25 Трибодиагностика
Определение технического состояния ОК по степени его износа.
Износ определяется
По изменению линейных размеров ОК или объему износу
По изменению веса (массы) ОК или частиц износа
4 стадии износа
Приработка, когда изменяются микро и макроструктуры пов-тей и место уменьшения скорости износа
Нормальный износ, когда можно применить линейную связь между значением износа и временем
Прогрессивный износ, когда имеет место возрастание скорости износа
Основными факторами, влияющими на значение нормального износа, является удельное давление и относительная скорость движения трущихся деталей.
Ферромагнитный
Отбор частиц с помощью магнита или фильтра
Распределение в магнитном поле размерам
Определение массы по группам близкими размерами
(+) простота
(-) только ферромагнитные материалы
Оптический метод
Отбор проб, промывка и описание. По качеству, форме и цвету судят о происходящих процессах
(+) исследование деталей
Определение материала
Производится спиральным способом
Он требует очистки частиц износа от масла, что затруднительно
Датчики контроля продуктов износа в потоке:
Датчик наличия стружки в масле
Датчик определения числа и массы ферромагнитных частиц
Датчик определения числа и массы токопроводящих частиц
В потоке массы участок с магнитным полем, ферромагнитные частицы соединяясь друг с другом образуют цепь, по которой проходит ток, время и расстояние можно судить о скорости износа.
(+) простота конструкции
(-) не учет размера и ориентации частиц
Учет только ферромагнитных частиц.
Магнитно – индукционный датчик
Постоянный магнит создает поле и при движении магнитной частицы в обмотке создается поле пропорциональное размеру частицы. По количеству замеров и созлаваемому полю судит о скорости износа
Замер только магнитных частиц
Играет значение форма частицы и ее вектор скорости
В контуре созается переменное магнитное поле при движении в нем частицы она создает магнитное поле улавливаемое датчиком
Снижается зависимость от скорости, но но форма играет роль
26 Магнитный неразрушающий контроль, принципы проведения и области применения
С помощью магнитных методов можно осуществить контроль:
Размеров(толщин изделий)
Сплошности (дефектоскопия)
Структуры и механических свойств.
Магнитные методы не требуют обязательного участия в контрольных операциях человека, за исключением только магнитопорошкового. В остальных методах первичная информация получается в в идее электрических сигналов, что упрощает контроль.
Методы магнитопорошкового и магнитографического контроля обнаружения несплошностей являются контактными, при остальных методах бесконтактно (хотя и на достаточно близких расстояниях от поверхности). В большинстве случаев наличие жидкости мало влияет на результаты контроля.
Магнитные методы применяются на ферромагнитных материалах для обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов.
Основные понятия
Магнитное поле – силовое поле движущихся электрических зарядов, пропорциональное значению этих зарядов и направленное нормально к направлению их движения
Силовые линии магнитного поля – линии, вдоль которых устанавливается магнитная стрелка в данной точке. Линии магнитного поля всегда замкнуты.
Напряженность магнитного поля H – векторная величина, характеризующая магнитное поле. В солиноде H=IN/L
Где I – ток, N – число витков, L – длина катушки.
Магнитная индукция B – векторная величина, храктеризующая магнитное поле и определяющая силу, действующуюся со стороны магнитного поля на движущуюся заряженную частицу (силу Лоренца в магнитном поле); B=Fл/qv где Fл – сила Лоренца, q – заряд частицы, v – скорость движения частицы.
Магнитные свойства веществ
Диамагнетик м<1 диамагнетик во внешнем магнитном поле намагничивается противоположно полю.( водород, азот, инертные газы, золото, ртуть, кремний, фосфор, дерево, мрамор, вода)
Парамагнетик м>1 в отсутсвие внешнего поля магнитные моменты хаотически разориентированы (М=0), при наложении поля они ориентирутся по его направлению, и парамагнетик приобретает намагниченность.
(кислород, литий, алюминий, натрий, платина, калий, молибден, цезий, рубидий, осмий, вольфрам, цирконий)
Ферромагнетик железо, никель, кобальт, редкоземельные металлы, тербий, гадолиний и т.д.
Магнитные толщиномеры
Магнитные толщиномеры предназначены для контроля толщины немагнитных (диэлектрических, и электропроводящих покрытий) на ферромагнитном основании.
По принципу действия все магнитные толщиномеры можно разделить на три группы:
Толщиномеры пондеромоторного действия;
Индукционные;
Магнитостатические.
Пондемоторный метод основан на регистрации силы отрыва постоянного магнита или сердечника электромагнита от поверхности изделия и на оценке толщины контролируемого покрытия по значению этой силы. В первом случае сила определяется при помощи пружинных динамометров, во втором – по изменению тока намагничивания.
Магнитные толщиномеры
Толщиномеры электромагнитные – применение в толщиномерах МТ-ДАЗ игольчатый сердечник уменьшает влияние свойств материала деталей на результаты измерений, а конусная намотка катушки электромагнита позволяет в значительной степени «спрямить» шкалу прибоа в диапазоне 0…30 мкм и повысить точность измерений
Другие толщиномеры с электромагнитами предназначены, главным образом, для лабораторных измерений толщин в диапазоне 0…200 мкм. У них выше точность измерений и возможность контроля покрытий на деталях с меньшими размерами и большей кривизной поверхности. Однако они уступают приборам первой группы по диапазону измеряемых толщин, простоте конструкции и удобству эксплуатации.
Индукционные толщиномеры – принцип их действия основан на измерении изменений магнитного сопротивления цепи, состоящей из ферромагнитной основы изделия измерительного преобразователя и немагнитного зазора между ними, соответсвующего толщине покрытия.
Индукционный измерительный преобразователь запитывается синусоидальным током. Частота тока как правило, не превышает 200 Гц
Измерительный преобразователь выполняют в виде одной или нескольких катушек, намотанных на удлиненном сердечнике из ферромагнитного материала.
Для уменьшения влияния перекосов преобразователя, наконечник сердечника выполняют в форме полусферы, что позволяет измерять толщину в пятне контроля площадью около 1 мм2. Краевой эффект проявляется на расстоянии от края детали 3..4 мм. Отклонение оси реобразователя от вертикали в пределах 10 не приводит к увеличению погрешности измерений.
Точностью измерений обычно 3% измеряемого значения
Процесс измерения в них идет практически непрерывно, что значительно его упрощает и ускоряет замеры.
Индукционный метод – пассивный, в катушке наводится ток при движении в магнитном поле пропорциональный параметрам поля.
Феррозондовый метод – активный создается в детекторе поле взаимодействующее с полем объекта контроля и изменения фиксируется датчиком.
Гальваномагнитные – под действием магнитного поля изменяется характеристика тока протекающего по датчику.
Магнито-порошковый индикатор
Ферромагнитный, тонкодисперстный порошок, распологающийся вдоль магнитных линий.
Ахроматичный- серого естественного цвета
Цветной- контрастных цветов
Люминисцентный- люменисцирующий в ультрафиолетовом излучении видимым индикаторным рисунком
Суспензия- жидкость с ферромагнитным порошком
Гуммированная паста- тягучая жидкость застывающая на воздухе.
Чувствительность МПМ определяется:
магнитными характеристиками материала ОК
Формой, размерами и шероховатостью ОК,
Напряженностью намагничивающего поля,
Местоположением и ориентацией дефектов,
Взаимной ориентацией намагничивающего поля и дефекта,
Свойствами дефектоскопического материала, способом его нанесения на объект контроля.
По ГОСТ 21105 магнитопорошковый метод контроля включает следующие технологические операции:
Подготовка к контролю
Намагничивание объекта контроля
Нанесение дефектоскопического материала на объект контроля
Осмотр контролируемой поверхности и регистрация индикаторных рисунков дефектов
Оценка результатов контроля
Размагничивание
Подготовка к контролю включает:
Очистку поверхности
Проверку качества дефектоскопических материалов
Создание необходимого освещения
Нанесение материала
Посыпанием
Пневматически
Кистью
Наливом
Шпателем
После проведения диагностики объекты контроля размагничиваются в переменном магнитном поле.
27 капилярный неразрушающий контроль контроль, принципы проведения и области применения
основан на капиллярном проникновении индикаторных жидкостей в полости поверхностных и сквозных несплошностей материала объектов контроля и регистрации образующихся индикаторных следов визуальным способом или с помощью преобразователя.
Капиллярные методы – методы преднозначены для любых материалов, позволяют определять поверхностные сквозные трещины, и требуется чистая пов-ть объекта контроля и дефектов.
Основные капиллярные методы контроля
Методы проникающих растворов – жидкостный метод капиллярного неразрушающего контроля, основанный на использовании в качестве проникющего вещ-ва одного индикаторного расвора.
Метод фильтрующихся суспензий – жидкостный метод капиллярного неразрушающего контроля основанный на использовании в качестве жидкого проникающего вещества индикаторной суспензии, которая образует индикаторный рисунок из отфильтрованноных частиц дисперсной фазы.
Капиллярные методы в зависимости от способа выявления индикаторного рисунка подразделяют на:
Люминисцентный – основанный на регистрации контраста люминисцирующего в ультрафиолетовом изучении видимого индикаторного рисунка на фоне пов-ти объекта контроля
Контрастный (цветной), основанный на иллюстрации контраста цветного в видимом излучении индикаторного рисунка на фоне пов-ти объекта контроля
Люминисцентно-цветной основанный на регистрации контраста цветного.
Вопрос №28
Вихретоковые методы
основаны на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте контроля.
Внешнее эл. магнитное поле возбуждается при прохождении синусоидального или импульсного тока.
Плотность вихревых токов в объекте зависит от геометрических и электромагнитных параметров объекта, а также от взаимного расположения генерирующего и измерительного вихревого токового преобразователя и объекта.
Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на катушки преобразователя, наводя в них ЭДС или изменяя их полное электрическое сопротивление.
В качестве преобразователя используют обычно индуктивные катушки (одну или несколько).
ПРЕИМУЩЕСТВА вихретокового контроля :
можно проводить без контакта преобразователя и объекта. (Расстоянеи от долей миллиметра до нескольких миллиметров). Поэтому можно вести контроль при высоких скоростях движения ОК.
получение первичной информации в виде электрических сигналов, бесконтактность и высокая производительность определяют широкие возможности автоматизации вихретокового контроля.
на сигналы преобразователя практически не влияют влажность, давление и загрязненность газовой среды, радиоактивные излучения, загрязнение поверхности объекта контроля непроводящими веществами.
Простота конструкции преобразователя.
В большинстве случаев катушки помещают в предохранительный корпус и заливают компаундами. Благодаря этому они устойчивы к механическим и атмосферным воздействиям, могут работать в агрессивных средах, в широком интервале температур и давлений.
Н
едостатки
вихретокового контроля :ВТМ основаны на возбуждении вихревых токов, а поэтому применяются в основном для контроля качества электропроводящих объектов: металлов, сплавов, графита, полупроводников.
Им свойственна малая глубина зоны контроля, определяемая глубиной проникновения электромагнитного поля в контролируемую среду.
Принципиальная схема вихретокового дефектоскопа
Обнаруживаемые дефекты
дефектоскопия с помощью ВТМ обнаруживают дефекты типа несплошностей, выходящих на поверхность или залегающих на небольшой глубине (в электропроводящих листах, прутках, трубах, проволоке, мелких деталях и т.д.), например разнообразные трещины, расслоения, закаты, плены, раковины, неметаллические включения и т.д.
При благоприятных условиях и малом влиянии мешающих факторов удается выявить трещины глубиной 0,1 ... 0,2 мм, протяженностью 1 ... 2 мм (при использовании накладного преобразователя) или протяженностью около 1 мм и глубиной 1 ... 5 % от диаметра контролируемой проволоки или прутка (при использовании преобразователя проходного).
ВТМ позволяют успешно решать задачи контроля размеров изделий. Этими методами измеряют диаметр проволоки, прутков и труб, толщину металлических листов и стенок труб при одностороннем доступе к объекту, толщину электропроводящих (например, гальванических) и диэлектрических (например, лакокрасочных) покрытий на электропроводящих основаниях, толщину слоев многослойных структур, содержащих электропроводящие слои. Измеряемые толщины могут изменяться в пределах от микрометров до десятков миллиметров. Для большинства приборов погрешность измерения 2 ... 5 %. Минимальная площадь зоны контроля может быть доведена до 1 мм2, что позволяет измерять толщину покрытия на малых объектах сложной конфигурации. С помощью ВТМ измеряют зазоры, перемещения и вибрации в машинах и механизмах.
Структурное состояние металлов и сплавов влияет на их электрические и магнитные характеристики. Поэтому возможно контролировать не только однородность химического состава, но и структуру металлов и сплавов, а также определять механические напряжения.
Широко применяют вихретоковые измерители удельной электрической проводимости и другие приборы для сортировки металлических материалов и графитов по маркам (по химическому составу).
С помощью вихретоковых приборов контролируют качество термической и химико-термической обработки деталей, состояние поверхностных слоев после механической обработки (шлифование, наклеп), обнаруживают остаточные механические напряжения, выявляют усталостные трещины в металлах на ранних стадиях их развития, обнаруживают наличие а-фазы и т.д.