Автор работы: Пользователь скрыл имя, 02 Декабря 2013 в 15:54, лабораторная работа
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
1. Изучение магнитопорошкового метода контроля (МПК);
2. Усвоение методики проведения порошкового контроля;
3. Получение навыков проведения магнитопорошкового контроля.
При выполнении настоящей работы должно быть усвоено: физическая сущность МПК, порядок и приемы проведения контроля, расшифровка индикаторных следов.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3
МАГНИТОПОРОШКОВЫЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
При выполнении настоящей работы должно быть усвоено: физическая сущность МПК, порядок и приемы проведения контроля, расшифровка индикаторных следов.
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ
Анализ и обобщение причин преждевременного разрушения деталей машин показывает, что их надежность и долговечность могут быть повышены благодаря своевременному выявлению и предотвращению дефектов, находящихся главным образом на поверхности деталей и возникающих как при изготовлении, так и в процессе эксплуатации.
Магнитопорошковый метод контроля применяется для контроля деталей из ферромагнитных материалов. Этот метод позволяет выявлять дефекты типа нарушения сплошности металла в деталях без их разрушения и повреждения и, следовательно, дает возможность проводить контроль подавляющего большинства стальных деталей.
Метод имеет следующие преимущества:
-простоту контроля и возможность проверки различных по форме и размерам деталей на одном и том же дефектоскопе;
Магнитопорошковый метод основан на обнаружении магнитных полей над
дефектами с помощью ферромагнитных частиц, играющих роль индикаторов.
В намагниченной детали магнитные силовые линии, встречая дефект в виде разрыва сплошности металла (трещины, неметаллические включения и т.д.), огибают его как препятствие с малой магнитной проницаемостью и образуют под ним магнитное поле рассеяния. Поле рассеяния неоднородно, поэтому его можно выявить ферромагнитными частицами, воспользовавшись тем, что на намагниченные частицы будут действовать пондемоторные силы, стремящиеся затянуть их в места наибольшей концентрации силовых линий рассеянного поля и собрать их на дефекте в виде накопления (валиков, жилок, щуров).
На характер и величину поля рассеяния влияют такие переменные факторы как напряженность намагничивающего поля, магнитные свойства материала детали, размер и форма намагничиваемого изделия, форма дефекта и направление его расположения по отношению к направлению магнитного потока.
Для обнаружения магнитных полей рассеяния на контролируемые участки детали наносят ферромагнитные частицы, которые находятся во взвешенном состоянии в жидкости (вода, керосин, минеральные масла) - мокрый метод или в воздухе - сухой метод.
Пондермоторная, т. е. затягивающая, сила связана с магнитными свойствами частицы, размером ее и полем рассеяния следующим соотношением:
F= Хо*Vq*H*dH/dx (1)
где хо ~ магнитная восприимчивость частицы;
Vq - объем частицы;
Н - напряженность магнитного поля;
dH/dx- градиент магнитного поля.
Действие этой силы оказывается достаточным для затягивания частиц, если по их длине изменение напряженности поля достаточно велико и частицы достаточно подвижны.
В поле дефекта происходят следующие физические процессы:
- намагничивание ферромагнитных частиц и соединение их в цепочки с ориентацией по магнитным полям дефекта;
Ширина полоски из осевшего порошка значительно больше ширины дефекта, поэтому магнитопорошковым методом могут быть выявлены мельчайшие дефекты.
Магнитопорошковый метод позволяет выявить трещины с шириной раскрытия от 0,001 мм и глубиной от 0,01 мм и более.
Задача магнитопорошкового метода контроля — создать магнитное поле над дефектом и по наличию магнитного поля рассеяния обнаружить дефект на изделии.
Магнитопорошковый контроль проводят способом приложенного магнитного поля или способом остаточной намагниченности.
Способом приложенного магнитного поля контроль проводят в тех случаях,
когда:
Контроль на остаточной намагниченности возможен при достаточно большой намагниченности деталей. Поэтому этот способ магнитного контроля применяют • дтя проверки деталей из магнитотвердых материалов (Нс> 800 А/м (107)). Если деталь выполнена из материала с коэрцитивной силой Н<; < 800 А/м (107), то проверять ее на остаточной намагниченности нельзя, так как над дефектами образуются слабые магнитные поля.
При МГЖ важен правильный выбор способов намагничивания, которые можно классифицировать по различным признакам: по виду применяемого тока, по типу поля, по способам намагничивания.
Выбор того или иного способа намагничивания зависит от таких факторов как контрольная технологичность изделия, магнитные свойства материала изделия, габариты и форма детали, направление распространения и тип вероятных дефектов, подлежащих выявлению, а также от задач контроля.
Циркуляционное намагничивание - такое намагничивание, при котором магнитные силовые линии имеют вид концентрических окружностей, расположенных в плоскости, перпендикулярной направлению поля. При циркулярном намагничивании цилиндрической детали магнитные силовые линии весь путь проходят по детали, магнитных полюсов не образуется и магнитный поток выходит из детали лишь в местах расположения дефекта Для циркулярного намагничивания деталей пропускают ток или через кабель, или через стержень, на который надевают полую деталь, или непосредственно по детали.
Циркулярное намагничивание применяют для выявления продольных дефектов — трещин, волосовин, вытянутых шлаковых включений, радиально направленных трещин на торцевых поверхностях.
Ток, необходимый для циркулярного намагничивания деталей цилиндрической формы (или близкой к ней), рассчитывают по формуле
I=H*2*П*r=H*80*3.14*D/1000=H*
где H- в А/м.
Ток, необходимый для циркуляционного намагничивания пластин, определяется по формуле
/ = 0,002 • H • b, А, (4)
где b - толщина пластины, м.
Полюсное намагничивание - такое намагничивание, при котором магнитные линии одну часть своего пути проходят по детали, а другую - по воздуху, при этом у намагничиваемого изделия образуются магнитные полюса. Полюсное намагничивание подразделяют на продольное, поперечное и нормальное.
Полюсное намагничивание применяют для обнаружения поперечных дефектов, а также дефектов, расположенных под углом 20-30° к продольной оси детали. Такое намагничивание осуществляется либо в поле электромагнита, либо в поле соленоида с установкой изделия вдоль намагничивающего поля, т.е. между полюсами электромагнита и соосно в соленоидах.
Напряженность магнитного поля в центре на оси соленоида определяется по формуле
г де п - число витков, шт.;
L - длина витков соленоида, см;
D - средний диаметр витков соленоида, см;
I - ток, А.
При комбинированном намагничивании магнитное поле возбуждается одновременным действием двух дли трех полей: продольного поля электромагнита и одного иди двух циркулярных полей. Комбинированное намагничивание осуществляют только в приложенном магнитном поле. Применение такого намагничивания обеспечивает выявление дефектов любой ориентации на контролируемой детали с применением одной операции намагничивания.
При магнитопорошковом контроле важное значение имеет уровень намагничивания. Наибольшая эффективность в выявлении дефектов наступает, когда намагниченность детали достигает наибольшей намагниченности,
называемой индукцией насыщения.
5 Дефектоскопические материалы и аппаратура.
Для магнитопорошкового контроля применяются различные ферромагнитные порошки в зависимости от контраста контролируемой поверхности. Если поверхность светлая, то для контроля применяются черные порошки. Если поверхность темная, применяются светлые порошки или магнито- люминисцентные порошки. Такое подразделение порошков обусловлено тем, что при контроле необходимо создать контрастную картину расположения дефектов на поверхности детали.
При магнитопорошковом контроле применяются два способа нанесения ферромагнитного порошка на контролируемую поверхность: сухой метод - в струе воздуха; мокрый метод - во взвешенном состоянии в жидкости. На практике наибольшее распространение получил мокрый метод, при котором применяются суспензии следующего состава:
1. Водная магнитная суспензия сода кальцинированная, г/л хромовокислый калий, г/л эмульгатор ОП-7, г/л порошок магнетита (ТУ-6-14-1009-74), г/л вода, л |
10 5 1 10-25 1 |
2. Керосино-масляная суспензия Масло МК-8, л (ГОСТ 6457-53) Керосин ГОСТ 10227-62, л Порошок магнетита, г |
0,5 0,5 10-25 |
Для намагничивания деталей при магнитопорошковом контроле применяется дефектоскопы, имеющие следующие основные узлы: источники тока, устройства для подводки тока к детали, устройства для полюсного намагничивания, устройства для нанесения на контролируемую деталь суспензии, осветительные устройства, измерители тока.
В дефектоскопах наиболее широкое распространение получило циркулярное намагничивание пропусканием переменного тока по детали и продольное намагничивание постоянным током.
Для магнитопорошкового контроля применяются стационарные универсальные, передвижные и переносные дефектоскопы.
При комбинированном намагничивании магнитное поле возбуждается одновременным действием двух дли трех полей: продольного поля электромагнита и одного иди двух циркулярных полей. Комбинированное намагничивание осуществляют только в приложенном магнитном поле. Применение такого намагничивания обеспечивает выявление дефектов любой ориентации на контролируемой детали с применением одной операции намагничивания.
При магнитопорошковом контроле важное значение имеет уровень намагничивания. Наибольшая эффективность в выявлении дефектов наступает, когда намагниченность детали достигает наибольшей намагниченности,
называемой индукцией насыщения.
5 Дефектоскопические материалы и аппаратура.
Для магнитопорошкового контроля применяются различные ферромагнитные порошки в зависимости от контраста контролируемой поверхности. Если поверхность светлая, то для контроля применяются черные порошки. Если поверхность темная, применяются светлые порошки или магнито- люминисцентные порошки. Такое подразделение порошков обусловлено тем, что при контроле необходимо создать контрастную картину расположения дефектов на поверхности детали.
При магнитопорошковом контроле применяются два способа нанесения ферромагнитного порошка на контролируемую поверхность: сухой метод - в струе воздуха; мокрый метод - во взвешенном состоянии в жидкости. На практике наибольшее распространение получил мокрый метод, при котором применяются суспензии следующего состава:
1. Водная магнитная суспензия сода кальцинированная, г/л хромовокислый калий, г/л эмульгатор ОП-7, г/л порошок магнетита (ТУ-6-14-1009-74), г/л вода, л |
10 5 1 10-25 1 |
2. Керосино-масляная суспензия Масло МК-8, л (ГОСТ 6457-53) Керосин ГОСТ 10227-62, л Порошок магнетита, г |
0,5 0,5 10-25 |
Для намагничивания деталей при магнитопорошковом контроле применяется дефектоскопы, имеющие следующие основные узлы: источники тока, устройства для подводки тока к детали, устройства для полюсного намагничивания, устройства для нанесения на контролируемую деталь суспензии, осветительные устройства, измерители тока.
В дефектоскопах наиболее широкое распространение получило циркулярное намагничивание пропусканием переменного тока по детали и продольное намагничивание постоянным током.
Для магнитопорошкового контроля применяются стационарные универсальные, передвижные и переносные дефектоскопы.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
Метод имеет следующие преимущества:
-простоту контроля и возможность проверки различных по форме и размерам деталей на одном и том же дефектоскопе;
Применим для деталей изготовленых из магнитного материала, например из сталей Ст 3, Ст 10, Ст 20 и др.