Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра Ι
Кафедра «Электрическая тяга»
Лабораторная работа №1.
Выполнил:
ЭТ-002
Недобой Д. А.
Проверил:
к.т.н., доцент Зеленченко А. П.
Санкт-Петербург
2014
Общие сведения
В процессе эксплуатации детали механической части электрического подвижного состава подвергаются износу, в результате чего изменяются геометрические размеры деталей, появляются трещины в материале, развитие которых приводит к излому деталей.
Для предотвращения аварий и крушений при ремонте тягового подвижного состава используется система методов неразрушающего контроля, целью которой является обнаружение поверхностных и подповерхностных трещин в деталях на стадии их зарождения.
В последние годы методы неразрушающего контроля значительно усовершенствовались, в локомотивных депо появились новые технические средства, существенно расширяющие возможности ремонтного персонала по обнаружению дефектов деталей.
На рис. 1 приведена классификация электромагнитных методов неразрушающего контроля, применяемых в промышленности и на транспорте.
Магнитопорошковый метод основан на притяжении частиц магнитного порошка магнитными полями рассеяния, возникающими над дефектами в намагниченных деталях. Появление полей рассеяния обусловлено тем, что полости дефектов типа несплошности материалов по сравнению с бездефектной сталью примерно в 800 раз хуже проводят магнитный поток, который впоследствии огибает полости дефектов, частично выходя на поверхность деталей. В качестве индикатора магнитных полей рассеяния используют мелкодисперсный магнитный порошок (в сухом виде или в виде суспензии в водной либо органической среде). Магнитный порошок образует над дефектами индикаторные рисунки, которые обнаруживает и анализирует дефектоскопист. По виду валика осевшего порошка судят о наличии дефекта, его протяжённости и характере и принимают решение о браковке или ремонте деталей.
Феррозондовый метод обнаружения дефектов сводится к обнаружению статических магнитных полей рассеяния, вызванных поверхностными и подповерхностными дефектами (нарушениями сплошности материала) в намагниченных деталях, заготовках и готовых ферромагнитных изделиях, в том числе и сварных конструкциях.
Рис. 1. Классификация электромагнитных методов неразрушающего контроля
Широкое применение в неразрушающем контроле нашел метод коэрцитиметрии.
К структурочувствительным магнитным свойствам относятся: начальная и максимальная магнитные проницаемости; остаточная магнитная индукция; коэрцитивная сила и другие. Однако наибольшее применение в неразрушающем контроле структуры и механических свойств деталей и изделий из ферромагнитных материалов получила коэрцитивная сила Нс. Высокая чувствительность к изменению структуры и химического состава, простота измерения в производственных условиях позволила её использовать для решения широкого круга задач неразрушающего контроля.
Считается перспективным метод контроля, основанный на эффекте Баркгаузена. Суть эффекта состоит в ступенчатом (скачкообразном) изменении намагниченности ферромагнетика, помещённого во внешнее магнитное поле. Эффект Баркгаузена является чувствительным индикатором, определяющим изменения структурного и напряжённого состояния ферромагнетика, и может быть использован при неразрушающем контроле в условиях локомотивного депо.
Для оценки параметров потока скачков Баркгаузена применяются различные модификации структуроскопов.
Структуроскоп состоит из двух основных частей: электромагнитного преобразователя (датчика) и электронного блока. Датчик включает в себя катушки перемагничивания и считывания, намотанные на ферромагнитный сердечник. Электронный блок преобразует выходной сигнал датчика и отображает полученную информацию на дисплее.
В последние годы в депо появились вихретоковые дефектоскопы. Вихретоковый метод неразрушающего контроля подробно рассмотрен ниже.
На рис. 2 изображена структурная схема, иллюстрирующая возможности электромагнитных методов.
Рис. 2. Контролирующие функции электромагнитных методов неразрушающего контроля.