СВАРКА, РЕЗКА МЕТАЛЛОВ

Магнитная дефектоскопия

Физические основы магнитной дефектоскопии. Магнитные методы контроля основаны на обнаружении магнитных потоков рассеяния, возникающих при наличии различных дефектов, в на­магниченных изделиях из ферромагнитных материалов (железа, никеля, кобальта и некоторых сплавов).

Намагничивание осуществляется пропусканием тока по дета­ли, созданием магнитного поля вокруг детали магнитом или элек­тромагнитом.

Простым способом создания магнитного потока является про­пускание тока плотностью 15—20 А/мм по виткам сварочного провода, наматываемого тремя — шестью витками на изделие. Для намагничивания лучше применять постоянный ток.

Магнитный поток, распространяясь по изделию и встречая на своем пути дефект, огибает его вследствие того, что магнитная про­ницаемость дефекта значительно ниже магнитной проницаемости основного металла. В результате этого часть магнитно-силовых линий вытесняется дефектом на поверхность, образуя местный магнитный поток рассеяния (рис. 51).

В зависимости от способа регистрации магнитного потока рас­сеяния магнитные методы контроля подразделяют на магнитопо­рошковый и магнитографический. В первом случае потоки рассе­яния выявляются с помощью магнитного порошка, во втором — регистрируются на магнитную ленту.

Магнитопорошковый метод. Применяют два способа конт­роля с помощью магнитного порошка: сухой и мокрый. В первом

случае на поверхность намагниченной детали наносят магнитный порошок (железные опилки, окалина и др.) в сухом виде, во вто­ром — в виде суспензии с керосином, маслом, мыльным раство­ром. Под действием втягивающей силы магнитных полей рассея­нью частицы порошка перемещаются по поверхности детали и скап­ливаются в виде валиков над дефектами. Форма этих скоплений соответствует очертаниям выявляемых дефектов.

Методика магнитопорошкового контроля включает следующие операции: подготовку поверхностей перед контролем и очистку их от загрязнений, окалины, следов шлака после сварки; подготовку суспензии, заключающуюся в интенсивном перемешивании маг­нитного порошка с транспортируемой жидкостью; намагничивание контролируемого изделия; нанесение суспензии или порошка на поверхность контролируемого изделия; осмотр поверхности изде­лия и выявление мест, покрытых отложениями порошка; размаг­ничивание.

Метод отличается высокой чувствительностью к тонким и мелким трещинам, простотой выполнения, оперативностью и на­глядностью результатов.

Чувствительность магнитопорошкового метода зависит от ряда факторов: размера частиц порошка и способа его нанесения, напряженности приложенного намагничивающего поля, вида при­ложенного тока (переменный или постоянный), формы, размера и глубины залегания дефектов, а также от их ориентации относи­тельно поверхности изделия и направления намагничивания, со­стояния и формы поверхностей, способа намагничивания.

При контроле магнитными методами наиболее уверенно вы­являются плоскостные дефекты: трещины, непровары и несплав - ления, наибольший размер которых ориентирован под прямым или близким к нему углом относительно направления магнитного по­тока. Дефекты округлой формы (поры, шлаковые включения, раковины) не могут создавать достаточного потока рассеяния и, как правило, при контроле обнаруживаются удовлетворительно.

Дефектоскопы для магнитопорошкового метода контроля включают источники тока, устройства для подвода тока к детали, устройства для полюсного намагничивания (соленоиды, электро­магниты), устройства для нанесения на контролируемую деталь порошка или суспензии, измерители тока (или напряженности поля).

Стационарные универсальные дефектоскопы (УМДЭ-2500, ХМД-10П, МД-5 и др.) широко распространены на предприятиях с крупносерийным выпуском разнотипных деталей. На таких ус­тановках можно контролировать детали различной конфигурации с производительностью от десятков до многих сотен деталей в час.

Из группы переносных и передвижных дефектоскопов серий­но выпускаются дефектоскопы ПМД-70 и МД-50П. Переносной магнитный дефектоскоп ПМД-70 предназначен для магнитного контроля сварных швов в полевых условиях. Передвижной дефек­тоскоп МД-50П применяется для контроля крупногабаритных мас­сивных изделий по участкам.

Магнитографический метод. Сущность этого метода (рис. 52) заключается в намагничивании контролируемого участка свар­ного шва и околошовной зоны с одновременной записью магнит­ного поля на магнитную ленту и последующем считывании полу­ченной информации с нее специальными устройствами магнитогра­фических дефектоскопов.

Технология магнитографического контроля включает следу­ющие операции: очистку контролируемых соединений от шлака, налипших брызг металла и различных загрязнений;

наложение на шов отрезка размагниченной магнитной ленты и ее прижим эластичной резиновой лентой;

намагничивание контролируемого изделия при оптимальных режимах в зависимости от типа намагничивающего устройства,

толщины сварного шва и его магнитных свойств;

расшифровку результатов контроля, для чего магнитную лен­ту устанавливают в считывающее устройство дефектоскопа и по сигналам на экранах дефектоскопа выявляют дефекты.

Магнитографический метод в основном применяют для конт­роля стыковых швов, выполненный сваркой плавлением, и в пер­вую очередь при дефектоскопии швов магистральных трубопро­водов. Этим методом можно контролировать сварные изделия и конструкции толщиной до 20—25 мм.

Чувствительность магнитографического контроля примерно такая же, как и магнитопорошкового. Она зависит от размеров, формы, глубины и ориентации дефектов, параметров считываю­щей головки дефектоскопа и типа магнитной ленты. Магнитогра - фией наиболее уверенно выявляются плоскостные дефекты (тре­щины, непровары, несплавления), а также протяженные дефекты в виде цепочек шлака, преимущественно ориентированные попе­рек направления магнитного потока. Значительно хуже выявляют­ся округлые дефекты (поры, шлаковые включения). Практикой уста­новлено, что этим методом уверенно обнаруживаются внутренние

плоскостные дефекты, когда их вертикальный размер составляет 8—10% толщины сварного шва.

На чувствительность магнитографического метода сильно вли­яют высота и форма усиления шва, а также состояние его поверх­ности. При снятом усилении шва максимальная чувствительность контроля к указанным дефектам достигает 5%. Округлые внутрен­ние дефекты обнаруживаются, когда их размер по высоте не мень­ше 20% толщины изделия.

Для записи магнитных полей при магнитографическом конт­роле применяют магнитную ленту. Лента выполняется на триаце­татной или лавсановой основе с нанесением на нее мельчайших ферромагнитных частиц. В настоящее время серийно выпускают­ся ленты типа МК-1 (на триацетатной основе) и МК-2 (на лавсано­вой основе) шириной 35 мм. Лента МК-2 обладает более высокими физико-механическими свойствами, чем лента МК-1, и может при­меняться при температурах окружающего воздуха от +70 до —70°С; лента МК-1 при температурах ниже —30°С теряет эластичность.

Считывание результагов контроля с магнитной ленты произ­водится магнитографическими дефектоскопами. Промышленно­стью выпускаются дефектоскопы, имеющие два вида индикации: импульсную и телевизионную. При импульсной индикации на эк­ране электронно-лучевой трубки возникают импульсы, амплитуда которых характеризует величину дефекта в вертикальном направ­лении, а при видеоиндикации магнитный потенциальный рельеф полей рассеяния от дефектов переносится на экран ЭЛТ. в виде телевизионного изображения магнитограммы отдельных участков шва.

Известны дефектоскопы типа МД-9 с импульсной индикаци­ей и МД-11 с видимым изображением. Наиболее совершенные де­фектоскопы МДУ-2У, МД-10ИМ и МГК-1 имеют двойную инди­кацию.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Области применения и технология

1

Сварка тонкостенных труб с толщиной стенки до 3 мм, стык собирается с зазором от О до 1,5 мм, заваривается с применением присадочного металла

Стыковое без скоса кромок п с вставным кольцом

Сварка тонкостенных труб с толщиной стенки до 3 мм, обеспечивается полный га­рантированный провар всего сечения

Стыковое без скоса кромок с от­бор ТОЕНЫМ и вставным кольцом

Сварка тонкостенных труб с гарантированным проваром сечения, когда уменьшение внутреннего диаметра недо­пустимо

Сварка стыков труб с толщиной стенок более 3 мм; наиболее распространенный вид соединения

Применяется при не­обходимости соблю­дения точных внут­ренних размеров

SHAPE * MERGEFORMAT

Стыковое с заточкой для точной цент­ровки

Применяется для толстостенных труб, когда требуется точная центровка, а прочность сварного соединения может бьпъ ниже прочности металла трубы

Применяется в мон­тажных условиях, когда трубопровод проходит в местах, где сварка его обычными способами невозможна

Сварной монтажный стык, выполняемый при помощи зеркала

Применяется в монтажных условиях, когда горелкой можно подойти со всех сторон свариваемого стыка, а прямое наблюдение-за стыком невозможно