2.5 Опис обладнання для виконання лабораторної роботи

Комплект засобів для візуального контролю «ЛуЧ» призначений для візуального контролю якості:

- основного металу;

- при підготовці деталей до зварювання;

- при збиранні з'єднань деталей (складальних одиниць, виробів) під зварювання;

- зварних з'єднань і наплавлень;

- при виготовленні деталей і складальних одиниць.

Відмінними особливостями даного комплекту є те, що засоби застосовуються при пошуку і виправленні дефектів в зварних з'єднаннях і основному металі при:

- вхідному контролі основного металу;

- виготовленні (монтажі, ремонті) деталей, складальних одиниць і виробів;

- технічному діагностуванні стану металу і зварних з'єднань в процесі експлуатації, в т. ч. після закінчення розрахункового терміну служби виробу.

Загальний вигляд та призначення засобів комплекту «ЛуЧ» наведені на рисунку1.1 і в таблиці 1.1.

1

6

Рисунок 1.1 - Зовнішній вигляд комплекту засобів для візуально-інструментального контролю “ЛуЧ”

Таблиця 1.1 – Склад комплекту для візуально-інструментального контролю “Луч”

№ п/п	Назва приладу	Примітка
1	Універсальний шаблон зварника УШС-3	Призначений для контролю елемен-тів розробки під зварний шов, елек-тродів і елементів зварного шва.
2	Оглядове дзеркало (обертове) (L=140 мм; d=32 мм)	Призначене для контролю поверхонь, скритих для прямого огляду
3	Лупа ЛПК-471 (двократна)	Для обстеження деталей, дрібних предметів
4	Лупа ЛП-6 (шести-кратна)	Для обстеження деталей, дрібних предметів
5	Лупа вимірювальна ЛИ-10 (десятикратна)	Для вимірювання лінійних розмірів дрібних дефектів за допомогою шкали, яка виконана на скляній пластині
6	Штангенциркуль ШЦ-1-125-0,1 з глибиноміром
7	Лінійка металева Л-300 (300 мм)
8	Набір радіусних шабло-нів № 1 (R=1..6 мм)	Для оцінки радіусів випуклих і ввігнутих поверхонь
9	Набір радіусних шабло-нів № 3 (R=7..25 мм)	Для оцінки радіусів випуклих і ввігнутих поверхонь
10	Набір щупів №4 (0,1..1 мм)	Для контролю зазорів між спряже-ними поверхнями
11	Кутник перевірочний 100 х 60 мм (кут 90°)
12	Ліхтар мініатюрний	Для локального підсвічування при недостатній видимості в зоні вимірювання
13	Маркер по металу Edding 8750 (білий)
14	Рулетка 5 м
15	Інструкція по візуаль-ному і вимірювальному контролю РД 34.10.130	[5]
16	Сумка для перенесення

2.6 Порядок проведення роботи

2.6.1 Ознайомитись з комплектом засобів для візуально-інстру-ментального контролю “ЛуЧ”.

2.6.2 Одержати у викладача зразки обладнання для контролю візуально-оптичним методом.

2.6.3. При необхідності очистити оглядову поверхню досліджуваних зразків від бруду, окалини та слідів корозії за допомогою механічного щіткового чи абразивного інструменту. При використанні ручних шліфувальних машин треба уникати перегріву внаслідок шліфу­вання, а також уникати слідів шліфування і нерівномірного оброблення. Забезпечити достатню освітленість контрольованих поверхонь.

2.6.4 Провести ретельну перевірку зразків на наявність дефектів. Попередній огляд провести візуально, або з використання оглядової лупи ЛПК-471. Місця, в яких виникнення дефектів найбільш ймовірне, та сумнівні ділян­ки, що виклика­ють підозру щодо наявності дефекту, повинні бути огля­нуті через лупу 6-кратного чи 10-крат­­ного збільшення із застосуванням, за потреби, джерела додаткового міс­це­вого освітлення або портативного ліхтарика з комплекту приладів для візуально-інструментального контролю.

Примітка. Як правило, у місцях виходу тріщин на по-верхню спостеріга­ють­ся сліди іржі та відлущування фарби. За наявності цих ознак контрольо­вану поверхню рекоменду-ється очистити до металевого блиску за допомогою металевої щітки.

2.6.5 При контролі заданих об’єктів особливу уваги слід звертати на виявлення дефектів, що мають вплив на праце­здат­­ність та експлуатаційну придатність обладнання [1, 2]:

• тріщини в основному металі;

• місцеві механічні пошкодження (розриви, вм’ятини, згини, вируб­ки, зломи);

• розшарування основного металу;

• корозійні пошкодження, дефекти протикорозійного за-хисту;

• відхилення геометричних розмірів від проектних;

• непрямолінійність деталей;

• відхилення від проектних положень конструкцій та їх деталей.

За явних дефектів (глибокі тріщини, наскрізні отвори i т.iн.), якi ви­клю­­чають використання деталі за прямим призначенням, деталь відбракувати. У цьому випадку місце-знаходження дефекту позна­чити незмивною червоною фар-бою.

2.6.6 Під час візуального контролю зварних з’єднань деталей обладнання необхідно ретельно оглянути [7]:

• стикові з’єднання;

• вузли примикання деталей конструкцій;

• опорні вузли;

• зони зближення зварних швів на відстані не менше 50 мм;

• зони наближення зварних швів ребер жорсткості до швів стико­вих з’єд­нань на відстань 10-кратної товщини стін-ки;

• різкі переходи перерізів деталей;

• отвори (з необробленими кромками, пропали, необ-роблені по конту­ру, заварені).

2.6.7 При виявленні дефектів і оцінюванні їх впливу на працездатність конструкції слід врахувати, що допустимими дефектами зварних швів є [6]:

• лускатість поверхні швів до 1 мм, висота окремих нерівно­стей швів - до 2 мм;

• перевищення підсилення шва понад вказане в стан-дартах, якщо при цьому виконаний плавний перехід від основ-ного металу до наплав­леного;

• підріз основного металу довжиною не більше 20% дов-жини шва:

а) на глибину до 0,5 мм, якщо товщина металу не біль-ше 10 мм;

б) на глибину до 1 мм, якщо товщина металу перевищує 10 мм.

За явних дефектів зварних швів (непровари, тріщини будь-яких видів і напрямків, скупчення пор, підрізи і напливи, незаварені кратери, свищі, незаварені пропали в металі шва i т.iн.) місцезнаходження дефекту позна­чити незмивною чер-воною фарбою.

2.6.8 Провести вимірювання розмірів виявлених та позначених дефектів за допомогою вимірювальних засобів, що входять в комплект «ЛуЧ». Вимірювання глибини поверхневих пошкоджень та дефектів здійснити за допомогою штангенциркуля та штан­ген­­глибиноміра з ціною поділки 0,1 мм, або шаблона зварника УШС-3.

2.6.9 Стрілу прогину несучих деталей обладнання слід вимірювати за допомогою лекальної ліній­ки або стальної струни, яку натягують між крайніми точками прогину. Вели-чину стріли прогину визначають як найбільшу відстань між сталь­ною струною (лека­ль­ною лінійкою) та поверхнею дефор-мованої деталі і вимірюють за допо­могою штангенциркуля або штангенглибиноміра з ціною поділки 0,1 мм.

2.6.10 Дефекти, виявлені в процесі інструментального контро­лю, повинні бути позначені незмивною червоною фар-бою, маркером по металу чи крейдою.

2.6.11 Результати контролю необхідно занести у звіт (додаток А). При цьому необхідно зробити ескізи контрольованого об’єкту (чи фотознімок), на яких вказати пошкоджені ділянки, координати виявлених дефектів, їх розміри і кількість.

2. 6 Запитання для самоконтролю

2.6.1 Яке призначення візуально-оптичного контролю?

2.6.2 Які типи дефектів дає змогу виявляти візуально-оптичний контроль?

2.6.3 Що називають візуально-оптичним контролем і які його основні переваги?

2.6.4 Яке максимальне збільшення оптичних луп допус-кається для контролю і чим зумовлене це обмеження?

2.6.5 Які є оптичні прилади по виду приймача промене-вої енергії? За призначенням?

Лабораторна робота № 3

Вивчення технології та засобів контролю

проникаючими речовинами

3.1 Мета роботи

Вивчити методику виявлення поверхневих та наскрізних дефектів методом проникаючих речовин.

3.2 Тривалість і місце проведення роботи

Робота проводиться в лабораторії кафедри технічної діагностики і моніторингу. Тривалість роботи – 2 години.

3.3 Обладнання і матеріали

Комплект засобів для контролю проникаючими речови-нами в аерозольній упаковці (очищувач MR-88, пенетрант MR-68, проявник MR-70). Металічні зразки обладнання з поверхневими дефектами типу «тріщина» та наскрізними дефектами.

3.4 Основні теоретичні положення

Капілярний метод контролю (КМК) заснований на капілярному проникненні індикаторних рідин в порожнину порушень суцільності матеріалу об'єкту контролю і реєстрації утворених індикаторних слідів візуально або за допомогою перетворювача. Метод дозволяє виявляти поверхневі і наскрізні дефекти, які можуть бути виявлені також і при візуальному контролі, однак при виявленні слаборозкритих дефектів він вимагає великих витрат часу, особливо коли виконують ретельний огляд поверхні із застосуванням засобів збільшення. Перевага КМК в таких випадках – в багатократному прискоренні процесу контролю.

Основними документами, що регламентують застосування КМК, являються ГОСТ 18442 – 80 [8], 28369 - 89 і 24522 – 80.

Процес капілярного контролю складається з наступних основних операцій (рисунок 3.1):

а) очищення поверхні 1 об’єкта контролю (далі – ОК) і порожнини дефекту 2 від забруднень, жиру і т. д. шляхом їх механічного видалення і розчинення. Цим забезпечується хороша змочуваність усієї поверхні ОК індикаторною рідиною і можливість проникнення її в порожнину дефекту. Механічну зачистку проводять, коли поверхня виробу покрита окалиною або силікатом. Такі покриття закривають розкриття дефектів. Зачистку виконують різанням, абразивною шліфовкою, обробкою металевими щітками. Цими способами видаляється частина матеріалу з поверхні ОК. Ними не можна зачищати глухі отвори, різьби. При шліфуванні м'яких матеріалів дефекти можуть перекриватися тонким шаром деформованого матеріалу. Для повнішого очищення поверхні ОК і порожнини дефектів застосовують способи інтенсифікації очищення: дія парами органічних розчинників, хімічне травлення (допомагає видаленню з поверхні продуктів корозії), електроліз, прогрівання ОК, дія низькочастотними ультразвуковими коливаннями.

Після очищення проводять сушку поверхні ОК. Цим видаляють залишки миючих рідин і розчинників з порожнин дефектів. Сушку інтенсифікують підвищенням температури, обдуванням, наприклад використовують струмінь теплового повітря з фену.

Рисунок 3.1 - Основні операції при капілярній дефектоскопії

б) просочення дефектів індикаторною рідиною 3. Для цього вона повинна добре змочувати матеріал виробу і проникати в дефекти в результаті дії капілярних сил. За цією ознакою метод називають капілярним, а індикаторну рідину - індикаторним пенетрантом або просто пенетрантом (від лат. penetrо - проникаю, дістаю).

Найчастіше як основу пенетрантів використовують такі речовини, як гас, рідкі масла, спирти, бензол, скипидар, у яких поверхневий натягнення (2,5...3,5)∙10^-2. Рідше використовують пенетранти на водяній основі з добавками поверхнево-активних речовин (ПАР). Для усіх цих речовин cos θ не менше 0,9. Сучасна промисловість випускає готові пенетранти для контролю, тому необхідність в точному знанні рецептури відпадає. Просочення пенетрантом виконують зануренням у ванну, намазуванням кистю, поливанням, розбризкуванням пульверизатором або з аерозольного балона. Пенетрант залишають на поверхні ОК від 10 до 30 хв., а в середньому - 20 хв.

Існує ряд способів інтенсифікації процесу просочення: вакуумування ОК перед просоченням; дія на ОК підвищеним тиском після нанесення на нього пенетранта; дія на ОК під час контакту його з пенетрантом пружних механічних коливань або статичного навантаження, що збільшує розкриття дефектів; електричну взаємодію часток пенетранта, яким надається електричний заряд, з ОК, якому надається заряд іншого знаку; дія на пенетрант, що знаходиться поблизу поверхні ОК, УЗ-коливаннями;

в) видалення надлишків пенетранта з поверхні ОК проводиться для виключення утворення фону (при неповному видаленні пенетранта), виникнення помилкових індикацій (при збереженні пенетранта на окремих ділянках, в заглибленнях). При виконанні цієї операції важливо зберегти пенетрант в порожнині дефектів. Видалення виконують протиранням сухими або вологими серветками, промиванням очисником.

Як очисники використовують воду (для пенетрантів на основі скипидару), водні розчини ПАР і органічні розчинники. Поверхнево-активна речовина допомагає утворити емульсію з нерозчинного у воді пенетранта, після чого він легко змивається, хоча при цьому відбувається часткове вимивання пенетранта з широких дефектів. Збереженню пенетранта в дефектах сприяє промивання сильним струменем води без добавляння ПАР. Тут очищення забезпечується механічною дією струменя води. Широко застосовують органічні очисники, що випускаються промисловістю: ОЖ-1 (етиловий спирт з емульгатором) і маслогасову суміш.

Після промивання ОК сушать; для прискорення сушіння обдувають теплим повітрям. Тут корисно перевірити оглядом, чи не залишилося слідів пенетранта на поверхні;

г) виявлення пенетранта в порожнині дефектів візуально, або за допомогою спеціальних пристроїв - перетворювачів. У першому випадку на поверхні наносять спеціальні речовини - проявники 4, що витягують пенетрант з порожнини дефектів за рахунок явищ сорбції або дифузії. Як проявник використовують порошок, суспензію, фарби, лаки, липку стрічку. Важливо нанести проявник рівномірно, тонким (близько 0,1 мм) суцільним шаром. Товщий шар проявника утруднює його просочення пенетратом, витягнутим з тріщин. Мала кількість пенетранту не досягає протилежної поверхні шару проявника. Проявлення порошком (сухий спосіб) засновано на явищі фізичної адсорбції і капілярному ефекті. Проявлення лаком або фарбою засноване на явищі дифузії.

Пенетрант просочує увесь шар проявника (зазвичай досить тонкий) і утворює сліди (індикації) 5 на його зовнішній поверхні. Ці індикації, як правило, виявляють візуально. Розрізняють кольоровий метод, коли пенетрант має яскравий помаранчевий або червоний колір, і люмінесцентний метод, коли пенетрант світиться під дією ультрафіолетового опромінення.

Завершальна операція при КМК - очищення ОК від проявника.

Залежно від поєднання методів, способів їх реалізації, а також використовуваних матеріалів досягаються чотири умовні рівні чутливості, які наведені у таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 – Умовні рівні чутливості контролю проникаючими речовинами

Умовний рівень чутливості контролю	Розмір дефекту, мкм
	ширина	глибина	довжина
I	Менше 1	До 10	До 0,1
II	До 10	До 100	До 1
III	До 100	Від 100	До 10
IV	100 і більше	1000 і більше	10 і більше

Для виявлення поверхневих тріщин, раковин, пор, роз-шарувань, що виходять на поверхню, в нафтовій промисло-вості при ремонтних і монтажних роботах широко застосо-вується гасова проба з крейдою, яка є спрощеним різновидом кольорового методу [20].

Виявлені дефекти можуть бути охарактеризовані за наступнми ознаками [8]:

– за локалізацією:

А – одиничні;

Б – групові, розташовані в обмежених зонах контро-льованої поверхні;

В – розподілені по всій поверхні.

– за орієнтацією щодо головних осей об'єкту контролю:

	- паралельні;
	- перпендикулярні;
	- розташовані під кутом;

Без знаку – дефекти, що не мають переважаючої орієнтації.

– за допустимістю:

- допустимі (малозначні або виправні);

Без знаку – недопустимі (критичні, значні, невиправні).

Примітка. Дефекти, наведені вище, відносяться до поверхневих. До позначення "наскрізний дефект" додають знак "*". Наприклад, одиничний наскрізний дефект позначають А*.

Приклади позначення характерних дефектів:

	- одиничні допустимі дефекти, розташовані паралельно головній осі об'єкта;
	- групові допустимі дефекти, розташовані перпендикулярно під кутом до осі об'єкта;
	- повсюдно розподілені допустимі дефекти, розташовані під кутом до осі об'єкта;
	- повсюдно розподілені допустимі дефекти без переважаючої орієнтації.

А - одиничні неприпустимі дефекти без переважаючої орієнтації [8].

3.5 Порядок проведення контролю проникаючими речовинами

3.5.1 Одержати взірці обладнання для проведення контролю капілярним методом. Підготувати місце контролю згідно п.1.3.5 лабораторної роботи №1.

3.5.2. Контрольовану поверхню необхідно попередньо очистити від залишків мастила, зварювальних шлаків, окалини, іржі, фарби. Способи очищення зображені на рисунку 3.2.

Органічні забруднення можна видалити з поверхні за допомогою очищувача (рисунок 3.2, г) або гарячою парою (рисунок 3.2, в). Неорганічні допускається механічно очищати, наприклад за допомогою волосяної щітки або струменевим методом (рисунок 3.2, а, б). Після цього необхідно змити залишки бруду за допомогою очищувача.

а

б

в

г

а – механічна очистка за допомогою щітки; б – механічна очистка струменевим методом; в – знежирення гарячою парою; г – очищення розчинником

Рисунок 3.2 – Способи очищення контрольованих поверхонь при проведенні капілярного контролю

Після нанесення очищувача на забруднену поверхню необхідно почекати 30 секунд для руйнування органічних за-бруднень. Після цього необхідно висушити поверхню ткани-ною або серветкою. Операція повторюється до повного очи-щення поверхні (рисунок 3.2) [8, 22].

УВАГА !: Проводячи очищення поверхні, необхідно ви-діляти достатньо часу для висихання очищувача, що по-трапив в дефекти. Час, необхідний для цього, залежить від температури і вологості навколишнього середовища Очищувач повинен повністю випаруватися з дефектів перед застосуванням пенетранта. Процес сушіння можна інтенсифікувати підвищенням температури, обдуванням, наприклад, струменем теплового повітря з фену.

Рисунок 3.2 - Процес очищення контрольованої поверхні

3.5.3 Нанести пенетрант на очищену і висушену поверхню (рисунок 3.3). При розпилюванні пенетранта з аерозольного балона рідину слід наносити на поверхню об’єкта контролю з відстані 20 – 25 см для одержання рівномірного шару. Витримати взірець на протязі 10 – 30 хвилин для того, щоб пенетрант проникнув в дефект завдяки капілярним силам. Якщо поверхня не була добре підготовлена і в дефектах можливі залишки забруднень або температура навколишнього середовища нижче +12 °С, то час, необхідний для проникнення пенетранта, повинен бути збільшений. Якщо температура поверхні вище +45 °С, час, необхідний для вбирання пенетранта, може бути зменшений. При температурі поверхні вище 80 °С цей час складає близько 1-єї хвилини.

Рисунок 3.3 – Процес нанесення пенетранта на контрольовану поверхню

3.5.4 Видалити надлишки пенетранта з поверхні об’єкта контролю серветкою з тканини або паперу. Серветка може бути заздалегідь змочена очищувачем. Після очищення необхідно висушити контрольовану поверхню. При необхідності процедура повторюється до повного видалення надлишків пенетранта з поверхні.

ВАЖЛИВО: при використанні органічного розчинника на цій стадії не розпилюйте очищувач прямо на контрольовану поверхню з метою запобігання вимивання пенетранта з порожнини дефекту сильним струменем рідини (рисунок 3.4).

3.5.5 Нанести проявник на поверхню контрольованого об’єкта. Перед нанесенням проявника потрібно попередньо ретельно перемішати суспензію чи струсити флакон з проявником, щоб повністю відновити зважений стан частинок білого пігменту.

Змочіть серветку очищувачем і протріть нею червоні плями, що залишилися	Не розпилюйте органічний очищувач прямо на контрольовану поверхню
Видаліть надлишки пенетранта сухою або змоченою очищувачем серветкою	Поверхня очищена, а пенетрант залишився всередині дефектів

Рисунок 3.4 – Процес видалення пенетранта з контрольованої поверхні

Розпилювання є найбільш рекомендованим методом нанесення проявника на поверхню метою одержання з тонкого рівномірного шару (до 0,1 мм). Після нанесення Він повинен бути злегка вологим, щоб проявник міг „витягнути” пенетрант, що знаходиться в порожнині дефектів, на поверхню для спостереження.

Рівномірно нанесений шар білого проявника повинен бути достатнім, щоб забезпечити (1) – прийнятний капілярний шлях для кольорового пенетранта і (2) – прийнятний контрастний білий фон для відміток тріщин червоним кольоровим пенетрантом. Але шар не повинен бути дуже товстим, інакше він приховуватиме або затемнятиме червоні індикаторні сліди дефектів (рисунок 3.5).

Увага!: Краще нанести два або три тонких шари прояв-ника, ніж один товстий.

Проявник напилюється у 2 або 3 шари з відстані від 20 см до 30 см

Рівномірний тонкий шар проявника витягає кольоровий пенетрант з дефектів завдяки явищу дифузії та адсорбції

Рисунок 3.5 – Процес нанесення проявника на контрольовану поверхню

Ознаки дефекту у зварному шві

Ознаки втомної тріщини у колінчатому валі

Рисунок 3.6 - Ознаки дефектів при контролі прони-каючими речовинами для різних об’єктів контролю

3.5.6 Провести візуальний огляд поверхні контрольо-ваного об’єкта спочатку через 3 – 5 хв, а потім через 10 – 15 хв після висихання проявника. Індикаторні сліди дефектів (якщо такі є) виявляться, як тільки проявник висохне. Якщо допускається наявність важкопроникних тріщин, потрібно почекати триваліший час. Швидкість проявлення, глибина кольору, так само, як малюнок сліду вказує на тип дефекту.

Червоні лінії показують тріщини, складки, відсутність сплавлення. Глибокі дефекти виявляються у вигляді точок, утворюючих пряму або криву лінію. Пористість виявляється у вигляді розсіяних червоних точок (рисунок 3.6).

3.5.7 Результати контролю необхідно оформити у вигляді заключення (додаток Б).

3.5.8 Зробити аналіз результатів і висновки по виконаній роботі.

3.6 Запитання для самоконтролю

3.6.1 Які типи дефектів дає змогу виявляти контроль про-никаючими речовинами ?

3.6.2 У чому полягає фізична суть методу контролю про-никаючими речовинами ?

3.6.3 Які існують різновиди методів контролю проникаючими речовинами ?

3.6.5 Охарактеризуйте методи нанесення пенетрантів.

3.6.6 Яка технологія проведення контролю проникаючими речовинами?

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 4

ВИВЧЕННЯ МЕТОДИКИ ТА ЗАСОБІВ

ДЛЯ ПРОВЕДЕННЯ МАГНІТОПОРОШКОВОЇ ДЕФЕКТОСКОПІЇ

4.1 Мета роботи

Метою роботи є вивчення особливостей методики ви-явлення поверхневих та підповерхневих дефектів за допомо-гою магнітопорошкового методу і вивчення особливостей ро-боти обладнання, яке при цьому використовується.

4.2 Тривалість і місце проведення роботи

Робота проводиться в лабораторії кафедри технічної діагностики і моніторингу. Тривалість роботи – 2 години.

4.3 Обладнання і матеріали

Магнітопорошковий дефектоскоп ПМД-70, суспензія магнітного порошку в аерозольному упакуванні, швидкосохнуча нітроемаль білого кольору в аерозольному упакуванні для нанесення фону-контрасту, зразки для контролю.

4.4 Основні теоретичні відомості

Суть магнітопорошкового методу полягає в тому, що на поверхню намагніченої деталі наносять феромагнітний поро-шок у вигляді суспензії з гасом, маслом, мильним розчином („мокрий метод”) або у вигляді магнітного аерозолю („сухий метод”). Під дією втягуючої сили магнітних полів розсіяння частинки порошку переміщуються по поверхні деталі і скуп-чуються у вигляді валків над дефектами. Форма цих скупчень відповідає контурам дефектів, що виявляються [21].

Метод відрізняється високою чутливістю до тонких і дрібних тріщин, простотою виконання, оперативністю і наоч-ністю результатів.

Чутливість магнітопорошкового методу залежить від ряду чинників: розміру частинок порошку і способу його на-несення, напруженості прикладеного намагнічуючого поля, роду прикладеного струму (змінний або постійний), форми, розміру і глибини залягання дефектів, а також від їх орієнтації щодо поверхні виробу і напряму намагнічування, стану і фор-ми поверхні, способу намагнічування.

Намагнічування постійним або змінним струмом, а та-кож „сухий” або „мокрий” метод нанесення порошку істотно не впливають на виявлення поверхневих дефектів. Проте рід струму намагнічування, а також метод нанесення порошку сильно позначаються на виявленні підповерхневих дефектів. У цьому випадку різко виявляється перевага постійного стру-му перед змінним. Це пояснюється тим, що постійний струм створює магнітне поле, глибоко проникаюче в метал. Проте деталі з товщиною стінки 20 мм не слід намагнічувати пос-тійним струмом, оскільки такі деталі неможливо розмагнітити після контролю. При намагнічуванні змінним струмом через так званий скінефект густина струму, а отже, і густина маг-нітного потоку буде більшою біля поверхні намагнічуваного виробу. З цієї причини при намагнічуванні змінним струмом краще виявляються тільки поверхневі дефекти.

„Сухий метод” контролю має перевагу перед „мокрим” при виявленні підповерхневих дефектів. Це пояснюється тим, що суспензія володіє певною в’язкістю і для переміщення феромагнітної частинки в цьому в’язкому середовищі потріб-на більш значна сила дії магнітного потоку, ніж для перемі-щення тієї ж частинки в повітрі.

При контролі магнітними методами найбільш упевнено виявляються площинні дефекти: тріщини, непровари і нес-плави, найбільший розмір яких орієнтований під прямим або близьким до нього кутом відносно напряму магнітного пото-ку.

Дефекти округлої форми (пори, шлакові включення, ра-ковини) не можуть створювати достатнього потоку розсію-вання і, як правило, при контролі виявляються погано. Прак-тикою встановлено, що магнітопорошковим методом виявля-ються поверхневі і підповерхневі (на глибині не більше 2 мм) тріщини з розкриттям від 0,001 мм, глибиною (висотою де-фекту) від 0,05 мм і завдовжки 0,5 мм і більше.

Із збільшенням глибини залягання дефектів зменшуєть-ся швидкість скупчення магнітного порошку, що утруднює виявлення дефектів і визначення їх характеру. Значною мірою чутливість контролю залежить від якості поверхні, на яку наносять суспензію або порошок. Якщо на поверхні контро-льованого виробу є різкі переходи або крупні мікронерівності, то магнітний порошок інтенсивніше скупчується не над де-фектами, а в місцях переходів і заглиблень.

Методика магнітопорошкового способу включає насту-пні операції (ГОСТ 21105 — 87) [9]:

1) Подготовку поверхонь перед контролем і очищення їх від забруднень, окалини, слідів шлаку після зварювання.

2) Подготовлення суспензії, яка полягає в інтенсивному перемішуванні магнітного порошку з транспортуючою ріди-ною.

3) Намагнічування контрольованого виробу.

4) Нанесення суспензії або порошку на поверхню кон-трольованого виробу.

5) Огляд поверхні виробу і виявлення місць, покритих відкладеннями порошку.

6) Розмагнічування.

Способи намагнічування. Магнітний контроль можна проводити способом прикладеного магнітного поля або спо-собом залишкової намагніченості. Спосіб прикладеного маг-нітного поля проводять у тих випадках, коли деталь виконана з магнітом’якого матеріалу, наприклад із сталей (Ст3, сталь 10, сталь 20 і ін).

При контролі на залишковій намагніченості деталь заз-далегідь намагнічують, а потім після зняття намагнічуючого поля на її поверхню наносять магнітну суспензію або поро-шок. Контроль на залишковій намагніченості можливий при достатньо великій залишковій намагніченості деталей. Тому його застосовують для перевірки деталей з магнітожорстких матеріалів [24].

В практиці магнітного контролю існують наступні способи намагнічування виробів: комбіноване, циркулярне і полюсне [9]. Комбіноване намагнічування здійснюється тільки в прикладеному магнітному полі, а намагнічування здійснюється при одночасному намагнічуванні деталі двома або декількома магнітними полями. Циркулярне і полюсне намагнічування можна застосовувати як в прикладеному магнітному полі, так і на залишковій намагніченості.

Циркулярне намагнічування часто застосовують для виявлення поздовжніх дефектів при контролі циліндричних деталей. Його здійснюють при пропусканні струму по контрольованій деталі або через провідник, поміщений в отвір деталі (рис. 4.1).

Рисунок 4.1 – Циркулярний спосіб намагнічування об’єктів

Полюсне намагнічування (рис. 4.2) підрозділяють на поздовжнє, поперечне і нормальне. При поздовжньому намагнічуванні напрямок намагнічуючого поля співпадає з напрямом осі деталі. Поздовжнє намагнічування здійснюють за допомогою електромагнітів, постійних магнітів або соленоїдів. При поперечному намагнічуванні напрямок вектора напруженості магнітного поля перпендикулярний до поздовжньої осі деталі. Нормальне намагнічування – окремий випадок поздовжнього і поперечного намагнічування.

Рисунок 4.2 – Полюсний спосіб намагнічування об’єктів

Апаратура і матеріали. Дефектоскопи для магнітопо-рошкового методу контролю включають джерела струму, пристрої для підведення струму до деталі, пристрої для по-люсного намагнічування (соленоїди, електромагніти), прис-трої для нанесення на контрольовану деталь порошку або сус-пензії, вимірювачі струму (або напруженості поля). У дефек-тоскопах найбільш поширене циркулярне намагнічування шляхом пропускання змінного струму по деталі (або через стержень) і поздовжнє намагнічування постійним струмом. Для магнітопорошкового контролю в основному застосову-ють дефектоскопи трьох видів: стаціонарні універсальні, пере-сувні і переносні, спеціалізовані (стаціонарні і пересувні).

Як матеріал для приготування порошків в основному ви-користовують дрібно помелений окисел заліза з розміром час-тинок 5 – 20 мкм. Іноді застосовують чисту залізну окалину, яку одержують при куванні і плющенні, а також стальну стру-жку, що утворюється при шліфуванні стальних виробів. Для кращої індикації дефектів виробів різного кольору застосо-вують кольорові порошки (червоний, сріблястий і ін.). Їх одер-жують фарбуванням темних порошків або відпалом за спе-ціальною технологією.

Для приготування магнітних суспензій частіше всього використовують масляно-гасові суміші (співвідношення масла і гасу 1:1), що містять 50 – 60 г порошку на 1л рідини. Можуть застосовуватися і водні суспензії, наприклад мильноводна із вмістом в 1л води 5 – 6 г мила, 1г рідкого скла і 25 – 30 г маг-нітного порошку.

Документування результатів контролю. Найбільш наглядним способом оформлення результатів контролю є фотографічний знімок деталі з нанесеними на дефект частками порошку. У випадку застосування чорного чи кольорового порошку потрібно слідкувати, щоб освітлення об’єкту було сприятливим і рівномірним. Фотографування люмінісціюючих дефектів не викликає затруднень. Знімання дефектів повинно проводитись за умов ультрафіолетового освітлення і за можливості в затемненому приміщенні.

Оцінка результатів контролю. Малюнок магнітного порошку, що осів, на дефектах різного походження неоднаковий. Він залежить від характеру, величини і глибини залягання дефектів [20].

Втомні, термічні (у тому числі гартувальні), кувальні, штампувальні тріщини, а також розшарування дають магнітний малюнок у вигляді різких обкреслених ліній з щільним осадженням магнітного порошку.

Якщо непроварений шов, рисунок являє собою смугу біля шва; тріщини, що утворилися при зварюванні, виявляються чітким осіданням порошку на поверхні шва або в зоні біля шва. Флокени виявляються у вигляді окремих викривлених або прямолінійних рисок, розташованих поодинці або групами, переважно з різким осадженням магнітного порошку. Волосовини виявляються у вигляді прямих або злегка зігнутих по волокну тонких рисок з різною інтенсивністю осадження порошку, залежною від висоти волосовини і розташування їх щодо поверхні.

При бракуванні необхідно враховувати, що порошок ін-коли осідає і там, де насправді немає дефекту. Основними причинами, що викликають появу таких уявних дефектів, є: наявність на поверхні глибоких подряпин, місцевого наклепу, наявність в матеріалі різкого кордону розділу двох структур, що відрізняються магнітними властивостями, а також різкої зміни площі поперечного січення деталі.

У місцях наклепу порошок осідає у формі розмитих ліній нещільно і нестійко. Із зростанням напруженості намагнічуючого поля кількість порошку, що осів над місцем наклепу, не збільшується, і на поверхні він утримується слабо. Це дозволяє відрізнити наклеп від дійсного дефекту.

По границі розділу двох структур матеріалу, що відріз-няються магнітними властивостями, порошок осідає у вигля-ді різких обкреслених або розмитих смуг залежно від різкого або поступового переходу однієї структури в іншу. В разі різ-кої зміни площі поперечного перерізу деталі порошок, що осів, має вигляд плям, ліній, що розходяться, або розмитих смуг.

При огляді необхідно виявити і відзначити на поверхні місця, на яких осів порошок, звертаючи увагу перш за все на ті, де найбільш ймовірна поява дефектів. Оглядати поверхню слід при хорошому освітленні. У разі потреби застосовуються лупи або інші оптичні засоби.

При сумнівних осіданнях порошку проводиться повтор-ний контроль, а також металографічне дослідження.