При отсутствии дефектов в намагниченных деталях магнитные силовые линии равномерно расположены вдоль поверхности детали.
Рассмотрим магнитное поле дефекта, представляющего собой бесконечно длинную трещину с ровными краями на детали с плоской поверхностью бесконечных размеров. Деталь намагничена вдоль поверхности перпендикулярно трещине. Так как воздух в трещине имеет большее магнитное сопротивление в сравнении с сопротивлением материала детали, то магнитные силовые линии обтекают трещину как внутри, так и вне детали и формируют магнитное поле рассеяния дефекта.
2. Общие положения
Феррозондовый метод неразрушающего контроля позволяет обнаруживать дефекты в предварительно намагниченной детали. Дефекты обнаруживаются за счет выявления пространственных искажений магнитного поля над дефектом. Искаженное поле над дефектом именуется полем рассеяния дефекта или полем дефекта. Выявляются поля рассеяния с помощью ФП, преобразующего градиент напряженности магнитного поля в электрический сигнал.
Обнаруживаются поверхностные и подповерхностные (лежащие в толще материала) дефекты типа нарушений сплошности: волосовины, трещины, раковины, закаты, ужимы и т.п. Метод применяют для обнаружения дефектов сварных швов: непроваров, трещин, неметаллических включений, пор и т. п.
В зависимости от размеров выявляемых поверхностных и подповерхностных дефектов, а также глубины их залегания, ГОСТ 21104 устанавливает одиннадцать условных уровней чувствительности метода.
ФП, применяемые при контроле деталей вагонов, подразделяют на:
- ФП-градиентометры, которые преобразуют в электрический сигнал градиент напряженности магнитного поля. Они используются для измерения градиента напряженности магнитного поля и дефектоскопирования;
- ФП-полемеры, которые преобразуют в электрический сигнал напряженность магнитного поля. Они используются для измерения напряженности магнитного поля.
ФП-градиентометры реагируют на пространственную производную (пространственное изменение) магнитного поля. При дефектоскопировании они имеют преимущество перед ФП-полемерами, так как над дефектами наблюдается резкое пространственное изменение поля.
В зависимости от магнитных свойств материала, размеров и геометрии контролируемой детали применяют два способа контроля:
- способ приложенного поля, который заключается в намагничивании изделия и регистрации магнитных полей рассеяния в присутствии намагничивающего поля;
- способ остаточной намагниченности, который заключается в намагничивании изделия и регистрации магнитных полей рассеяния после снятия намагничивающего поля (в остаточном поле).
Структурные неоднородности материала, магнитные пятна, шероховатость контролируемой поверхности и неоднородность намагничивающего поля, не связанная с дефектами, порождают на выходе преобразователя сигналы, именуемые помехами или фоном. Помехи являются причиной ошибок дефектоскопирования — пропусков дефектов и ложных браковок.
На деталях сложной формы уровень фона в разных точках различается значительно. Поэтому первоначальная настройка дефектоскопа с фиксированным порогом гарантирует высокую достоверность контроля лишь на определенном участке детали. При переходе к другому участку дефектоскоп необходимо перестраивать, что усложняет дефектоскопирование. Для того, чтобы его упростить, используются дефектоскопы с автоматической (зависящей от фона) перестройкой порога.
Феррозондовый контроль деталей проводя по операционным картам по ГОСТ 3.1502 или технологическим картам, составленным на основе настоящего РД и утвержденным главным инженером предприятия.
В технологической карте феррозондового контроля должны быть указаны:
- наименование детали;
- условное обозначение нормативных и технологических документов, на основании которых она разработана;
- характеристики детали (марка стали, шероховатость поверхности);
- эскиз детали с указанием зон контроля и траекторий сканирования;
- типы и характеристики дефектов, подлежащих выявлению;
- применяемые дефектоскоп, СОП, намагничивающее устройство и вспомогательные средства контроля;
- способ контроля (способ остаточной намагниченности или способ приложенного поля);
- операции контроля в последовательности их проведения;
- технологическая оснастка рабочего места, необходимая для проведения контроля (способ установки, закрепления и поворота детали; способ установки НУ);
- критерии оценки результатов контроля в соответствии с требованиями нормативных и технологических документов (инструкций или правил) по техническому обслуживанию и ремонту вагонов и их составных частей или ссылка на эти документы;
- подписи лиц, разработавших и утвердивших технологическую карту.
Типовые методики проведения феррозондового контроля деталей вагонов, необходимые для составления технологических карт, приведены в разделах 8—11.
Общие требования к организации работ по феррозондовому контролю, технологической оснастке и оборудованию рабочих мест контроля, к персоналу, средствам контроля, оформлению результатов контроля установлены в РД 32.174.
К средствам контроля относятся:
- дефектоскопные феррозондовые установки;
- дополнительные устройства.
Феррозондовые установки включают в себя:
- два дефектоскопа;
- намагничивающие устройства;
- стандартные образцы предприятий.
В качестве дефектоскопов применяют дефектоскопы-градиентометры или магнитоизмерительные комбинированные приборы, их описание и технические характеристики содержится в приложении Г.
Описание НУ содержится в приложении Е.
Описание СОП содержится в приложении Д.
Дополнительные устройства:
- измеритель напряженности магнитного поля;
- зарядная станция;
- компьютер;
- преобразователь интерфейса.
Метрологическое обеспечение дефектоскопов-градиенометров, магнитоизмерительных комбинированных приборов и измерителей напряженности магнитного поля осуществляется в соответствии с ПР 50.2.006-94, ПР 50.2.009-94.
4. Подготовка к проведению контроля
Подготовка намагничивающих устройств
Подготовка НУ к проведению контроля предусматривает:
- внешний осмотр;
- проверку работоспособности.
При внешнем осмотре электромагнитного НУ проверяют:
- целостность корпуса блока питания и других узлов;
- надежность соединения шнура питания и соединительных кабелей;
- наличие заземления;
- исправность переключателей и тумблеров блока питания и других узлов;
- исправность подвижных узлов.
При внешнем осмотре приставного НУ с постоянными магнитами проверяют отсутствие механических повреждений, надежность крепления гибкого магнитопровода к полюсам, надежность цанговых зажимов.
Проверку работоспособности НУ проводят в соответствии с руководством по эксплуатации (РЭ).
5. Подготовка дефектоскопа
Подготовка дефектоскопа включает в себя внешний осмотр, проверку работоспособности и настройку с помощью СОП (установку порога чувствительности).
При внешнем осмотре проверяют целостность корпуса электронного блока, сетевого и соединительных кабелей, защитного колпачка ФП и других составных частей дефектоскопа.
Проверку работоспособности и настройку дефектоскопа проводят в соответствии с РЭ.
6. Подготовка деталей
Детали должны быть очищены от загрязнении до металла с помощью волосяных или металлических щеток вручную или с помощью моечных машин.
Перед проведением феррозондового контроля проводят осмотр деталей с целью выявления трещин, рисок, задиров, забоин, электроожогов и других видимых дефектов; при необходимости применяют лупу. Осмотру подвергают все поверхности контролируемых деталей.
Выявленные при осмотре дефекты устраняют зачисткой или другими методами в соответствии с требованиями нормативных и технологических документов по техническому обслуживанию и ремонту вагонов и их составных частей.
Детали с обнаруженными при осмотре недопустимыми дефектами и феррозондовому контролю не подлежат.
Детали, подлежащие феррозондовому контролю, помещают на позицию контроля и при необходимости закрепляют.
Если детали ремонтируют сваркой, феррозондовый контроль следует проводить до сварки. Если возникает необходимость контроля после сварки, деталь следует охладить до температуры ниже 40 °С и вновь намагнитить перед проведением контроля.
Феррозондовый контроль включает в себя намагничивание деталей и обнаружение дефектов.
Феррозондовый контроль проводят способом приложенного поля или способом остаточной намагниченности.
Намагничивание деталей
Намагничивание деталей проводят специализированными НУ (стационарными электромагнитными или приставными с постоянными магнитами).
В случаях, оговоренных настоящим РД, допускается производить намагничивание детали в составе контролируемого узла.
Детали после контроля размагничиванию не подлежат.
Обнаружение дефектов
Зоны контроля детали для обнаружения дефектов сканируют по заданным траекториям с помощью ФП. Зоны контроля и траектории сканирования деталей приведены в разделах 8—11. Траектории сканирования показаны на рисунках пунктирными линиями.
ФП устанавливают на поверхность детали и плавно перемещают так, чтобы его нормальная ось была перпендикулярна контролируемой поверхности, а продольная была направлена вдоль линии сканирования (рисунок 7.1).
Сканирование осуществляют без перекосов, наклонов и отрывов ФП от поверхности детали.
Шаг сканирования (расстояние между линиями, по которым перемещают ФП) указан в разделах 8—11. Скорость сканирования не должна превышать 8 см/с.