Способы дефектоскопирования деталей

В зависимости от магнитных свойств металла контролируемых деталей различают два способа дефектоскопирования. Первый способ предусматривает нанесение магнитного порошка или суспензии на поверхность во время ее намагничивания, т.е. в приложенном магнитном поле. Второй способ заключается в предварительном намагничивании детали до ее обработки суспензией, т. е. магнитный порошок наносится на деталь, имеющую остаточную намагниченность. В приложенном магнитном поле достигаются более высокие значения намагниченности детали и магнитного поля рассеяния от дефекта, что обеспечивает более высокую чувствительность контроля.

Магнитные порошки и магнитные суспензии

При магнитопорошковом методе в качестве индикатора применяют тонко размельченный ферромагнитный порошок (сухой или в виде суспензии). Четкость выявления тончайших поверхностных трещин магнитным методом в значительной степени зависит от свойств магнитного порошка - размеров частиц, их магнитной проницаемости и др. Для контроля деталей подвижного состава чаще всего используют порошки двух типов - ПЖ6ВМ и ПЖ6М. Эти порошки на 90-95% состоят из частиц чистого железа. Порошок ПЖ6ВМ предназначен для приготовления жидкой магнитной суспензии. В качестве жидкой среды в магнитной суспензии применяют жидкие масла: трансформаторное, МК-8, РМ, а также керосин и др.

Оборудование и оснастка: магнитопорошковый дефектоскоп МД-12ПШ, осветительная лампа, емкость с магнитной суспензией, резиновая груша, контролируемые образцы.

Порядок выполнения работы

1. Ознакомиться с техникой безопасности при работе с дефектоскопом.

2. Включить вытяжной шкаф. Подключить к источнику питания осветительную лампу.

3. Проверить подключение намагничивающего устройства к источнику питания и выключенное состояние тумблера на намагничивающем устройстве. Подключить дефектоскоп к сети и включить тумблер «Сеть» на источнике питания.

4. Поместить контролируемый образец в ванночку рабочего стола.

5. Расположить намагничивающее устройство так, чтобы образец находился примерно в центре его отверстия и включить тумблер на устройстве.

6. Тщательно размешать суспензию в емкости (взбалтыванием) и набрать ее в резиновую грушу. Полить образец из груши суспензией.

7. После осаждения порошка провести осмотр контролируемого образца с подсветкой от лампы. Выявленные скопления (валики) порошка свидетельствуют о местоположении трещин.

8. Повторить операции еще два-три раза для контроля всей поверхности, каждый раз поворачивая образец относительно его оси на угол 45-60 градусов.

9. После окончания контроля образца отключить намагничивающее устройство, выключить осветительную лампу и источник питания дефектоскопа.

По итогам контроля выполнить рисунок образца с выявленными дефектами и сделать вывод в отчете по лабораторной работе.

Лабораторная работа №2

Методы и аппаратура ультразвукового контроля деталей

Цель работы: изучить основы и сущность ультразвукового метода контроля.

Теоретические сведения

Принципы и методы ультразвукового дефектоскопирования. Разнообразие задач, решаемых ультразвуковой дефектоскопией, привело к разработке и использованию целого ряда различных методов. Наиболее широкое применение в практике находит импульсный эхо-метод и метод звуковой тени, или теневой метод.

Сущность теневого метода поясняется рис. 4. Излучатель ультразвуковых волн И, деталь и приемник П образуют «акустический тракт». Решение о состоянии проверяемой детали выносится по уровню принятого сигнала U на выходе приемника. Если на пути ультразвуковых волн от излучателя до приемника нет препятствий (несплошностей), отражающих или рассеивающих ультразвуковые волны, то уровень принятого сигнала максимален. Этот уровень резко уменьшается или падает почти до нуля, если в детали есть несплошность Д. Решение выносится при соблюдении требований к условиям акустического контакта обоих искателей с деталью.

Зеркально теневой метод, схема которого иллюстрируется рис. 5, в принципе не отличается от теневого и удобен тем, что не требует при его реализации двустороннего доступа к контролируемой детали.

Рис. 5. Зеркально-теневой метод контроля

Аппаратура для ультразвукового контроля. Конструктивно импульсные ультразвуковые дефектоскопы состоят из электронного блока и комплекта ультразвуковых искателей. В зависимости от назначения ультразвуковые дефектоскопы делятся на специализированные и универсальные. Специализированные дефектоскопы предназначены, как правило, для контроля однотипных деталей. Универсальные дефектоскопы могут использоваться для контроля различных изделий и комплектуются широким набором различных искателей. На рис. 6 показана структурная схема ультразвукового эхо-дефектоскопа, предназначенного для обнаружения несплошностей и неоднородностей в изделиях, определении их координат, размеров и характера путем излучения импульсов ультразвуковых колебаний, приема и регистрации отраженных от неоднородностей эхо-сигналов.

Преобразователь (искатель) 2 служит для преобразования электрических колебаний в ультразвуковые, излучения ультразвуковых полей в изделие, приема эхо-сигналов от отражающих поверхностей в изделии 1.

Синхронизатор 3 обеспечивает синхронную работу узлов дефектоскопа, запуская генератор зондирующих импульсов 4, глубиномер 12, а также генератор развертки 10.

Генератор зондирующих импульсов 4 вырабатывает высокочастотные электрические импульсы, возбуждающие преобразователь 2.

Приемно-усилительный тракт состоит из усилителя высокой частоты 6, детектора 7 и видеоусилителя 8.

Рис. 6. Структурная схема ультразвукового эхо-дефектоскопа

Блок временной автоматической регулировки усиления уменьшает коэффициент усиления усилителя в момент излучения зондирующего импульса, а затем восстанавливает его по определенному закону, обеспечивающему компенсацию уменьшения амплитуд с увеличением глубины залегания дефекта.

Генератор развертки 10 предназначен для формирования напряжения развертки луча на экране 14.

Глубиномер 12 служит для определения координат отражателей (дефектов) путем измерения времени пробега импульса до отражателя и обратно

Автоматический сигнализатор дефектов 13 предназначен для подачи звукового или светового сигнала в момент обнаружения дефекта, что освобождает оператора от необходимости одновременного наблюдения за экраном дефектоскопа и перемещаемым преобразователем.

В современных дефектоскопах широко используют элементы вычислительной техники для настройки в диалоговом режиме работы, быстрого воспроизведения режимов настройки на контроль определенных изделий, автоматического измерения характеристик дефектов.

Существуют дефектоскопы, построенные на базе портативного компьютера. Их структурная схема сильно отличается от приведенной на рис. 6. Сохраняются только генератор и предусилитель импульсов, все остальные функциональные операции выполняет компьютер с предварительно оцифрованными сигналами. Преимущество таких дефектоскопов - возможность сложной корреляционной обработки эхо-сигналов и изучение их спектров. Это значительно повышает помехоустойчивость, а также дает возможность получения более обширной информации о дефектах.

Преобразователи (искатели). Основные типы искателей, которые находят наиболее широкое применение в ультразвуковой дефектоскопии деталей подвижного состава схематично изображены на рис. 7. Искатели, используемые для ввода ультразвукового луча по нормали к поверхности детали, называют прямыми - а. Для наклонного ввода ультразвука используют наклонные совмещенные б и наклонные раздельные в искатели. Ввод ультразвукового излучения в контролируемое изделие через слой жидкости осуществляют с помощью иммерсионных преобразователей г.

Рис. 7. Основные типы искателей

Оборудование и оснастка: универсальный ультразвуковой дефектоскоп, набор прямых и наклонных искателей (преобразователей), контрольный (стандартный) образец, комплект рабочих образцов, иммерсионная жидкость.