2 Рентгеновский контроль

Метод просвечивания рентгеновскими лучами основан на ослаблении интенсивности рентгеновского излучения при прохождении его через вещество. Рентгеновские лучи представляют собой высокочастотные электромагнитные колебания, которые возникают при взаимодействии электронов, ускоренных в электрическом поле, с атомами вещества. Рентгеновское излучение, проходя через толщу материала детали и взаимодействуя с его атомами, несут различную информацию о внутреннем строении вещества и наличии скрытых дефектов внутри контролируемых объектов.

Наиболее широко в промышленности применяется рентгеноскопический метод, основанный на наблюдении изображения просвечиваемого металла на флуороскопическом (светящемся) экране. Рентгеноскопический метод позволяет определять нарушение сплошности металла непосредственно в процессе просвечивания.

Явление люминесценции флуоресцирующих экранов под действием рентгеновского излучения используется в рентгеноскопии для преобразования невидимого рентгеновского изображения просвечиваемого материала в видимое. Свечение флуоресцирующих экранов обусловлено той частью падающих рентгеновских лучей, которая поглощается флуоресцирующим слоем и зависит от энергии излучения, состава флуоресцирующего слоя и его толщины.

Одним из видов флуоресцирующих экранов, в зависимости от их световых свойств, являются флуороскопические экраны, которые используют для получения оптического изображения, которое наблюдается непосредственно или через оптическую систему. На флуороскопическом экране образуется изображение. Различным интенсивностям потока рентгеновских лучей отвечает соответствующая яркость свечения участков экрана, при этом, чем больше поглощение излучения в исследуемом материале, тем меньше яркость свечения экрана в месте проекции этого участка материала.

3 Магнитопорошковый контроль

В намагниченной детали в зоне нарушения сплошности (дефекта) происходит перераспределение магнитного потока, в результате чего часть его выходит на поверхность (магнитный поток дефекта). При магнитопорошковом контроле на деталь наносят суспензию со взвешенными частицами ферромагнитного порошка (или обрабатывают воздушной взвесью таких частиц). При этом близлежащие частицы притягиваются к дефектным местам и образуют видимые невооруженным глазом валики порошка, так как ширина этих валиков в несколько раз больше, чем ширина раскрытия дефектов.

По характеру оседания порошка (форме и размерам валиков) можно судить о протяженности дефектов, а в ряде случаев и о типе этих дефектов.

Магнитопорошковый метод позволяет обнаруживать тонкие, невидимые глазом, поверхностные дефекты материала типа трещин (закалочных, сварочных, шлифовочных, усталостных, штамповочных, литейных и др.), волосовин, флокенов, закатов, заковов, надрывов, рихтовочных трещин, некоторых видов расслоений и др.

Дефекты могут обнаруживаться также под слоем немагнитных покрытий (хром, кадмий, краска и др.). До толщин порядка 20 мкм наличие покрытий практически не влияет на выявляемость дефектов, однако при повышении толщины покрытий выявляемость ухудшается и при толщинах от 100 до 150 мкм, даже при специальных режимах намагничивания, могут быть выявлены только грубые дефекты.

Магнитопорошковым методом могут обнаруживаться и внутренние, близко расположенные к поверхности дефекты, однако выявляемость таких дефектов резко ухудшается по мере увеличения глубины их залегания.

Чувствительность магнитопорошкового метода контроля определяется размерами минимальных надежно выявляемых дефектов.

Наиболее широко используются в практике магнитопорошкового контроля уровни условной чувствительности 2,5; 10; 25, названные соответственно уровнями А, Б, В.

Магнитопорошковый метод контроля предусматривает следующие технологические операции: подготовка детали к контролю, намагничивание деталей, нанесение суспензии магнитного порошка на контролируемую поверхность, осмотр деталей, оценка результатов контроля, размагничивание деталей.

Детали, подвергаемые магнитному контролю, должны быть очищены от пыли, грязи, окалины и других загрязнений. Если поверхность детали темная и черный магнитный порошок на ней плохо виден, то деталь иногда покрывают тонким просвечивающим слоем белой краски (обычно нитролаком).

Для выявления внутренних дефектов применяют постоянный и импульсный ток.

В практике магнитопорошковой дефектоскопии используются три вида намагничивания: циркулярное, продольное (или полюсное) и комбинированное.

Циркулярное намагничивание осуществляется путем пропускания тока через деталь или стержень, проходящий через сквозное отверстие детали. Магнитное поле, создаваемое током, образует в контролируемой детали циркулярный магнитный поток, основная часть которого замкнута в теле детали.

При циркулярном намагничивании лучше обнаруживаются дефекты, ориентированные вдоль направления пропускания тока. Дефекты, ориентированные перпендикулярно току, могут быть не обнаружены.

На рисунке 3.1 изображены схемы циркулярного намагничивания (стрелками показано направление магнитного потока).

Рисунок 3.1 Схемы циркулярного намагничивания деталей

Продольное (полюсное) намагничивание осуществляется с помощью соленоидов, электромагнитов или (реже) постоянных магнитов.

При продольном намагничивании магнитный поток не замыкается в теле детали, а выходит через концевые или другие выступающие части детали наружу.

При продольном намагничивании лучше обнаруживаются поперечные дефекты, в то время как продольные дефекты могут быть не обнаружены.

На рисунке 3.2 изображены схемы продольного намагничивания.

Рисунок 3.2 Схемы продольного намагничивания деталей

При комбинированном намагничивании направление магнитного потока в контролируемых деталях непрерывно меняется, поочередно достигая в течение одного периода максимумов то в поперечном, то в продольном направлениях. При этом в течение периода создаются оптимальные условия для обнаружения дефектов вначале продольного, затем поперечного направлений. При таком способе появляется возможность одновременного обнаружения различно ориентированных дефектов. При комбинированном намагничивании контроль проводится в режиме приложенного поля. Один из вариантов комбинированного намагничивания показан на рисунке 3.3.

Рисунок 3.3 Пример комбинированного намагничивания детали

Применяются два способа магнитного контроля:

- способ приложенного поля (СПП) (применяется для магнитомягких сплавов и для крупногабаритных деталей);

- способ остаточной намагниченности (СОН).

При контроле СПП операции намагничивания объекта контроля и нанесения суспензии выполняются одновременно. При этом рисунки выявляемых дефектов образуются в процессе намагничивания. Намагничивание прекращают после стекания с контролируемой поверхности основной массы суспензии, когда уже нет видимого глазом движения жидкости. Осмотр контролируемой поверхности проводят после прекращения намагничивания.

При контроле СОН объект контроля предварительно намагничивают, а затем, после снятия намагничивающего поля, на его поверхность наносят суспензию магнитного порошка. Промежуток времени между указанными выше операциями должен быть не более часа. Осмотр контролируемой поверхности проводят после стекания основной массы суспензии.

Наиболее распространенным способом нанесения порошка на контролируемую поверхность является способ магнитной суспензии. Суспензия для магнитопорошкового контроля представляет собой взвесь магнитного порошка в жидкой дисперсионной среде.

Обработка проводится либо путем полива детали суспензией до полной смачиваемости контролируемой поверхности, либо путем окунания ее в ванну с хорошо перемешанной суспензией на 20 – 60 секунд.

Осмотр деталей, как правило, проводится невооруженным глазом. В сомнительных случаях могут быть применены оптические приборы. Осмотр внутренних полостей, при необходимости, проводится с помощью специальных устройств, например, авиаскопов.

Осаждение магнитного порошка при магнитопорошковом контроле может происходить как в местах, имеющих несплошность материала, так и в местах, где несплошность материала отсутствует (структурная неоднородность – карбидная, аустенитная, ферритная и т.п.). Во втором случае происходит осаждение порошка по, так называемым, ложным дефектам (ложное осаждение).

Все детали, прошедшие магнитопорошковый контроль и признанные годными по результатам этого контроля, должны быть подвергнуты размагничиванию. Размагничивание деталей проводится в камерах для размагничивания, соленоидах либо в дефектоскопах.

Вывод

Приведенный краткий обзор позволяет сделать вывод, что для контроля металлов и металлоизделий имеется достаточный арсенал методов и средств неразрушающего контроля.

Метода, который бы мог обнаружить, самые разнообразные по характеру дефекты нет. Каждый из них может быть использован наиболее эффективно для обнаружения определенных дефектов. Поэтому для контроля деталей ответственного назначения применяют два или несколько различных методов.

Применение комплексного контроля изделий в условиях производства и эксплуатации позволит повысить качество и надежность техники. Систематическое проведение НК на различных этапах технологического процесса и статистическая обработка результатов этих испытаний позволят устанавливать и устранять причины брака. При этом контроль становится активным методом корректировки технологического процесса.