ОСНОВЫ СВАРКИ СУДОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ

МАГНИТНЫЕ И ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

Общая схема электромагнитных методов контроля с непосредствен­ной регистрацией изменения параметров поля приведена на рис, 12.9. В результате взаимодействия с объектом контроля поле приобретает структуру, характерную только для данного объекта, При появлении дефектов структура поля вблизи поверхности контролируемого объек­та изменяется. Сравнивая эти изменения с эталоном, можно судить о наличии дефекта в измеряемом объекте.

По способу индикации первичной информации о параметрах элект­ромагнитного поля различают схему контроля без преобразования ее в электрический сигнал (визуальный) и с преобразованием в электри­ческий сигнал (метрический),

В первом случае [«[формация о дефектах воспринимается непосред­ственно наблюдением косвенных изменений электромагнитного поля (например, осаждение поляризованных или намагниченных частиц на поверхности контролируемого изделия вблизи мест расположения де­фектов (см. рис. 12.9)).

Рис. 12.9. Схема а. іекі романы того кош роля с непосредственной регисIрацией намерения параметров ноля:

1 - ікмілкиакхцая система: 2 - объек» коміри їй, 3 - /ипчик. і - сканирующая пичема: ) - измерите. и.ш. ш прибор

Во втором случае контроль основан на преобразовании парамет­ров электромагнитного поля в электрический сигнал, что делает схе­мы контроля, построенные по этому способу, более информативными. Они позволяют обнаружить не только дефекты материала, но и не­равномерность его свойств, геометрические отклонения и т. д. Такие схемы контроля легко согласуются с системами автоматической об­работки измерительной информации и с автоматизированными сис­темами управления технологическими процессами.

Способы возбуждения полей могут быть различными. Для ферро­магнитных сталей широко применяются магнитные (магнитостатичес­
кие) методы. Для токопроводящих иеферро. магнптных п магнитных материалов применяются электромагнитные (вихретоковые) методы. При первом методе над поверхностью изделия возникает поле рассе­ивания, которое обнаруживается скоплением металлического магнит­ного порошка, предварительно нанесенного на поверхность намагни­ченной детали.

Ферромагнитный порошок наносят в виде суспензии е керосином, маслом, мыльным раствором пли в виде магнитного аэрозоля. Под дей­ствием втягивающей (пондеромоторной) силы магнитных полей рас­сеянные частицы порошка перемешаются по поверхности детали п скап­ливаются в виде валиков над дефектами; форма этих скоплении принимает очертания выявляемых дефектов,

Предельная чувствительность метода ограничена дефектами с рас­крытием >2 мкм и глубиной >20 мкм. При этом поверхностные дефек­ты обнаруживаются лучше, чем подповерхностные (глубина залегания дефектов при достаточной чувствительности метода составляет 100 мкм). Метод достаточно универсален и прост в исполнении.

В качестве материала для изготовления порошков в основном ис­пользуют мелко перемолотую закись-окись железа (Fe,0.) е размером частиц 5,0... 10,0 мкм. Применяют также часто железную окалину, полу­чаемую при ковке или прокалке, и стальные опилки, получаемые при шлифовке стальных изделий. После измельчения в шаровых мельни­цах и прогрева из них получают ферромагнт ную пудру. Для приготов­ления магнитных суспензий чаще всего применяют масляно-керосино­вые смеси.

При контроле изделие намагничивают (способов намагничивания много) и на его поверхность наносят магнитную суспензию. В дефекте происходит локализация поля, и металлические частицы затаскивают­ся в район дефекта, где концентрация магнитных линий высока; над дефектом образуется валик из порошковых частиц. При этом. методе контроля применяют два способа - приложения поля и остаточной на­магниченности. Для намагничивания изделий используют постоянный выпрямленный одно - и двухполупериодный импульсный и переменный ток. а также постоянные магниты.

Изделие намагничивают, пропуская через него гок (непосред­ственно или через проводник, помещенный в изделии), или путем полюсного намагничивания с помощью электромагнитов (постоян­ных магнитов) пли соленоидов. Возможна комбинация этих видов намагничивания. Напряженность па. мапшчивакицего ноля опреде­ляется заданно!! чувствительностью контроля, которая характеризу­ется размерами (ширимой, глубиной и длиной), поверхностью

з. чь

линейного дефекта в иоле рассеивания, величина которого состав­ляет <0.2 мм.

Одной из разновидностей магнитных методов контроля является маг­нитографический метод. Сущность его заключается в намагничивании контролируемой) участка сварного шва и ЗТВ с одновременной записью магнитного поля на предварительно размагниченную магнитную пленку и последующим считыванием с полученной на ленте магнитограммы с помощью специальных воспроизводящих устройств магнитографичес­ких дефектоскопов.

Таким методом контроля хорошо выявляются протяженные дефек­ты (трещины, непровары, цепочки и скопления пор и шлаковых вклю­чений), с преимущественной ориентацией поперек магнитного потока при намагничивании. Гораздо хуже выявляются одиночные газовые и шлаковые включения, особенно имеющие округлую форму.

Токовихревой контроль (ТВК) (электромагнитный или индукцион­ный) основан на изменении электромагнитного поля вихревых токов в электропроводящих материалах в районе поверхностного дефекта. Ана-

лиз этого изменения позволяет классифицировать дефект. Катушка преобразователя, помещенная у поверхности изделия, воздействуя элек­тромагнитным полем, образует вихревые токи, текущие в поверхност­ном слое изделия но замкнутому контуру. Возникшее при этом элект­ромагнитное поле вихревых токов наводит в катушке преобразователя ЭДС; регистрируя ее, .можно получать информацию о свойствах повер­хности контролируемого объекта.

Глубина контроля зависит от частоты электромагнитных колебании, электромагнитных характеристик металла и других причин (формы катушки и поверхности изделия) и колеблется от долей миллиметра до

1.0. ..3.0 мм. Чувствительность ТВ К зависит от ряда факторов; в лучшем случае выявляются трещины глубиной 0,1.„О,2 мм протяженностью

1.0. ..2.0 мм.

Одним из преимуществ контроля является возможность его авто­матизации и проведения процесса контроля с большой скоростью. Ка­тушки преобразователей для контроля могут быть проходные и наклад­ные (рис. 12.10).

Способ ТВК применяют в том случае, когда другие методы не обес­печивают выявления дефектов (контроль сплошности сварочной про­волоки, внутренней поверхности поковок и труб).