SU1698732A1 - Стандартный образец дл контрол средств магнитопорошковой дефектоскопии - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю качества изделий магнито- порошковым методом. Цель изобретени  повышение достоверности контрол . Стандартный образец дл  контрол  средств маг- нитопорошковой дефектоскопии выполнен в виде диска из ферромагнитного материала стокопроводом вдоль оси и параллельными оси сквозными несплошност ми, выполненными в виде выход щих на боковую поверхность радиальных прорезей с измен ющейс  вдоль окружности глубиной, а на боковую поверхность диска нанесено сплошное немагнитное покрытие, толщина которого выбрана из услови  t VhMWH6 , где Ьммн - минимальна  глубина прорези; д - ширина прорези. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к неразрушающему контролю качества изделий, а именно к магнитопорошковому контролю, и может быть применено в различных отрасл х машиностроени .

Известен стандартный образец дл  контрол  средств магнитопорошковой дефектоскопии , содержащий стальную ферромагнитную основу в виде прот женной пластины с упрочненным поверхностным слоем, на поверхности которой выполнен дефект типа трещина (в дальнейшем дефект типа трещина будет называтьс  естественным дефектом).

К достоинствам такого образца относитс  то, что полученные на образце дефекты по своим свойствам очень близки к дефектам на реальных издели х.

Однако такой образец характеризуетс  следующими недостатками, Глубина дефекта определ етс  толщиной упрочненного сло . Последний становитс  хрупким при

определенной толщине, равной примерно 0,3 мм. При меньших значени х толщины упрочненный слой недостаточно хрупок и трещины при деформаци х образца не образуютс . Поэтому невозможно получить дефекты глубиной менее 0,3 мм. Хрупкий упрочненный слой получают азотированием. Наибольша  глубина азотировани , получаема  на практике, 0,5-0,8 мм. Таким образом, поверхностные дефекты глубиной больше 0,8 мм растрескиванием хрупкого упрочненного сло  невозможно получить. Также исключена возможность изготовлени  образца с упрочненным слоем, содержащего р д дефектов различной глубины, так как невозможно получить заготовку с различной глубиной азоти- рованного сло . Поэтому возникает необходимость разработки образцов, изготовление которых св зано с чрезвычайно большими трудозатратами и расходованием дефицитного материала типа нержавеющей ферромагнитной стали ЭИ962. Кроме того.

сл

с

о о со

со ю

образуетс  весьма громоздкий комплект образцов , очень неудобный в эксплуатации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  стандартный образец дл  контрол  средств магнитопорошковой дефектоскопии, выполненный в виде диска из ферромагнитного материала с токопроводом вдоль оси, в котором изготовлены параллельные оси диска сквозные несплошноСти в виде цилиндрических отверстий одинакового диаметра. Цилиндрические несплошности расположены по окружности, причем каждое последующее отверстие находитс  на большем по сравнению с предыдущим отверстием рассто нии от боковой поверхности диска. К преимуществам такого образца относитс  простота его изготовлени . С помощью одного образца воспроизвод тс  дефекты, расположенные на различной глубине.

Образец намагничиваетс  путем пропускани  тока по проводнику, который размещаетс  в центральном отверстии плоского диска, и обрабатываетс  магнитным порошком или суспензией, При этом на боковой поверхности диска над подповерхностными несплошност ми образуетс  валик магнитного порошка. Качество магнитного порошка и (или) намагничивающего устройства дл  магнитопорошковой дефектоскопии определ етс  по количеству вы вленных не- сплошностей при заданном значении намагничивающего тока, проход щего через проводник в центов диска. Под вы вленными несплошност ми понимаютс  при этом несплошности, над которыми образуетс  четко различимый валик магнитного порошка. Значение тока, при котором вы вл ютс  несплошности, выбираетс  экспериментально .

К недостаткам такого образца относитс  то, что рисунок осаждени  порошка над искусственными несплошност ми получаетс  нечетким, размытым. Осаждение порошка над дефектами начинаетс  при каком-то минимальном токе и измен етс  при увеличении этого минимального тока в 3-4 раза. Момент окончани  формировани  валика над несплошностью установить невозможно . Это затрудн ет однозначную и достоверную оценку качества испытуемых средств магнитопорошкового контрол . Объ сн етс  это тем, что несплошности на образце подповерхностные, а не поверхностные . Между тем магнитопорошковый метод примен ют преимущественно дл  вы влени  поверхностных несплошностей и только в некоторых случа х - дл  вы влени  подповерхностных несплошностей, залегающих на глубине не более дес тых

долей миллиметра. Кроме того, несплошности на образце выполнены в виде отверстий с круглыми сечени ми. Такие дефекты в практике магнитопорошкового контрол  не

встречаютс .

Таким образом, данный образец с искусственными несплошност ми не воспроизводит свойства тонких поверхностных дефектов, наиболее часто встречающихс  в

реальных услови х эксплуатации изделий различных отраслей машиностроени , и своевременное вы вление которых с точки зрени  обеспечени  долговечности и безопасности их эксплуатации  вл етс  наиболее необходимым.

Цель изобретени  - разработка стандартного образца, обеспечивающего повышение достоверности контрол  средств магнитопорошкового контрол .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в стандартном образце дл  контрол  средств магнитопорошковой дефектоскопии , выполненном в виде диска из ферромагнитного материала с токопроводом

вдоль оси и параллельными оси сквозными несплошност ми, несплошности выполнены в виде выход щих на боковую поверхность диска радиальных прорезей с измен ющейс  вдоль окружности глубиной,

а на боковую поверхность диска нанесено сплошное немагнитное покрытие, толщина которого выбрана из услови 

t VflMUHO,

где Пмин - минимальна  глубина прорези;

6- ширина прорези.

Авторам не известны технические решени , имеющие признаки, сходные с признаками , отличающими предлагаемое решение от известного. Сведени  о стандартном образце дл  контрол  средств маг- нитопорошковой дефектоскопии, содержащем на его боковой цилиндрической поверхности несплошности в виде радиальных прорезей различной глубины и

сплошное немагнитное покрытие, в технической и научной литературе отсутствуют, Поэтому решение, на котором базируетс  предлагаемое устройство, обладает существенными отличи ми.

На фиг. 1 и 2 представлен стандартный образец дл  контрол  средств магнитопорошковой дефектоскопии.

Образец содержит основу 1 из ферромагнитного материала в виде плоского диска . В центре диска 1 выполнено сквозное отверстие 2, в которое помещаетс  токопро- вод в виде прот женного стержн  3 из элек- тропровод щего материала. Сечение стержн  должно быть достаточным дл  пропускани  через него тока, величина которого определ етс  по формуле

l 3,14H«d,

где I - величина тока, пропускаемого по стержню, А;

Н - величина напр женности магнитного пол  на поверхности образца, необходима  дл  вы влени  пороговых дефектов, А/см;

d - внешний диаметр образца, см.

На боковой поверхности основы 1 выполнены сквозные несплошности в виде радиальных прорезей 4, названные искусственными дефектами. Глубина прорезей неодинакова и расположены они на . боковой поверхности на равном рассто нии одна от другой в пор дке возрастани  их глубины. После изготовлени  прорезей на боковую поверхность основы 1 электролитическим осаждением нанесено сплошное немагнитное покрытие 5, например из хрома .

Расположение несплошностей в пор дке возрастани  их глубины позвол ет оценить чувствительность средства магнитопорошкового контрол  по количеству вы вленных несплошностей (по индикаторным следам на боковой поверхности образца при обработке образца магнитным порошком или суспензией) при заданном значении намагничивающего тока.

Магнитопорошковый метод примен ют дл  вы влени  несплошностей с шириной раскрыти  до 1 мкм. При этом надежное вы вление несплошностей обеспечиваетс  при отношении глубины их к.ширине раскрыти  10 и более.

Однако на предлагаемом образце несплошности в виде прорезей с шириной раскрыти  менее .40-50 мкм технологически трудно выполнить. Интенсивность магнитных полей рассе ни , возникающих над не- сплошност ми и прит гивающих частицы магнитного порошка, с увеличением ширины раскрыти  несплошностей увеличиваетс . Поэтому магнитные пол  рассе ни  искусственных несплошностей на поверхности предлагаемого образца нужно ослабить и добитьс , чтобы они были эквивалентны по интенсивности магнитным пол м рассе ни  естественных несплошностей с шириной раскрыти  до 1 мкм. Дл  этого на цилиндрическую поверхность образца с искусственными несплошност. ми наноситс  немагнитное покрытие, например из хрома.

При намагничивании образца путем пропускани  тока по токопровод щему стержню над несплошност ми создаютс  локальные магнитные пол  рассе ни , причем на поверхности немагнитного покрыти  интенсивность магнитных полей рассе ни  ниже, чем на поверхности ферромагнитной основы , и по величине приближаетс  к интенсив- ности магнитных полей рассе ни  естественных несплошностей.

Толщина немагнитного покрыти  t выбираетс  из соотношени 

t /Г1мин 5 ,

0 где Ьмин - минимальна  глубина прорези: б- ширина прорези.

Поскольку энерги  магнитных полей рассе ни  над несплошност ми пропорциональна объему несплошностей, при 5 t VrtMKH обеспечиваютс  необходимые энергетические услови  дл  прит жени  частиц магнитного порошка к поверхности образца над всеми несплошност ми, включа  несплошность, имеющую минимальную глу- 0 бину. При этом на базовой поверхности диска образуютс  индикаторные рисунки над всеми несплошност ми,

При t Уг1Минд часть несплошностей не вы вл етс , так как энергии несплошно- 5 стей с малыми глубинами при этом недостаточно дл  образовани  индикаторных рисунков. Таким образом, выбор толщины немагнитного покрыти  t Vrwuv при водит к уменьшению количества вы вл емых несплошностей и, соответственно, к ухудшению чувствительности контрол  средств магнитопорошковой дефектоскопии.

Более точно значение толщины немагнитного покрыти  определ етс  экспериментально . Дл  этого изготавливают образцы из одинаковой стали, наход щиес  в одном и том же термическом состо нии и имеющие одинаковые геометрические размеры . На боковой поверхности одного из образцов изготавливаютс  естественные несплошности типа шлифовочных трещин с шириной раскрыти  пор дка 1 мкм и глубиной , превышающей ширину в 10 и более раз.

На всех других образцах изготавливаютс  искусственные несплошности в виде радиальных прорезей с шириной раскрыти  30-150 мкм, имеющие различную глубину и расположение в пор дке возрастани  их глубины, На поверхности всех образцов с искусственными несплошност ми нанесено немагнитное покрытие 5, причем толщина немагнитного покрыти  на образцах различна .

Образцы намагничиваютс . Дл  этого 5 через токопровод щие стержни образцов пропускаетс  электрический ток одинаковой силы. Далее боковые поверхности образцов обрабатываютс  магнитным порошком или суспензией. Затем сопостав0

5

0

5

0

л ютс  рисунки осаждени  магнитного порошка на поверхности каждого образца с немагнитным покрытием и искусственными несплошност ми с рисунком осаждени  магнитного порошка на образце без немагнитного покрыти  с естественными не- сплошност мм типа трещины.

По результатам сопоставлени  выбирают толщину немагнитного покрыти . Она должна быть равной (или близкой) значению толщины немагнитного покрыти  того из образцов , индикаторный рисунок осаждени  порошка на котором наиболее совпадает с индикаторным рисунком на образце без немагнитного покрыти  с естественными дефектами по количеству вы вленных несплошностей.

Пример. Дл  проверки чувствительности магнитных порошков и дефектоско- пов разработан и изготовлен стандартный образец, состо щий из плоского ферромагнитного диска 1 и токопровод щего стерж- н  3, размещенного в центральном отверстии диска соосно с ним. На боковой поверхности ферромагнитного диска изготовлены сквозные радиальные прорези глубиной 0,01; 0,02; 0,04; 0,08; 0.16; 0,32; 1.28; 2,56 мм, расположенные равномерно в пор дке возрастани  их глубины. На боковую поверхность образца, содержащую прорези, нанесено хромовое покрытие 5 толщиной 0,2 мм.

Устройство работает следующим образом .

По токопровод щиму стержню образца пропускают ток заданной силы, одновременно боковую поверхность ферромагнитного диска с несплошност ми, покрытую слоем хрома, обрабатывают cyxHNj магнитным порошком или магнитной суспензией, Над несплошност ми образуютс  локальные магнитные пол  рассе ни , интенсивность которых зависит от глубины несплошности. Под воздействием локальных магнитных полей рассе ни  на боковой поверхности диска образуютс  валики магнитного порошка (индикаторный рисунок). Количество валиков порошка (вы вленных несплошностей) при заданном намагничивающем токе зависит от чувствительности магнитного порошка.

Так, например, экспериментальным путем установлено, что черный магнитный порошок по ТУ 6-14-1009-87 имеет достаточную чувствительность, т.е. надежно вы вл ет естественные дефекты типа трещины, если при пропускании тока по стержню силой 1500 А на внешней поверхности диски диаметром 58 мм вы вл етс  не менее п ти несплошностей.

Предлагаемый образец может быть использован дл  определени  чуастзительностимагнитныхпорошков ,

магнитопорошковых дефектоскопов, а также дл  проверки работоспособности магни- топорошкоаой системы, включающей магнитный порошок, аппаратуру и технологию контрол .

Разработанный стандартный образец с искусственными несплошност ми позвол ет повысить точность определени  чувствительности средств магнмтоторошкового

контрол . Достигаетс  это путем изготовлени  искусственных несплошностей, магнитные пол  которых эквивалентны мэп-итным пол м рассе ни  естественных несплошностей .

В отличие от стандартных образцов с

естественными несплошност ми предлагаемые стандартные образцы с искусственны- ми несплошност ми менее трудоемки в изготовлении и аттестации и удобны в эксплуатации .

Основное достоинство предлагаемого образца - возможность изготовлени  большого числа идентичных образцов.

35

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Стандартный образец дл  контрол  средств магнитопорошковой дефектоскопии , выполненный в виде диска из ферро-.

   магнитного материала с токопроводом вдоль оси и параллельными оси сквозными несплошност ми, отличающийс  тем, что, с целью повышени  достоверности контрол , несплошности выполнены в виде выход щих на боковую поверхность радиальных прорезей с измен ющейс  вдоль окружности глубиной, а на боковую поверхность диска нанесено сплошное немагнитное покрытие, толщина которого выбрана из услови  t 2 УЬмишЗ . где h мин - минимальна  глубина прорези; д- ширина прорези.

   (DU2.1

   Фиг.2