1.7. Основные методы контроля металла, применяемые при ремонтах турбин

В процессе ремонта турбоагрегатов осуществляется большой объем работ по контролю металла, при этом используется совокупность различных физических методов неразрушающего контроля. При их применении в проверяемом изделии не создается каких-либо остаточных изменений. Этими методами обнаруживаются трещины, внутренние раковины, зоны рыхлости, непровары в сварных швах и тому подобные нарушения сплошности и однородности материалов. Наиболее распространены следующие методы: визуальный контроль, ультразвуковая дефектоскопия, магнитно-порошковая дефектоскопия, контроль методом вихревых токов [40...43].

Метод магнитно-порошковой дефектоскопии основан на том, что частицы ферромагнитного вещества, помещенные на намагниченную поверхность, скапливаются в зоне неоднородности среды.

При проведении дефектоскопии поверхность намагниченного изделия посыпают сухим ферромагнитным порошком (мелкими опилками чугуна или стали) либо поливают жидкостью, в которой тонкий ферромагнитный порошок находится во взвешенном состоянии ("магнитной суспензией"); при этом в тех местах, где трещины доходят до поверхности изделия (хотя и невидимы вследствие их малого раскрытия) или подходят достаточно близко к ней, порошок скапливается особенно интенсивно, образуя легко заметные валики, соответствующие форме трещины.

Применительно к деталям из ферромагнитных материалов метод отличается большой чувствительностью и позволяет выявлять различные дефекты на поверхности детали.

Метод ультразвуковой дефектоскопии основан на способности энергии ультразвуковых колебаний распространяться с малыми потерями в однородной упругой среде и отражаться от нарушений сплошности в этой среде.

Существует два основных метода ультразвукового контроля — метод сквозного прозвучивания и метод отражения. При проведении дефектоскопии ультразвуковой луч вводится в образец и индикатор измеряет интенсивность колебаний, прошедших через образец или отраженных от неоднородностей, расположенных внутри образца. Дефект определяется либо по уменьшению прошедшей через образец энергии, либо по энергии отраженной от дефекта.

К преимуществам ультразвукового контроля относятся:

• высокая чувствительность, позволяющая обнаруживать мелкие дефекты;

• большая проникающая способность, позволяющая контролировать крупногабаритные изделия;

• возможность определения координат и размеров дефекта.

Возможности ультразвукового контроля могут быть ограничены неблагоприятной геометрией изделия (его размерами и формой), неблагоприятной ориентацией дефекта, а также неблагоприятной внутренней структурой (размерами зерна, пористостью, включениями и мелкодисперсными выделениями).

Метод контроля вихревыми токами (вихретоковый метод) основан на том, что в испытуемом образце, помещенном в переменное магнитное поле, индуктируются вихревые токи.

При проведении контроля металла переменное магнитное поле создается с помощью электромагнитных катушек различной формы (в виде щупа, в виде вилки и другие). В отсутствие испытуемого объекта пустая испытательная катушка имеет характерное полное сопротивление. Если испытуемый объект поместить в электромагнитное поле катушки, то оно изменится под действием поля вихревых токов. При наличии неоднородностей в материале образца это отразится на изменении магнитного поля катушки. Этим методом можно определить наличие трещин, их глубину и размеры.

При ремонте турбин кроме описанных выше методов, в ряде случаев применяются также рентгеновская дефектоскопия, люминесцентная дефектоскопия и другие методы.