9_Влияние_дефектов_на_сварные_соединения_Проведение_МТ. Влияние дефектовнесплошностей на работоспособность сварных соединений
 Скачать 141.65 Kb.
|
|
ВЛИЯНИЕ ДЕФЕКТОВ-НЕСПЛОШНОСТЕЙ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. Работоспособность сварных соединений зависит напрямую от их дефектности. Так как получить бездефектную продукцию практически невозможно, то необходимо установить нормы допустимых дефектов или браковки. Установление в технических документах более жестких норм дефектности повышает работоспособность сварных соединений. При обосновании норм дефектности для сварных соединений, работающих под нагрузкой, необходимо определить их влияние на механические свойства сварного соединения. Основным механическим свойством является прочность при статических и переменных нагрузках. Нормы дефектности устанавливают по результатам механических испытаний, анализа изломов (фрактография) и металлографии сварных соединений. В результате исследований устанавливается корреляционная связь между геометрическими характеристиками дефекта и прочностью соединения. Влияние дефектов определяется не только размерами, но и их формы. К наиболее опасным дефектам относят трещины, непровары и подрезы. Менее опасными дефектами являются поры. Промежуточные положения занимают включения. Каждый из перечисленных дефектов характеризуется определённым значением концентрации напряжений. Коэффициент концентрации напряжений определяется по формуле: Кд = σ max / σ ср. в сварном соединении где, σ max – максимальное напряжение в зоне дефекта, σ ср – среднее напряжение в сварном соединении. Коэффициенты концентрации напряжений соответствуют 2-3 (для пор), 3-10 для включений, 10-100 (для трещин, подрезов и непроваров в корне шва). Коэффициент Кд зависит от расположения дефекта по отношению к направлению действующей нагрузки. Наиболее опасной направленностью трещин является такая, при которой наибольшие растягивающие напряжения действуют перпендикулярно к ее плоскости.  Наименьшей опасностью характеризуются дефекты, при котором действие растягивающих напряжений параллельно основному направлению дефекта. Опасность дефектов возрастает для вытянутых пор – свищей, особенно выходящих на поверхность, а также для цепочек или скоплений пор или включений. При определении степени опасности объемных дефектов необходимо сопоставлять их коэффициенты концентрации напряжений Кд и коэффициенты концентрации напряжений Кф формы шва.  в – ширина шва; r, r’ – радиусы перехода (сопряжения сварного шва).  Если Кф> Кд, то разрушения сварного шва может быть вызвано неплавным сопряжением сварного шва даже при малых размерах пор и включений. Влияние дефектов на качество сварных соединений увеличивается с возрастанием остаточных сварочных напряжений в сварном соединении, что необходимо учитывать при разработке технологии сварки. Еще большую опасность на работоспособность сварных соединений представляют дефекты в процессе эксплуатации сварных соединений. Поэтому необходимо поддерживать такое качество технологического процесса, чтобы дефектность на стадии изготовления изделий была бы ниже уровня, требуемого при эксплуатации, т.е. требования к дефектности, исходя из технологического фактора, должны быть более жесткими, чем из эксплуатационного фактора. Поэтому основная оценка норм допустимых дефектов должна определяться в условиях действия нагрузок, характерных для эксплуатационных условий. Рассмотрим влияние плоскостных (на примере непровара) и объемных (на примере пор) дефектов на прочность сварных соединений. При статической нагрузке и пластичном металле с увеличением непровара в корне шва прочность сварных соединений уменьшается пропорционально его величине.   Определив зависимость прочности сварного соединения от величины дефекта и задаваясь прочностью сварного соединения (0,9)σв осн. Me, определяем критический размер дефекта. При малопластичном металле (высокопрочная сталь)с увеличением величины непровара, предел прочности уменьшается более резко по сравнению с пластичным металлом. При этом, если у стали 10 непровар определенной величины ещё допустим, то для стали 30ХГСА , как правило, является браком. При переменных нагрузках падение прочности сварного соединения в зависимости от размера дефекта ещё больше усиливается и поэтому плоскостные дефекты типа трещин и непроваров вообще недопустимы. Объёмные дефекты с площадью дефектной зоны до 5-10% площади поперечного сечения шва, при статистической нагрузке и пластичном металле практически не оказывают влияния на предел прочности. При малопластичном металле характер зависимости существенно изменяется. Работоспособность сварных соединений, эксплуатирующихся при повышенных или низких температурах и имеющих различные концентраторы напряжений, определяется показателями ударной вязкости, полученными в результате динамических (ударных) испытаний. Ударные испытания не дают прямых данных для расчёта норм дефектности, но они позволяют выявить влияние изменений структуры металла на механические свойства, которые не выявляются по результатам статических испытаний. Динамические испытания позволяют также проследить влияния явления упрочнения и разупрочнения металла сварного шва, связанные с укрупнением зерна, выпадением карбидов, нитридов и т.д. Для сварных соединений, работающих при повышенных или пониженных давлениях, показателем работоспособности является герметичность, контроль которой обеспечивает выявление сквозных дефектов. Для оценки герметичности используются показатели натекания газа или жидкости при заполнении контролируемого объекта. При эксплуатации сварных соединений в коррозионных средах нормы дефектности должны быть уточнены с учетом этого фактора. НОРМЫ ДЕФЕКТНОСТИ И КАТЕГОРИИ ОТВЕТСТВЕННОСТИ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. Нормы дефектности позволяют произвести сортировку сварных соединений по трём группам качества: 1 группа - годные сварные соединения 2 группа - дефектные сварные соединения (возможно устранение дефектов и ремонт изделия) 3 группа - бракованные сварные соединения (ремонт изделий не допускается). Нормы дефектности указывают в технических условиях на изготовление сварного соединения (ТУ) или в строительных нормах и правилах для строительных сварных конструкций (СНиП). Нормы допустимых дефектов выражают обычно в значениях минимальных размеров недопустимых дефектов или максимальных размеров допустимых дефектов, исходя из показателей работоспособности. Их рассчитывают проектировщики, с учётом мнений металловедов, технологов и дефектоскопистов. На основании норм дефектности выбирают технические средства контроля, а также эталонные или тест образцы и определяют условия проведения контроля. При использовании неразрушающих методов контроля устанавливают связь между реальными размерами дефектов и их параметрами, оцениваемыми при контроле. Эти параметры являются критериями браковки сварных соединений. Так, например, при ультразвуковом контроле о размере дефекта судят по амплитуде отражённого сигнала от дефекта, поэтому для установления зависимости между амплитудой отражённого сигнала от дефекта и его размерами используют эталоны или тест образцы с моделями допустимых дефектов. В машиностроительных отраслях промышленности, выпускающих различные сварные изделия, нормы допустимых дефектов устанавливают исходя из степени ответственности изделий и с учётом сложившейся практики разработки браковочных норм на конкретные виды продукции. По степени ответственности сварные изделия разделяют, как правило, на три категории. Каждой категории соответствует определённый уровень требований к качеству изделий. Так в авиационной промышленности известны следующие три категории ответственности: 1 категория – особо ответственные сварные изделия; 2 категория – ответственные сварные изделия; 3 категория – мало ответственные сварные изделия. Для изделий первой категории, эксплуатирующихся при переменных нагрузках и в коррозионной среде, используют комплексную систему контроля, предусматривающую применение нескольких методов неразрушающего контроля. Для этой категории устанавливают самый высокий уровень требований. Изделия, относящиеся к третьей категории ответственности, обычно контролируют визуально. В сварных соединениях этой категории не допускаются только сквозные дефекты. Категорию ответственности устанавливает конструктор совместно с эксплуатационниками изделий. ОРГАНИЗАЦИЯ МАГНИТОПОРОШКОВОГО КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Результаты контроля магнитопорошковым методом зависят от следующих факторов: магнитных характеристик материала объектов контроля; их формы и размеров; шероховатости поверхности; наличия и уровня поверхностного упрочнения; толщины немагнитных покрытий; местоположения и ориентации дефектов; напряженности магнитного поля и его распределения по поверхности объектов контроля; угла между направлением намагничивающего поля и плоскостью дефектов; свойств магнитного индикатора, способа его нанесения на объекты контроля; условий регистрации индикаторного рисунка выявляемых дефектов. Эти факторы учитывают при разработке технологий магнитопорошкового контроля объектов и рабочей технической документации. Магнитопорошковый метод может быть использован для контроля объектов с немагнитным покрытием (слоем краски, лака, хрома, меди, кадмия, цинка и др.). Объекты с немагнитными покрытиями толщиной до 40 мкм могут быть проконтролированы без существенного уменьшения выявляемости дефектов. При толщине покрытия более 100-150 мкм могут быть выявлены только дефекты глубиной более 200 мкм. При магнитопорошковом контроле возможно снижение выявляемости дефектов: плоскости которых составляют угол менее 30° с направлением магнитного потока; подповерхностных; на поверхности объектов контроля с параметром шероховатости поверхности 10 мкм; при наличии на поверхности объекта нагара, продуктов коррозии, шлаков, термообмазок и защитных или защитно-декоративных покрытий большой толщины. Магнитопорошковый метод относится к индикаторным (не измерительным) методам неразрушающего контроля. Он не позволяет определять глубину и ширину поверхностных дефектов, размеры подповерхностных дефектов и глубину их залегания. Магнитопорошковым контролем не могут быть проконтролированы элементы конструкций и детали: из неферромагнитных сталей, цветных металлов и сплавов; на поверхности которых не обеспечена необходимая зона для намагничивания и нанесения магнитного индикатора, а также если зона контроля недоступна для осмотра; с существенной магнитной неоднородностью материала с несплошностями, плоскости которых составляют с направлением намагничивающего поля угол менее 30°; Методические рекомендации предусматривают проведение магнитопорошкового контроля при обеспечении достаточной зоны контроля на поверхности контролируемого объекта, которая позволяет осуществить установку и перемещение намагничивающих устройств и надежное нанесение индикаторов (магнитных порошков или суспензий) с последующим осмотром при оптимальной освещенности рабочего места и зоны контроля объекта. Лаборатория, выполняющая работы по магнитопорошковому контролю, должна быть оснащена: подводкой однофазной сети переменного тока напряжением 220, 36, 12 В, частотой 50 Гц; "заземляющими шинами", соответствующими требованиям Правил устройства электроустановок (ПУЭ); местным стационарным освещением, обеспечивающим вместе с общим освещенность контролируемой поверхности не менее 1000 лк; источником ультрафиолетового облучения с длиной волны 315-400 нм, с максимумом излучения при длине волны около 365 нм, обеспечивающим облученность контролируемой поверхности не менее 2000 мкВт/см (при использовании люминесцентных магнитных индикаторов); переносными светильниками с рабочим напряжением 12, 24 или 36 В переменного тока для проведения работ на объектах (на высоте, в труднодоступных местах, в условиях малой освещенности и т.п.). Допускается применение светильников с напряжениями 12 В, питаемых от переносных аккумуляторных батарей. Все светильники должны быть снабжены устройствами крепления (фиксации) в месте проведения контроля; магнитопорошковыми дефектоскопами (приложение N 3); дефектоскопическими материалами (магнитными индикаторами дефектов): порошками, суспензиями, пастами и т.п. (раздел 4.2, приложения N 4-6); контрольными образцами (раздел 4.3, приложения N 7, 8); измерительной аппаратурой (см. приложение N 3); лупами 2-7-кратного увеличения; размагничивающими устройствами; бинокулярным стереоскопическим микроскопом, например, типа МБС-2, МБС-10, МСП-1 и т.п.; механизмами и приспособлениями малой механизации для установки, закрепления и при необходимости поворота объекта контроля или перемещения намагничивающего устройства; средствами нанесения магнитного индикатора (порошка, суспензии и т.п.) на объекты контроля и обтирочными материалами (ветошью); средствами измерения протяженности индикаторных рисунков - осаждений магнитного порошка. Места проведения контроля должны быть оснащены: подводкой сети переменного тока напряжением 220 В, 50 Гц, а также сети напряжением 12, 24 или 36 В для питания переносных светильников; заземляющей шиной необходимого сечения в соответствии с требованиями Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей; лесами или люльками, передвижными вышками и другими вспомогательными устройствами, обеспечивающими оптимальный доступ (удобство работы) дефектоскописта к контролируемой поверхности; средствами для очистки контролируемых поверхностей; переносными светильниками местного освещения, соответствующими п.2.2 (мощность светильников должна быть не менее 60 Вт). СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ Магнитопорошковые дефектоскопы и контрольные приборы При проведении магнитопорошкового контроля в зависимости от конфигурации, размеров объектов контроля и условий проведения работ (на высоте, в цехе и т.п.) может быть использована следующая аппаратура: переносные (как правило, фиксируемые на конструкции) источники освещения участка контролируемой поверхности; приборы для измерения параметров намагничивающего и размагничивающего поля (напряженности или индукции) с погрешностью не более 10%; приборы для определения кинематической или условной вязкости суспензий (индикаторов) при магнитопорошковом контроле; приборы для измерения уровня освещенности и ультрафиолетовой облученности участка контролируемой поверхности; размагничивающие устройства и приборы для оценки уровня размагничивания (при необходимости размагничивания объектов после контроля); контрольные образцы (см. раздел 4.3, приложения N 7, 8). Дефектоскопы с источником намагничивающего тока должны иметь измерители значений намагничивающего тока с погрешностью не более ±10%. Магнитные порошки и суспензии В качестве магнитных индикаторов при магнитопорошковом контроле применяют черные или цветные и люминесцентные магнитные порошки (см. приложение N 4) в сухом виде или в составе суспензий. Цвет порошка выбирают с учетом обеспечения максимального контраста с цветом контролируемой поверхности. Люминесцентные магнитные порошки используют при контроле конструкций и деталей как со светлой, так и с темной поверхностью. Средний размер частиц магнитного порошка, предназначенного для нанесения сухим способом, должен быть не более 200 мкм, а при контроле объектов способом воздушной взвеси порошка - не более 10 мкм. Максимальный размер частиц магнитных порошков, предназначенных для использования в суспензиях, должен быть не более 60 мкм. Качество каждой партии магнитных порошков, поступающих с завода-изготовителя, а также по окончании срока годности, указанного в сертификате или ТУ, оценивают на соответствие ТУ. Выявляющую способность магнитных порошков оценивают с помощью специализированных измерительных приборов либо контрольных образцов для магнитопорошкового контроля. У порошков железных (ГОСТ 9849) контролируют только гранулометрический состав по ГОСТ 18318 на сетках из ряда 0,071-0,045 мм. На рабочих местах контроля качество магнитных индикаторов перед применением проверяют с помощью контрольных образцов с естественными или искусственными дефектами. Для контроля должны применяться порошки из неповрежденных упаковок с неистекшим сроком хранения. Порошки, имеющие следы коррозии, посторонние примеси или плотно слежавшиеся комки, независимо от гарантийного срока хранения к применению не допускаются. Рекомендуемая концентрация магнитного порошка в суспензии должна составлять: (25±5) г/л - для черного или цветного (нелюминесцентного) порошка; (4±1) г/л - для люминесцентного. При использовании концентратов магнитных суспензий (магнитных паст и др.) их концентрацию в суспензии устанавливают в соответствии с ТУ на них. В технически обоснованных случаях устанавливают другие значения концентрации магнитного порошка в суспензии. 4.2.9. Дисперсионная среда, то есть жидкая основа магнитной суспензии, должна также удовлетворять следующим требованиям: обеспечивать хорошую смачиваемость суспензией контролируемых поверхностей (не собираться в капли); не быть коррозионно-активной по отношению к контролируемым металлическим конструкциям и деталям; не оказывать токсичного воздействия на организм человека; не иметь резкого неприятного запаха. В качестве дисперсионной среды суспензий рекомендуется применять водопроводную воду (с антикоррозионными, антикоагуляционными, смачивающими и другими добавками) или минеральное масло. Технология применения суспензии, в которой в качестве дисперсионной среды используется керосин, должна быть согласована с противопожарной службой. Для приготовления суспензии рекомендуется использовать серийно выпускаемые пасты. Сухой магнитный порошок, паста и магнитная суспензия во избежание загрязнения должны храниться в плотно закрытых емкостях, изготовляемых из немагнитных материалов (пластмассы, алюминия и т.п.). Водную суспензию необходимо оберегать от органических загрязнений (масла, керосина и т.п.), которые вызывают коагуляцию порошка и приводят к снижению чувствительности суспензии к полям рассеяния дефектов. При многократном использовании концентрация магнитной суспензии перед проведением контроля должна проверяться анализатором концентрации суспензии или путем отстоя. В случае нечеткого отложения порошка суспензии на дефекте контрольного образца либо появления значительного фона на бездефектной поверхности ее необходимо заменить. Если индикаторный след отложения порошка при этом не изменяется, необходимо проверить исправность дефектоскопа и уровень напряженности поля, создаваемого им. Контрольные образцы Контрольные образцы предназначены для проверки работоспособности магнитопорошковых дефектоскопов и магнитных индикаторов. Образцы представляют собой элементы конструкций, детали или специальные изделия с искусственными или естественными дефектами типа несплошности материала в виде щелей, цилиндрических отверстий или трещин различного происхождения. Тип образца для проверки работоспособности дефектоскопов выбирают с учетом способов и схем намагничивания, на которые рассчитан дефектоскоп, расположения выявляемых дефектов по глубине (поверхностные или подповерхностные). Работоспособность дефектоскопов оценивают путем выявления дефектов на образцах при всех способах намагничивания, предусмотренных конструкцией данного дефектоскопа. Контрольные образцы, представляющие собой объекты контроля (детали) с естественными или искусственными дефектами, используют также для определения и проверки режимов намагничивания и в целом технологии контроля. В качестве искусственных дефектов на образцах служат плоские щели различной ширины или цилиндрические отверстия диаметром 2-2,5 мм, расположенные параллельно поверхности на различной глубине. Плоскость искусственных дефектов-щелей составляет угол с возможным направлением намагничивающего поля около 80-90°. Образцы могут быть покрыты слоем никеля или хрома толщиной 0,002-0,005 мм для предотвращения коррозии. Вариант технологии изготовления контрольных образцов с искусственными трещинами приведен в приложении N 7. Допускается использовать в качестве контрольных образцов детали или элементы конструкций с мелкими дефектами, обнаруженными при магнитопорошковом контроле. При изготовлении образцы аттестуют. По результатам аттестации составляют паспорт, в котором указывают: предприятие - изготовитель образца, номер образца, марку материала образца, назначение, способ и режим намагничивания, требования к индикаторным материалам, типы и размеры имеющихся на образце дефектов. К образцу прилагают дефектограмму: слепок имеющихся дефектов, их фотографию или эскиз. Контрольные образцы не являются средствами измерений и периодической метрологической поверке не подлежат. Они подвергаются периодической проверке на работоспособность. Пример формы паспорта на контрольный образец приведен в приложении N 8. ПОДГОТОВКА К КОНТРОЛЮ Подготовка к проведению контроля состоит в выполнении следующих операций: изучение конструкции контролируемого элемента, требований чертежей, технологической инструкции (карты) на контроль объекта и другой документации; анализ результатов предыдущего контроля (если он проводился) и принятие решения о необходимости и возможности магнитопорошкового контроля; подготовка поверхности объекта к контролю; проверка работоспособности магнитопорошкового дефектоскопа; проверка качества магнитного индикатора. С поверхности, подвергаемой магнитопорошковому контролю, удаляют масло, смазку, пыль, шлаки, продукты коррозии, окалину и другие загрязнения, а также лакокрасочное покрытие и другое защитное или защитно-декоративное покрытие, если его толщина превышает 30-40 мкм. Поверхности с остатками загрязнения очищают вручную с помощью жестких волосяных щеток, деревянных или пластмассовых скребков и моющих препаратов. Применять ветошь, оставляющую после протирки ворс и нитки, не допускается. После пескоструйной обработки детали должны быть тщательно обдуты сухим сжатым воздухом. При контроле с применением сухого магнитного порошка, а также суспензии с органической дисперсионной средой после очистки и промывки средствами на водной основе контролируемые поверхности должны быть просушены. При использовании водной магнитной суспензии контролируемую поверхность предварительно обезжиривают. При циркулярном намагничивании пропусканием тока по объекту или его участку зоны установки контактов должны быть очищены от токонепроводящих покрытий и зачищены. При контроле сварных швов очищают от грязи, шлака и других загрязнений поверхность сварных швов, а также околошовные зоны шириной, равной ширине шва, но не менее 20 мм с обеих сторон. Применять для очистки поверхности металлические щетки, запиливать сварной шов, уменьшать его выпуклость допускается только в случаях, если это предусмотрено в технических требованиях к сварному соединению. Допускается проводить контроль способом остаточной намагниченности (СОН) деталей и сварных соединений после оксидирования, окраски или нанесения немагнитного металлического покрытия (цинка, хрома, кадмия, меди и др.), если толщина покрытия не превышает 30 мкм. Необходимость размагничивания объектов перед проведением контроля указывают в технологической документации на контроль объектов конкретного типа. При контроле объектов с темной поверхностью, как правило, применяют люминесцентный или цветной магнитный порошок. При использовании черного магнитного порошка на темную контролируемую поверхность рекомендуется предварительно наносить с помощью распылителя ровный тонкий слой контрастного покрытия (слой белой или желтой краски или нитроэмали) толщиной не более 20 мкм. Проверку работоспособности дефектоскопа и качества магнитного индикатора перед проведением контроля объектов осуществляют с помощью контрольных образцов с дефектами Дефектоскоп и индикатор считают пригодными к использованию, если дефекты на образце выявлены полностью, а их индикаторный рисунок соответствует дефектограмме. ТЕХНОЛОГИЯ КОНТРОЛЯ Последовательность контроля При магнитопорошковом контроле выполняют следующие технологические операции: намагничивание объекта контроля; нанесение на него магнитного индикатора; осмотр поверхности объекта в целях обнаружения дефектов; оценка результатов контроля; размагничивание объектов контроля. Намагничивание объекта контроля Используют три вида намагничивания: продольное (полюсное); циркулярное; комбинированное. Продольное (полюсное) намагничивание осуществляют с помощью соленоидов, электромагнитов или устройств на постоянных магнитах. При продольном намагничивании преимущественно обнаруживаются дефекты поперечной ориентации. Выявление продольных дефектов не гарантируется. Циркулярное намагничивание осуществляют путем пропускания тока по контролируемому объекту или по центральному проводнику (медному стержню, кабелю), проходящему через сквозное отверстие в объекте. Рекомендуется размещать стержень по оси этого отверстия. Допускается проводить намагничивание одновременно нескольких деталей, надетых на стержень.  При циркулярном намагничивании преимущественно обнаруживаются дефекты продольной ориентации и радиально направленные дефекты на торцевых поверхностях объектов. Выявление поперечных дефектов не гарантируется. Допускается устанавливать режим намагничивания экспериментально на образце с дефектами, представляющим собой объект контроля или его часть. При необходимости выявления дефектов различного направления объекты контролируют, намагничивая в двух или более направлениях, а также применяют комбинированное намагничивание. Циркулярное намагничивание при контроле внутренних поверхностей объектов проводят путем пропускания тока по вставленному в отверстие стержню, покрытому изоляционным материалом. Продольное намагничивание таких объектов выполняют с применением соленоида, вставляемого во внутреннюю полость объектов. При последовательном намагничивании объекта продольным, а затем циркулярным полем промежуточное размагничивание не проводят, если остаточная намагниченность не оказывает влияния на последующие операции контроля. Намагничивание объектов проводят полем постоянного, выпрямленного, переменного или импульсного тока. При намагничивании переменным или импульсным полем намагничивается только поверхностный слой объекта контроля, что позволяет выявить только поверхностные дефекты. При намагничивании постоянным током намагничиваются поверхностный и подповерхностный слои, что позволяет выявлять как поверхностные, так и подповерхностные дефекты (на глубине до 2 мм). При магнитопорошковом контроле применяют два способа контроля: способ остаточной намагниченности (СОН) и способ приложенного поля (СПП). Способ остаточной намагниченности применяют, если коэрцитивная сила материала объекта составляет более 9,5 А/см (12 Э). При необходимости улучшения выявляемости дефектов способом остаточной намагниченности при намагничивании с применением соленоида рекомендуется использовать источник питания, обеспечивающий при выключении уменьшение намагничивающего тока от максимального значения до нуля за время не более 5 мс. При контроле СОН режим намагничивания объектов (значение намагничивающего тока или напряженность магнитного поля) выбирают так, чтобы напряженность поля соответствовала техническому магнитному насыщению материала. В обоснованных случаях допускается применять поле меньшей напряженности. Магнитные свойства некоторых сталей приведены в приложении № 10. При контроле с применением СОН ток циркулярного намагничивания рассчитывают по максимальному диаметру контролируемого объекта или по максимально удаленным зонам от оси контролируемого объекта. При применении СПП для объектов, у которых различные участки резко отличаются друг от друга по сечению, контроль следует проводить в два или более приемов, подбирая в каждом случае ток циркулярного намагничивания соответственно размеру (диаметру) объекта в контролируемых зонах. Для уменьшения вероятности прижогов и локального нагрева намагничивающих устройств и мест ввода тока в проверяемые объекты при контроле СПП рекомендуется применять прерывистый режим намагничивания, при котором ток по проводникам намагничивающего устройства пропускают в течение 0,1—3,0 с с перерывами до 5 с. При комбинированном намагничивании обеспечивается возможность одновременного обнаружения различно ориентированных дефектов. Комбинированное намагничивание осуществляют путем наложения на объект контроля двух или более различно направленных магнитных полей. При комбинированном намагничивании используют: переменные синусоидальные, выпрямленные одно- или двух-полупериодные магнитные поля, постоянное магнитное поле в сочетании с каким-либо переменным; продольное намагничивание с помощью соленоидов или электромагнитов постоянного тока в сочетании с циркулярным намагничиванием переменным током; однополупериодные выпрямленные магнитные поля, сдвинутые по фазе на 120°. При невозможности одновременного намагничивания всего объекта (например, при контроле объектов больших размеров или сложной формы) намагничивание с последующим выполнением других операций контроля следует проводить по отдельным участкам. Для этого, как правило, используют выносные намагничивающие средства: выносные электроконтакты, приставные электромагниты, устройства на постоянных магнитах, витки гибкого кабеля, накладываемые на намагничиваемые участки объекта, разъемные соленоиды и другие средства. Нанесение магнитного индикатора (порошка, суспензии) на контролируемую поверхность Магнитный индикатор на контролируемый участок поверхности наносят в сухом виде или в виде магнитной суспензии. Сухой порошок наносят на контролируемую поверхность с помощью распылителей (резиновых груш, пульверизаторов, качающихся сит и др.). Порошок наносят равномерно, без образования более темных (обогащенных) или светлых (обедненных порошком) участков. Магнитную суспензию наносят на контролируемую поверхность путем полива объекта либо путем погружения небольших деталей в ванну с хорошо перемешанной суспензией. При поливе объект располагают так, чтобы суспензия стекала с контролируемой поверхности, не застаиваясь в отдельных местах (углублениях, «карманах», между ребрами и др.). При контроле СПП суспензию начинают наносить перед включением намагничивающего тока в намагничивающем устройстве, а заканчивают до того, как будет выключено намагничивающее поле. Ток в намагничивающем устройстве выключают после стекания основной массы суспензии с поверхности объекта. Осмотр поверхности проводят после выключения тока в намагничивающем устройстве. При контроле СОН магнитный индикатор наносят на контролируемую поверхность после снятия намагничивающего поля (выключения тока в намагничивающем устройстве), но не позднее, чем через 1 час после намагничивания. Осмотр контролируемой поверхности проводят после стекания излишков суспензии. При контроле с применением переносных электромагнитов, устройств на постоянных магнитах суспензию наносят до включения тока и во время действия магнитного поля на объект. Контроль объектов с применением электромагнитов постоянного тока и устройств на постоянных магнитах проводят только СПП. На вертикальные поверхности и на поверхности, расположенные над головой, суспензию наносят из аэрозольного баллона или с помощью пластмассовой емкости объемом 200—500 мл, в пробку которой вставлена трубочка диаметром 5—6 мм. Осмотр контролируемых поверхностей Осмотр зон контроля объектов, как правило, проводят невооруженным глазом или с помощью лупы с 2—4 или 7-кратным увеличением. При использовании магнитной суспензии осмотр выполняют после стекания основной ее массы с контролируемого участка поверхности объекта. При осмотре необходимо принимать меры для предотвращения стирания магнитного порошка с дефектов. В случаях стирания отложений порошка контроль следует повторить. Повторный контроль проводят также в случае образования нечетких индикаторных рисунков. Осмотр внутренних полостей объектов проводят С помощью специальных зондов, эндоскопов, поворотных зеркал и других специальных смотровых устройств, изготовленных из немагнитных материалов. Освещенность осматриваемой поверхности объектов при использовании черных и цветных нелюминесцирующих магнитных порошков должна быть не менее 1000 лк. Для местного освещения допускается применение ламп накаливания, но только в молочной или матированной колбе. Могут использоваться галогенные лампы. Ксеноновые лампы применять не допускается. Для исключения появления бликов на полированных контролируемых поверхностях, смоченных магнитной суспензией, рабочие места осмотра объектов контроля оборудуют светильниками с непросвечивающими отражателями или рассеивателями так, чтобы их светящиеся элементы не попадали в поле зрения работающих. Местное освещение рабочих мест оборудуют регуляторами освещения. На стационарных рабочих местах осмотра объектов контроля в виде стола материал и цвет покрытия его рабочей поверхности выбирают так, чтобы уменьшить яркостные контрасты в поле зрения выполняющего контроль специалиста, ускорить переадаптацию при чередовании наблюдения деталей и фона, обеспечить устойчивость контрастной чувствительности глаза, а также не допустить слепящего действия света, отраженного от покрытия. Например, при осмотре шлифованных деталей и других объектов со светлой поверхностью рабочую поверхность стола покрывают неблестящим светло-зеленым, светло-голубым или зеленовато-голубым пластиком. При магнитопорошковом контроле дефекты обнаруживают и оценивают по наличию на контролируемой поверхности индикаторного рисунка в виде осаждений магнитного порошка, видимых невооруженным глазом или с использованием луп и воспроизводимых повторно после каждого нового нанесения магнитной суспензии или порошка. При осмотре различают индикаторные рисунки округлой и удлиненной форм. Индикаторным рисунком округлой формы считают рисунок, у которого отношение наибольшего размера к наименьшему не более 3. В противном случае индикаторный рисунок считают удлиненным Индикаторные рисунки, образующиеся на дефектах типа нарушений сплошности материала, а также в местах резких изменений сечения объектов контроля, магнитных свойств материала и т.п., имеют следующие характерные особенности: плоскостные дефекты (трещины, расслоения, несплавления) проявляются в виде удлиненных индикаторных рисунков; объемные дефекты (поры, раковины, включения) образуют округлые индикаторные рисунки; подповерхностные дефекты обычно дают нечеткое осаждение порошка; резкие переходы от одного сечения контролируемого изделия к другому образуют размытые, нечеткие осаждения; резкие местные изменения магнитных свойств металла (например, по границе зоны термического влияния или по границе «металл шва - основной металл») и т.п. вызывают размытые, нечеткие осаждения. Для идентификации причин осаждения магнитного порошка на поверхности объектов контроля рекомендуется применять фотографии характерных индикаторных рисунков (включая и характерные для конкретных объектов осаждения по ложным «дефектам»). При многократном повторении сомнительных осаждений порошка лаборатория должна провести металлографическое исследование. По результатам исследования принимается решение о годности объектов контроля с аналогичным осаждением порошка. При массовых случаях осаждения порошка по структурной или магнитной неоднородности материала магнитопорошковый контроль объекта следует заменить другим методом неразрушающего контроля. Если осаждения порошка по структурной неоднородности не носят массового характера, но возникают затруднения с расшифровкой этих осаждений, то магнитопорошковый контроль необходимо продублировать каким-либо другим методом контроля. Результаты контроля оценивают в соответствии с нормами, предусмотренными документацией на изготовление, ремонт, реконструкцию, эксплуатацию, техническое диагностирование (освидетельствование) объектов контроля. Качество объектов контроля допускается оценивать как по индикаторным рисункам, так и по фактическим показателям (размерам, количеству и распределению) выявленных несплошностей. Размагничивание объектов контроля Объекты контроля, на которых был проведен магнитопорошковый контроль, должны быть размагничены в случаях, если их намагниченность вызывает погрешности в показаниях приборов, аппаратуры, датчиков, если намагниченность может вызвать накопление продуктов износа в подвижных сочленениях, а также, если остаточная намагниченность оказывает отрицательное влияние на последующие технологические операции. Подлежат размагничиванию и такие детали, как, например, валы, колеса, шестерни редукторов. Размагничивание осуществляют путем воздействия на объект контроля знакопеременного магнитного поля с убывающей до нуля амплитудой. Для этого используют стационарные или переносные соленоиды и электромагниты, а также устройства (например, дефектоскопы), позволяющие пропускать по объекту контроля ток, достаточный для создания необходимого размагничивающего поля. В зависимости от формы и размеров объектов размагничивание может осуществляться следующими способами: продвижением детали через соленоид, питаемый переменным током, и удалением ее на расстояние не менее 0,7 м; уменьшением до нуля тока в соленоиде переменного тока со вставленной в него размагничиваемой деталью. Если длина детали больше длины соленоида, то размагничивание проводят по участкам; удалением детали от электромагнита (или электромагнита от детали), питаемого переменным током или постоянным током с периодически изменяющимся направлением; уменьшением до нуля переменного тока в электромагните, в междуполюсном пространстве которого находится размагничиваемая деталь или ее участок; уменьшением до нуля переменного тока, проходящего либо по самой детали, либо по стержню (кабелю), пропущенному через полое отверстие детали; перемагничиванием детали полем обратного направления. Напряженность перемагничивающего поля должна подбираться экспериментально так, чтобы после его выключения остаточная индукция детали была близка к нулю (применяется только для деталей простой формы). При использовании переменного тока размагничивается слой детали, не превышающий глубины проникновения поля данной частоты в материал детали. Допускается применение других эффективных способов размагничивания. Участок конструкции или деталь можно размагнитить непосредственно после контроля в приложенном поле (СПП), если при этом используется дефектоскоп, снабженный устройством для размагничивания. При выключении дефектоскопа или при специальном переключении его на режим размагничивания происходит плавное уменьшение переменного размагничивающего тока. После размагничивания уровень остаточной намагниченности на проконтролированных участках не должен превышать 5 А/см, если в нормативной технической документации не установлены другие значения поля, вызываемого остаточной намагниченностью. Качество размагничивания контролируют с помощью магнитометра дефектоскопического, например МФ-24ФМ, либо измерителей или градиентометров магнитного поля других типов. |