3 Магнитный способ контроля сварных соединений. Магнитный контроль сварных швов
3 Магнитный способ контроля сварных соединений
Из различных способов магнитного контроля для сварных изделий некоторое применение нашли метод магнитных порошков и индукционный метод. Если намагнитить изделие (рисунок 31) и на пути потока расположить дефектный участок с пониженной магнитной проницаемостью, то он вызовет местное искажение потока рассеяния у поверхности металла. Местный поток рассеяния создаст у краев дефекта местные магнитные полюса, северный — у выхода силовых линий из металла в воздухе и южный — у входа линий из воздуха в металл.
Магнитные полюсы могут быть обнаружены, например, по притяжению мелких ферромагнитных частиц. Если взять тонкий порошок ферромагнитного материала, например железа или магнитных окислов железа, и насыпать его на поверхность изделия, то распределение порошка будет неравномерным, — у дефектов (рис. 9) образуется местное скопление. В качестве порошка обычно применяются магнитные окислы железа. Из различных окислов железа наиболее магнитна закись-окись Fe3O4.
а - сварной шов без дефектов; б - трещина в сварном шве
Рисунок 31 – Распределение магнитного поля в изделии
Порошки для магнитного контроля получают нагреванием слабомагнитной окиси железа Fe2O3 в восстановительной атмосфере; по мере отнятия кислорода цвет окиси становится все более темным, переходя от темно-красного к черному, а магнитные свойства усиливаются. В зависимости от степени восстановления можно получить порошки с различными свойствами. В качестве исходного материала для магнитных порошков часто используют крокус — очень тонкий порошок окиси железа, применяемый для полирования металлов. Порошок представляет собой тонкоразмолотую в шаровой мельнице железную окалину, возникающую на поверхности стали при горячей обработке.
Рисунок 32 – Скопления магнитного порошка
Для улучшения подвижности частиц часто применяют суспензию из магнитного порошка, взболтанного в легком минеральном масле или керосине; соответственно различают сухой и мокрый методы контроля магнитными порошками.
Изделия можно намагничивать электромагнитами или, что проще и удобнее, путем обмотки изделия гибким проводом, по которому пропускается электрический ток, преимущественно постоянный. Практически таким путем можно намагничивать изделие любых размеров, например паровой котел, станину крупной машины и т. д.
Методом контроля магнитными порошками могут быть выявлены мелкие трещины, плохо выявляемые внешним осмотром без магнитного порошка, в особенности трещины в зоне влияния на сталях, чувствительных к термообработке (рисунок 32). Могут быть выявлены также внутренние дефекты, лежащие у поверхности. Дефекты, лежащие на глубине более 5—6 мм, методом магнитных порошков, как правило, не выявляются.
При дуговой сварке изделия намагничиваются сварочным током и сохраняют часто достаточно сильное остаточное намагничивание, пригодное для контроля магнитными порошками. Налет на поверхности изделия, образующийся при дуговой сварке, состоит из мельчайших частиц окислов железа, обладающих достаточными магнитными свойствами для контроля. Часто можно наблюдать, что налет скопляется у трещин и других дефектов, делая их более заметными. Поэтому изделия, изготовленные из сталей, склонных к образованию трещин, рекомендуется просматривать по окончании дуговой сварки, до очистки швов и удаления налета, образованного сваркой.
Из электромагнитных приборов индукционного типа для контроля сварных швов известен дефектоскоп (рисунок 33). На контролируемое изделие устанавливают электромагнит переменного тока, создающий переменный магнитный поток в металле изделия. Этот поток вызывает в металле изделия систему переменных вихревых токов, которые в свою очередь, создают переменные потоки рассеяния у поверхности изделия. При однородном сплошном металле, без включений и дефектов, плотность вихревых токов и потоков рассеяния плавно уменьшается по мере удаления от намагничивающего электромагнита. Наличие дефекта вызывает местное искажение распределения вихревых токов и потоков рассеяния. Распределение потоков рассеяния у поверхности изделия исследуется искателем, представляющим собой небольшую индукционную катушку с железным сердечником, закрытую толстостенным экраном из меди или алюминия, образующим корпус искателя (рисунок 34).
Рисунок 33 – Принципиальная схема дефектоскопа
Созданная в катушке искателя потоками рассеяния э. д. с. подается на вход лампового усилителя, а оттуда на индикатор, которым может служить телефонная трубка, гальванометр или электронная лампа (магический глаз). При отсутствии дефектов перемещение искателя вызывает плавное изменение показаний индикатора. Дефект обнаруживается резким, скачкообразным изменением показаний индикатора, — в телефоне слышится щелчок, на гальванометре происходит отброс стрелки, на лампе появляется сомкнутый темный сектор. Таким способом могут быть выявлены не только поверхностные дефекты, но и дефекты на довольно значительной глубине (до 20—25 мм).
Общим для всех магнитных приборов недостатком является отсутствие однозначной связи между показаниями прибора и размерами и степенью опасности дефекта. Прибор измеряет не дефект, а искажение магнитного поля, вызванное дефектом. Искажение магнитного поля, вызываемое дефектом, зависит не только от размеров дефекта, но и от его положения и очертаний.
Вытянутый дефект, расположенный поперек потока, вызывает большее искажение, чем тот же дефект при расположении вдоль потока. При намагничивании изделия магнитный поток следует располагать по возможности перпендикулярно наибольшему размеру предполагаемых дефектов. Дефект с округленными очертаниями дает меньшее искажение, чем дефект с острыми краями. Особенно хорошо выявляются непровары и трещины. Искажение поля быстро ослабевает с увеличением глубины залегания дефекта. Поэтому электромагнитный дефектоскоп пригоден лишь для качественного обнаружения дефектов, без их количественной оценки.
Дефектоскоп принципиально пригоден для контроля и немагнитных металлов, так как в них может быть создана система вихревых токов электромагнитом переменного тока.
1-корпус-экран искателя; 2-железный сердечник;
3-искатель катушка
Рисунок 34 – Искатель дефектоскопа:
studfiles.net
XIII. Примеры магнитопорошкового контроля сварных соединений
Ниже приведены фрагменты технологии магнитопорошкового контроля деталей, изготовленных различными видами сварки, отличающихся по форме, доступности осмотра, распространения дефектов.
Описанные технологические приемы могут быть использованы при разработке методик магнитопорошкового контроля других типов деталей.
Наиболее важным из технологических приемов является правильность выбора режимов намагничивания, перекрытия участков намагничивания и способов нанесения индикатора. На рис. 166 приведены рекомендуемые европейским стандартом EN1290 перекрытия и размеры эффективных контролируемых участков сварных швов (размеры указаны в миллиметрах). Если контролю по схемам рис. 166 подвергается не сварное соединение, то протяженность зон контроля определяется особенностями геометрии детали. Зоны под электродами требуют дополнительных исследований, что обычно делается смещением электродов вдоль сварного шва.
Проблематичным является контроль деталей в зонах впадин и ребер, который выполняется обычно капельным способом. Подавая суспензию в зону впадины малыми дозами, можно проследить за динамикой роста индикаторного рисунка и принять решение о наличии или отсутствии в этой зоне дефектов.
Сложно контролировать шлифованные болты, выполненные контактной сваркой с целью выявления усталостных трещин, возникающих по впадинам резьбы.
Контроль этих болтов проводят обычно на остаточной индукции, намагничивая их, например, в катушке дефектоскопа ПМД-70, питаемой переменным током. Намагничивание можно проводить в приставном соленоиде, питаемом переменным током.
Последовательность контроля:
промыть резьбовую часть болтов, применяя керосин и ветошь. Во впадинах резьбы в процессе эксплуатации могут образовываться плохо растворимые загрязнения, которые следует удалять механическим путем. Если болты имеют слой кадмия, поврежденный в процессе эксплуатации, то его перед контролем целесообразно удалить. На царапинах, трещинах в слое кадмия накапливается порошок, что значительно затрудняет расшифровку осаждениямагнитного порошка;
следует проверить качество удаления загрязнений осмотром через лупу или микроскоп, поместить болт в катушку дефектоскопа ПМД-70, подключенную к сети напряжением 220 В, 50 Гц;
• размешать суспензию и погрузить в нее болт на 5...10 с. Болт в суспензии должен удерживаться в вертикальном положении. После этого ополоснуть резьбовую часть болта погружением его в чистый керосин для частичного удаления порошка, осевшего в местах отсутствия дефектов. Осевший порошок над трещинами имеет вид четкой, иногда прерывистой линии.
Порошок может осаждаться по впадинам резьбы, по рискам, в местах повреждения кадмиевого покрытия. В этих случаях для расшифровки необходимо применить малоконцентрированную суспензию. Наблюдая через лупу 4-10-кратного увеличения или бинокулярный микроскоп, наносить каплями из пипетки суспензию, отстоявшуюся в течение 2...3 мин после размешивания.
Для болтов, изготовляемых накаткой, осаждение порошка по впадинам резьбы может происходить в местах наволакивания металла.
Наличие подобных дефектов делает практически невозможным разделение болтов, имеющих трещины, от болтов с наволакиванием материала.
Внешний вид, качество поверхности сварных соединений зависят от вида сварки (МИГ, МАГ и т.п.), культуры выполнения работ. Существует европейский стандарт EN1291, классифицирующий результаты магнитопорошкового контроля сварных соединений на три группы в соответствии с табл. 18. Высшего качества поверхность сварного соединения имеет индикаторные следы протяженностью l ≤ 1,5 мм, а следы нелинейные диаметром d ≤ 2 мм.
Для того чтобы добиться заданного качества поверхности сварного соединения (1,2 или 3) проводят зачистку, шлифовку поверхности. После этих операций проводят повторный магнитопорошковый контроль. При этом технические средства, режимы намагничивания и материалы должны быть прежними.
Таким образом, кроме механических и геометрических свойств (ширина валика усиления, углы и т.п.) качество сварного соединения нормируется также и по размерам индикаторных следов на его поверхности (табл. 18).
Порядок выполнения процедур магнитопорошкового контроля состоит в установлении необходимых участков контроля сварного шва и прилегающих к ней зон термического влияния (10...50 мм), например так, как показано на рис. 166. Подбирается необходимое оборудование и материалы, например
дефектоскоп ПМД-70;
смывка АФТ-1 и ацетон;
стабилизированная магнитная суспензия с черным магнитным порошком ТУ 6-36-05800165-1009-93 концентрацией 20...25 г/л.
Таблица 18. Классификация сварных швов по индикаторным следам
Рис. 166. Перекрытие контролируемых участков: 1 — эффективный контролируемый участок; 2 — перекрытие.
В качестве дисперсионной среды суспензии можно использовать смесь, состоящую из 70% керосина и 30% масла МК-8. При выборе способа намагничивания сварных соединений учитывают конфигурацию, размеры сварного шва и прилегающие к нему поверхности. Иногда одно и то же сварное соединение может быть проверено с применением различных равноценных способов намагничивания.
Способ намагничивания выбирается из условий удобства нанесения суспензии, осмотра и других процедур.
Европейский стандарт EN1290-98 приводит следующие типичные примеры применения метода магнитопорошковой дефектоскопии сварных соединений (табл. 19). Здесь величина d — путь тока или потока в материале. Они должны быть больше или равны ширине контролируемой области и ширине сварного шва, включая зону термического влияния. Для большинства материалов эффективное значение тангенциальной составляющей магнитного поля 2...6 КА/м.
По данным работ [5, 36] в табл. 20 систематизированы типовые сварные соединения и их способы намагничивания с применением дефектоскопов ПМД-87, МД-87П, МД-50П. В зависимости от внешних условий, протяженности шва контроль проводят одним из ниже приведенных двух способов. При первом способе сначала намагничивают по участкам весь сварной шов, а затем наносят на него суспензию и осматривают. При контроле вторым способом как намагничивание, так и нанесение суспензии проводят отдельно для каждого участка.
Первый способ применяют при контроле на остаточной намагниченности сварных швов большой длины. Чтобы при намагничивании последующего участка не размагничивался предыдущий, перестановку электроконтактов осуществляют, чередуя их между собой.
Расстояние между электроконтактами не должно превышать 200 мм. Участки радиусом 3...5 мм вокруг электроконтактов намагничиваются неэффективно и дефекты здесь не выделяются. Поэтому электроконтакты устанавливают рядом со сварным швом, т.е. вне зоны контроля, а эти зоны проверяют отдельно.
Таблица 19. Типовые сварные соединения и способы их намагничивания
Второй способ применяют при контроле сварных швов (и прилегающих к нему зон) небольшой протяженности, но большой ширины (при контроле на поперечные дефекты). Сначала намагничивают первый участок, установив электроконтакты на детали.
Наносят магнитную суспензию и осматривают. Затем переходят к намагничиванию второго участка, установив при намагничивании электроконтакты на втором участке, наносят суспензию и осматривают и т.д.
Дефекты выявляются в зонах шириной по 30 мм по обе стороны от линии, соединяющей точки установки электроконтактов.
Таблица 20. Циркулярное намагничивание сварных соедиенний по участкам
studfiles.net
Магнитная дефектоскопия сварного соединения
Магнитная дефектоскопия использует явление рассеяния магнитного потока в местах несплошностей и изменений структуры металла.
В зависимости от способа обнаружения магнитных потоков рассеяния различают два основных метода магнитной дефектоскопии: магнитного порошка и индукционный. При каждом методе контролируемое место намагничивается.
Применяются следующие способы намагничивания: циркулярное, полюсное и комбинированное.
При циркулярном намагничивании ток большой силы пропускают по изделию или кабелю, помещенному внутри или снаружи изделия. Образующийся при этом магнитный поток располагается концентрически к оси, что позволяет обнаружить дефекты, расположенные вдоль оси изделия.
При полюсном намагничивании изделие помещают между полюсами электромагнита или внутри намагничивающей катушки. Этим способом обнаруживают дефекты, расположенные поперек оси изделия.
Комбинированное намагничивание сочетает циркулярное и полюсное (рис. 185) и позволяет обнаружить дефекты, расположенные в различных направлениях.
Рис. 185. Схема комбинированного намагничивания сварного шва: 1 — продольное магнитное поле, 2 — циркулярное магнитное поле.
Рассеяния магнитного потока над дефектами фиксируются в случае применения магнитного порошка скоплением его в месте расположения дефекта. Порошок скапливается над дефектом, залегающим на глубине до 5—8мм.
Лучше всего этим методом обнаруживаются дефекты типа трещин и непроваров, расположенные перпендикулярно потоку намагничивания. Поверхностные и подповерхностные дефекты лучше всего обнаруживаются при намагничивании переменным током, глубинные дефекты — намагничиванием постоянным или пульсирующим током.
Магнитный порошок наносят на швы в сухом виде или в виде суспензии (состоящей из магнитного порошка и жидкости — чаще всего трансформаторного масла). Для повышения чувствительности контроля применяют цветные магнитные порошки и магнитнолюминесцентные суспензии.
В последнем случае места скопления порошка отыскивают при ультрафиолетовом освещении поверхности контролируемого сварного соединения.
При индукционном методе потоки рассеяния обнаруживают с помощью индукционной катушки, помещаемой вдоль контролируемой поверхности. В дефектном месте потоки рассеяния, воздействуя на обмотки индукционной катушки, наводят в ней электродвижущую силу, которая после усиления подается на соответствующий индикатор.
Намагничивается изделие переменным током. Индукционным методом контролируют стыковые сварные соединения. Достоинством индукционного метода является мобильность контроля и возможность обнаружения глубинных дефектов.
www.prosvarky.ru
Магнитографический метод контроля сварных соединений
Магнитные потоки рассеяния обнаруживают с помощью ферромагнитной ленты (магнитографический метод), накладываемой на данный участок шва.
Ферромагнитная лента состоит из целлюлозной или ацетатной основы толщиной 0,05—0,06мм, на одну из сторон которой нанесет слой магнитной эмульсии толщиной 0,02—0,025 мм. Ширина ленты 35 мм.
В результате намагничивания шва в местах с дефектами образуются потоки рассеяния, которые намагничивают данные участки ферромагнитной ленты. Намагниченные участки ленты, снятой со шва, находят с помощью воспроизводящей магнитной головки.
При протягивании ленты мимо щели воспроизводящей головки магнитные поля намагниченных участков ленты ответвляются в сердечник головки, индуктируя в обмотках сердечника э. д. с. Усиленная э. д. с. вызывает на флуоресцирующем экране электроннолучевой трубки импульсное (рис. 186) либо реальное изображение самого дефекта (дефектоскопы МД-11, МДУ).
Рис. 186. Дефектоскоп МД-9А для магнитографического контроля сварных стыковых соединений.
Намагниченные места ферромагнитной ленты отмечают и по ним на шве фиксируют места расположения дефектов. Ферромагнитную ленту можно использовать многократно, так как с нее стираются «записанные» поля рассеяния.
Магнитографическим методом контролируют стыковые сварные соединения стали толщиной 4—15мм, выполненные автоматической сваркой под флюсом. Швы, выполненные вручную, могут контролироваться этим методом только при отсутствии на их поверхности грубой чешуйчатости и значительных наплывов.
Лучше всего магнитографическим методом обнаруживаются тонкие продольные трещины и узкие непровары глубиной 10% и более толщины шва. Значительно хуже определяются широкие непровары, одиночные поры и шлаковые включения округлой формы.
За 7 ч опытный манитограф с подручным может проверить. до 50—60 стыков труб 720X9 мм. Стоимость такого контроля в 7— 8 раз меньше стоимости контроля гаммапросвечиванием.
Предприятия выпускают магнитографические дефектоскопы МД-11 и МДУ.
www.prosvarky.ru
Магнитный контроль сварных швов
Магнитная дефектоскопия - это проверка состояния оборудования, изготовленного из ферромагнитных материалов. Данный метод дефектоскопии основан на способности линий напряженности изменять свою траекторию при столкновении с дефектом в металле. Огромное преимущество метода - достоверное определение точной локализации, как поверхностного дефекта, так и внутреннего. Среди неразрушающих методов контроля магнитная дефектоскопия занимает особое место, с ее помощью легко выявляются недопустимые изъяны на поверхности ферромагнитных материалов.
Магнитный контроль успешно применяется для диагностики качества трубопроводов, сварных соединений и других деталей из ферромагнитных материалов. Во время проверки объекты проверяются на наличие или отсутствие в материале пор, трещин. Также можно проверить материал на усталость, на наличие коррозии. Очень часто достоверное определение поверхностных и более глубоких дефектов возможно только при использовании данного метода диагностики.
Методы контроля
Магнитопорошковый
Суть метода: на поверхность проверяемой зоны изделия присыпается мелкодисперсный порошок либо эмульсия, далее эту зону намагничивают. Если дефект существует – порошок скапливается непосредственно над ним. Таким образом, можно получить достоверную наглядную картину о любом дефекте. Метод наиболее чувствителен к структурным изменениям в металле. Используя данный метод диагностики труб и сварных соединений, можно обнаружить даже мельчайшие дефекты, трудно определяемые другими способами.
Индукционный метод
Суть метода: проверяемую зону намагничивают и фиксируют потоки над дефектами с помощью индукционной катушки. Такой контроль используется для диагностики изделий малой толщины.
Магнитно-графический
Суть метода: проверяемую область намагничивают и применяют для фиксации потоков магнитную ленту. Метод позволяет проверять состояние изделий, толщина которых не превышает 2 см.
Магнитная дефектоскопия применима при проверке изделий, изготовленных из следующих металлов:
-
железо;
-
никель;
-
кобальт.
Большое преимущество данного контроля – возможность диагностики оборудования без его повреждения. Примечательно то, что для проверки не требуется привлечение громоздкой, неудобной техники. Процедура проверки достаточно проста, благодаря чему она используется и в небольших, и в крупных цехах.
rosintro.ru
Способ магнитного контроля сварных швов
Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при контроле сварных швов ферромагнитных изделий. Способ магнитного контроля сварных швов заключается в том, что намагничивают сварной шов с прилегающей околошовной зоной, считывают топографию магнитного рельефа контролируемого участка в околошовной зоне и по магнитограмме определяют наличие дефектов, а о положении дефекта судят по результату сравнения амплитуд сигналов, считанных на одинаковых расстояниях от краев сварного шва, считая, что расстояние от центра дефекта до краев сварного шва обратно пропорционально амплитудам сигналов. 1 ил., 1 табл.
Изобретение относится к неразрушающему контролю магнитным методом и может быть использовано при обнаружении дефектов в сварных швах ферромагнитных изделий. Преимущественно изобретение может быть использовано при обнаружении локальных дефектов (пор и неметаллических включений) в узких сварных швах.
Известен способ магнитного контроля сварных швов, заключающийся в том, что намагничивают шов с прилегающей околошовной зоной, считывают топографию контролируемого участка на поверхности шва и по магнитограмме определяют наличие дефектов [1]. Недостатком известного способа магнитного контроля является низкая чувствительность и достоверность контроля. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ магнитного контроля сварных швов, заключающийся в том, что намагничивают шов с прилегающей околошовной зоной, считывают топографию магнитного рельефа контролируемого участка в околошовной зоне и по магнитограмме определяют наличие дефектов [2]. Недостатком его является низкая достоверность контроля сварных швов. Указанный недостаток обусловлен следующим. О наличии дефекта в шве судят по создаваемому им полю в околошовной зоне, величина которого зависит как от расстояния до дефекта, так и от размера дефекта. Вследствие неоднозначной связи между амплитудой сигнала, обусловленного дефектом, и расстоянием до оси дефекта положение дефекта в сварном шве не определено. Целью изобретения является повышение достоверности контроля сварных соединений за счет более точного определения координат расположения дефекта. Указанная цель достигается тем, что в способе магнитного контроля стыковых сварных швов, заключающемся в том, что намагничивают шов с прилегающей околошовной зоной, считывают топографию магнитного рельефа контролируемого участка в околошовной зоне и по магнитограмме определяют наличие дефектов, согласно изобретению о положении дефекта судят по результату сравнения амплитуд сигналов, считанных на одинаковых расстояниях от краев шва, считая, что расстояние от центра дефекта до краев шва обратно пропорционально амплитудам сигналов. На чертеже показан характер изменения амплитуды сигнала, обусловленного дефектом вида поры при контроле в зависимости от расстояния до оси дефекта от линии считывания, при намагничивании и считывании записи преобразователем вдоль шва. При намагничивании и считывании записи вдоль продольной оси шва амплитуда сигнала, обусловленного локальным дефектом (порой, шлаковым включением), уменьшается по мере удаления от центра дефекта. Экспериментально установлено, что отношение амплитуд сигналов, считанных в околошовных зонах на одинаковых расстояниях от краев шва, приблизительно обратно пропорционально расстояниям от центра дефекта до линии сканирования записи и мало зависит от величины дефекта (см. таблицу). Из таблицы видно, что
. Т. к. амплитуда сигнала от дефекта быстро убывает по мере удаления от края шва, то измерения выполняли на минимальных расстояниях от обоих краев шва. П р и м е р 1. Контролировали сварной шов размерами: ширина 6 мм, высота валика 2,3 мм, - выполненный в образце толщиной 4 мм из стали Ст.3. В сварном шве было засверлено углубление, имитировавшее пору. Контроль сварного шва производили магнитографическим методом в соответствии со способом, принятым за прототип. Дефект был обнаружен, однако его положение в направлении поперек шва не было определено. П р и м е р 2. Тот же сварной шов контролировали предлагаемым способом: намагничивание осуществляли вдоль шва, а затем вдоль направления намагничивания считывали запись на минимальном расстоянии от краев шва. Амплитуды сигналов от дефекта составляли соответственно 7 и 23 мВ. Отношение амплитуд сигналов у одного и второго краев составляло А2/А3 = 3,3, отношение расстояний ото центра дефекта до краев l1/l2 = 3. Применение предлагаемого способа магнитографического контроля позволит повысить достоверность контроля.Формула изобретения
СПОСОБ МАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ ШВОВ, заключающийся в том, что намагничивают сварной шов с прилегающей околошовной зоной, считывают топографию магнитного рельефа контролируемого участка в околошовной зоне и по магнитограмме определяют наличие дефектов, отличающийся тем, что о положении дефекта судят по результату сравнения амплитуд сигналов, считанных на одинаковых расстояниях от краев сварного шва, считая, что расстояние от центра дефекта до краев сварного шва обратно пропорционально амплитудам сигналов.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2Похожие патенты:
Изобретение относится к неразрушающему контролю магнитографическим методом и может быть использовано при контроле качества многослойных нахлесточных и стыковых сварных соединений
Изобретение относится к магнитной дефектоскопии и может быть использовано при контроле качества изделий, изготовленных из ферромагнитных материалов
Изобретение относится к магнитографическому методу неразрушающего контроля сварных швов
Изобретение относится к магнитографической дефектоскопии и может быть использовано при контроле изделий из ферромагнитных материалов
Изобретение относится к дефектоскопии магнитографическим методом и может быть использовано при контроле качества изделий из ферромагнитных материалов
Изобретение относится к магнитной дефектоскопии и может быть использовано при контроле качества ферромагнитных изделий на наличие дефектов сплошности
Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано при контроле ферромагнитных изделий
Изобретение относится к области магнитной дефектоскопии и может быть использовано при контроле качества изделий из ферромагнитных материалов на наличие дефектов сплошности
Изобретение относится к неразрушающему контролю изделий трубчатой формы
Изобретение относится к области магнитографической дефектоскопии и может быть использовано при контроле качества изделий из ферромагнитных материалов, например гибов труб, шеек коленчатых валов, фасонных изделий, несущих конструкций и т.д
Изобретение относится к неразрушающим методам контроля и может быть использовано для дефектоскопии ферромагнитных лент и пластин
Изобретение относится к области неразрушающего магнитографического контроля труб и изделий трубчатой формы, в частности литых чугунных заготовок гильз цилиндров автомобилей
Изобретение относится к дефектоскопии магнитографическим методом и может быть использовано при контроле качества изделий из ферромагнитных материалов
Изобретение относится к магнитографическому методу неразрушающего контроля стыковых сварных соединений
Изобретение относится к магнитографическому методу неразрушающего контроля
Изобретение относится к магнитографическому методу неразрушающего контроля стыковых сварных швов
Изобретение относится к магнитографическому методу неразрушающего контроля
Изобретение относится к магнитографическому контролю изделий с поверхностью малой кривизны и сварных швов со снятым усилением из магнитомягких сталей (с коэрцитивной силой меньше 10 А/см)
Изобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано при контроле сварных швов ферромагнитных изделий
www.findpatent.ru
Виды контроля сварных соединений | soedenimetall.ru
Для получения сварного соединения хорошего качества необходимо осуществлять контроль, начиная с проверки качества подготовки шва и кончая проверкой полученного сварного соединения. Качество основного металла, электродной проволоки, присадочного металла, флюса и других материалов проверяют по сертификатам и заводским документам. Маркировка и качество должны соответствовать установленным техническим условиям и технологическому процессу сварки. Сборку под сварку и разделку шва проверяют по стандартам и техническим условиям. Сварное соединение проверяется внешним осмотром, металлографическими исследованиями, химическим анализом, механическими испытаниями, просвечиванием рентгеновскими и гамма-лучами, магнитными методами и с помощью ультразвука. Предварительно сварное соединение очищают от шлака, окалины и металлических брызг.
Внешним осмотром выявляют наружные дефекты шва. Осмотр производят невооруженным глазом или с помощью лупы с десятикратным увеличением. Размеры сварных швов проверяют шаблонами и мерительным инструментом.
Металлографические исследования заключаются в следующем: сверлят отверстие, проходящее через шов и основной металл. Поверхность отверстия протравливают 10%-ным водным раствором двойной соли хлорной меди и аммония в течение 1…3 мин. Осадок меди удаляют водой. Протравленную поверхность осматривают невооруженным глазом или с помощью лупы. При этом выявляют качество провара и наличие внутренних дефектов. Для ответственных сварных конструкций производят более полные металлографические исследования макро- и микрошлифов из специально сваренных контрольных пластин или из пластин, вырезанных из сварных соединений.
Химическим анализом определяют состав основного и наплавленного металлов и электродов, а также их соответствие установленным техническим условиям на изготовление сварного изделия. Методы отбора проб для химического и спектрального анализов предусмотрены ГОСТ 7122—81.
Механические испытания проводят либо специально сваренных контрольных образцов, либо образцов, вырезанных из сварного соединения. Определяют предел прочности на растяжение, ударную вязкость, твердость и угол загиба.
Рентгенодефектоскопия основана на различном поглощении рентгеновских лучей различными веществами. Этим методом обнаруживают поры, микротрещины, непровары, неметаллические включения. Рентгеновские лучи направляют на сварной шов, а с обратной стороны, прикладывают фотопленку. Дефектные места пропускают лучи с меньшим поглощением, чем сплошной металл. После проявления на пленке хорошо видны очертания дефектов шва.
Рис. 1
Рентгеновские лучи—коротковолновое электромагнитное излучение— получают в рентгеновских трубках бомбардировкой быстрыми электронами положительного электрода. К рентгеновской трубке подводится ток высокого постоянного напряжения (104—106 эВ). Следует иметь в виду, что рентгеновские лучи вредны для человеческого организма, поэтому рентгеновская трубка изолируется защитным свинцовым кожухом, в котором имеется узкая щель для выхода лучей, направляемых на контролируемое изделие. Для контроля в монтажных условиях очень удобны малогабаритные отечественные рентгеновские аппараты РУП-120-5-1, ИРА-1Д, ИРА-2Д, РИНА-ЗД и др. Толщина металла, которая может контролироваться этими аппаратами — 25… 100 мм. Схема просвечивания рентгеновскими лучами показана на рис. 1: 1—рентгеновская трубка, 2—контролируемый шов, 3—кассета с фотопленкой.
Гамма-дефектоскопия также основана на различном поглощении веществами гамма-лучей. Как и при рентгенодефектоскопии, получают теневой снимок сварного шва. Гамма-лучи получаются при ядерном распаде естественных и искусственных радиоактивных веществ (радия, мезатория, кобальта, цезия, иридия и др.). Наибольшее распространение как более дешевые получили радиоактивные изотопы кобальта 60Со, цезия 137Cs и иридия 192 Ir. Гамма-лучи обладают большой проникающей способностью и позволяют контролировать металл толщиной до 350 мм.
Рис.2
Гамма-лучи также вредны для человека, поэтому ампула с радиоактивным веществом помещается в переносной свинцовый контейнер или в стационарный аппарат с дистанционным управлением. Контейнер устанавливают против контролируемого участка, а с обратной стороны сварного шва помещают кассету с пленкой. Затем с помощью дистанционного управления выдвигают ампулу из аппарата или открывают щель в контейнере для выхода гамма-лучей. На рис. 2 показана схема просвечивания сварного шва: 1—контейнер, 2—ампула, 3— контролируемый шов, 4—кассета с пленкой;
Рис. 3
на рис. 3—схема устройства ампулы с радиоактивным веществом: 1-радиоактивное вещество, 2—стеклянная ампула, 3—вата, 4—латунная или алюминиевая оболочка, 5—крышка, 6—свинцовый футляр. Для гамма-просвечивания применяют аппараты ГУП-Ir-5-2, ГУП—Cs-2-l и др.
Магнитные методы контроля основаны на исследовании магнитный полей рассеяния на намагниченном контролируемом изделии. Применяется несколько методов магнитного контроля сварного шва: магнитно-порошковый, магнитографический, индукционный и др.
Метод порошковой дефектоскопий является наиболее простым, но и менее четким. После намагничивания изделия сварной шов опыливают магнитным порошком (изготовляют из железной окалины) или покрывают суспензией (смесь магнитного порошка с керосином, маслом или другими веществами). В зоне дефекта порошок распределяется неравномерно—скапливается у краев пор, трещин; по этим скоплениям определяют расположение дефектов в сварном шве. Для большей наглядности магнитный порошок или суспензию окрашивают в яркие цвета.
Магнитографический контроль сварных швов широко применяется при контроле сварных швов магистральных трубопроводов. На сварной шов трубы накладывают ферромагнитную пленку, а затем намагничивают шов соленоидом или дисковым магнитом. В зависимости от вида и величины дефектов шва в соответствующих местах пленки будет та или иная степень намагниченности. Магнитные сигналы преобразуют в звуковые с помощью магнитофона или наблюдают на экране осциллографа. Аппараты для магнитографического контроля с осциллографом позволяют проверять сварные швы со скоростью 0,5…1 м/мин. Кроме высокой производительности они отличаются большой точностью (не уступающей рентгено- и гамма-дефектоскопии), простотой контроля, дешевизной применяемых материалов, возможностью проверки швов в различных пространственных положениях и безопасностью работы.
Индукционный метод контроля основан на рассеянии магнитного потока датчиком дефектоскопа и последующем наведении электродвижущей силы в индикаторе. Наведенный индукционный ток усиливается и подается на телефон, сигнальную лампу или на магнитоэлектрический прибор. По звуку, отклонению стрелки прибора или зажиганию лампы определяют расположение дефекта. Индукционный контроль производят дефектоскопом МД-138.
Ультразвуковой метод контроля основан на способности ультразвуковых колебаний проникать в толщу металла на значительную глубину и отражаться от неметаллических включений и других дефектных участков шва. Ультразвуковые дефектоскопы работают по следующему принципу. Пластинка из кварца или сегнетовой соли под действием переменного электрического поля высокой частоты дает ультразвуковые колебания, которые с помощью щупа направляются на проверяемое сварное соединение. На границе между однородным металлом и дефектом эти волны частично отражаются и воспринимаются второй пластинкой. Под действием переменного давления ультразвуковой волны на гранях этой пластинки появляется переменная разность потенциалов, зависящая от интенсивности отраженной волны. Электрические колебания от граней пластинки усиливаются и направляются в осциллограф. На экране осциллографа одновременно изображаются импульсы излучаемой и отражаемой волн. По относительному расположению этих импульсов и по интенсивности отраженного импульса можно судить о местонахождении и характере дефекта в сварном шве. В настоящее время выпускают ультразвуковые дефектоскопы, работающие на одной пластинке, которая подает короткими импульсами ультразвуковые волны на контролируемый шов. Отраженные волны воспринимаются этой же пластинкой в промежутки времени между импульсами излучения. При этом получается высокая четкость излучаемых и отраженных ультразвуковых волн. Ультразвуковой метод контроля позволяет обнаружить все основные дефекты сварных швов. Кроме того, ультразвуковые дефектоскопы УЗД-7н имеют приспособления для настройки на заданную толщину шва и для определения глубины расположения обнаруженного дефекта. Недостатками ультразвукового контроля являются трудность определения характера дефекта и проверки швов толщиной менее 10 мм.
Испытание сварных швов емкостей на герметичность проводят различными методами.
Испытание керосином: емкости, работающие без избыточного давления, с внутренней стороны обильно смачивают керосином; сварные швы с внешней стороны покрывают меловым водным раствором. При наличии даже мельчайших пор, трещин или нелотностей керосин просачивается через них и на покрытой мелом поверхности появляются керосиновые пятна.
Испытание сжатым воздухом проводят нагнетанием в испытываемый резервуар сжатого воздуха до давления, указанного в технических условиях на изготовление резервуара. Швы покрывают мыльной эмульсией; при наличии дефектов появляются мыльные пузырьки. Если габариты позволяют погрузить испытываемый резервуар в ванну с водой, тогда дефекты определяют по пузырькам воздуха. Трубопроводы и большие резервуары испытывают сжатым воздухом на величину потери давления за время, установленное техническими условиями.
Вакуум-аппаратом контролируют сварные швы, имеющие односторонний доступ, когда невозможно использовать керосин, воздух или воду. Аппарат состоит из камеры с вакуумметром и насоса. Контролируемый сварной шов покрывают мыльной эмульсией, на нее устанавливают камеру и включают насос, который создает в камере вакуум, в результате камера присасывается к испытуемой поверхности. Для герметичности камера имеет в торце мягкую резиновую прокладку. Если шов имеет дефекты (поры, трещины, неплотности), то появляются мыльные пузырьки, которые наблюдаются через стекло камеры.
Испытание аммиаком проводят нагнетанием в испытываемый резервуар воздуха до рабочего давления или давления, указанного в технических условиях на изготовление изделия. Затем добавляют 1 % аммиака от объема воздуха в резервуаре при нормальном давлении. Контролируемые сварные швы обертывают бумагой, пропитанной 5%-ным водным раствором азотнокислой ртути. При наличии неплотностей (поры, трещины и др.) аммиак проходит через них и, взаимодействуя с азотнокислой ртутью, дает на бумаге черные пятна.
Гидравлическое испытание проводят с целью проверки не только плотности швов, но и их прочности. Такому испытанию подвергают сварные трубопроводы, сосуды и резервуары для газа или жидкости, работающие под давлением. Для этой цели все отверстия изделия плотно закрывают заглушками и заполняют его водой. С помощью гидравлического пресса создают давление, в 1,5 раза превышающее рабочее давление,и выдерживают в течение времени, указанного в технических условиях на изготовление изделия. Затем снижают давление до рабочего значения и проверяют наличие потения и пропусков воды в швах. При этом изделие обстукивают молотком на расстоянии 20 мм от сварного шва. Вертикальные цилиндрические резервуары обстукивать при испытании водой не разрешается.
Для контроля сварных соединений магистральных трубопроводов используют передвижную лабораторию РМЛ2В, смонтированную на автомашине. Оборудование состоит из рентгеновской установки, позволяющей просвечивать стыки трубопроводов диаметром 720… 1420 мм, гамма-дефектоскопа и установки для магнитографического контроля. За смену лаборатория проверяет гамма- просвечиванием 6 стыков, рентгеновским просвечиванием 12 и магнитографическим контролем 20 стыков. Масса лаборатории — 5 т.
soedenimetall.ru
