РОСЖЕЛДОР
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ростовский государственный университет путей сообщения»
(РГУПС)
Е.А. Копотун, А.В. Челохьян, Б.Е. Копотун
фЕРРОЗОНДОВЫЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ
Учебно-методическое пособие к лабораторным работам
по дисциплине «Основы технической диагностики»
Ростов-на-Дону
2010
УДК 629.44 (07) + 06
Копотун, Е.А.
Феррозондовый метод контроля : учебно-методическое пособие / Е.А. Копотун, А.В. Челохьян, Б.Е. Копотун; Рост. гос. ун-т путей сообщения. – Ростов н/Д, 2010. – 28 c. Библиогр.: 4 назв.
В учебно-методическом пособии рассмотрен феррозондовый метод контроля, а также последовательность выполнения лабораторной работы по дисциплине «Основы технической диагностики». Представлено описание конструкций и принципа работы феррозондового дефектоскопа ДФ-201.1А.
Рецензент канд. техн. наук, доц. С.В. Кротов (РГУПС)
Учебное издание
Копотун Елена Александровна,
Челохьян Александр Вартанович,
Копотун Борис Евгеньевич
фЕРРОЗОНДОВЫЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ
Учебно-методическое пособие к лабораторным работам по дисциплине «Основы технической диагностики»
Редактор М.А. Гончаров
Техническое редактирование и корректура М.А. Гончаров
Подписано в печать 24.08.2010. Формат 60×84/16.
Бумага газетная. Ризография. Усл. печ. л. 1,63.
Уч.-изд. л. 1,55. Тираж экз. Изд. № 127. Заказ №
Ростовский государственный университет путей сообщения.
Ризография РГУПС.
Адрес университета: 344038, г. Ростов н/Д, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2.
© Ростовский государственный университет путей и сообщения, 2010
Оглавление
Список символов и сокращений
1 Цель работы
2 Общие сведения о феррозондовом методе
3 Намагничивание деталей
4 Оборудование для выполнения лабораторной работы
5 Порядок выполнения работы
6 Технология феррозондового контроля
Дефектоскоп-градиентометр феррозондовый ДФ-201.1
Измеритель напряженности магнитного поля МФ-109
Стандартные образцы
Задание на подготовку к работе
Вопросы для самопроверки
Содержание отчёта
Библиографический список
Список символов и сокращений
ФЗК – феррозондовый метод контроля;
ФП – феррозондовый преобразователь;
ЧФК – чувствительность феррозондового контроля;
СПП – способ приложенного поля;
СОН – способ остаточной намагниченности;
НД – намагничивание деталей;
СУ – сканирующее устройство;
МП – магнитное поле;
ФГ – феррозондовый градиентомер;
СОП – стандартный образец предприятия.
1 Цель работы
Изучение основной технологии феррозондового метода контроля деталей и узлов подвижного состава. Приобретение навыков по настройке чувствительности и проведению контроля деталей феррозондовым дефектоскопом.
2 Общие сведения о феррозондовом методе
Феррозондовый метод контроля основан на обнаружении феррозондовым преобразователем магнитных полей рассеяния дефектов в предварительно намагниченных деталях и предназначен для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов типа нарушений сплошности: волосовин, плен, трещин, ужимов, закатов, раковин и др.
Феррозондовый преобразователь реагирует на резкое пространственное изменение напряженности магнитного поля над дефектами и преобразует градиент напряженности поля в электрический сигнал.
Выбор феррозондовых преобразователей в качестве индикаторов магнитного поля рассеяния над дефектами в намагниченной детали обусловлен рядом преимуществ: малой потребляемой мощностью, незначительными габаритами, высокой надежностью работы, высоким КПД и избирательностью к локальным магнитным полям рассеяния.
Большинство приборов с использованием феррозондовых преобразователей строится по схеме, представленной на рисунке 1.
Генератор (Г) питает обмотки ФП стабилизированным переменным напряжением частотой f. Из сигнала, поступающего с феррозондовых преобразователей и несущего весь спектр частот f∑, полосовым фильтром (ПФ) выделяется вторая гармоника 2f, несущая информацию о внешнем магнитном поле. Сигнал усиливается усилителем (У), детектируется детектором (Д) и поступает на индикатор (И) (стрелочный прибор, сигнальная лампа или исполнительный механизм).
Рис. 1. Схема построения приборов с феррозондовыми преобразователями
Чувствительность феррозондового контроля определяется совокупностью физических факторов (магнитными свойствами материала контролируемого изделия, типом дефектов и их ориентацией, шероховатостью контролируемой поверхности, способом контроля и намагничивания деталей, чувствительностью ФП и электронной аппаратуры, способом обработки сигнала ФП).
ГОСТ 21104-02 устанавливает одиннадцать условных уровней чувствительности, которые представлены в таблице 1.
Таблица 1
Условные уровни чувствительности
Условные уровни чувствительности |
Минимальные размеры выявляемых дефектов, мм |
Максимальная глубина залегания дефекта, мм |
||
ширина |
глубина
|
|||
Поверхностные |
||||
А1 |
От 0,002 до 0,005 |
От 0,007 до 0,15 |
–
|
|
А2 |
От 0,005 до 0,012
|
|||
А3 |
От 0,012 до 0,020
|
|||
А |
0,1 |
0,2 |
||
Б |
От 0,1 до 0,2 |
От 0,2 до 1,0 |
||
Подповерхностные |
||||
B1 |
От 0,2 до 0,004 |
От 0,2 до 0,15 |
10 |
|
В |
0,3 |
0,5 |
10 |
|
Г1 |
0,3 |
От 0,5 до 1,0 |
20 |
|
Г |
0,3 |
От 0,5 до 1,0 |
10 |
|
Д1 |
От 0,3 до 0,5 |
От 0,5 до 1,0 |
30 |
|
Д |
От 0,3 до 0,5 |
От 0,5 до 1,0 |
5 |
|
Минимальная длина выявляемого дефекта должна быть 2 мм.
Чувствительность контролируют на стандартных настроечных образцах, имеющих естественные или искусственные дефекты.
Феррозондовому контролю на железнодорожном транспорте подвергаются, например, боковые рамы и надрессорные балки тележек грузовых вагонов, балансиры и соединительные балки тележек, рамы тележек ЦМВ, КВЗ И2, КВЗ-ЦНИИ, КВЗ-5, тяговые хомуты и др. При феррозондовом методе контроля в зависимости от магнитных свойств материала, размеров и геометрии контролируемых деталей реализуются два способа контроля: способ приложенного поля СПП, заключающийся в намагничивании деталей и регистрации магнитных полей рассеяния дефектов при включенном (установленном на деталь) намагничивающем устройстве НУ; способ остаточной намагниченности СОН, заключающийся в намагничивании деталей и регистрации магнитных полей рассеяния намагничивающих устройств (в остаточном намагниченном магнитном поле).
При феррозондовом контроле следует учитывать ложные срабатывания индикаторов дефектоскопов, не связанных с дефектами (структурная неоднородность материалов, магнитные пятна, шероховатость контролируемой поверхности, неоднородность намагничивающего поля), именуемых помехами и фоном.
В зависимости от схемы включения катушек (рисунок 2) ФП может измерять либо среднее значение нормальной Нп составляющей поля в объеме, занимаемом стержнями, либо разницу полей (градиента нормальной составляющей поля), в которых находятся первый и второй сердечники. Напряжённость поля измеряется в А/м, а градиент поля ─ в А/м2.
Рис. 2. Схема включения обмоток феррозондового преобразователя:
а – схема включения обмоток для измерения градиента;
б – схема включения обмоток для измерения напряжённости поля
Расстояние Δх между сердечниками называется базой ФП. Для большинства деталей Δх = 4 мм, а для деталей сложной формы (например, хвостовик автосцепного устройства) Δх = 3 мм.
Надписи на этикетках ФП-градиентометров выполнены желтым цветом на черном фоне (например, МДФ 9405.30), а на этикетках ФП-полемеров – пурпурным, либо белым цветом на черном фоне (например, МДФ 9405.130-01).
Для проведения магнитоферрозондового контроля будем использовать прибор ДФ-201.1А. Описание и методика работы с данным прибором рассмотрены ниже.