Методичка по магнитному контролю. Руководство по разработке технологической карты по магнитопорошковому контролю, приведены тесты для подготовки к сдаче экзаменов по магнитному контролю
 Скачать 3.16 Mb.
|
|
Почему при нанесении магнитного порошка на объект контроля способом воздушной взвеси мелкие частицы магнитного порошка парят в потоке воздуха? Это объясняется большим отношением площади поперечного сечения мелкой частицы к ее массе. Поясним изложенное. Пусть частица магнит- ного порошка имеет шарообразную форму. Ее масса пропорциональна объему 3 4 π 3 r , т. е. третьей степени радиуса, а сечение, на которое действует воздушный поток, – пропорционально второй степени радиуса r 2 . Если радиус частицы уменьшится в 100 раз, то ее масса уменьшится в 10 6 раз, а максимальное сечение – только в 10 4 раз. То есть с уменьшением частицы ее масса убывает быстрее, чем наибольшее сечение, а потому отношение площади поперечного сечения мелкой частицы к ее массе будет огромно. Поэтому мелкие магнитные частицы легко переносятся потоком воздуха, а крупные – падают. 141 Что собой представляет магнитная суспензия? Магнитная суспензия представляет собой взвесь магнитного или люминесцентного магнитного порошка с размером частиц до 10...15 мкм в дисперсионной среде, содержащей улучшающие смачиваемость, антикор- розионные, а при необходимости, антивспенивающие, антикоагулирующие и другие добавки. Так, для предотвращения слипания частиц в коллоид вводят такие поверхностно-активные вещества (ПАВ), как эмульгатор ОП-5, ОП-7, стабилизационную присадку Акор-1 (1...0,5 г/л), сульфанол и др. Антикор- розионные свойства водной суспензии могут быть повышены путем добавления в нее моноэтаноламина ((4 ± 1) г/л), щелочи, жидкого стекла. Добавление мыла (5...6 г/л) улучшает смачиваемость поверхности объекта контроля. Каковы особенности магнитопорошкового контроля, основанного на применении магнитных суспензий? Для выявления трещин в деталях с хорошо обработанными поверхностями (шлифовкой, полированием) служит жидкая магнитная суспензия. Суспензии очень чувствительны к трещинам малого раскрытия благодаря тому, что дисперсионная среда удерживает частицы магнитного порошка вблизи поверхности. Причем хорошие результаты получаются как при применении СПП, так и СОН. Магнитные суспензии можно наносить погружением объекта контроля в суспензию, поливом, а также аэрозольным способом. При контроле объектов с грубой поверхностью магнитные суспензии не так эффективны, как сухие порошки. Менее эффективны суспензии и при обнаружении глубинных дефектов. Какие свойства магнитной суспензии влияют на выявляе- мость дефектов? На выявляющую способность магнитной суспензии влияют состав, концентрация и свойства отдельных ее компонентов. Если магнитная суспензия приготовлена из частиц, которые остаются постоянно взвешенными в среде и не оседают, то в этом случае дефекты не будут обнаружены. Дисперсионная среда магнитной суспензии должна иметь вязкость не более 30 10 –6 м 2 /c. Магнитные частицы меньше некоторого размера не осаждаются в применяемой дисперсионной среде. Приближенно качество магнитной суспензии можно оценить по времени осаждения магнитного порошка. С этой целью заливают магнитную суспензию в стеклянный сосуд, тщательно взбалтывают ее и дают возможность отстояться. Время осаждения частиц зависит от их размера, формы, а также вязкости дисперсионной среды. Суспензию считают качественной, если примерно через 30 мин она разделяется на слой чистой жидкости и слой частиц. 142 Какие дисперсионные среды применяют при магнитопорошковой дефектоскопии для приготовления магнитных суспензий? В качестве дисперсионной среды используется вода, минеральные масла, керосин, трансформаторное масло, смесь трансформаторного масла и керосина. Нормативные документы Белорусской железной дороги рекомендуют в качестве дисперсионной среды применять также дизельное топливо. Спиртовые суспензии повышают чувствительность метода, но удорожают контроль. Водная суспензия, кроме воды, содержит антикоррозионные и поверх- ностно-активные добавки, а также вещества, препятствующие пенообразованию и улучшающие смачиваемость контролируемой поверхности. Трансформаторное масло может быть использовано для приготовления суспензий с использованием флуоресцентного магнитного порошка, если применяемое масло не обладает флуоресцентным свечением в ультра- фиолетовым свете. Какой механизм действия поверхностно-активных веществ в суспензии? Частицы магнитного порошка в суспензии соединяются в агрегаты под действием молекулярных сил. Эти силы возникают вследствие большой поверхностной энергии частиц. Для снижения интенсивности укрупнения частиц в суспензию вводят ПАВ, молекулы которых имеют дипольное строение. В результате адсорбции таких молекул на частицах порошка последние приобретают электростатический заряд одинакового знака. Вследствие этого между частицами появляются силы отталкивания, препятствующие их соединению в агрегаты. Каким требованиям должна удовлетворять дисперсионная среда магнитной суспензии? Дисперсионная среда должна удовлетворять следующим требованиям: – иметь вязкость при температуре проведения контроля не более 30 ꞏ 10 –6 м 2 /с; – хорошо смачивать поверхность контролируемой детали; – не быть коррозионно-активной по отношению к объекту контроля; – не иметь резкого запаха; – не быть токсичной. Приведите пример состава магнитной суспензии. Состав водной магнитной суспензии. 1. Черный магнитный порошок – (25 ) г, хромпик калиевый (K 2 Cr 2 O 7 ) – (4 ) г, сода кальцинированная (Na 2 CO 3 ) – ( ) г, эмульгатор ОП-7 (или ОП-10) – ( ) г, вода водопроводная – до 1 л. 143 2. Черный магнитный порошок – (20 5) г, углекислый натрий – (10 1) г, хозяйственное мыло – (15 5) г, вода – 1 л. 3. Черный магнитный порошок – (20 ) г, хозяйственное мыло – 1 г, кальцинированная сода – (12 2) г, вода – 1 л. Для приготовления суспензии растворяют в воде, нагретой до темпера- туры 40...50 °С, поверхностно-активные и антикоррозионные вещества, затем магнитный порошок смешивают с небольшим количеством дисперсионной среды до получения сметанообразной консистенции, после чего добавляют в полученную массу дисперсионную среду, доводя ее до нужной концентрации. Замечание. Водную магнитную суспензию следует предохранять от попадания масла, т. к. оно вызывает коагуляцию магнитного порошка. Это снижает чувствительность метода. Состав керосино-масляной суспензии. 1. В состав суспензии входят керосин и трансформаторное масло в равных количествах, а также черный магнитный порошок при концентрации 5...6 г/л. 2. Суспензия состоит из (20 ) г черного магнитного порошка, 0,5 л трансформаторного масла и 0,5 л керосина. Состав масляной суспензии. 1. Суспензия включает (20 ) г черного магнитного порошка и 1 л масла РМ. 2. В состав суспензии входят черный магнитный порошок (ТУ 6-14-1009–79) в количестве (20 5) г и 1 л трансформаторного масла. Если контроль осуществляется при низкой температуре, то в масло можно добавить керосин. Допускается ли изменять концентрацию магнитного порошка в магнитной суспензии? Как правило, концентрация магнитного порошка в суспензии должна составлять (25 5) г/л, а магнитно-люминесцентного – (4 1) г/л. Однако содер- жание порошка в суспензии зависит от способа контроля, напряженности магнитного поля, формы контролируемой поверхности и т. д. Поэтому в технически обоснованных случаях допускается устанавливать другие значения концентрации магнитного порошка в суспензии. Например, при контроле резьб, а также других объектов, если при намагничивании используют магнитные поля напряженностью 100 А/см и выше, содержание магнитного порошка уменьшают до 5 г/л. Для контроля различных силовых деталей СОН (валы, шестерни, балки, цилиндры, лонжероны и т. д.) применяют керосиновую, масляную суспензию, их смесь либо водную магнитную суспензию при концентрации магнитного порошка 20...25 г/л. Если контролируют места перехода головки болта к цилиндрической части, галтельные переходы в деталях, то используют водную или керосиновую суспензию с концентрацией магнитного порошка 10...15 г/л. 144 При контроле деталей в узле без его демонтажа применяют суспензию на основе 50 % керосина и 50 % трансформаторного масла с содержанием магнитного порошка 20...25 г/л. Если в процессе контроля мелких резьб (менее М12) возникают трудности в расшифровке индикаторных рисунков при использовании суспензии с нормальной концентрацией магнитного порошка, то применяют керосиновую или водную суспензию с концентрацией порошка 5...7 г/л. Если контроль объекта производят СПП и намагничивают его с помощью электромагнита при Н 12000 А/м, то используют магнитную суспензию на основе масла или смеси керосина и масла в равных количествах при концентрации магнитного порошка 5...6 г/л. Если же Н 12000 А/м, то применяют дисперсионную среду на основе масла МК-8 или трансформаторного масла с содержанием магнитного порошка 3...5 г/л [2]. Каковы особенности применения флуоресцентных магнитных порошков при магнитопорошковой дефектоскопии? Осмотр контролируемой поверхности при использовании флуоресцентного магнитного порошка осуществляют в ультрафиолетовом свете (например, с применением ультрафиолетового облучателя КД-3-3Л). Дисперсионная среда суспензий с люминесцентными магнитными порошками не должна ухудшать светоколористических свойств порошка, а ее собственная люминесценция не должна искажать результаты контроля. В частности, нельзя использовать для приготовления магнитно-люминесцентных суспензий трансформаторное масло, которое само обладает флуоресцентным свечением в ультрафио- летовом свете. С какой целью иногда размагничивают магнитный порошок в суспензии? Чтобы устранить магнитную коагуляцию порошка, снижающую его выявляющую способность, производят размагничивание магнитного порошка в суспензии с помощью соленоида переменного тока. С этой целью шланг для стекания суспензии в накопительный бак и поливной шланг пропускают внутри размагничивающих соленоидов, запитанных от источника переменного тока. В этом случае суспензия будет содержать меньше агрегатов и длинных цепочек магнитных частиц, которые создают общий фон и затрудняют расшифровку индикаторных рисунков дефектов. Как осуществляют подготовку поверхности детали перед применением водной и масляной суспензии? В случае использования водной суспензии поверхности деталей должны быть обезжирены, т. е. тщательно промыты органическими растворителями (бензи- 145 ном, ацетоном) или другими средствами, не содержащими легко воспла- меняющихся веществ, например, водными растворами препаратов МС-8, МС-15. В случае применения масляной суспензии, кроме названных препаратов, могут быть использованы растворы препарата МС-6. С помощью каких средств и способов наносят магнитную суспензию на объект контроля? Магнитную суспензию на контролируемую поверхность наносят путем полива из шланга, резиновых груш, бачков, пипеток, путем погружения в ванну, а также аэрозольным способом. Если суспензию наносят поливом, то делают это слабой струей, чтобы не смыть осевший над дефектами магнитный порошок. Суспензия должна стекать с контролируемой поверхности. Поэтому деталь располагают так, чтобы контролируемая поверхность располагалась с неболь- шим наклоном. Суспензию нужно постоянно взбалтывать, чтобы магнитный порошок не оседал на дно бачка. Почему сухой магнитный порошок позволяет обнаруживать более глубоко расположенные в объекте контроля дефекты, чем магнит- ная суспензия? Дисперсионная среда имеет определенную вязкость и оказывает большее сопротивление движению магнитных частиц в направлении дефекта по сравнению с воздухом. Поэтому при обнаружении глубоко расположенных дефектов чувствительность может быть повышена, если в качестве дефектоскопического материала применить сухой магнитный порошок. Однако при этом движение воздуха ухудшает условия обнаружения дефектов. Поэтому следует принимать меры, устраняющие сквозняки или конвекционные потоки воздуха, что имеет место, например, при циркулярном намагничивании объекта сильным током, который нагревает объект. Когда при контроле СПП и СОН на поверхность объекта нано- сится суспензия? При контроле СПП нанесение магнитной суспензии на поверхность объекта осуществляется во время его намагничивания до выключения поля. Возможно и предварительное нанесение суспензии до создания намагничивающего поля. При контроле СОН нанесение суспензии на поверхность детали осуществляют не позднее, чем через час после прекращения намагни- чивания объекта. Таким образом, при контроле СПП накопление магнитного порошка над дефектом происходит в основном в приложенном поле, а при СОН – в поле остаточной намагниченности объекта. 146 Как удаляют остатки магнитной суспензии с объекта контроля? Способ удаления остатков магнитной суспензии зависит от дисперсионной среды, на которой приготовлена суспензия, а также назначения и особенностей эксплуатации объекта после контроля. Так, керосиновая суспензия с детали может быть удалена промывкой бензином. Если контролю предшествовало нанесение контрастной краски и использовали керосино-масляную суспензию, то для ее удаления при- меняют ацетон. Водная суспензия может быть удалена струей воды с последующим промоканием ветошью и просушкой горячим воздухом. В случае использования водных суспензий для контроля деталей из высокопрочных сталей, в том числе имеющих защитные покрытия (хром, кадмий, кадмий и оксидный фосфат), объекты контроля должны быть промыты водой и просушены горячим воздухом не позднее, чем через 6 ч после контроля. С некоторых объектов остатки магнитной суспензии (включая и керосино- масляную) удаляют протиркой ветошью и просушкой воздухом. Как устроены магнитные индикаторные пакеты, применяемые для магнитопорошковой дефектоскопии? Магнитные индикаторные пакеты являются упаковкой для магнитной суспензии. Верхняя часть пакета изготовлена из прозрачного пластика. Нижняя, прилегающая к поверхности контролируемого изделия, для повышения контрастности изображения имеет белый цвет. Ее толщина составляет не более 30...50 мкм. Перед выполнением контроля содержимое пакета тщательно перемешивают, чтобы получить однородную среду. Если контроль производят в приложенном магнитном поле, то вначале пакет прикладывают к контролируемой поверхности, а затем включают ток в катушке электромагнита намагничивающего устройства. Основные достоинства магнитопорошковой дефектоскопии при приме- нении магнитных индикаторных пакетов – снижение расхода суспензии, перспективность использования метода для подводной дефектоскопии, исключение возможности снижения чувствительности контроля вследствие загрязнения полости дефекта магнитными частицами при многократной дефектоскопии. При подготовке поверхности объекта контроля не требуется удаление с нее жира и влаги, нужна лишь очистка от загрязнений. Нет необходимости покрывать контролируемую поверхность белой нитрокраской. МПД с использованием магнитных индикаторных пакетов позволяет достичь любого уровня чувствительности (А, Б, В) по ГОСТ 21105–87. 147 Как осуществляют проверку дефектоскопических свойств магнитного порошка и магнитной суспензии при поверке? Проверка качества магнитных порошков и суспензий для магнито- порошковой дефектоскопии может осуществляться по следующим параметрам: дисперсность порошка, его магнитные свойства, концентрация в суспензии, кинематическая вязкость дисперсионной среды, цвет и др. Дисперсность магнитного порошка определяют методом отстоя в этиловом спирте или просеиванием через сетку № 0053 (ГОСТ 6613–73). В первом случае в стеклянную трубку длиной 400 мм с внутренним диаметром 10 мм заливают этиловый спирт до высоты столба 300 мм и засыпают в нее 3 г исследуемого магнитного порошка. После взбалтывания полученную спиртовую суспензию устанавливают в штатив для отстоя в течение 3 мин. Порошок считают пригодным, если высота темной части столба жидкости будет не менее 180 мм. Магнитно-весовой пробой называют количество порошка, удерживаемого специальным электромагнитом с латунной прокладкой. Магнитно-ве- совая проба магнетита должна быть не менее 7 г, окрашенных порошков – не менее 10 г. Концентрацию магнитного порошка в суспензии можно определить приборами К-1, АКС-1, АКС-1с и др. Для этого суспензию заливают в стеклянную воронку, которую охватывает электрическая обмотка. Включают ток в обмотке. Под действием магнитного поля происходят быстрая коагуляция магнитных частиц в воронке и выпадение их в осадок. По высоте осадка в измерительной части воронки определяют концентрацию магнитного порошка. Содержание магнитного порошка в пересчете на 1 л должно быть (20 5) г, а магнитно-люминесцентного порошка – (4 1) г. Кинематическая вязкость масляной и керосино-масляной дисперсионной среды определяется вискозиметром. При этом вязкость не должна превы- шать 30 10 -6 м 2 /с. Если вязкость суспензии выше 10 10 -6 м 2 /с, то техническая документация должна содержать информацию о времени стекания суспензии, после которого разрешается выполнять осмотр объекта контроля. Содержание хромпика калиевого, соды кальцинированной и эмульгатора в водной суспензии определяют химическим анализом. Обобщенную проверку качества магнитных порошков и суспензий проводят не менее чем на двух стандартных образцах: с грубыми дефектами вида закалочной трещины и с тонкими – вида шлифовочных трещин. Методика изготовления стандартных образцов приведена в ГОСТ 21105–87. При проверке качества магнитного порошка или суспензии сравнивают индикаторный рисунок осаждения магнитного порошка над трещинами образца с индикаторным рисунком этих же дефектов при заведомо хорошей суспензии и исправном дефектоскопе. Отношение общей длины валиков магнитного порошка индикаторного рисунка, образованных на образце, имеющем дефекты, 148 |