Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Феррозондовый контроль-2.57

.pdf
Скачиваний:
83
Добавлен:
04.05.2015
Размер:
9.19 Mб
Скачать

ФЕРРОЗОНДОВЫЙ КОНТРОЛЬ

ЧАСТЬ 2

ОМСК 2007

Министерство транспорта Российской Федерации Федеральное агентство железнодорожного транспорта Омский государственный университет путей сообщения

_________________________________

ФЕРРОЗОНДОВЫЙ КОНТРОЛЬ

Часть 2

Утверждено редакционно-издательским советом университета в качестве методических указаний к лабораторным работам для студентов специальности «Приборы и методы контроля качества и диагностики»

Омск 2007

УДК 629.4.027/027:620.179.16(07) ББК 39.22-046я73

Ф43

Феррозондовый контроль. Часть 2: Методические указания к лабораторным работам / Р. А. Ахмеджанов, В. С. Кашка, В. В. Макарочкин, Н. В. Макарочкина; Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск, 2007. 47 с.

Методические указания содержат описание четырех лабораторных работ, посвященных особенностям измерения напряженности магнитного поля в пространстве (магнитного поля Земли), а также освоению технологии феррозондового контроля элементов рам тележек грузовых и пассажирских вагонов.

Предназначены для студентов второго – пятого курсов специальностей 200102 – « Приборы и методы контроля качества и диагностики», 190302 – « Вагоны», 340100 – « Управление качеством» – очной и заочной форм обучения, могут быть использованы слушателями Института повышения квалификации и переподготовки при начальной подготовке дефектоскопистов.

Библиогр.: 6 назв. Табл. 2. Рис. 52. Прил. 1.

Рецензенты: доктор техн. наук, профессор Ю. М. Вешкурцев; доктор техн. наук, профессор В. В. Харламов.

__________________________

© Омский гос. университет путей сообщения, 2007

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

Введение …………………………………………………………………………

5

 

 

 

Лабораторная работа 4. Измерение вектора магнитного поля на поверх-

6

ности Земли ………………………………………………………..……….

 

 

 

4.1. Сведения из теории ……………………………………………………

6

 

 

4.2. Порядок выполнения работы …………………………………………

8

 

4.3. Содержание отчета ……………………………………………………

10

 

 

4.4. Контрольные вопросы …………………………………………………

 

 

11

Лабораторная работа 5. Настройка феррозондовых дефектоскопов-гради-

 

ентометров с фиксированным порогом …………………………..……….

11

5.1.Общие сведения ………………………………………………………. 11

5.2.Подготовка аппаратуры контроля …………………..……………….. 14

5.3. Ручная настройка порога срабатывания дефектоскопов …………… 15

 

5.4. Автоматическая настройка порога срабатывания дефектоскопов …

16

5.5. Порядок выполнения работы …………………………………………

16

 

5.6. Содержание отчета ……………………………………………………

16

 

 

5.7. Контрольные вопросы …………………………………………………

 

 

17

Лабораторная работа 6. Магнитный контроль рам тележек грузовых ваго-

 

нов …………………………..……………………………….………………

 

 

17

6.1. Технология контроля деталей рамы тележки грузового вагона мо-

 

дели 18-100 (18-493) …………………….………………………………….

 

 

18

6.2. Порядок выполнения работы …………………………………………

28

 

6.3. Содержание отчета …………………………………………………….

30

 

 

6.4. Контрольные вопросы …………………………………………………

 

 

30

Лабораторная работа 7. Магнитный контроль рам тележек пассажирских

 

вагонов …………………………..….……………………….………..…….

 

 

31

7.1. Технология контроля деталей тележки пассажирского вагона мо-

 

дели КВЗ-ЦНИИ (КВЗ-5) …………………………………………………..

 

 

31

7.2. Порядок выполнения работы ………………………………………….

 

40

7.3. Содержание отчета ……………………………………………………

42

 

 

7.4. Контрольные вопросы …………………………………………………

 

 

43

Библиографический список ……………………………………………………..

 

 

44

Приложение. Технологическая карта феррозондового контроля (пример) ....

45

3

4

ВВЕДЕНИЕ

Феррозондовый метод неразрушающего контроля элементов рам тележек грузовых и пассажирских вагонов является одним из немногих технологичных методов для данных объектов контроля, который обеспечивает требуемый уровень достоверности.

Элементы рам тележек вагонов, особенно грузовых, являются литыми деталями с грубой поверхностью, характеризуемой шероховатостью Rz 320. Регламентируемый в нормативных документах уровень шероховатости на самом деле ниже реального, поэтому применение магнитопорошкового метода контроля рам тележек вагона (даже с использованием крупнодисперсного магнитного порошка) не дает должного эффекта, так как из-за больших массогабаритных показателей контролируемых элементов требуется применение громоздких и энергоемких стендов-кантователей. Феррозондовый метод не требует такой сложной оснастки и позволяет работать на «черных» (грубых) поверхностях с уровнем шероховатости Rz 320 и более, что характерно для литых деталей.

Феррозондовый метод «хорошо работает» при контроле сварных швов, что предопределило его преимущественное использование для контроля рам тележек пассажирских вагонов.

Технологичность применения феррозондового метода для контроля рам тележек (в сборе и подетально) усиливается возможностью рационального выбора способа дефектоскопирования в конкретном случае и отсутствием процедуры размагничивания после проведения контроля. Кроме того, получение сигнала дефекта в электрическом виде делает феррозондовый контроль перспективным для его автоматизации.

5

Лабораторная работа 4

ИЗМЕРЕНИЕ ВЕКТОРА МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ЗЕМЛИ

Цель работы: получение навыков измерения и графического представления напряженности магнитного поля Земли.

Аппаратура и образцы, используемые в работе: измерители напряженности магнитного поля МФ-107А с преобразователями МДФ-9405.30-02 и МДФ-9405.130-01, МФ-109 с преобразователями МПФ-205 и МПФ-206; рулетка, мел.

4.1. Сведения из теории

По современным представлениям магнитные явления (независимо от того, где и как они проявляются) всегда связаны с движением электрических зарядов (закон Био-Савара-Лапласа).

Используя понятие фиктивной магнитной массы, можно объяснить некоторые характеристики магнитного поля по аналогии с характеристиками электростатического поля. Основанием для этой аналогии служат следующие известные экспериментальные факты:

определенные материалы, находясь в подвешенном состоянии, ориентируются в направлении «север – юг» (рис. 4.1), такие материалы называются магнитами. Конец магнита, обращенный на север, называется северным, или положительным, полюсом магнита, а противоположный – южным, или отрицательным;

некоторые тела, не проявляющие в исходном состоянии магнитных свойств, могут приобрести их при поднесении этих тел достаточно близко к полюсам магнита. При этом на конце тела, обращенного к полюсу магнита, индуцируется магнетизм противоположного знака, а на удаленном конце – магнетизм того же знака, что и у полюса магнита;

если тонкий магнит поднести к железным опилкам, то опилки притягиваются с наибольшей густотой вблизи концов магнита и не притягиваются к средней части магнита. Отсюда следует, что магнетизм как бы сосредоточен в

6

области концов магнита. Если толщина магнита значительно меньше по сравнению с его длиной, то его называют магнитным диполем.

Если взять два диполя, то их взаимодействие сведется к взаимодействию обращенных друг к другу «точечных» полюсов, которое подчиняется тому же закону Кулона, что и взаимодействие точечных электрических зарядов с силой

 

 

=

qm1qm 2

 

 

,

 

 

 

F

r

 

(4.1)

 

3

 

 

 

 

4 πµr

 

 

 

 

 

где qm1

и qm2 – точечные магнитные

 

 

 

массы;

 

 

 

 

 

 

 

 

µ –

магнитная проницаемость (ко-

 

 

 

эффициент, учитывающий роль среды,

 

 

 

для вакуума µ0 = 4π·10–7 Гн/м –

магнит-

 

 

 

ная постоянная);

 

 

 

 

 

 

 

r –

кратчайшее расстояние между

 

 

 

qm1 и qm2, м.

 

 

 

 

 

 

 

При проведении аналогии между

 

 

 

явлениями магнитостатики и электро-

Рис. 4.1. Ориентация

 

статики следует помнить об отсутствии

 

раздельного существования

положи-

свободно подвешенного

 

магнита в поле Земли

 

тельного и отрицательного магнетизма.

Для того чтобы перейти к характеристикам магнитного поля, создаваемого магнитным зарядом, например зарядом 1 (с вышеизложенным пониманием выражения «магнитный заряд»), необходимо, представив другой заряд пробным, сократить выражение (4.1) на единицу пробной магнитной массы (в данном случае – на qm2). Результатом преобразования будет характеристика магнитного поля, именуемая напряженностью:

 

=

F

.

 

H

(4.2)

 

 

 

q m

 

7

В выражении (4.2) и далее не ставится цифровой индекс пробной магнитной массы, так как потенциально ее выбор не принципиален. Таким образом, напряженность поля точечной магнитной массы

 

 

 

q m

 

 

 

 

 

H =

 

 

r .

(4.3)

 

πµr

3

4

 

 

 

 

 

Наряду с напряженностью магнитного поля вводится понятие магнитной индукции:

B

= µ

H

.

(4.4)

При отсутствии сильных внешних источников магнитного поля напряженность магнитного поля Земли на некотором уровне относительно ее поверхности должна быть достаточно стабильной.

Интерес представляет измерение значения и определение направления вектора напряженности магнитного поля в пространстве, имеющем в своем объеме возмущающие источники магнитного поля в виде объектов железнодорожного транспорта, подвергаемых феррозондовому контролю (боковые рамы и надрессорные балки, корпус автосцепки и др.). Детали намагничиваются стационарными магнитами, и контроль проводится в режиме остаточной намагниченности, при котором напряженность на поверхности детали достигает 1000 А/м. Результат этого взаимодействия и является предметом исследования, так как по технологии проведения феррозондового контроля вышеперечисленные объекты размагничиванию не подлежат (ни в лаборатории магнитного контроля или на участке контроля в депо, ни в эксплуатации).

4.2.Порядок выполнения работы

1)Измерить длину и ширину лаборатории, выбрать масштаб и разделить помещение в горизонтальной плоскости по сторонам на равное количество сек-

торов (n = m) (рис. 4.2).

2)Выбрать начало системы координат и направление единичных взаимно перпендикулярных векторов (ортогональный базис).

8

3) В каждом из секторов на равном расстоянии от поверхности Земли измерить напряженность магнитного поля в горизонтальном направлении (ортогональных составляющих и вектора тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля), используя измеритель напряженности магнитного поля МФ-107А с преобразователем МДФ-9405.30-02 [6, с. 35 – 37]. Результаты измерения записать в табл. 4.1.

Рис. 4.2. Схема деления лаборатории на секторы и расположение системы координат

4)При измерении тангенциальной составляющей вектора напряженности определить направление вектора с помощью транспортира и записать результат

втабл. 4.1.

5)В каждом из секторов на том же расстоянии от поверхности Земли произвести замеры напряженности магнитного поля (нормальной составляющей напряженности магнитного поля) в направлении, перпендикулярном плоскости поверхности Земли, используя измеритель напряженности магнитного поля МФ-107А с преобразователем МДФ-9405.130-01 [6, с. 35 – 37]. Результаты измерения записать в табл. 4.1.

9

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.