Контроль качества сварных соединений

индуктивной катушки) преобразователь (трансформаторный преобразователь из двух индуктивных катушек).

Для контроля всё изделие или его часть помещают в поле генераторной катушки. Переменный магнитный поток Ф0 возбуждает вихревые токи. Информацию о свойствах изделия датчик получает через магнитный поток Фв, создаваемый вихревыми токами с плотностью Iв. Век-

торы напряженности возбуждающего поля H0 и поля вихревых токов

→

Hв направлены навстречу друг другу. ЭДС в обмотке датчика в каждый

момент времени пропорциональна разности потоков Ф0 – Ф в.

О результатах испытаний судят по регистрации комплексного сопротивления параметрической катушки или превращения трансформаторного преобразователя.

Метод вихревых токов можно использовать для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов (трещин, раковин, неметаллических включений и т.п.) протяженностью более 1,5 мм, диаметром более 0,6 мм и на глубине до 2–3 мм.

Метод применяют для контроля низколегированных сталей, алюминиевых сплавов, сплавов титана. Контролировать можно также размер ядра точки, сваренной контактным способом.

Кроме того, данный метод успешно применяют для бесконтактного измерения электропроводности металлов изделия (так как на сопротивляемость поверхностного слоя проникновению вихревых токов влияют не только поля дефектов, но и электрическая проводимость и магнитная проницаемость).

Вихревой метод применяют в структуроскопии изделий из магнитных и немагнитных материалов (так как электрическая проводимость зависит от химического состава и физико-механических свойств материалов) для определения качества термической, термохимической обработки.

Контроль изделий из ферромагнитных материалов основывается на магнитной проницаемости (так как магнитная проницаемость значительно больше, чем электропроводность, зависит от химического состава, структуры и состояния ферромагнитного материала).

В зоне литого ядра электропроводность меньше на 10–15 % Д16АМГ,

на15–30 % В-95, АМ6.

При наличии непровара, слипания электропроводность равна электропроводности основного металла.

112

Методика контроля включает следующие операции:

1.Внешний осмотр изделия и устранение наружных дефектов, мешающих проведению контроля.

2.Установление полезадающей системы на контролируемое изделие и пропускание тока через возбуждающую катушку.

3.Сканирование датчика и регистрирующих приборов вдоль поверхности контролируемого объекта.

4.Расшифровку результатов контроля и оценку качества изделия.

Чувствительность метода

На чувствительность электромагнитного метода влияет:

–зазор между датчиком и поверхностью контролируемого изделия;

–взаимное их расположение;

–форма и размеры.

Сувеличением зазора резко падает чувствительность метода. Допустимыймаксимальный зазор2 мм.

Структурная неоднородность существенно снижает чувствительность метода к обнаружению дефектов.

Этим методом можно выявить:

–поверхностные и подповерхностные трещины глубиной 0,1–0,2 мм, протяженностьюболее1 мм, расположенныенаглубинедо1 мм;

–толщину слоя гальванических, лакокрасочных, теплоизоляционных покрытий и пленок;

–толщину стенки труб, пустотелых деталей и др. при одностороннем доступе к ним;

–измерение диаметра прутков и проволок.

Геометрические факторы затрудняют практическое применение метода (так, при контроле свойств металла (по электропроводности) отклонения размеров деталей могут сильнее оказывать влияние на параметры датчиков, чем структурные).

Способы контроля

Электромагнитные методы подразделяют в основном по полезадающим системам. Полезадающие системы могут быть:

–проходными, если катушка с током охватывает деталь (рис. 6.6, а) или вставляется в нее (рис. 6.6, б);

–накладными, когда катушку с током устанавливают на деталь торцом (рис. 6.6, в).

113

тости поверхности и др.). Порог чувствительности устанавливают по образцу с искусственными дефектами различной формы (отверстия разного диаметра и глубины в трубах и прутках, продольные риски на проволоке и т.д.).

Порог чувствительности дефектоскопа с проходным преобразователем обычно определяется глубиной узкого длинного продольного дефекта, выраженногов процентахот поперечного размера(диаметра детали).

Между собой дефектоскопы отличаются конструкцией, наличием блоков сортировки, блоков представления, блоков регистрации информации, блоков маркировки дефектных участков, блоков подмагничивания и т.д.

Применяют следующие типы дефектоскопов: ИПП-1М, ТНМ-1М, ИДП-1, ВД-30П, АСК-12, ЭЗТМ, ДКВ-2, ВД-20П.

ИПП-1М – в поточном производстве для выявления поверхностных дефектов прутков круглого и шестигранного профиля диаметром 4–47 мм ; глубинапороговогодефекта 1–2 %, нонеменее0,1 мм, длина2 мм.

ИДП-1 – прутки диаметром 1–5 мм, выявляет поверхностные дефекты – волосовины , трещины, раковины; глубина порогового дефекта

0,05 мм.

ЭЗТМ – ферромагнитные сварные трубы диаметром до 60 мм, обнаруживает непроварывсварном шве(заменяет гидроиспытания).

Преобразователь выполнен в виде трехвитковой трансформаторной системы. Обеспечивает надежную работу устройства в условиях высоких температур, при наличии окалины и масел.

Дефектоскопы с накладными преобразователями

Используются для контроля линейно-протяженных объектов круглого сечения (прутки, трубы). Применяют сканирующие дефектоскопы с вращающимися вокруг объекта накладными преобразователями.

ВД-404, ВД-414, ВД-434 предназначены для выявления поверхностных дефектов в изделиях из ферромагнитных и слабомагнитных сталей, а также для цветных металлов и сплавов.

Для контроля плоских деталей типа листов, а также изделий, имеющих малую кривизну поверхности, разработан ряд переносных малогабаритных дефектоскопов с преобразователями, вращающимися в плоскости, параллельной поверхности объекта (ЭДМ-65). ЭДМ-65

116

обычно используются для выявления поверхностных дефектов в зачищенных сварных швах из алюминия.

Сканирующие дефектоскопы имеют большой диаметр головки и неудобны для контроля сложных изделий. Для контроля сложных изделий (сложной формы) используют переносные малогабаритные дефектоскопы с малым диаметром преобразователя, работающего в статическом режиме:

ДНМ, ВД-20НСТ – контроль поверхностных дефектов; ДНМ-15, ДНМ-500, ДНМ-200 – алюминиевые и жаропрочные

сплавы; ВД-20НСТ – ферромагнитные и неферромагнитные материалы.

Феррозондовый метод применяют также в толщинометрии, структуроскопии, для определения степени размагниченности изделия после магнитного контроля, для выявления ферромагнитных примесей в немагнитных массах и средах.

7. КАПИЛЛЯРНЫЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (ГОСТ 18442–80)

Сущность капиллярной дефектоскопии заключается в обнаружении поверхностных дефектов при использовании средств, позволяющих изменить светоотдачу дефектных участков, тем самым искусственно изменяются контрастность дефектного и неповрежденного мест.

Капиллярные методы контроля основаны на капиллярном проникновении индикаторных жидкостей в полости поверхностных и сквозных несплошностей материала изделия и регистрации образующихся индикаторных следов визуальным способом или с помощью преобразователей.

Капиллярные методы предназначены для определения таких дефектов, как трещины, свищи, микропористость и другие дефекты, открытые с поверхности.

Капиллярные методы используют для контроля неферромагнитных сплавов из черных и цветных металлов, пластмасс, стекла, керамики. Также иногда контролю подвергаются и ферромагнитные материалы, если магнитопорошковые методынеудовлетворяют почувствительности.

Главным условием выявления дефектов типа нарушения несплошности материала при капиллярных методах контроля является наличие полости, имеющей выход на поверхность объекта и глубину, превышающую ширину раскрытия.

Капиллярная дефектоскопия базируется натрехосновныхявлениях:

1)капиллярное проникновение;

2)сорбция и диффузия;

3)световой или цветовой контраст.

На первом этапе (нанесение) капиллярной дефектоскопии происходит заполнение дефектных поверхностей, открытых с поверхности, специальными светоили цветоконтрастными индикаторными веществами.

Микроскопическое сечение и макроскопическая протяженность поверхностных дефектов уподобляет их капиллярным сосудам, которые способны всасывать смачивающие их жидкости под действием капиллярных сил.

Избыток окрашенных жидкостей удаляется с помощью специализированных очищающих составов различными способами.

118

После этого либо в видимом свете, либо в ультрафиолетовом свете можно выявить поверхностные дефекты по цветовой окраске или яркости свечения – зависит от индикаторных жидкостей.

На втором этапе (проявление) происходит извлечение возможно большего количества индикаторной жидкости из микрополости – для надежного отыскания дефекта.

Эффект регистрации дефектов усиливается при помощи средств, способствующих наиболее полному проявлению индекторного вещества (такие средства называют проявляющими).

Извлечение и локализация индекторных веществ у кромок дефекта достигается диффузией и сорбцией проявителя.

7.1.КЛАССИФИКАЦИЯ КАПИЛЛЯРНЫХ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ

I. По способу получения первичной информации:

–люминесцентно -световой – ЛЦ ;

–цветовой (хроматический) – Ц ;

–люминесцентный – Л;

–яркостный (ароматический) – Я. II. По типу проникающего вещества:

–контроль проникающими растворами;

–контроль фильтрующими суспензиями.

III. По принципу образования индикаторных следов дефекта (способы проявления):

–сорбционный (мокрый и сырой);

–растворяющий (диффузионный) с использованием пигментированного или бесцветного лака;

–без проявления (беспорошковый и самопроявляющийся).

7.2. ДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

При капиллярном методе используют комплекты материалов, включающие в полном наборе или частично:

–индикаторный пенетрант (И);

–очиститель (М);

–гаситель пенетранта (Г);

–проявитель пенетранта (П).

119

Индикаторные пенетранты подразделяются:

1)в зависимости от физического состояния – на растворы и суспензию;

2)в зависимости от светоколористических признаков:

– на растворы:

ахроматические – черный , серый, бесцветный след дефекта; цветной – имеет характерный цветовой тон при наблюдении в ви-

димом излучении; люминесцентные – испускают видимое излучение под действием

длинноволнового ультрафиолетового излучения; люминесцентно-цветные – имеют характерный цветовой тон при

наблюдении в видимом излучении и люминесцируют под воздействием длинноволнового ультрафиолетового излучения;

–суспензии: люминесцентные или цветовые – скопление люминесцентных или цветовых частиц суспензии в устье дефекта;

3) в зависимости от технологических признаков:

–удаляемые органическими растворителями;

–водосмываемые ;

–водосмываемые после воздействия очистителя или ПАВ;

–нейтрализуемые гашением люминесценции или света. Очиститель – это состав, предназначенный для удаления индика-

торного пенетранта с поверхности изделия самостоятельно или в паре с растворителем.

Гаситель – состав , предназначенный для гашения видимой люминесценции остатков соответствующих индикаторных пенетрантов на поверхности объекта контроля.

Проявитель – состав , предназначенный для извлечения из полости дефекта индикаторного пенетранта с целью образования индикаторного следа и создания фона, облегчающего визуальное восприятие изображения дефектов.

Проявители в зависимости от состояния подразделяются на порошки, суспензии, краски (лаки), пленки.

В зависимости от принципа действия – на сорбиционные и диффузионные.

120