Контроль качества отливок. Лекция 10.

Atomy. Корейская компания Атоми.  Приглашаю к сотрудничеству.

Скачать лекцию № 10 бесплатно.

а) Наиболее часто применяют магнитный порошковый метод, который позволяет обнаружить поверхностные и подповерхностные трещины на отливках любой формы и размеров (в том числе и очень мелкие – с шириной раскрытия 0,001-0,03 и глубиной 0,01-0,04 мм — у поверхности детали). Метод применяется и для обнаружения внутренних дефектов отливок, находящихся на глубине не более 2 мм от поверхности детали.

Основные операции контроля трещин и неметаллических включений методом магнитной дефектоскопии в мелких  и крупных отливках: очистка детали от загрязнений, обезжиривание, намагничивание детали, нанесение на поверхность, порошка или суспензии, контроль, размагничивание детали.

Индикаторами полей рассеяния около поверхностных дефектов служат магнитные порошки или водно-мыльные суспензии. В качестве магнитного порошка используют смесь оксидов железа Fe3О4 и Fe2О3. Дисперсность порошка находится в пределах от 0,1 до 50,0 мкм. На поверхность магнитный порошок наносят либо поливая ее суспензией, либо окуная в водную или масляную магнитную суспензию с концентрацией порошка 10-25 г/л

Применяют два способа контроля:

1) по остаточной намагниченности, когда деталь намагничивают, выносят из магнитного поля, затем наносят ферромагнитный материал;

2) в приложенном магнитном поле для так называемых магнитомягких  материалов, которые характеризуются низким значением остаточной индукции.

Первый способ предпочтительнее, так как можно устанавливать отливку в любом положении, загружать в ванну сразу несколько изделий, возможен полуавтоматический контроль, обеспечивается высокая производительность.

В результате взаимодействия магнитного порошка с магнитным полем рассеяния (МПР) на поверхности отливки над дефектом образуется валик из магнитного порошка, воспроизводящий конфигурацию дефекта (т.к. напряженность магнитного поля в месте дефекта больше, что и приводит к скоплению порошка). Плотность осаждения порошка и четкость валиков зависит от отношения глубины дефекта к его раскрытию и расположения дефекта относительно поверхности. Для поверхностных дефектов типа трещин характерно плотное осаждение порошка в виде четких линий (прямых, извилистых или ломанных). Подповерхностные дефекты дают менее четкое отложение порошка и выявляются только при наложенном магнитном поле. Пористость и рыхлота выявляется в виде коротких полос или пятен.

Контроль отливок и выявление дефектов при магнитопорошковом методе осуществляется визуально. Допустимо также применение оптических средств с не более чем десятикратным увеличением. Осмотр контролируемой поверхности проводится после стекания суспензии, когда картина отложений магнитного порошка уже сформировалась. Для надежного выявления дефектов при магнитопорошковом методе освещенность контролируемой поверхности должна быть не менее 500 лк. Отбраковка отливок осуществляется в соответствии с требованиями нормативных документов, а также путем сравнения с эталонами (фотографиями, дефектограммами, контрольными образцами с минимально допустимыми дефектами и т.п.).

Для более надежного выявления дефектов на отливках с темной поверхностью используют светлые магнитные порошки с добавкой алюминиевой пудры, либо люминесцентные порошки с добавкой 15 % люминофора-люмогена. В этом случае дефекты нужно выявлять при ультрафиолетовом излучении.

Для магнитопорошковой дефектоскопии используют стационарные, передвижные и специализированные дефектоскопы типа УМДЭ-10000, МД-ЮП. МДС-5. ПМД-70 и др.

 

 б) Магнитографический метод заключается в записи магнитного поля рассеяния (МПР) дефектов на магнитную ленту. Отображенное вторичное магнитное поле считывается с магнитной ленты и преобразуется в изображение на экране электронно-лучевой трубки или в двухмерное плоскостное изображение на электрохимической бумаге. Считывание магнитного поля в первом случае осуществляется с помощью магнитных головок, во втором случае – с помощью феррозондовых датчиков.

Визуализация МПР, записанного на магнитную ленту, основана на преобразовании рельефа намагниченности ленты в электрические сигналы с последующей импульсной или яркостной индикацией этих сигналов.

При импульсной индикации регистрация и расшифровка дефектов осуществляются по виду импульсов на магнитограмме, изображенной на экране электронно-лучевой трубки. Расшифровка магнитограмм и идентификация дефектов требуют профессионального опыта и обычно осуществляются в соответствии с эталонными магнитограммами.

При яркостной индикации дефекты появляются в виде темных полос на светящемся экране электронно-лучевой трубки, характер которых соответствует форме и размерам дефектов в плане.

Магнитографический метод используют для контроля отливок типа тел вращения (трубы, втулки, шкивы и т.п.). Кроме этого, он является весьма эффективным при контроле сварных швов в процессе изготовления сварно-литых изделий.

Особенностью магнитографического метода является то, что регистрация МПР дефекта осуществляется в наложенном магнитном поле, т.е. магнитная лента постоянно должна находиться в подмагниченном состоянии. При этом напряженность намагничивающего поля не должна превышать напряженности соответствующей намагниченности насыщения магнитной ленты, так как в состоянии насыщения магнитная лента не будет чувствовать МПР дефектов. Минимальная напряженность МПР дефекта, к которой чувствительна магнитная лента типа МК1, МК2. составляет 40-50 А/см. Для сравнения отметим, что для магнитопорошкового метода она составляет 150-160 А/см, следовательно, чувствительность магнитографического метода выше, чем магнитопорошкового.

в) Метод с использованием магнитных преобразователей для регистрации МПР дефектов значительно облегчает механизацию и автоматизацию операций контроля и существенно упрощает технологию их проведения. Для этого применяют индукционные, феррозондовые, матричные, доменные, холловские и магниторезисторные преобразователи (датчики).

Индукционный преобразователь (а) представляет собой катушку, расположенную на сердечнике, изготовленном из материала с высокой магнитной проницаемостью. Индукционный (пассивный) преобразователь работает по принципу электромагнитной индукции, поэтому необходимо перемещение преобразователя относительно магнитного поля или наоборот. На концах катушки возникает электродвижущая сила (ЭДС) — выходной сигнал преобразователя, который зависит от параметров преобразователя и скорости изменения напряженности Н измеряемого магнитного поля.

Феррозондовые преобразователи (б – феррозонды-полемеры, в – феррозонды-градиентометры) конструктивно представляют собой два сердечника из магнитомягких материалов с первичными обмотками возбуждения W1, W/1 и вторичными измерительными обмотками W2, W/2. Феррозондовые преобразователи являются датчиками активного типа. Их работа основана на взаимодействии двух магнитных полей — внешнего измеряемого Н и внутреннего возбуждения Нв, образующегося при прохождении переменного тока i в первичных обмотках преобразователя. При этом во вторичных обмотках образуется ЭДС, которая используется для регистрации МПР. Если напряженность внутреннего магнитного поля возбуждения Н значительно больше внешнего измеряемого поля Н, то возникающая во вторичной обмотке ЭДС будет линейно зависеть от Н.

Вследствие высокой чувствительности [градиентометры – 5 мВ/(А/см), полемеры – 20 мВ/(А/см)] феррозондовые преобразователи позволяют выявлять не только поверхностные, но и подповерхностные дефекты, залегающие на глубине до 15 мм, причем зазор между преобразователем и поверхностью изделия может быть до 7 мм. Эти особенности обеспечивают широкое применение феррозондовых преобразователей для выявления литейных подповерхностных дефектов типа усадочных и газовых раковин, ситовидной пористости.

Матричные преобразователи представляют собой сетку взаимно перпендикулярных, изолированных друг от друга токопроводящих полос – адресных шин, к которым подключены магниточувствительные элементы (магнитодиоды, магнитотриоды и т.п.). Сканирование по всей поверхности проводится с помощью коммутирующих импульсов. Магнитный рельеф изделия преобразуется в рельеф электрического потенциала, который далее обрабатывается с помощью электронной аппаратуры. Разрешающая способность матрицы — 0,3 мм.

Доменные преобразователи обеспечивают визуализацию магнитных полей. Носителем информации служит единичный цилиндрический домен, диаметр которого находится в пределах от 0,001 до 0,05 мм. Магниточувствительный доменный слой, состоящий из секций накопления, хранения, переноса и считывания, наносится на немагнитную подложку или выращивается на ней. Между магниточувствительным слоем и подложкой располагаются токовые полупроводниковые аппликации. При подведении импульсов тока к этим аппликациям происходит перемещение цилиндрических магнитных доменов по информационным каналам из секции накопления в секцию хранения и далее в секцию считывания. Для регистрации импульсов на выходе секции считывания устанавливается гальваномагнитный датчик (преобразователь Холла или магниторезистор). Электрический сигнал, снимаемый с гальваномагнитного датчика, после усиления поступает на видеоустройства телевизионного типа.

Матричные и доменные преобразователи являются наиболее предпочтительными средствами визуализации магнитного поля. Это объясняется тем, что при их использовании информация выдается в наиболее удобном виде – в виде телевизионного изображения, на котором дефект имеет вид темного участка соответствующей конфигурации (линия, пятно и т.п.).

При использовании индукционных, феррозондовых и магниторезисторных преобразователей информация выдается на стрелочный прибор или осциллограф, и ее расшифровка бывает не однозначной. Особенно это относится к определению формы дефекта и его протяженности.

Смотрите также:

  1. Контроль качества отливок. Лекция 1.
  2. Контроль качества отливок. Лекция 2.
  3. Контроль качества отливок. Лекция 3.
  4. Контроль качества отливок. Лекция 4.
  5. Контроль качества отливок. Лекция 5.
  6. Контроль качества отливок. Лекция 6.
  7. Контроль качества отливок. Лекция 7.
  8. Контроль качества отливок. Лекция 8.
  9. Контроль качества отливок. Лекция 9.
  10. Контроль качества отливок. Лекция 11.
  11. Контроль качества отливок. Лекция 12.

 

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *