ММК Спецтехнология ЛА 2013

10.1.7. магнитные, электромагнитные и электромагнитноакустические методы контроля.

Магнитные методы контроля основаны на регистрации магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектами, или на определении магнитных свойств контролируемых изделий. Магнитные методы контроля классифицируются по способам регистрации магнитных полей рассеяния или определения магнитных свойств контролируемых изделий .

Магнитопорошковый метод является одним из самых распространенных методов обнаружения дефектов типа нарушения сплошности металла. При благоприятных условиях этим методом можно обнаруживать трещины с шириной раскрытия от 1 мкм и протяженностью от 0,5 мм. Однако при контроле в условиях эксплуатации изделий чувствительность метода, как правило, значительно хуже (раскрытие более 2 мкм и протяженностью более 2мм). С увеличением глубины нахождении дефекта чувствительность метода падает.

Ферромагнитный материал контролируемых деталей должен иметь дифференциальную магнитную проницаемость не менее 50. Метод может применяться и для контроля деталей из ферромагнитных материалов с неферромагнитным покрытием толщиной до 100 мкм (например, краска, хром и др.).

Для обнаружения полей, порождаемых дефектами, контролируемое изделие обрабатывают ферромагнитным порошком (чаще суспензией, в которой частицы порошка находятся во взвешенном состоянии). Попадая в резко неравномерное магнитное поле рассеяния, частицы порошка притягиваются друг к другу и образуют валик, ширина которого В несколько раз превышает ширину дефекта.

По скоплениям ферромагнитного порошка контролер отмечает места невидимых дефектов поверхностного слоя.

Для полного обнаружения различно ориентированных дефектов необходимо проводить испытания последовательно при двух взаимно перпендикулярных направлениях намагничивания контролируемых деталей. Обычно применяется либо продольное, либо циркулярное, либо и то и другое намагничивание (последовательно).

Продольное намагничивание производится с помощью электромагнитов или соленоидов (при этом обнаруживаются преимущественно поперечные дефекты). Этот вид намагничивания часто называют полюсным, так как в этом случае деталь имеет ярко выраженные магнитные полюса.

Циркулярное (бесполюсное) намагничивание производится пропусканием тока по самой детали либо по стержню, вставленному в отверстие этой детали. В этом, случае намагничивание получается внутренним, замкнутым, циркулярным. При циркулярном намагничивании выявляются преимущественно продольные дефекты.

Магнитопорошковый метод позволяет контролировать детали из ферромагнитных материалов практически любых форм и размеров при условии возможности намагничивания и осмотра контролируемого участка.

Электромагнитно-акустический (ЭМА) метод контроля основан на физических эффектах пондеромоторных взаимодействий внешнего (первичного) электромагнитного поля с возмущенной электронной и ионной структурами контролируемой среды. В отличие от классических (традиционных) методов ультразвукового контроля ЭМА метод не требует физического контакта с контролируемым изделием либо использования контактной жидкости(контроль в вакууме, контроль высокотемпературных и низкотемпературных технологических процессов изготовления и эксплуатации двигателей и др.).

ЭМА метод используется для обнаружения внутренних и поверхностных дефектов деталей как при производстве, так и при эксплуатации изделий.

Принцип электромагнитного генерирования ультразвука в электропроводящих средах состоит в том, что переменное магнитное поле эмикона (преобразователя) индуцирует с электропроводящей контролируемой среде вихревые токи. Пондеромоторное взаимодействие этих тонов с первичным полем вызывает появление электродинамических сил, под действием которых возникает колебательное движение среды, излучающей в контролируемую среду ультразвуковые волны. Ультразвуковые волны распространяется перпендикулярно электропроводящей поверхности, и дефекты в изделии вызывают их отражение или затухание. Отраженные ультразвуковые волны создают в катушке эмикона сигнал, который индуцируется на устройстве отображения.

10.1.8. Контроль методами вихревых токов.

Контроль методами вихревых токов (МВТ) основан на зависимости возбуждаемых в изделии вихревых токов Фуко от формы, размеров, физико-механических свойств материала и его сплошности.

При контроле часть изделия или все изделие помещают в поле датчика (преобразователя). Вихревые токи (ВТ) наводятся с помощью

Возбудителем ВТ может быть поле движущегося магнита, переменное поле тока в проводе, волна радиоизлучения. Самым распространенным источником ВТ является катушка индуктивности или система таких катушек.

Поскольку вихревые токи наибольшую плотность имеют в поверхностных слоях металла, то метод попользуется в основном для контроля качества поверхностных слоев, например, для Обнаружения нарушения сплошности металла в поверхностных слоях, измерения электрической проводимости, измерения толщины покрытий, контроля качества термической обработки, контроля физико-механических свойств материала. МВТ также позволяет обнаруживать поверхностные и подповерхностные трещины (усталостные, термические и др.), неметаллические включения пористость, волосовины, очаги коррозионного поражения и др. минимальные размеры выявляемых трещин: длина 0,5 - 1,0 мм, глубина 0,1 -0,2 мм при ширине раскрытия у выхода на поверхность

0,5-1,0 мкм.

МВТ применяется для контроля деталей двигателя: рабочих лопаток турбин, валов, отверстий.

Основная причина разрушения деталейусталость материала. Усталостные изломы имеют очаг разрушения, участки медленного и ускоренного развития трещин. При эксплуатации к ним добавляются коррозия, эрозия и другие процессы.

Катушки, приемники и преобразователи электромагнитного поля являются важнейшими конструктивными элементами любого электромагнитного дефектоскопического устройства. При конструировании и определении катушек необходимо учитывать размеры и форму контролируемого объекта, его неоднородность, протяженность, глубину раскрытия и место расположения возможных дефектов, надежность и производительность контрольных операции.

Глубина проникновения вихревых токов:

проницаемость ферромагнитного материала; - магнитная проницаемость вакуума ( ).

При контроле МВТ применяются электромагнитные статические и электромагнитные динамические дефектоскопы.

Один из существенных недостатков статического ЭМ дефектоскопа - это относительно низкая производительность. Динамические дефектоскопы имеют лучшую чувствительность (за счет лучшего, по сравнению со статическими приборами, отношения сигнал - шум) и повышенную производительность.

При МВТ не требуется удаления защитных покрытий и наличия механического контакта датчика с проверяемой деталью. Недостатками метода являются: зависимость чувствительности от размеров датчиков; отсутствие наглядности результатов контроля; трудоемкость; сложность контроля деталей из магнитных материалов.

10.2. Контроль прочности и герметичности ЖРД.

Важнейшими техническими характеристиками ЖРД и их элементов, определяющими качество изготовления, является прочность и герметичность. О прочности объекта судят по его деформации.

Герметичность - свойство изделия не пропускать рабочее вещество в окружающую среду через соединения и материал конструкции.

Негерметичность изделия определяется потоком (объемным или массовым расходом) рабочего или контрольного вещества через микронеплотности при определенных условиях. Целью испытаний на герметичность является оценка степени соответствия фактической герметичности допустимой для конкретного объекта испытаний. Различают контроль локальной и суммарной герметичности.

Контроль локальной герметичности (локализация течей) – определение местоположения течей или выделение негерметичного участка объекта испытания. Контроль суммарной герметичности – определение общей (суммарной) утечки из всех имеющихся микронеплотностей объекта испытаний.