Феррозондовые дефектоскопы

В настоящее время для феррозондового контроля используются дефектоскопы ДФ-201.1, а также магнитоизмерительные приборы -- дефектоскопы Ф-205.03, Ф-205.30А, Ф-205.38. Они предназначены для обнаружения дефектов в деталях, измерения напряженности и градиента напряженности магнитного поля.

Таблица 1 - технические характеристики дефектоскопа ДФ-201.1

Основные технические характеристики феррозондового дефектоскопа

Дефектоскопы комплектуются феррозондовыми преобразователями с базой 3 или 4 мм, питаются от аккумуляторной батареи. Предусмотрено автоматическое отключение питания при разрядке аккумуляторной батареи ниже допустимого значения.

Феррозондовые преобразователи

Феррозондовые преобразователи, применяемые при контроле деталей подвижного состава, подразделяются на:

-- феррозонды - полемеры, предназначенные для измерения абсолютной величины напряженности магнитного поля и преобразования ее в электрический сигнал;

-- феррозонды - градиентометры, используемые для измерения градиента напряженности магнитного поля от одной точки контролируемой поверхности детали к другой.

Для измерения параметров магнитных полей используются также датчики Холла, магниторезисторы, пассивные индуктивные преобразователи (ПИП).

При отсутствии дефектов в намагниченных деталях магнитные силовые линии равномерно расположены вдоль поверхности детали.

Рассмотрим магнитное поле дефекта, представляющего собой бесконечно длинную трещину с ровными краями на детали с плоской поверхностью бесконечных размеров. Деталь намагничена вдоль поверхности перпендикулярно трещине. Так как воздух в трещине имеет большее магнитное сопротивление в сравнении с сопротивлением материала детали, то магнитные силовые линии обтекают трещину как внутри, так и вне детали и формируют магнитное поле рассеяния дефекта.

Общие положения

Феррозондовый метод неразрушающего контроля позволяет обнаруживать дефекты в предварительно намагниченной детали. Дефекты обнаруживаются за счет выявления пространственных искажений магнитного поля над дефектом. Искаженное поле над дефектом именуется полем рассеяния дефекта или полем дефекта. Выявляются поля рассеяния с помощью ФП, преобразующего градиент напряженности магнитного поля в электрический сигнал.

Обнаруживаются поверхностные и подповерхностные (лежащие в толще материала) дефекты типа нарушений сплошности: волосовины, трещины, раковины, закаты, ужимы и т.п. Метод применяют для обнаружения дефектов сварных швов: непроваров, трещин, неметаллических включений, пор и т. п.

В зависимости от размеров выявляемых поверхностных и подповерхностных дефектов, а также глубины их залегания, ГОСТ 21104 устанавливает одиннадцать условных уровней чувствительности метода.

ФП, применяемые при контроле деталей вагонов, подразделяют на:

- ФП-градиентометры, которые преобразуют в электрический сигнал градиент напряженности магнитного поля. Они используются для измерения градиента напряженности магнитного поля и дефектоскопирования;

- ФП-полемеры, которые преобразуют в электрический сигнал напряженность магнитного поля. Они используются для измерения напряженности магнитного поля.

ФП-градиентометры реагируют на пространственную производную (пространственное изменение) магнитного поля. При дефектоскопировании они имеют преимущество перед ФП-полемерами, так как над дефектами наблюдается резкое пространственное изменение поля.

В зависимости от магнитных свойств материала, размеров и геометрии контролируемой детали применяют два способа контроля:

- способ приложенного поля, который заключается в намагничивании изделия и регистрации магнитных полей рассеяния в присутствии намагничивающего поля;

- способ остаточной намагниченности, который заключается в намагничивании изделия и регистрации магнитных полей рассеяния после снятия намагничивающего поля (в остаточном поле).

Структурные неоднородности материала, магнитные пятна, шероховатость контролируемой поверхности и неоднородность намагничивающего поля, не связанная с дефектами, порождают на выходе преобразователя сигналы, именуемые помехами или фоном. Помехи являются причиной ошибок дефектоскопирования -- пропусков дефектов и ложных браковок.

На деталях сложной формы уровень фона в разных точках различается значительно. Поэтому первоначальная настройка дефектоскопа с фиксированным порогом гарантирует высокую достоверность контроля лишь на определенном участке детали. При переходе к другому участку дефектоскоп необходимо перестраивать, что усложняет дефектоскопирование. Для того, чтобы его упростить, используются дефектоскопы с автоматической (зависящей от фона) перестройкой порога.

Феррозондовый контроль деталей проводя по операционным картам по ГОСТ 3.1502 или технологическим картам, составленным на основе настоящего РД и утвержденным главным инженером предприятия.

В технологической карте феррозондового контроля должны быть указаны:

- наименование детали;

- условное обозначение нормативных и технологических документов, на основании которых она разработана;

- характеристики детали (марка стали, шероховатость поверхности);

- эскиз детали с указанием зон контроля и траекторий сканирования;

- типы и характеристики дефектов, подлежащих выявлению;

- применяемые дефектоскоп, СОП, намагничивающее устройство и вспомогательные средства контроля;

- способ контроля (способ остаточной намагниченности или способ приложенного поля);

- операции контроля в последовательности их проведения;

- технологическая оснастка рабочего места, необходимая для проведения контроля (способ установки, закрепления и поворота детали; способ установки НУ);

- критерии оценки результатов контроля в соответствии с требованиями нормативных и технологических документов (инструкций или правил) по техническому обслуживанию и ремонту вагонов и их составных частей или ссылка на эти документы;

- подписи лиц, разработавших и утвердивших технологическую карту.

Типовые методики проведения феррозондового контроля деталей вагонов, необходимые для составления технологических карт, приведены в разделах 8--11.

Общие требования к организации работ по феррозондовому контролю, технологической оснастке и оборудованию рабочих мест контроля, к персоналу, средствам контроля, оформлению результатов контроля установлены в РД 32.174.

Средства контроля

К средствам контроля относятся:

- дефектоскопные феррозондовые установки;

- дополнительные устройства.

Феррозондовые установки включают в себя:

- два дефектоскопа;

- намагничивающие устройства;

- стандартные образцы предприятий.

В качестве дефектоскопов применяют дефектоскопы-градиентометры или магнитоизмерительные комбинированные приборы, их описание и технические характеристики содержится в приложении Г.

Описание НУ содержится в приложении Е.

Описание СОП содержится в приложении Д.

Дополнительные устройства:

- измеритель напряженности магнитного поля;

- зарядная станция;

- компьютер;

- преобразователь интерфейса.

Метрологическое обеспечение дефектоскопов-градиенометров, магнитоизмерительных комбинированных приборов и измерителей напряженности магнитного поля осуществляется в соответствии с ПР 50.2.006-94, ПР 50.2.009-94.