1.2 Дефекты, возникающие в контролируемых зонах объекта

Магнитопорошковый метод контроля предназначен для выявления поверхностных и подповерхностных нарушений сплошности: трещин, волосовин, непроваров сварных соединений, флокенов, закатов надрывов, неметаллических включений и т.д. Метод может быть использован для дефектоскопии объектов с немагнитными покрытиями. В процессе контроля выявляются дефекты сплошности шириной не менее 0,001 мм, глубиной 0,01 мм и длиной 0,5 мм и более. Увеличение протяженности дефекта не приводит к улучшению его выявляемости. При постоянной ширине лучше обнаруживаются трещины большей глубины.

Могут быть обнаружены и достаточно крупные нарушения сплошности металла (непровары, поры, шлаковые включения и др. величиной не менее 1,5…3 мм), расположенные на глубине до 5…6 мм от поверхности. Лучше всего выявляются трещины, ориентированные под углом 90⁰ к направлению намагничивающего поля. Чем меньше , тем хуже обнаруживаются протяженные дефекты.

Угол  наклона плоских дефектов к контролируемой поверхности практически не влияет на выявляемость, если  не меньше 45⁰. При меньших углах дефекты выявляются хуже, а если ^, то дефекты выявляются ненадежно или вообще не обнаруживаются.

Дефекты округлой формы создают слабые магнитные поля при контроле и обнаруживаются слабо.[1]

1.3 Обоснование выбора метода контроля

Для того, чтобы выбрать метод неразрушающего контроля, нужно знать характер дефекта и его ориентацию, физические свойства материала объекта контроля, форму и размеры объекта контроля, условия контроля.

Существует несколько методов магнитного вида контроля: магнитопорошковый, магнитографический, феррозондовый.

Магнитопорошковый метод основан на обнаружении магнитных полей рассеяния над дефектами с помощью ферромагнитных частиц. Магнитопорошковой дефектоскопии подвергаются исключительно ферромагнитные материалы: некоторые стали, никель, кобальт, гадолиний и ряд сплавов. Данный метод в основном используют для обнаружения поверхностных и подповерхностных трещин в ферромагнитных объектах. Метод позволяет получить наглядную картину расположения дефектов, но требует трудоемкой зачистки контролируемого изделия и сопряжен с использованием магнитной суспензии.

При правильной технологии контроля деталей магнитопорошковым методом обнаруживаются трещины усталости и другие несплошности на начальной стадии их появления, когда обнаружить их без специальных средств невозможно. Этим методом могут быть обнаружены поверхностные микротрещины раскрытием 1 мкм и более, глубиной от 10 мкм и более. Лучше всего выявляются трещины, ориентированные под углом 90⁰ к направлению намагничивающего поля. Чем меньше угол, тем хуже обнаруживаются протяженные дефекты.

Угол наклона плоских дефектов к контролируемой поверхности практически не влияет на выявляемость, если он не меньше 45⁰. При меньших углах дефекты выявляются хуже, а если угол менее ^, то дефекты выявляются ненадежно или вообще не обнаруживаются. Дефекты округлой формы создают слабые магнитные поля при контроле и обнаруживаются слабо.

Из того, что магнитопорошковый контроль позволяет обнаружить мелкие нарушения сплошности, следует, что его осложняют все неоднородности ОК, как магнитные, так и геометрические [2].

Магнитографический метод контроля основан на записи магнитных полей рассеяния на магнитную ленту и последующем считывании и расшифровке этой записи. Метод характеризуется высокой производительностью, наглядностью и экономичностью, не требует предварительной зачистки поверхности контролируемого изделия. Запись на магнитную ленту дает возможность документирования. К тому же метод относится к магнитному виду контроля, который имеет самую высокую чувствительность при обнаружении поверхностных и подповерхностных дефектов, которые являются концентраторами напряжения, то есть наиболее опасными с точки зрения надежности изделия. Также магнитографический метод контроля является безопасным для обслуживающего персонала [2].

Феррозондовый, как и магнитопорошковый метод, основан на регистрации поля рассеяния. С помощью феррозонда напряженность магнитного поля преобразуется в электрический сигнал, что позволяет исключить трудоемкую операцию осмотра детали и автоматизировать процесс обработки результатов контроля. Поскольку преобразователь находится на некотором расстоянии от поверхности ОК, чувствительность здесь меньше, чем в магнитопорошковом методе. Удаление преобразователя от контролируемой поверхности позволяет осуществлять сканирование поверхности с большими скоростями, исключая опасность повреждения преобразователя.

В настоящее время основное применение феррозондовые дефектоскопы нашли для контроля линейно протяженных объектов – труб и рельсов. Однако применимость метода ограничивает наличие валика усиления, который затрудняет сканировать феррозондом и не позволяет сохранять постоянным зазор между поверхностью шва и феррозонда [2].

Таким образом, анализ методов НК показал, феррозондовый метод имеет невысокую чувствительность и используется в настоящее время для контроля протяженных объектов, поэтому его также нецелесообразно использовать. В силу того, что контролируемым объектом является вал диаметром 25 мм и дефекты могут располагаться в любой его части, не имеет смысла использовать и магнитографический метод.

Для нас наиболее целесообразным будет использование магнитопорошкового метода. Он имеет достаточно высокую чувствительность и обладает хорошей наглядностью результатов контроля.

Определим максимальную относительную магнитную проницаемость _r материала вала. С этой целью строим основную кривую намагничивания материала, проводим касательную к ней через начало координат. Кривая намагничивания представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Кривая намагничивания материала изделия

Магнитные характеристики материала:

Так как положение точки касания определить сложно, то определим ее абсциссу как , а по кривой намагничивания – ее ординату Тогда:

(1)

Если _{r max} < 40, то производить магнитопорошковый контроль в соответствии с ГОСТ 21105-87 нельзя. В нашем случае _r > 40, что подтверждает возможность разработки методики контроля в соответствии с ГОСТ 21105-87.