнопку включения тока на панели катушки на 0,5—
1 с. Включение тока более чем на 1 с не приводит к увеличению
намагниченности болта;
— размешать суспензию и погрузить в нее болт на 5-10 с.
Болт в суспензии должен удерживаться в вертикальном положе-
нии;
— ополоснуть резьбовую часть болта погружением его в чи-
стый керосин для частичного удаления порошка, осевшего в ме-
стах отсутствия дефектов;
189
— осмотреть резьбовую часть болта, осмотр проводить при
хорошем освещении. Осевший порошок над трещинами имеет
вид четкой, иногда прерывистой линии (рис. 5.11).
Рис. 5.11
Рис. 5.12
Рис. 5.11. Осаждение порошка над трещинами по впадинам резьбы болта
при капельном способе нанесения суспензии. Увеличение 10х
Рис. 5.12. Осаждение порошка в виде цепочек по впадинам резьбы в местах
отсутствия дефектов при капельном способе нанесения суспензии
Рис. 5.13. Различные стадии накоп-
ления порошка между витками резь-
бы болта: 1 — начало образования
цепочек; 2 — уплотнение цепочек до
образования сплошного валика; 3 —
заполнение порошком впадины резь-
бы
Порошок может осаждаться по впадинам резьбы, по рискам,
в местах повреждения кадмиевого покрытия. В этих случаях
для расшифровки необходимо применить малоконцентрирован-
ную суспензию. Наблюдая через лупу 4 10-кратного увеличения
или бинокулярный микроскоп, наносить каплями из пипетки, (из
резиновой груши) суспензию, отстоявшуюся в течение 2-3 мин
после размешивания. Если по впадине трещины нет, то накопле-
но
ние порошка происходит в виде отдельных скоплений (рис. 5.12).
При дальнейшем нанесении суспензии скопления соединяются в
цепочки и количество их увеличивается (рис. 5.13).
Если по впадине резьбы проходит трещина, то накопление
порошка происходит прежде всего по трещине, обрисовывая ее
конфигурацию. При дальнейшем нанесении суспензии порошок
накапливается в местах отсутствия дефектов.
Для расшифровки интенсивного осаждения порошка между
витками резьбы (см. рис. 5.13, поз. 3) рекомендуется, наблюдая
через микроскоп или лупу, попытаться смыть его слабой стру-
ей суспензии (или чистого керосина), направляемой из резино-
вой груши вдоль витков резьбы. Если трещины нет, то порошок
из впадины резьбы смывается. Порошок с трещин не удаляется
при легком ополаскивании отстоявшейся суспензией (или керо-
сином).
При осаждении порошка в местах повреждения кадмиевого
покрытия или по рискам и в случае затруднений в его расши-
фровке рекомендуется риску или место повреждения слоя кад-
мия зашлифовать наждачной бумагой типа КЗМ-28 (если это
допускается технологией ремонта). Контроль повторить. Если
трещин не обнаружено, то болты размагнитить в соленоиде, пи-
таемом переменным током.
Для болтов, изготовляемых накаткой, осаждение порошка по
впадинам резьбы может происходить в местах наволакивания
материала.
Наличие подобных дефектов, располагающихся в контроли-
руемой зоне, делает практически невозможным разделение пу-
тем магнитопорошкового контроля болтов, имеющих трещины,
от болтов с наволакиванием материала. Это обусловлено тем,
что осаждение порошка под наволакиваниями и над трещинами
идентичны.
5.9. Методика контроля балансира руля высоты
самолета
Контроль балансиров руля высоты проводить с целью вы-
явления поперечных усталостных трещин, возникающих по
сварному шву и прилегающих к нему участкам, а также в месте
перехода бобышки в тело весового балансира.
Контроль выполнять в приложенном магнитном поле элек-
тромагнита дефектоскопа 77ПМД-ЗМ керосино-масляной стаби-
лизированной суспензией, содержащей 50% масла МК-8 и 50%
191
керосина и порошок ТУ 6- 36 05800165-1009 -93 концентрацией
15 -20 г/л 0,5-1% присадки Лкор-1.
Зоны контроля:
— сварной шов и прилегающие к нему участки шириной по
20 мм по обе стороны;
— место перехода бобышки в тело весового балансира по ра-
диусу R20 (рис. 5.14).
Рис. 5.14. Схема расположения контролируемого участка (заштрихован) на
балансире руля высоты
Рис. 5.15
Рис. 5.15. Положение электромагнита при контроле балансира руля высоты.
Стрелкой показано осаждение порошка на трещине
Методика контроля:
— удалить лакокрасочное покрытие с контролируемого
участка балансира с применением смазки и жесткой волосяной
щетки;
— протереть насухо контролируемые участки балат-
сиров;
— подготовить дефектоскоп к работе согласно инструкции по
его эксплуатации;
— установить электромагнит дефектоскопа на балансир так,
чтобы между полюсными наконечниками находился сварной шов
и прилегающие к нему зоны шириной 20м (рис. 5.15);
— поставить тумблер “Намагничивание—Размагничивание”
в положение “Размагничивание”;
в ключить тумблер “Питание электромагнита или катуш-
ки”;
192
— нанести из бачка на контролируемый участок суспензию и
осмотреть его.
Осаждение порошка над трещиной имеет вид резко очерчен-
ных валиков в зоне перехода радиусом R 20 (см. рис. 5.15).
Провести размагничивание проконтролированного участка с
применением электромагнита.
5.10. Методика контроля сварных швов с применением
электроконтактов дефектоскопов ПМД-70 и МД-50П
В зависимости от условий контроля, размеров шва контроль
с помощью электроконтактов может проводиться двумя спосо-
бами. При контроле первым способом сначала намагничивают
по участкам весь сварной шов, а затем наносят на него магнит-
ную суспензию и осматривают. При контроле вторым способом
шов намагничивают также по участкам, но нанесение суспензии
и осмотр проводят поочередно после намагничивания каждого
участка.
Этими способами выявляются трещины, ориентированные
к линии, соединяющей точки установки электроконтактов, под
углом не более 60-70°.
А. Контроль сварного шва боковой усиливающей на-
кладки изделия. Контроль проводить с целью выявления тре-
щин, распространяющихся вдоль сварного шва. Контроль вы-
полнять на остаточной намагниченности с применением элек-
троконтактов.
Зона контроля — сварной шов и околошовные зоны по обе
стороны от сварного шва шириной 10-15 мм.
Необходимое оборудование и материалы:
— дефектоскоп МД-50П;
— смывка АФТ-1;
— ацетон;
— стабилизированная (с Акор-1) магнитная суспензия, содер-
жащая порошок ТУ 6—36—05800165—1009—93 концентрацией 20-
25 г/л. Дисперсионная среда состоит из 70% керосина и 30%
масла МК-8.
Подготовка сварного шва к контролю:
— удалить лакокрасочное покрытие смывкой АФТ-1;
— ветошью, смоченной ацетоном, протереть зону контроля
с целью удаления белесых пятен — остатков смывки АФТ-1 и
лакокрасочного покрытия;
— разметйть карандашом, мелом и т. д. сварной шов усили-
вающей накладки на участки длиной по 15-20 см (рис. 5.16).
13 2104
193
Рис. 5.17
Рис. 5.16. Схема расположения сварного шва приварки боковой усиливаю-
щей накладки: 1—1-8 — контролируемые участки; А,Б,В — точки установ-
ки электроконтактов Э1 и Э2
Рис. 5.17. Схема расположения сварных швов внешнего обода рамы № 20.
1-1, 2-2, 3-3 ... 6-6 — точки установки электроконтактов. Трещина пока-
зана стрелкой
Методика контроля:
— включить дефектоскоп, подсоединить к нему электрокон-
такты;
— шкалу регулятора тока на правом электроконтакте поста-
вить в положение “0”;
— установить заданный ток по шкале задатчика (на пульте
дефектоскопа) 2000 А;
— переключателем на пульте дефектоскопа установить ча-
стоту следования импульсов 1 Гц и на переключателе серии им-
пульсов — знак “АА”;
— - установить электроконтакты на первый участок, прижать
их к детали с усилием не менее 3 кгс;
— нажать и отпустить кнопку “Пуск” на левом электрокон-
такте;
194
— не ослабляя прижатия электроконтактов, плавно вращать
регулятор тока до загорания сигнальной лампы, расположенной
на правом электроконтакте. Загорание лампы сигнализирует о
том, что по участку детали проходит импульсный ток заданной
амплитуды (2000 А). При этом первый участок будет намагни-
чен до требуемого значения;
— намагнитить второй участок, для этого второй (правый
или левый) электроконтакт Э2 оставить в точке Б, а первый —
Э1 установить в точке В (см. рис. 5.16);
— приложить электроконтакты к сварному шву, пропустить
по нему 1-3 импульса тока, нажав кнопку “Пуск”. При усилии
прижатия контактов менее 3 кгс происходит автоматическое вы-
ключение импульсов тока;
— намагнитить последующие участки сварного шва. При на-
магничивании необходимо чередовать электроконтакты между
собой при их установке на деталь. Это необходимо для того,
чтобы предыдущий участок не размагничивался при намагни-
чивании последующего;
— после намагничивания всего сварного шва нанести маг-
нитную суспензию и осмотреть сварной шов с применением лу-
пы 2-10-кратного увеличения. Если трещин не обнаружено, то
сварной шов размагнитить проглаживанием по сварному шву
торцом катушки, питаемой переменным током. Катушки входят
в комплект дефектоскопа.
Б. Контроль сварного шва внешнего обода рамы
№ 20. Контроль сварного шва внешнего обода рамы № 20 прово-
дить с целью выявления трещин, распространяющихся поперек
сварного шва (рис. 5.17). Контроль проводить с помощью элек-
троконтактов на остаточной намагниченности.
Зоны контроля: сварной шов со стороны борта и ниши и при-
легающие к нему околошовные зоны шириной 40-50 мм.
Необходимое оборудование^ и материалы:
— дефектоскоп ПМД-70;
— смывка АФТ-1 и ацетон;
— стабилизированная магнитная суспензия с черным магнит-
ным порошком ТУ 6-36-05800165-1009-93) концентрацией 20-
25 г/л.
В качестве дисперсионной среды суспензии использовать
смесь, состоящую из 70% керосина и 30% масла МК-8.
Подготовка сварного шва к контролю:
— удалить лакокрасочное покрытие смывкой АФТ-1;
и* 195
— протереть зону контроля ветошью, смоченной ацетоном, с
целью удаления белесых пятен — остатков смывки и лакокра-
сочного покрытия;
— разметить сварной шов на участки шириной 30-60 мм (см.
рис. 5.17).
Методика контроля;
— намагнитить первый участок сварного шва, установив
электроконтакты в точках 1-1;
— нанести суспензию из фляги и осмотреть. Аналогично
проверить другие участки зоны контроля при намагничивании,
устанавливая электроконтакты в точках 2—2, 3-3, 4-4, 5-5, 6-6.
Если трещин не обнаружено, то зону контроля размагнитить
с помощью электроконтактов или катушки, входящей в ком-
плект дефектоскопа.
5.11. Контроль сварных соединений
в эксплуатации летательных аппаратов
При эксплуатации изделий на сварных соединениях могут
возникать эксплуатационные дефекты: трещины усталости, тре-
щины коррозии под напряжением, ножевая коррозия и др. При
разработке методик, технологий магнитопорошкового контроля
для обнаружения таких дефектов, возникших в эксплуатации,
приходится учитывать то, что проверяемые сварные соединения
обычно имеют защитные покрытия (лакокрасочные, гальваниче-
ские, битумные, жаростойкие эмали, керамика). На поверхности
могут быть различные загрязнения (масла, смазки, полимеризу-
ющиеся загрязнения), коррозионные поражения. Сварные соеди-
нения в конструкции часто имеют односторонние ограниченные
подходы из-за наличия рядом расположенных других деталей,
узлов, трубопроводов. Кроме того, контроль в условиях эксплу-
атации усложняется неблагоприятными погодными условиями
(атмосферными осадками, пыльными бурями), низкой или вы-
сокой температурой окружающего воздуха.
Магнитопорошковым методом могут быть проверены фер-
ромагнитные сварные швы, выполненные аргоно-дуговой, газо-
электрической и электродуговой сваркой; односторонние, дву-
сторонние независимо от формы подготовки кромок (со скосом,
без скоса, с отбортовкой, без отбортовки, угловые, шахматные
и т. д.). Этим методом не проверяют швы, выполненные немаг-
нитным (аустенитным) электродом.
При выборе способа намагничивания сварных соединений
учитывают конфигурацию, размеры сварного шва и прилегаю-
щие к нему поверхности. Иногда одно и то же сварное соединение
может быть проверено с применением различных равноценных
196
способов намагничивания. В этом случае способ намагничивания
выбирают, исходя из возможности и удобства осмотра или на-
несения суспензии и других факторов. Например, при контроле
в приложенном поле ряда деталей в конструкции электромагнит
может закрыть контролируемый участок, который становится
труднодоступным для нанесения суспензии и осмотра. В этом
случае выбирают другой способ намагничивания, позволяющий
эффективно намагничивать сварной шов для контроля на оста-
точной намагниченности, например, с помощью электроконтак-
тов, кабелей и др.
Схемы типовых сварных соединений, встречающихся в авиа-
ционных конструкциях, и рекомендации по особенностям их кон-
троля приведены в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Типовые сварные соединения и способы их намагничивания
с применением дефектоскопов ПМД-87, МД-87П, МД-50П
Схема сварного соединения и положения намагничиваю- щих приспособлений. Выявляемые дефекты — ВД Намагничи- вающее устройство Рекомендации по намагничиванию
1. Небольшие прямоли- нейные участки сварных соединений (1< 150- 200 мм). ВД — дефекты, ориентированные вдоль сварного шва Электро- койтак- ты (Э) ПМД-70 ПМД-87 Контроль на остаточ- ной - намагниченности импульсным током. Намагнитить сварной шов пропусканием по нему тока. Определить намагничивающий ток J по графику (рис. 5.18) зависимости импульсного тока от расстояния 1 меж- ду электроконтактами
197
Продолжение табл. 5.1
Схема сварного соединения и положения намагничиваю- щих приспособлений. Выявляемые дефекты — ВД Намагничи- вающее устройство Рекомендации по намагничиванию
2. Протяженные сварные э Контроль на ОН. Намаг-
швы. ВД — дефекты, ори- нитить импульсным током
ентированные вдоль свар- ного шва i— шов по участкам I, II, III. При намагничивании шва электроконтакты чере- довать. Определить 1 и J по графику (рис. 5.18)
3. Сварные швы стыково- э Контроль на ОН импульс-
го соединения, образующе- ным током. При L> 150 мм
го прямоугольник, ВД — сварной шов проверять, как
дефекты, ориентированные вдоль сварного шва а с шов большой протяженно- сти (см. п. 2). При L < 150 мм намагнитить уча- сток аб. После нанесения суспензии и осмотра участ- ка аб проверить сварные швы бс, cd, da. Определять ток по графику (рис. 5.18)
4. Протяженные сварные э Контроль на ОН импульс-
швы 1, 2, 3 и сварные швы ным током. Намагнитить
в виде коротких перемычек сварные швы 1, 2 и 3. По-
4, 5. ВД — дефекты, ориен- еле нанесения на них сус-
тированные вдоль сварных швов СИ М2 - м3 i Л j | \ и пензии и осмотра аналогич- но проверить швы 4 и 5. Определять ток по графику (рис. 5.18)
198
Продолжение табл. 5.1
Схема сварного соединения и положения намагничиваю- щих приспособлений. Выявляемые дефекты — ВД Намагничи- вающее устройство Рекомендации по намагничиванию
5. Угловой шов. ВД — де- фекты, распространяющие- ся вдоль сварного шва а 5 1 J&r? /s' э Контроль на ОН импульс- ным током. Применение электроконтактов с ту- пым наконечником не допускается (см. эскиз а). Наконечник Н должен иметь хороший контакт со сварным швом (см. эскиз б). Порядок намагничива- ния и определения тока, как в п. п. 1 или 2
б. Сварные швы углово- го соединения трех пане- лей. ВД — дефекты, ориен- тированные вдоль сварных швов / i \ э Контроль на ОН импульс- ным током. Намагнитить сварной шов ОА (как про- тяженный сварной шов); после нанесения суспензии и осмотра аналогично про- верить швы ОБ, ОВ
7. Продольный шов на цилиндрической детали. ВД — дефекты, ориенти- рованные вдоль сварного шва э Контроль на ОН. Намаг- нитить циркулярно пропу- стив переменный, постоян- ный или импульсный ток по детали. Ток определить по
0D < формуле 2.1-2.3, с. 79
8. Стыковые соединения Кабель Контроль на ОН. Намаг-
кольцевой детали, ВД — дефекты, ориентированные вдоль сварного шва (каб.) нитить циркулярно на стержне импульсным, пе- ременным или постоянным током. Ток, пропускаемый по проводнику (стержню) определять по формуле 2.1-2.3, с. 79
199
Продолжение табл. 5.1
Схема сварного соединения и положения намагничиваю- щих приспособлений. Выявляемые дефекты — ВД Намагничи- вающее устройство Рекомендации по намагничиванию
9. Стыковой сварной шов (I). ВД — дефекты, ори- ентированные поперек шва; 2 — полюсный наконечник Электро- магнит (ЭМ) Обеспечивая плотное при- легание полюсного нако- нечника к детали, пере- мещать его по сварному шву. Трещины выявляются в “следе” перемещения по- люсного наконечника. Ток в электромагните должен обеспечить напряженность на полюсе магнита не менее Ю5 А/м
10. Стыковой сварной шов. ВД — дефекты, ориенти- рованные поперек сварного шва 1 1 z|®k ЭМ Контроль в приложен- ном поле электромагнита. Разметить контролиру- емый шов на участки длиной 120 мм, меньшие расстояния между полюс- ными наконечниками на 2/н = 2Д=20-30 мм. Ши- рина участка £ш должна быть равна ширине по- люсного наконечника. Ток в электромагните должен обеспечить напряжен- ность поля на поверхности сварного шва примерно 2400 А/м.
11. Кольцевой сварной шов (приварка технологических лючков, бужей, кронштей- нов и т. д.). ВД — дефек- ты, ориентированные вдоль шва £ Э Контроль на ОН импульс- ным током. При D < 60 мм намагничивать свар- ной шов в направлении А; после нанесения суспен- зии и осмотра аналогич- но проверить шов, намаг- нитив его в направлении Б, перпендикулярном на- правлению А. При 150 > D > 60 мм разметить шов на участки длиной по 50- 120 мм. Намагнитить пер- вый участок.
200
Продолжение, табл. 5.1
Схема сварного соединения и положения намагничиваю- щих приспособлений. Выявляемые дефекты — ВД Намагничи- вающее устройство Рекомендации по намагничиванию
После нанесения суспен- зии и осмотра аналогично проверить другие участки. При D > 150 мм проверить, как шов большой протя- женности. Ток определять по графику (рис. 5.18)
12. Сварной шов приварки кольца к полотну. ВД — дефекты, ориентированные вдоль сварного шва К Каб. Контроль на ОН импульс- ным или переменным током. Намагнитить шов, проложив по нему кабель К. Для намагничива- ния необходимо не менее 5000-6000 ампер-витков
13. Угловое сварное соеди- нение без скоса кромок. Од- носторонний шов соединяет две панели Q и Р. ВД — дефекты, ориентированные вдоль шва Э, #30-40# 1 Г*" Э Контроль на ОН импульс- ным током. Установить электроконтакты Э1 и Э2 в точках Л и £ на линии, проходящей по середине шва. Намагнитить шов. После нанесения суспензии и осмотра установить элек- троконтакты иа панели Р на расстоянии 30-40 мм от точек Л и Б; после нане- сения суспензии и осмотра части сварного шва, при- мыкающего к панели Р, и участка этой панели аналогично проверить части панели Q и сварного шва, примыкающие друг к другу. Ток выбирать по графику (рис. 5.18)
5s 1
201
Продолжение табл. 5.1
Схема сварного соединения и положения намагничиваю- щих приспособлений. Выявляемые дефекты — ВД Намагничи- вающее устройство Рекомендации по намагничиванию
14. Нахлесточное соедине- ние без скоса кромок. ВД — дефекты, ориентированные вдоль сварного шва ^25-30 по э Контроль на ОН импульс- ным током. Намагнитить сварной шов, установив электроконтакты на линии, проходящей через середину сварного шва. После нане- сения суспензии и осмотра аналогично проверить прилегающие к сварному шву участки. Значение тока выбирать по графику (рис. 5.18)
15. Сварные швы, распо- ложенные на плоскостях, образующих прямой угол. ВД — дефекты, ориентиро- ванные вдоль сварного шва е el 'г э Контроль на ОН импульс- ным током. Намагнитить первый участок, установив электроконтакты в точках А и Б. После нанесения сус- пензии и осмотра аналогич- но проверить второй уча- сток; при намагничивании установить электроконтак- ты в точках В и Г. Значе- ние тока выбирать по гра- фику (рис. 5.18)
16. Стыковой сварной шов. ВД — дефекты поперек сварного шва , Л ’1 11 VV. и э Контроль на ОН импульс- ным током. Разметить сварной шов на участки шириной по 30-60 мм. На- магнитить первый участок, установив электроконтак- ты в точках А и Б. После нанесения суспензии и осмотра аналогично про- верить другие участки. Расстояние между точками установи и электроконтак- тов и ток выбирать по графику (рис. 5.18)
202
Продолжение табл. 5.1
Схема сварного соединения и положения намагничиваю- щих приспособлений. Выявляемые дефекты — ВД Намагничи- вающее устройство Рекомендации по намагничиванию
17. Стыковой сварной шов и э Контроль на ОН импульс-
примыкающий к нему уча- ным током. Разметить
сток радиусного перехода. сварной шов и прилега-
ВД — дефекты в радиусном ющие к нему участки
переходе и вдоль сварного шва шириной по 30-60 мм. Вы- делить участки, включа- ющие сварной шов и радиусный переход, для намагничивания которых электроконтакты устано- вить на сварном шве (в точках А и Б) и непо- средственно в радиусном переходе (в точках Л1, Б\). Намагничивание, нанесе- ние суспензии и осмотр проводить по участкам
18. Сварные швы стыково- э Контроль на ОН импульс-
го соединения частей обода, ным током. Разметить
имеющего двутавровое се- сварной шов на участки
чение, ВД - дефекты, ори- аб, бв, вг, гд, де, еж,
ентированные вдоль свар- ных швов — - жз, зи, ик, кл, лм, ма. Намагнитить первый уча- сток шва (например, аб). После нанесения суспензии и осмотра аналогично проверить другие участки. Значение тока выбирать по графику (рис. 5.18)
19. Стыковое соединение * Каб. Контроль на ОН импульс-
труб. ВД - дефекты, ориен- ным током. Намотать ка-
тированные вдоль сварного шва fAlSLr бель на деталь. Расстояние между витками — вплот- ную или 1-2 диаметра кабе- ля. Сварной шов и прилега- ющие к нему участки долж- ны быть охвачены витками кабеля
203
Окончание табл. 5.1
Схема сварного соединения и положения намагничиваю- щих приспособлений. Выявляемые дефекты — ВД Намагничи- вающее устройство Рекомендации по намагничиванию
20. Стыковое соединение труб, стержней и цилин- дров. ВД — дефекты, ори- ентированные вдоль шва Катушка Контроль на ОН перемен- ным током. Поместить в катушку контролируемую деталь. Намагнитить, вы- нуть деталь из катуш- ки. Напряженность поля в катушке — не менее 25000 А/м. Нанести сус- пензию, осмотреть сварной шов.
21. Стыковое сварное со- единение кольцевой детали. ВД — дефекты, ориентиро- ванные вдоль шва Каб. Контроль на ОН импульс- ным или переменным то- ком. Намагнитить с при- менением тороидной обмот- ки. При расчете числа вит- ков пользоваться формулой (см. рис. 1.27 с. 33)
Как видно из табл. 5.1, большое число сварных соединений
авиационных конструкций проверяют с помощью электрокон-
тактов и кабелей. Для намагничивания и размагничивания ис-
пользуют в основном импульсный ток дефектоскопов ПМД-70,
МД-50П, ПМД-87, МД-87П. Контроль проводят способом оста-
точной намагниченности (ОН), так как авиационные конструк-
ционные стали имеют большие значения коэрцитивной силы и
остаточной индукции, что обеспечивает высокую эффективность
контроля.
5.12. Намагничивание сварных швое
импульсным полем с помощью электроконтактов
В зависимости от условий контроля протяженности шва кон-
троль проводят одним из ниже приведенных двух способов. При
контроле первым способом сначала намагничивают по участкам
весь сварной шов, а затем наносят на него суспензию и осма-
тривают. При контроле вторым способом шов намагничивают
204
также по участкам, но нанесение суспензии и осмотр проводят
после намагничивания каждого участка.
Первый способ применяют при контроле на остаточной на-
магниченности сварных швов большой длины (рис. 5.19). Чтобы
при намагничивании последующего участка не размагничивал-
ся предыдущий, перестановку электроконтактов осуществляют,
чередуя электроконтакты между собой.
Рис. 5.19. Схема намагничивания по участкам сварного шва большой про-
тяженности. 1, II, III — намагничиваемые участки. Э1, Э2 — электрокон-
такты.
Расстояние между электроконтактами не должно превышать
200 мм. Участки радиусом 3-5 мм вокруг точки установки элек-
троконтактов намагничиваются неэффективно, и дефекты на
них не выделяются. Поэтому при намагничивании электрокон-
такты устанавливают рядом со сварным швом, т. е. вне зоны
контроля, или эти участки проверяют отдельно.
Второй способ применяют при контроле сварных швов (и
прилегающих к нему зон) небольшой протяженности, но боль-
шой ширины (при контроле на поперечные дефекты) (рис. 5.20).
Сначала намагничивают первый участок, установив электро-
контакты на детали. Наносят магнитную суспензию и осма-
тривают. Затем переходят к намагничиванию второго участ-
ка, установив при намагничивании электроконтакты на участ-
ке 2, наносят суспензию и осматривают и т. д. Дефекты вы-
являются в зонах шириной по 30 мм по обе стороны от ли-
нии, соединяющей точки установки электроконтактов, поэтому
расстояние между соседними точками установки электроконтак-
гов должно быть не более 100 мм (при контроле дефектоскопом
ПМД-70).
Оптимальное расстояние между электроконтактами при на-
магничивании полем импульсного тока при контроле первым и
вторым способами лежит в пределах 60-150 мм. Рекомендует-
205
ся силу тока выбирать по графику рис. 5.18, если используется
дефектоскоп ПМД-87, МД-50П.
Намагничивание импульсным полем с применением кабеля
или катушки проводят по участкам на остаточной намагничен-
ности (рис. 5.21). За контролируемый участок принимают часть
сварного шва детали, охваченной витками кабеля или катуш-
ки. Суспензию наносят после намагничивания каждого участка.
Размагничивание проводят тоже по участкам после нанесения
суспензии и осмотра последнего участка.
Рис. 5.20
Рис. 5.21
Рис. 5.20. Схема контроля по участкам сварного шва с целью выявления
поперечных трещин. 1,2,3 — контролируемые участки. Э1, Э2 — электро-
контакты.
Рис. 5.21. Схема контроля сварного шва по участкам с применением кабеля.
1,2 — контролируемые участки; 3 — кабель; 4 — деталь.
5.13. Способы контроля и схемы намагничивания
деталей авиационной техники в эксплуатации
и ремонте
Примеры контроля и схемы намагничивания с учетом напра-
вления вероятных дефектов, расположения зон контроля и кон-
структивных особенностей деталей приведены в
табл. 5.2. Примеры составлены на основе многолетнего опы-
та применения магнитопорошковой дефектоскопии авиационной
техники.
206
Таблица 5.2
Способы контроля схемы намагничивания
деталей авиационной техники
Контролируемые участки
(заштрихованы) и схемы
расположения трещин (ука-
заны стрелками)
1. Цилиндрическая поверх-
ность, примыкающая к
крестовине рамы тележки
шасси
Тип дефек-
тоскопа,
способ
контроля*
МД-50П,
ОН
Схема намагничивания
6 витков кабеля сечением
50 мм2
2. Внутренние поверхности
отверстий пакета, состоя-
щего из пластин 1-5, в ме-
сте стыка задней стенки с
главной балкой крыла
ПМД-799 или
77ПМД-ЗМ,
ОН
Кабель сечением 3-10 мм2
1 г
STД' “EX’.
34 5
3. Галтельный переход от
траверсы к цилиндру 1
амортизационной стойки
шасси
77ПМД-ЗМ,
ОН
5 витков кабеля 2, намо-
танные на ферромагнит-
ную пластину 3, замыкаю-
щую магнитный поток
* Сокращенное обозначение способом контроля в табл. 5.2: ОН — контроль
способом остаточной намагниченности; ПП контроль способом приложенного
магнитного поля.
207
Продолжение табл. 5.2
Контролируемые участки
(заштрихованы) и схемы
расположения трещин (ука-
заны стрелками)
Тип дефек-
тоскопа,
способ
контроля
Схема намагничивания
ПМД-70,
ОН
8 витков кабеля сечением
10 мм2
4. Внутренняя и внешняя
часть проушины бугеля
5. Сварные швы и прилега-
ющие к ним участки подко-
са шасси вертолета
ПМД-70
или
77ПМД-ЗМ,
ОН
Катушка
6. Участок у смазочного от-
верстия карданного болта
шасси
ПМД-70
или
77ПМД-ЗМ,
ОН
Катушка
Контроль при эксплуатации
7. Галтельный переход у
шлиц оси передней стойки
шасси
ПМД-70
или
77ПМД-ЗМ,
ОН
ПМД-70,
ОН
8. Внутренняя поверхность
ушка и переходы к боковым
8 витков кабеля сечением
10 мм2
208
Продолжение табл. 5.2
Контролируемые участки (заштрихованы) и схемы расположения трещин (ука- заны стрелками) Тип дефек- тоскопа, способ контроля Схема намагничивания
9. Внутренняя поверхность ушка и прилегающие к не- му участки ушкового нако- нечника шасси ПМД-70, ОН 6 вит 10 мм ков кабеля сечением 2
— - —
10. сти I легак полке Зн эн г § утренние поверхно- да отверстий и при- 1ие к ним участки на лавной балки крыла ПМД-70, ОН Каб( прод 2Л ез ь сечением 3 мм2, гый “змейкой”
11. ПОЛК1 ла, Ихч Бе ле жовая поверхность главной балки кры- ющая ряд отверстий ПМД-70, ОН Кабе прод л ei ь сечением 3 мм2, 'ый “через край”
12. Сферическая поверх- ность крышки гидроак- кумулятора ted 77ПМД-ЗМ, пп Электромг вливаемые но в двух дикулярнь МП 1гнит, устана- последовател ь- взаимно перпен- IX направлениях Д /ъль A /LZU
14 2104
209
Продолжение табл. 5.2
Контролируемые участки
(заштрихованы) и схемы
расположения трещин (ука-
заны стрелками)
Тип дефек-
тоскопа,
способ
контроля
Схема намагничивания
13. Участки балансира руля
высоты по обе стороны от
передней кромки
77ПМД-ЗМ,
ПП
14. Сварные швы креп-
ления обода шпангоу-
та № 13 к поперечной балке
фюзеляжа
15. Сварные швы на по-
лувилке передней стойки
шасси
77ПМД-ЗМ,
ПП
Электромагнит с круглым
(S) и прямоугольным (N)
полюсными наконечниками
ПМД-70,
ОН
Электроконтакты, устана-
вливаемые на расстоянии
друг от друга 80—100 мм
16. Сварной шов на цилин- ПМД-70,
дре гидросистемы самолета ОН
Электроконтакты, устана-
вливаемые на расстоянии
друг от друга 80-100 мм
210
Продолжение табл. 5.2
Контролируемые участки (заштрихованы) и схемы расположения трещин (ука- заны стрелками) Тип дефек- тоскопа, способ контроля Схема намагничивания
17. Цилиндрическая поверхность оси Выявляемые дефекты: про- дольные трещины на ци- линдрической и конической поверхностях вала У-604, МДС-5, У-2364, ОН
18. Внешняя, внутренняя цилиндрические и боковая поверхности кольца Выявляемые дефекты: тре- щины на торцевой, внеш- ней и внутренней поверхно- сти кольца У-604, У-2364, МДС-5, ОН
19. Уча для смаз Выявляв nepe4Haj отверст] на палы сток у отверстия ки карданного вала мые дефекты: по- трещина от <я для смазки (е У-604, УМД-9000, и др., ОН Контре та, ль при ремонте
20. Призамковая часть ло- патки компрессора ТРД ю Выявляемые дефекты: по- перечные усталостные тре- щины на лопатЯе компрес- сора ГТД Электромаг- нит. УМДЭ-2500, МДС-5 и др., ПП - +
14
211
5.14. Особенности контроля изделий
с применением электромагнита переменного тока
При контроле изделий с применением электромагнитов, пи-
таемых переменным током, на проверяемой поверхности наблю-
даются зоны, на которых трещины магнитным порошком не вы-
являются. Например, при установке переносного электромагни-
та на изделие, включении тока и поливе проверяемой поверхно-
сти магнитной суспензией происходит движение частиц суспен-
зии В направлении от полюсных наконечников. На рис. 5.22, а по-
казан полюсный наконечник 1 на детали через 3 с после включе-
ния тока. Как видно из рисунка, на поверхности детали образо-
валась зона А, с которой магнитный порошок полностью удален.
В дальнейшем эти зоны у полюсных наконечников расширяются.
На рис. 5.22, б показаны зоны А через 30 с после включения тока.
Как видно, зоны А значительно увеличились, произошло скоп-
ление порошка в зоне Б, на середине межполюсного простран-
ства. В зоне А наблюдается также удаление порошка с трещин.
В результате может произойти пропуск деталей с трещинами в
эксплуатацию.
Если контролируемая поверхность расположена под углом к
горизонтальной плоскости, то возникают дополнительные труд-
ности в выявлении дефектов вследствие стекания суспензии и
удалении из зон контроля магнитного порошка. Это явление —
удаление порошка из зон А объясняется следующим.
На рис. 5.23 показаны кривые составляющих Нн и Нт рас-
пределения поля между полюсами электромагнита, установлен-
ного на деталь. Видно, что Нп и Нт увеличиваются по мере
уменьшения расстояния между точкой измерения и полюсным
наконечником. На магнитной нейтрали нормальная составляю-
щая Ни=0. Следовательно, ферромагнитная частица в этом поле
должна двигаться в направлении полюсного наконечника. Кроме
этого широко известно, что ферромагнитные предметы притя-
гиваются к полюсам электромагнита (магнита), питаемого пе-
ременным или постоянным током.
Однако, наблюдения показывают, что в данном случае ча-
стицы движутся не к полюсам, а от полюсов, преодолевая силы
магнитного притяжения. Под действием каких сил?
Теоретический анализ с использованием экспериментальных
данных показал, что в магнитном поле электромагнита при
включении тока происходят следующие процессы:
212
Рис. 5.22. Удаление из зон А порошка от полюсных наконечников переносно-
го электромагнита TWM 220, установленного на деталь. А — зоны, приле-
гающие к полюсным наконечникам; Б — зона на середине межполюсного
промежутка; а) — зона А через 3 с после включения тока в электромагните;
б) — зоны А через 30 с после включения тока
— частицы сразу же намагничиваются и становятся магнит-
ными диполями; происходит соединение частиц в цепочки; одно-
временно соединившиеся в цепочки частицы ориентируются по
направлению поля (рис. 5.24, а, 1);
— частицы концов цепочек и отдельные частицы приходят
во вращательное движение (рис. 5.24; 1-4);
213
Рис. 5.23. Распределение нормальной и тангенциальной составляющих (эф-
фективное значение) поля между полюсами электромагнита переменного то-
ка. П — полюсы электромагнита; Д —- проверяемая деталь
Рис. 5.24. Схема движения частиц порошка в межполюсном пространстве
электромагнита переменного тока, а) частицы, соединившиеся в цепочки и
ориентированные по магнитному полю. 1,2,3,4 — последовательные фазы
образования движущихся конгломератов; V — направление движения кон-
гломератов частиц. П — полюсы электромагнита. Д — проверяемая деталь
Рис. 5.25. Схема эллиптического поля на поверхности детали при контро-
ле с применением электромагнита переменного тока. П — полюсные нако-
нечники электромагнита; Д — проверяемая деталь; 3 — годограф вектора
напряженности поля в точке А. Нр — вектор напряженности поля. 1,2 —
положения вектора Н соответственно в приложенном поле и на остаточной
намагниченности.
— происходит отделение от цепочек (с концов, обращенных
к полюсам) вращающихся частиц и образование вращающихся
комочков (конгломератов) (рис. 5.24; 2,3);
— вращающиеся конгломераты различной величины, сцепля-
ясь с поверхностью детали, катятся по направлению V, к маг-
нитной нейтрали (рис. 5.24; 4).
214
Вращение частиц вызывается характером изменения вектора
поля II р на поверхности детали в межполюсном пространстве
(рис. 5.25);
— в исходном положении напряженность внешнего поля
Не—0, вектор Яр=0;
— при увеличении внешнего поля до максимального значения
II е мах результирующий вектор Нр также достигает максималь-
ного значения Не мах (точка 1 на годографе);
— при уменьшении поля до нуля, т. е. до Не = О, Нр прини-
мает значение, соответствующее остаточной намагниченности
(точка 2);
— при увеличении полуволны внешнего поля противополож-
ной полярности до Не = Нс происходит размагничивание мате-
риала. При этом Нр = 0. Нс — коэрцитивная сила материала;
— при дальнейшем увеличении внешнего поля Не = Не мах
абсолютное значение поля достигает также максимального зна-
чения, т. е. Нр = Нр мах и т. д.
Таким образом, результирующий вектор Нр за один пери-
од изменения Не описывает годограф в виде овала (“эллипса”),
что объясняется наличием магнитного гистерезиса материала.
Вследствие этого в любой точке на поверхности контролируе-
мого участка, исключая область магнитной нейтрали, образует-
ся “эллиптическое” вращающееся поле. По мере приближения
к магнитной нейтрали Нр мах уменьшается согласно рис. 5.23.
Точно по магнитной нейтрали Нн = 0; Нг 0. Поэтому в этой
области вращающегося поля нет, а Нт меняет знак с частотой
поля. Другими словами, по мере приближения точки наблюдения
к магнитной нейтрали имеет место переменное (вращающееся)
поле, уменьшающееся по амплитуде.
Если контролируемая поверхность наклонена, то размаг-
ниченные частицы скатываются с детали (из области Б)
(см. рис. 5.22).
Эллиптическое вращающееся магнитное поле вызывает вра-
щение конгломератов (групп) магнитных частиц. Их вращение
происходит одновременно вокруг двух осей: одна ось проходит
через центр масс конгломерата частиц, вторая — через точку
касания конгломерата с поверхностью детали. Вследствие нали-
чия трения с поверхностью детали эта точка касания является
мгновенной осью вращения, вызывающего качение конгломерата
частиц по поверхности детали.
Для исключения влияния этого явления на чувствительность
метода принимают ряд мер, в частности, увеличивают вязкость
215
дисперсионной среды, выбирают порошок с малой коэрцитивной
силой, уменьшают длительность включения тока, используют
другие методические приемы контроля.
5.15. Контроль деталей вращающимся магнитным
полем
Детали с неэлектропроводными покрытиями без централь-
ных отверстий циркулярно можно намагнитить лишь после уда-
ления этих покрытий в местах ввода в деталь электрического
тока. Однако удаление таких защитных покрытий не всегда до-
пускается, так как при этом создаются условия для возникнове-
ния коррозии.
Для контроля деталей с неэлектропроводными покрытиями
с целью выявления продольных дефектов целесообразно исполь-
зовать вращающееся магнитное поле, результирующий вектор
которого непрерывно вращается.
Вращающееся магнитное поле возникает в статоре трехфаз-
ного двигателя при питании его трехфазным током.
В дефектоскопе вращающего поля применена намагничиваю-
щая катушка (НК), аналогичная статору асинхронного двига-
теля. На рис. 5.26 показана картина поля (в некоторый момент
времени) внутри намагничивающей катушки (НК) в плоскости,
проходящей через середину НК перпендикулярно ее продольной
оси. Видно, что вращающееся поле имеет 6 полюсов. Для намаг-
ничивания деталей могут быть применены ВП, которые имеют
другое число полюсов.
Из рис. 5.26 видно также, что в рассматриваемом устройстве
картина поля имеет вид “розетки”, которая вращается с часто-
той поля
60/
п = ---= 1000 об/мин,
Р
где / — частота питания, 50 Гц, р — число пар полюсов (в НК
дефектоскопа У-2407 р= 3).
Сущность контроля во вращающемся поле состоит в следую-
щем:
— контролируемую деталь помещают в НК;
— создают вращающееся поле на 0,5 с;
— выносят деталь из НК, поливают ее магнитной суспензией
и осматривают, т. е. контроль проводят на остаточной намагни-
ченности. Поэтому применение дефектоскопов вращающего поля
216
Рис. 5.26. Картина вращающегося поля в некоторый момент времени в се-
чении (в средней пасти) намагничивающей катушки 1: а без детали; б —
с деталью Д
217
оказывается эффективным, если деталь выполнена из материала
с коэрцитивной силой 77с^20 А/см.
Контроль с применением вращающегося поля имеет следую-
щие особенности:
— в процессе намагничивания вихревые токи играют основ-
ную роль. Выявление трещин на деталях происходит в резуль-
тате намагничивания их результирующим полем, представля-
ющим сумму полей — внешнего (ВП) и поля индуцированных
в детали токов. Однако, следует учесть, что вектор напряжен-
ности вращающегося поля практически нормален к цилиндри-
ческой поверхности детали (рис. 5.26, б) и магнитный поток,
создаваемый этим полем, не пересекает дефект;
Рис. 5.27. Распределение вращающегося поля внутри намагничивающей ка-
тушки (НК)
— имеется возможность намагничивания деталей с неэлек-
тропроводными покрытиями;
— полностью отсутствуют прижоги деталей (без неэлектро-
проводных покрытий), возникающих иногда в местах их кон-
такта с пластинами намагничивающего устройства при других
способах намагничивания;
— исключена возможность механического повреждения дета-
218
лей, так как проверяемые детали не помещают для намагничи-
вания в зажимное устройство дефектоскопа.
Напряженность ВП внутри катушки распределена неравно-
мерно. Наибольшая напряженность создается непосредственно
на ее внутренней поверхности. В центре на оси катушки напря-
женность поля равна нулю.
В зависимости от значений поля Н, и связанной с этими зна-
чениями выявляемости дефектов, внутри катушки НК можно
выделить 3 области (рис. 5.27).
Область 1 имеет вид сплошного цилиндра радиусом п с цен-
тром на оси НК. Продольная ось цилиндра совпадает с осью НК.
В точках на оси НК напряженность равна нулю, а на поверхно-
сти цилиндра радиусом Ti — до 500 А/см.
Область 2 прилегает к области 1, имеет вид трубки внутрен-
ним радиусом т15 а внешним т2. Толщина этой области т2—П-
Напряженность поля по толщине меняется от 500 до 1000 А/см.
Область 3 прилегает к области 2, также имеет вид трубки
внутренним радиусом т2, внешним т0, т. е. ее внешняя поверх-
ность совпадает с внутренней поверхностью НК. Толщина обла-
сти 3 равна т0—г?. Напряженность поля по толщине изменяется
от 1000 до 2000 А/см.
В НК дефектоскопа У-2407 гг=(20-25) мм, т2=(40-45) мм,
го=60 мм — радиус окна НК.
т2—Т1 =(20-25) мм, г0—г2=( 15-20) мм.
После намагничивания детали или ее части в области 1 тре-
щины не выявляются. Это область невыявляемости.
Область 2 характеризуется как область неуверенного выявле-
ния дефектов.
На деталях (участках детали) намагниченных в области 3
трещины выявляются хорошо — это область уверенного выявле-
ния дефектов.
Если проверяемая поверхность детали выходит за пределы
области 3, то ее проверяют по участкам по следующей техно-
логии. Намагничивают 1-ый участок детали, наносят на него
суспензию и осматривают. Не размагничивая деталь, устана-
вливают ее в НК, чтобы 2-ой участок находился в области 3,
намагничивают, наносят суспензию и осматривают. Аналогично
проводят контроль всех других участков детали. На рис. 5.28 по-
казана деталь с продольными трещинами, выявленные на оста-
точной намагниченности после циркулярного намагничивания и
219
Рис. 5.28. Трещины, выявленные на штоке катапультного сидения после на-
магничивания: а) в циркулярном поле; б) во вращающемся поле
намагничивания во вращающемся поле. Видно, что при намаг-
ничивании во вращающемся поле трещины выявились хорошо,
так же как и при циркулярном намагничивании.
После контроля всех участков деталь размагничивают, если
трещин на ней не обнаружено.
Рекомендуемая литература
по технологии магнитопорошкового контроля
1. Еремин Н. И. Магнитная порошковая дефектоскопия. М-Л., Машгиз,
1947, 187 с.
2. Жигадло А. В. Контроль деталей методом магнитного порошка. Обо-
ронгиз, 1951, 175 с.
3. Неразрушающий контроль металлов и изделий. Справочник. Под ред.
Г. С. Самойловича. М. Машиностроение, 1976, с. 181-188.
4. Неразрушающий контроль и диагностика: Справочник / В. В. Клю-
ев, Ф. Р. Соснин, В. II. Филинов и др. Под ред. В. В. Клюева. М.:
Машиностроение, 1995, с. 241-254.
5. Дефектоскопия деталей при эксплуатации авиационной техники. М.г
Воениздат, 1978, с. 70-121.
6. Магнитопорошковый метод. Курс обучения специалистов III уровня.
Американское общество НК (А НТ). Перевод с английского: Между-
народный учебно-научный центр МНПО “Спектр”, М. 1994, с. 71.
Литература по физическим основам
магнитопорошкового контроля:
Учебники по электротехнике, например:
1. Бессонов Л. А. — Теоретические основы электротехники: Электро-
магнитное поле. Учебник для студентов вузов.--- 7-е изд. перераб. и
доп .— М.: Высшая школа, 1978 .— с. 511.
2. Моъцеватин А. С. — Электротехника. Воениздат, 1957, с. 511.
3. Борисов Ю. М. и др. электротехника. Учебник для вузов.— М.: Энер-
гоатомиздат. 1985 .— и др. с. 552.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение ............................................ 3
1. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МАГНИТОПОРОШКОВОЙ ДЕФЕКТОСКО-
ПИИ ..................................................5
1.1. Определения, единицы измерения магнитных величин, применяемых
при магнитном контроле...................................5
1.1.1. Магнитное поле......................................5
1.1.2. Магнитная индукция..................................7
1.1.3. Магнитный поток ...................................10
1.1.4. Магнитная проницаемость ........................11
1.1.5. Напряженность магнитного поля......................13
1.1.6. Магнитный момент витка ........................14
1.1.7. Магнитная масса (магнитный заряд, количество магнетизма) 15
1.1.8. Магнитный момент диполя............................16
1.2. Намагничивание и магнитные свойства материалов........16
1.2.1. Намагниченность....................................16
1.2.2. Кривая первоначального намагничивания..............18
1.2.3. Циклическое перемагничивание.......................20
1.2.4. Зависимость магнитной проницаемости от напряженности поля23
1.2.5. Магнитодвижущая сила, магнитное сопротивление......24
1.3. Магнитные поля прямолинейных проводников .............26
1.4. Магнитные поля соленоидов ............................32
1.5. Сущность магнитопорошкового контроля..................34
2. ТЕХНОЛОГИЯ МАГНИТОПОРОШКОВОГО КОНТРОЛЯ....................45
2.1. Способы магнитопорошкового контроля...................45
2.2. Подготовка детали к контролю..........................49
2.3. Способы намагничивания................................51
2.3.1. Циркулярное намагничивание.........................52
2.3.2, Полюсное намагничивание ...........................60
2.3.3. Способ комбинированного намагничивания.............70
2.4. Виды токов, применяемых в магнитопорошковой дефектоскопии 72
2.4.1. Переменный ток ....................................74
2.4.2. Выпрямленные и постоянный токи.....................76
2.4.3. Импульсный ток ....................................77
2.5. Определение режимов намагничивания деталей при магнитопорошко-
вом контроле.................................................77 '
2.5.1. Способ определения режимов намагничивания по выявлению из-
вестных дефектов на деталях ............................. 78
2.5.2. Способ определения режима намагничивания по выявлению искус-
ственных дефектов на деталях............................. 78
2.5.3. Определение тока для циркулярного намагничивания, пропускае-
мого по детали или центральному проводнику ...............79
2.5.4. Определение тока циркулярного намагничивания деталей в виде
пластин ................................................. 81
2.5.5. Определение тока циркулярного намагничивания деталей сложно-
го сечения .............................................. 82
2.5.6. Определение тока циркулярного намагничивания пропусканием
его по детали или проводнику согласно нормам ASNT ... 83
2.5.7. Определение тока циркулярного намагничивания, пропускаемо-
го по детали или центральному проводнику согласно нормам
ASME ....................................................... 84
2.5.8. Определение силы тока циркулярного намагничивания с примене-
нием электроконтактов ...................................... 84
2.5.9. Определение тока циркулярного намагничивания с применением
электроконтактов согласно нормам ASME .......................85
2.5.10. Определение напряженности поля в соленоидах и катуш-
ках .................................................85
2.5.11. Определение режима намагничивания деталей в соленоидах с уче-
том удлинения детали согласно нормам ASME............86
2.5.12. Определение напряженности по условным уровням чувстви-
тельности для контроля в приложенном поле ...........87
2.6. Размагничивание деталей................................88
2.6.1. Способы размагничивания деталей.....................88
2.6.2. Схемы размагничивания деталей.......................90
2.6.3. Способы повышения эффективности размагничивания .... 93
2.7. Факторы, влияющие на чувствительность магнитопорошкового кон-
троля 96
2.7.1. Направление намагничивания.........................96
2.7.2. Толщина немагнитного покрытия......................98
2.7.3. Соотношение нормальной и тангенциальной составляющих поля
на контролируемом участке.................................99
2.7.4. Скорость уменьшения намагничивающего поля..........104
2.7.5. Форма детали.......................................108
2.8. Общая характеристика дефектоскопов для магнитопорошкового кон-
троля деталей и изделий.................................112
2.8.1. Универсальный магнитопорошковый дефектоскоп У-604-64 . 119
2.8.2. Универсальный магнитопорошковый дефектоскоп У-604-70М 121
2.8.3. Переносный магнитопорошковый дефектоскоп ПМД-70 . . . 122
2.8.4. Переносный дефектоскоп МД-4К ......................124
3. МАГНИТНЫЕ ИНДИКАТОРЫ......................................125
3.1. Способы применения порошков при магнитном контроле . . . .125
3.2. Магнитные порошки, пасты и суспензии..................128
3.3. Устройства для определения чувствительности порошков и суспен-
зий .......................................................131
3.4. Дефектограммы ..........v.............................137
4. ОСМОТР ДЕТАЛЕЙ И РАСШИФРОВКА ИНДИКАТОРНЫХ РИСУН-
КОВ ........................................................ 138
4.1. Основные требования к осмотру деталей.................138
4.2. Расшифровка индикаторного рисунка.....................139
4.3. Дефекты, возникающие при эксплуатации, ремонте и обнаруживаемые
при магнитопорошковом контроле .........................141
4.4. Дефекты, возникающие при сварке, шлифовании и термической обра-
ботке деталей ..........................................152
4.5. Дефекты металлургического происхождения ..............160
4.6. Мнимые дефекты........................................164
5. МАГНИТОПОРОШКОВЫЙ КОНТРОЛЬ НЕКОТОРЫХ ТИПОВ ДЕТА-
ЛЕЙ ОТВЕТСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ..............174
5.1. Методика контроля лопаток 1 ступени ротора компрессора при ремон-
те ......................................................175
5.2. Методика контроля втулочно-роликовых цепей П-4, изготовленных по
ГОСТ 3609 -87 .......................................... 177
5.3. Методика контрол 1 диска 8-й ступени компрессора ГТД после его
демонтажа....................................................180
5.4. Методика контроля штока амортизатора передней стойки шасси после
его демонтажа................................................181
5.5. Методика контроля ушкового наконечника штока силового цилиндра
основной стойки шасси........................................183
5.6. Методика контроля главной балки крыла самолета.........184
5.7. Методика контроля узлов крепления обода шпангоута № 13 к попе-
речной балке фюзеляжа........................................186
5.8. Методика контроля болтов...............................188
5.9. Методика контроля балансира руля высоты самолета.......191
5.10. Методика контроля сварных швов с применением электроконтактов
дефектоскопов ПМД-70 и МД-50П...............................193
5.11. Контроль сварных соединений в эксплуатации летательных
аппаратов 196
5.12. Намагничивание сварных швов импульсным полем с помощью элек-
троконтактов ...............................................204
5.13. Способы контроля и схемы намагничивания деталей авиационной
техники в эксплуатации и ремонте............................206
5.14. Особенности контроля изделий с применением электромагнита пере-
менного тока................................................212
5.15. Контроль деталей вращающимся магнитным полем..........216
Литература....................................................221
ШЕЛИХОВ Геннадий Степанович
Магнитопорошковая дефектоскопия деталей и узлов. — Москва.:
Государственное предприятие Научно-технический центр “Эксперт”, 1995
Обработка текста осуществлена с помощью
компьютерных систем набора
Технический редактор Л. В. Кутакоаа Корректор Н. В. Шуликина
J1P № 040228 от 22.01.92 Подписано в печать 18.08.95 ('дано в набор 30.06.95
Вум. офсетная Ф-т 60x88/16 Печать офсетная
Усл. печ. л. 13,06 Уч.-изд. л. 12,94 Тир. 10 000 экз. Заказ 2104
Адрес редакции: 140003, г. Люберцы, Московская обл.. а/я № 8, НТЦ “Эксперт".
Тел. 559-12-44
Производственно-издательский комбинат ВИНИТИ.
140010, г. Люберцы, Московской обл.. Октябрьский пр-т. 403
5 МАГНИТОПОРОШКОВЫЙ КОНТРОЛЬ НЕКОТОРЫХ ТИПОВ ДЕТА-
ЛЕЙ ОТВЕТСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ............................174
5.1. Методика контроля лопаток 1 ступени ротора компрессора при ремон-
те . . . ...........................175
5.2. Методика контроля втулочно-роликовых цепей П-4, изготовленных по
ГОСТ 3609—87 ...................................... 177
5.3 Методика контрог г диска 8-й ступени компрессора ГТД после его
демонтажа ... . . . . .......................180
5.4. Методика контроля штока амортизатора передней стойки шасси после
его демонтажа ..................................... .... 181
5.5. Методика контроля ушкового наконечника штока силового цилиндра
основной стойки шасси ... ... ................183
5.6. Методика контроля главной балки крыла самолета......184
5.7. Методика контроля узлов крепления обода шпангоута № 13 к попе-
речной балке фюзеляжа . . 186
5.8. Методика контроля болтов . . .... . 188
5.9. Методика контроля балансира руля высоты самолета....191
5.10. Методика контроля сварных швов с применением электроконтактов
дефектоскопов ПМД-70 и МД-50П . ................193
5.11. Контроль сварных соединений в эксплуатации летательных
аппаратов 196
5.12. Намагничивание сварных швов импульсным полем с помощью элек-
троконтактов . ... ............ . . 204
5.13. Способы контроля и схемы намагничивания деталей авиационной
техники в эксплуатации и ремонте.........................206
5.14. Особенности контроля изделий с применением электромагнита пере-
менного тока ......................................... 212
5.15. Контроль деталей вращающимся магнитным полем 216
Литература . . 221
ШЕЛИХОВ Геннадий Степанович
Магнитопорошковая дефектоскопия деталей и узлов. — Москва.:
Государственное предприятие Научно-технический центр “Эксперт” 1995
Обработка текста осуществлена с помощью
компьютерных систем набора
'I ехнический редактор Л. В. Кутакова Корректор Н. В. Шуликина
ЛР № 040228 от 22.01.92 Подписано в печать 18.08.95 Сдано в набор 30.06.95
Бум. офсетная Ф-т 60x88/16 Печать офсетная
Усл. печ. л. 13,06 Уч.-нзд. л. 12,94 Тир. 10 000 экз. Заказ 2104
Адрес редакции: 140003, г. Люберцы, Московская обл., а/я № 8, НТЦ “Эксперт".
Тел. 559-12-44
Производственно-издательский комбинат ВИНИТИ
140010, г. Люберцы, Московской обл., Октябрьский пр-т, 403