» » » Магнітний, звуковий і інші способи контролю зварних з'єднань

Магнітний, звуковий і інші способи контролю зварних з'єднань

Способи магнітного контролю зварних виробів. З різних способів магнітного контролю для зварних виробів деякий застосування знайшли метод магнітних порошків і індукційний метод. Якщо намагнітити виріб (рис. 1) і на шляху потоку розташувати дефектну ділянку зі зниженою магнітною проникністю, то він викличе місцеве спотворення потоку розсіювання у поверхні металу. місцевий потік розсіювання створить у країв дефекту місцеві магнітні полюси, північний - біля виходу силових ліній з металу в повітрі і південний - біля входу ліній з повітря в метал.

Магнітний, звуковий і інші способи контролю зварних з'єднань

Мал. 1. Розподіл магнітного потоку в виробі: а - зварений шов без дефектів; б - тріщина в зварному шві

Магнітні полюси можуть бути виявлені, наприклад, по тяжінню дрібних феромагнітних частинок. Якщо взяти тонкий порошок феромагнітного матеріалу, наприклад заліза або магнітних оксидів заліза, і насипати його на поверхню виробу, то розподіл порошку буде нерівномірним, - у дефектів (рис. 2) утворюється місцеве скупчення. Як порошку зазвичай застосовуються магнітні оксиди заліза. З різних оксидів заліза найбільш магнітна закис-окис Fe304.

Порошок для магнітного контролю отримують нагріванням слабомагнітной окису заліза Fe203 в відновлювальної атмосфері; в міру відібрання кисню колір окису стає все більш темним, переходячи від темно-червоного до чорного, а магнітні властивості посилюються. Залежно від ступеня відновлення можна отримати порошки з різними властивостями. В якості вихідного матеріалу для магнітних порошків часто використовують крокус - дуже тонкий порошок окису заліза, застосовуваний для полірування металів. В даний час на заводах найчастіше застосовують простий і дешевий у виготовленні магнітний порошок, запропонований С. Т. Назаровим. Порошок є тонкоразмолотую в кульової млині залізну окалину, що виникає на поверхні стали при гарячій обробці.

Магнітний, звуковий і інші способи контролю зварних з'єднань

Мал. 2. Скупчення магнітного порошку

Для поліпшення рухливості частинок часто застосовують суспензію з магнітного порошку, збовтати в легкому мінеральному маслі або гасі; відповідно розрізняють сухий і мокрий методи контролю магнітними порошками.

Вироби можна намагнічувати електромагнітами або, що простіше і зручніше, шляхом обмотки вироби гнучким проводом, за яким пропускається електричний струм, переважно постійний. Практично таким шляхом можна намагнічувати виріб будь-яких розмірів, наприклад паровий котел, станину великої машини і т. Д. Досвід показує, що для магнітного контролю обмотка в 1000 ампер-витків достатня для намагнічування вироби будь-якого розміру. При харчуванні обмотки постійним струмом від зварювального генератора силою 200 а для намагнічування вироби будь-яких розмірів достатня обмотка з п'яти витків дроту. Методом контролю магнітними порошками можуть бути виявлені дрібні тріщини, погано виявляються зовнішнім оглядом без магнітного порошку, особливо тріщини в зоні впливу на сталях, чутливих до термообробки. Можуть бути виявлені також внутрішні дефекти, що лежать на поверхні. Дефекти, що лежать на глибині більше 5-6 мм, методом магнітних порошків, як правило, не виявляються.

При дугового зварювання вироби намагнічуються зварювальним струмом і зберігають часто досить сильне залишкове намагнічування, придатне для контролю магнітними порошками. Наліт на поверхні виробу, що утворюється при дугового зварювання, складається з найдрібніших частинок оксидів заліза, що володіють достатніми магнітними властивостями для контролю. Часто можна спостерігати, що наліт нагромаджується у тріщин і інших дефектів, роблячи їх більш помітними. Тому вироби, виготовлені з сталей, схильних до утворення тріщин, рекомендується переглядати після закінчення дугового зварювання, до очищення швів і видалення нальоту, утвореного зварюванням.

Магнітний, звуковий і інші способи контролю зварних з'єднань

Мал. 3. Принципова схема дефектоскопа

Магнітний, звуковий і інші способи контролю зварних з'єднань

Мал. 4. Вихрові струми в металі

З електромагнітних приладів індукційного типу для контролю зварних швів в Радянському Союзі відомий і знаходить деякий промислове застосування електромагнітний дефектоскоп системи К. К. Хренова і С. Т. Назарова (рис. 3). На контрольоване виріб встановлюють електромагніт змінного струму, що створює змінний магнітний потік в металі вироби. Цей потік викликає в металі вироби (рис. 4) систему змінних вихрових струмів, які, в свою чергу, створюють змінні потоки розсіювання у поверхні виробу. При однорідному суцільному металі, без включень і дефектів, щільність вихрових струмів і потоків розсіювання плавно зменшується в міру віддалення від намагнічує електромагніту. Наявність дефекту викликає місцеве спотворення розподілу вихрових струмів і потоків розсіювання. розподіл потоків розсіювання у поверхні виробу досліджується шукачем, що представляє собою невелику індукційну котушку із залізним сердечником, закриту товстостінним екраном з міді або алюмінію, що створює корпус шукача (рис. 5).

Створена в котушці шукача потоками розсіювання е. д. з. подається на вхід лампового підсилювача, а звідти на індикатор, яким може служити телефонна трубка, гальванометр або електронна лампа (магічний очей). при відсутності дефектів переміщення шукача викликає плавне зміна показань індикатора. Дефект виявляється різким, стрибкоподібним зміною показань індикатора, - в телефоні чується клацання, на гальванометрі відбувається покидьок стрілки, на лампі з'являється зімкнутий темний сектор. Таким способом можуть бути виявлені не тільки поверхневі дефекти, але і дефекти на досить значній глибині (до 20-25 мм).

Загальним для всіх магнітних приладів .недостатком є відсутність однозначного зв'язку між показаннями приладу і розмірами і ступенем небезпеки дефекту. Прилад вимірює НЕ дефект, а спотворення магнітного поля, викликане дефектом. Спотворення магнітного поля, яке викликається дефектом, залежить не тільки від розмірів дефекту, але і від його положення і обрисів. Витягнутий дефект, розташований поперек потоку, викликає більшу спотворення, ніж той же дефект при розташуванні уздовж потоку. При намагнічуванні вироби магнітний потік слід розташовувати по можливості перпендикулярно найбільшим розміром передбачуваних дефектів. Дефект з округленими обрисами дає меншу спотворення, ніж дефект з гострими краями. Особливо добре виявляються непровари і тріщини. Спотворення поля швидко слабшає зі збільшенням глибини залягання дефекту. Тому електромагнітний дефектоскоп придатний лише для якісного виявлення дефектів, без їх кількісної оцінки.

На заводах дефектоскопи, застосовують наприклад, для попереднього виявлення місць зварного шва, що підлягають рент-генографірованію. Контролер обстежує зварні шви дефектоскопом зі швидкістю 25-30 м /ч, відзначаючи крейдою місця, де дефектоскоп вказав на наявність дефектів. З зазначених місць знімають рентгенограми для встановлення точного характеру і розміру дефектів. Дефектоскоп принципово придатний для контролю і немагнітних металів, так як в них може бути створена система вихрових струмів електромагнітом змінного струму.

Магнітний, звуковий і інші способи контролю зварних з'єднань

Мал. 5. Шукач дефектоскопа:
1 - корпус-екран шукача; г - залізний сердечник; 3 - вишукувальних котушка

В даний час в індукційний спосіб внесені поліпшення: намагнічує електромагніт харчується від лампового генератора, що може давати змінний струм різної частоти; для кожного випадку контролю підбирається частота, що дає кращі результати.

Звуковий, або акустичний контроль зварювання. Звукові коливання, що виникають, наприклад, при легкому ударі по металу, змінюються і порушуються при наявності дефектів в металі. Тому принципово можливе виявлення дефектів в зварних швах по звуку, що виникає при нанесенні легкого удару в.о. металу. Для поліпшення чутності може застосовуватися стетоскоп, аналогічний медичному. Звук, що сприймається мікрофоном, можна також вислуховувати по телефону або репродуктора, з'єднаному з мікрофоном через ламповий підсилювач. Поки звуковий, або акустичний метод контролю зварних швів мало розроблений і рідко застосовується на практиці.

На велосипедних заводах застосовується звуковий метод контролю якості зварювання обода велосипедного колеса. Зварений обід вішають на дерев'яний кілок, і по обіду наносять легкий удар дерев'яною паличкою. Дефекти зварювання виявляються по глухому тону звуку, - якісна зварювання характеризується чистим звуком високого тону.

Значне промислове використання для контролю зварювання отримав ультразвук. Контроль зварних виробів ультразвуком ускладнюється малими розмірами дефектів зварних швів; однак і в цій області досягнуті практичні результати і створені апарати, придатні для промислового застосування; в них використовується ультразвук з частотою 1-5 мгц. Контроль ультразвуком заснований на малій проникності для ультразвуку неметалевих включень в порівнянні із суцільним металом і відображенні ультразвуку від поверхні розділу різнорідних середовищ.

Ультразвук створюється п'єзоелектричним генератором, в якому джерелом механічних коливань служить кварцова пластина, яка змінює розміри, т. Е. Стискає при накладенні електричного поля. Подаючи на випромінює кварцову пластину змінний струм високої частоти, можна викликати в ній механічні коливання тієї ж частоти. Отримані коливання направляються в зварений шов, доходять до протилежного боку металу і відбиваються від його поверхні назад в глиб металу. Якщо ультразвуковий промінь зустріне на своєму шляху неметалевої включення, то він відіб'ється й відійде. Відбитий промінь вловлюється шукачем - прийомним кварцом, по влаштуванню аналогічним випромінює кварцу, але чинним в зворотному напрямку. У шукачі ультразвук перетворюється в електричну енергію. Струм від шукача після відповідного перетворення і посилення подається на електроннопроменеву трубку і дає сигнал на що світиться екрані, за яким можна встановити наявність і приблизне місце розташування дефекту.

Сучасні ультразвукові установки працюють за принципом радіолокації: основне випромінювання подається короткими імпульсами основного випромінювання. В даний час ультразвукові дефектоскопи швидко удосконалюються і ультразвуковий метод контролю зварних з'єднань займає одне з перших місць по зручності і надійності контролю.

З інших методів заслуговує на згадку люмінесцентний метод контролю, що застосовується, наприклад, для виявлення тонких поверхневих тріщин. Виріб занурюють в суміш мінерального масла з гасом, потім висушують тирсою і посипають тонким порошком окису магнію. Надлишок окису магнію видаляють, і вона залишається лише в тонких тріщинах, що ввібрав мінеральне масло. Після цього виріб висвітлюють ультрафіолетовими променями від кварцової лампи через світлофільтр, який поглинає видимі світлові промені. При цьому оксид магнію, просочена мінеральним маслом, флуоресціює яскравим жовто-зеленим кольором. Тріщини на поверхні виробу, що знаходиться в затемненій камері, виявляються у вигляді яскраво світяться зиґзаґоподібних ліній.

При тепловому методі контролю одну сторону вироби нагрівають, а на іншу сторону наносять фарбу, яка міняє колір при нагріванні (термокраску). Дефекти, розташовані на шляху теплового потоку, уповільнюють його поширення та порушують рівномірність його розподілу. Спостерігаючи за змінами кольору шару термофарби, в деяких випадках можна виявити включення і розшарування в металі і т. П. Цей метод контролю знаходиться ще в стадії лабораторних досліджень.



Схожі публікації по темі: