Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

• Введение
• Магнитные методы МНК
• Магнитопорошковый МНК
• Магнитографический метод
• Феррозондовый метод
• Индукционный метод
• Сравнение разрушающих и неразрушающих методов контроля
• Список источников и литературы


Введение

Улучшение качества промышленной продукции, повышение надежности и долговечности оборудования и изделий возможно при условии совершенствования производства и внедрения системы управления качеством.

Система контроля качества продукции является одной из существеннейших частей системы управления качеством. На каждом этапе развития общественного производства существовали специфические требования к качеству продукции. На ранних стадиях становления промышленности основными требованиями к качеству являлись точность и прочность. Масштабы производства позволяли проводить проверку каждого и отбраковку дефектных изделий.

По мере развития промышленного производства продукция становилась все более сложной, число ее характеристик постоянно росло. Встал вопрос проверки не отдельных свойств изделий, а его функциональной способности в целом. Начала складываться система контроля качества продукции, суть которой заключалась в обнаружении дефектной продукции и изъятии ее из производственного процесса. Контроль качества продукции состоит в проверке соответствия показателей её качества установленным требованиям.

До недавнего времени на металлургических предприятиях, выпускающих трубы, на контроле было занято до 18-20% рабочих, при этом разрушению подвергались до 10-12% труб от партии. На машиностроительных заводах количество разрушенных деталей порой достигает 15-20% от партии, поскольку после каждой основной технологической операции из деталей выполняются образцы для механических и металлографических испытаний.

Важными критериями высокого качества деталей машин, механизмов, приборов являются физические, геометрические и функциональные показатели, а также технологические признаки качества, например, отсутствие недопустимых дефектов; соответствие физико-механических свойств и структуры основного материала и покрытия; соответствие геометрических размеров и чистоты обработки поверхности требуемым нормативам и т.п.

Широкое применение неразрушающих методов контроля, не требующих вырезки образцов или разрушения готовых изделий, позволяет избежать больших потерь времени и материальных затрат, обеспечить частичную или полную автоматизацию операций контроля при одновременном значительном повышении качества и надежности изделий. В настоящее время ни один технологический процесс получения ответственной продукции не внедряется в промышленность без соответствующей системы неразрушающего контроля.

Магнитные методы МНК

1. при ограниченном доступе к исследуемой поверхности.

Ферритометры применяют для определения удельной теплоемкости исследуемого материала, для определения конкретных размеров возможных дефектов методом вихретока.

Металлоискатели или, ферродетекторы, незаменимы при определении точного места нахождения люков, покрышек, труб, баллонов под слоем земли/снега и т.д. аппаратура магнитного контроля просто необходима при поиске аварийных участков, при обнаружении металлических предметов и т.д.

Сформировались три основных области магнитного контроля:

· контроль дефектов сплошности в ферромагнитных материалах;

· оценка структурного состояния и прочностных характеристик ферромагнитных сталей и сплавов;

· определение фазового состава.

Магнитные методы применяют для:

· измерения толщины неферромагнитного покрытия на ферромагнитном основании (магнитная толщинометрия);

· дефектоскопии поверхностных и подповерхностных участков ферромагнитных материалов, (закалочных, шлифовочных, усталостныех трещин, волосовин, расслоения, не проварки стыковых сварных соединений, закатов и т.д.- магнитопорошковый метод);

· получения информации о магнитной проницаемости и ее изменении в зависимости от напряженности магнитного поля (индуктивный метод).

· магнитной структуроскопии

Подробнее о магнитной структуроскопии

Определены основные области ее применения:

- определение структурного состояния и механических свойств холодного и горячего проката;

- контроль структурного состояния и прочностных характеристик объемно-термически обработанных стальных и чугунных изделий (отжиг, нормализация, закалка, отпуск и старение);

- оценка напряженного состояния и его изменений в материалах и конструкциях после термической обработки и пластической деформации;

выявление кристаллографической текстуры, анизотропии механических свойств при штамповке или деформации листового проката;

- контроль структуры, физико-механических свойств и толщины слоев поверхностно упрочненных изделий различными методами (закалка ТВЧ, химико-термическая обработка, упрочнение концентрированными потоками энергии, виброупрочнение, обезуглероживание в стали и отбел в чугуне);

- сортировка изделий по марке, качественная оценка содержания основных легирующих элементов.

На производстве для магнитной структуроскопии уже много десятилетий широко и успешно применяется метод, основанный на измерении коэрцитивной силы Нс металла в точке контроля. Приборы, реализующие этот способ контроля, обычно называют коэрцитиметры или структуроскопы.

Магнитная толщинометрия основана на измерении силы притяжения постоянного магнита или электромагнита к поверхности изделия из ферромагнитного материала, на которую нанесен слой немагнитного покрытия, и позволяет определить толщину этого покрытия.

Магнитный толщиномер - предназначен для контроля толщины немагнитных покрытий на ферромагнитном основании. Он позволяет, измерять в равной степени толщину и диэлектрических, и электропроводящих покрытий.

По принципу действия все магнитные толщиномеры можно разделить на три группы:

· толщиномеры пондеромоторного действия;

· толщиномеры индукционного действия;

· толщиномеры магнитостатического действия.

В настоящее время большое внимание уделяется вопросам контроля изменений структурного и напряженно-деформированных состояний конструкционных материалов в процессе эксплуатации.

Появилась возможность производить оценку фазового состава конструкционных материалов, определять пористость в металлокерамических изделиях, выявлять парамагнитные и ферромагнитные участки в деталях и элементах конструкций.

В качестве перспективных работ следует отметить задачи контроля изменений фазового состава изделий в процессе эксплуатации изделий, работающих в сложных условиях (высокие давления, длительный срок эксплуатации, большой перепад температур, работа в агрессивных средах).

Метод магнитного порошка весьма прост и позволяет определять места и контуры нарушений сплошности материала, расположенные на поверхности деталей, с шириной раскрытия у поверхности 0,002 мм и более,, а также на глубине до 2--3 мм под поверхностью. Под различного рода покрытиями, но при условии, что толщина немагнитного покрытия не более 0,25 мм. магнитопорошковый неразрушающий контроль дефектоскопия

Намагничивание деталей, обработка их порошком (чаще суспензией), а также последующее размагничивание производятся с помощью магнитных дефектоскопов.

Магнитопорошковый МНК

Самым распространённым и надёжным методом магнитной дефектоскопии является магнитопорошковый - основанный на возникновении неоднородности магнитного поля над местом дефекта.

При этом методе намагниченную деталь посыпают магнитным порошком (сухой метод) или поливают магнитной суспензией (мокрый метод). Частицы порошка, попавшие в зоны магнитных полей рассеяния, оседают на поверхности деталей вблизи мест расположения дефектов.

Ширина полосы, по которой происходит оседание порошка, значительно больше ширины «раскрытия» дефекта, поэтому невидимые до этого дефекты фиксируют по осевшему около них порошку даже невооруженным глазом.

Магнитный поток в бездефектной части изделия не меняет своего направления. Если же на пути его встречаются участки с пониженной магнитной проницаемостью, например трещины, неметаллические включения и т.д., то при этом возникают местные магнитные полюсы (N и S) и, как следствие, магнитное поле над дефектом.

Металлические частицы, попавшие в неоднородное магнитное поле, возникшее над повреждением, притягиваются друг к другу и ориентируясь по магнитным силовым линиям поля, образуют цепочные структуры (рис), выявляемые при осмотре деталей.

Намагничивание деталей, обработка их порошком (чаще суспензией), а также последующее размагничивание производятся с помощью магнитных дефектоскопов.

Принцип действия магнитных дефектоскопов основан на регистрации магнитных полей рассеяния дефектов, при намагничивании контролируемых ферромагнитных изделий.

Регистрация полей рассеяния может осуществляться с помощью магнитного порошка, магнитной ленты, феррозондов, преобразователей Холла, индукционных и магниторезисторных преобразователей.

Чувствительность и качество магнитопорошкового метода зависит от нескольких факторов:

· от магнитных характеристик материала применяемого для изготовления детали;

· силы напряженности намагничивающего поля;

· взаимного направления намагничивающего поля и дефекта;

· параметрические характеристики: размер, форма и шероховатость поверхности детали;

· способа и условий при регистрации, анализе и документирование индикаторного рисунка обнаруженного дефекта.

· размера, формы, местоположения и ориентации дефекта;

· свойств дефектоскопического материала, применяемого для проведения контроля;

· способа нанесения дефектоскопического материала на поверхность детали;

Магнитографический метод

Метод основан на обнаружении магнитных полей рассеяния, возникающих в местах дефектов при намагничивании контролируемых изделий.

Поля рассеяния от дефектов фиксируются в виде магнитных отпечатков на эластичном магнитоно-сителе (магнитной ленте), плотно прижатом к поверхности шва.

Процесс контроля состоит из двух основных операций: намагничивания изделий специальными устройствами, при котором поля дефектов записываются на магнитную ленту.

Воспроизведение или считывание записи с ленты, осуществляется магнитографическим дефектоскопом.

Магнитографический метод контроля можно применять для проверки сплошности стыковых швов, плоских изделий и труб различных диаметров, изготовленных из ферромагнитных металлов, с толщиной стенки 1--16 мм.

Контролю подвергают швы с равномерным усилением и нормальной чешуйчатостью без видимых наружных дефектов: трещин, наплывов, подрезов, пор, недопустимых смещений и т. п.

Магнитную ленту магнитным слоем накладывают на контролируемый шов и подвергают его намагничиванию с одновременной записью полей рассеяния на ленту.

Характер дефектов определяют по видеоиндикатору. Форма изображения на экране соответствует форме дефекта, а степень почернения характеризует его глубину.

Трещины характеризуются наличием извилистых темных линий с большой контрастностью, непровары -- прямых линий, шлаковые включения -- темных пятен и т. д.

Применяют магнитографические дефектоскопы типов МД-9,. с комплектом намагничивающих устройств, предназначенных для магнитографического контроля качества сварных швов трубопроводов, листовых и других конструкций.

Феррозондовый метод

Феррозондовый метод неразрушающего контроля основан на обнаружении феррозондовым преобразователем магнитного поля рассеяния дефекта на намагниченной детали.

Дефекты обнаруживаются за счет выявлений пространственных искажений магнитного поля над дефектом.

Искаженное поле над дефектом называется полем рассеяния дефекта или полем дефекта. Выявляются поля рассеяния с помощью феррозондового преобразователя, преобразующего градиент напряженности магнитного поля в электрический сигнал.

Феррозондовым методом обнаруживаются поверхностные и подповерхностные (глубина залегания до 30 мм) дефекты типа нарушения сплошности: волосовины, трещины, раковины, закаты и т.д. Метод также применяют для обнаружения дефектов сварных швов: непроваров, трещин, неметаллических включений, пор и т.п.

Так же как и при магнитопорошковой дефектоскопии различают два способа феррозондового контроля: способ остаточной намагниченности и способ приложенного поля.

Индукционный метод

Индукционный метод определения места повреждения основан на принципе улавливания магнитного поля над кабелем, по которому пропускается ток высокой частоты.

Метод надлежит применять во всех случаях, когда в месте повреждения кабеля удается получить электрическое соединение одной или двух жил через малое переходное сопротивление.

Метод обеспечивает практически абсолютную точность, имеет широкое распространение в СССР и за рубежом.

При применении индукционного метода по кабелю пропускают ток от генератора звуковой частоты (800-- 3000 гц), при этом вокруг кабеля образуется магнитное поле, величина которого пропорциональна величине тока в кабеле.

На поверхности земли над кабелем при. помощи приемной рамки, усилителя и телефона можно прослушать звучание, которое распространяется по пути прохождения тока по кабелю.

Индукционным методом можно определить:

1. Место повреждения кабеля.

2. Трассу кабеля.

3. Место расположения муфт на трассе.

4. Глубину заложения кабеля.

Широкое распространение получили индукционные толщиномеры. Принцип их действия основан на измерении изменений магнитного сопротивления цепи, состоящей из ферромагнитной основы изделия, измерительного преобразователя и немагнитного зазора между ними, соответствующего толщине покрытия.

Метод эффекта Холла - метод магнитного неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитных полей объекта контроля преобразователями Холла.

Магниторезистивный метод - метод магнитного неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитного поля объекта контроля магниторезистивными преобразователями.

Магнитополупроводниковый метод - метод магнитного неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитного поля объекта контроля магнитополупроводниковыми приборами.

Пондеромоторный метод - основан на регистрации силы отрыва постоянного магнита или сердечника электромагнита от поверхности изделия и на оценке толщины контролируемого покрытия по значению этой силы.

В первом случае сила определяется при помощи пружинных динамометров, во втором - по изменению тока намагничивания.

Магнитооптический метод - метод магнитного неразрушающего контроля, в котором преобразователем служит магнито-оптическая пленка. При освещении пленки видна доменная структура, которая искажается при наличии магнитного поля дефекта.

Магнитометрический метод - метод магнитного неразрушающего контроля, основанный на анализе остаточных магнитных полей в объекте контроля, образовавшихся в результате намагничивания ферромагнитных объектов при их переходе из жидкого состояния в твердое состояние. Намагничивание производится магнитным полем Земли. По остаточным магнитным полям (остаточной индукции) получают информацию о наличии дефектов и зон участков, имеющих механические напряжения, в которых могут развиваться дефекты.

Контроль методом магнитной памяти металла (ММП-контроль) основан на измерении и анализе распределения собственных магнитных полей рассеяния (СМПР) металла сварных соединений, отображающих их структурную технологическую наследственность.

ММП-контроль служит для определения зон концентрации механических напряжений (ЗКН) в сварных соединениях сосудов, трубопроводов, оборудования и конструкций.

ММП контроль является первоочередным по отношению к известным методам неразрушающего дефектоскопического контроля (ультразвуковой, радиационный, магнитопорошковый, капиллярный, цветная дефектоскопия, измерение твердости и толщинометрия).

Позволяет контролировать сварные соединения любых размеров и форм (стыковые, тавровые, угловые, нахлестанные, торцевые, прерывистые и др.) без ограничения толщины свариваемого металла на всех видах ферромагнитных и аустенитных сталей и сплавов и на чугунах.

При ММП-контроле определяют:

- зоны концентрации остаточных сварочных напряжений и их распределение вдоль сварного соединения:

- зоны вероятного расположения микро- и макродефектов всех видов (поры, шлаковые включения, несплошности, трещины, разрывы).

Метод МПМ выполняет одновременно при неразрушающем контроле одновременно две задачи:

Первая задача - выявление дефектных зон на внутренней и наружной поверхности трубы с их последующей классификацией,

Вторая задача - выполнение контроля напряженно-деформированного состояния металла объекта контроля с определением зон концентраций напряжений - источников всех видов повреждений на раннем этапе их развития.

Сравнение разрушающих и неразрушающих методов контроля

Преимущества разрушающих методов контроля

1. Испытания обычно имитируют одно или несколько рабочих условий. Следовательно, они непосредственно направлены на измерение эксплуатационной надежности.

2. Испытания обычно представляют собой количественные измерения разрушающих нагрузок или срока службы до разрушения при данном нагружении и условиях. Таким образом, они позволяют получить числовые данные, полезные для конструирования или для разработки стандартов или спецификаций.

3. Связь между большинством измерений разрушающим контролем и измеряемыми свойствами материалов (особенно под нагрузкой, имитирующей рабочие условия) обычно прямая. Следовательно, исключаются споры по результатам испытания и их значению для эксплуатационной надежности материала или детали.

Недостатки разрушающих методов контроля

1. Испытания не проводят на объектах, фактически применяемых в эксплуатационных условиях. Следовательно, соответствие между испытываемыми объектами и объектами, применяемыми в эксплуатации (особенно в иных условиях), должно быть доказано иным способом.

2. Испытания могут проводиться только на части изделий из партии. Они, возможно, будут иметь небольшую ценность, когда свойства изменяются от детали к детали.

3. Часто испытания невозможно проводить на целой детали. Испытания в этом случае ограничиваются образцом, вырезанным из детали или специального материала, обладающих свойствами материала детали, который будет применяться в рабочих условиях.

4. Единичное испытание с разрушением может определить только одно или несколько свойств, которые могут влиять на надежность изделия в рабочих условиях.

5. Разрушающие методы контроля затруднительно применять к детали в условиях эксплуатации. Обычно для этого работа прекращается и данная деталь удаляется из рабочих условий.

6. Кумулятивные изменения в течение периода времени нельзя измерить на одной отдельной детали. Если несколько деталей из одной и той же партии испытывается последовательно в течение какого-то времени, то нужно доказать, что детали были одинаковыми. Если детали применяются в рабочих условиях и удаляются после различных периодов времени, необходимо доказать, что каждая была подвержена воздействию аналогичных рабочих условий, прежде чем могут быть получены обоснованные результаты.

7. Когда детали изготовлены из дорогостоящего материала, стоимость замены вышедших из строя деталей может быть очень высока. При этом невозможно выполнить соответствующее количество и разновидности разрушающих методов испытаний.

8. Многие разрушающие методы испытаний требуют механической или другой предварительной обработки испытываемого образца. Часто требуются крупногабаритные, дающие очень точные результаты, машины. В итоге стоимость испытаний может быть очень высокой, а число образцов для испытаний ограниченным. Кроме того, эти испытания весьма трудоемки и могут проводиться только работниками высокой квалификации.

9. Разрушающие испытания требуют большой затраты человекочасов. Производство деталей стоит чрезвычайно дорого, если соответствующие длительные испытания применяются как основной метод контроля качества продукции.

Преимущества неразрушающих методов контроля

1. Испытания проводятся непосредственно на изделиях, которые будут применяться в рабочих условиях.

2. Испытания можно проводить на любой детали, предназначенной для работы в реальных условиях, если это экономически обосновано. Эти испытания можно проводить даже тогда, когда в партии имеется большое различие между деталями.

3. Испытания можно проводить на целой детали или на всех ее опасных участках. Многие опасные с точки зрения эксплуатационной надежности участки детали могут быть исследованы одновременно или последовательно, в зависимости от удобства и целесообразности.

4. Могут быть проведены испытания многими НМК, каждый из которых чувствителен к различным свойствам или частям материала или детали. Таким образом, имеется возможность измерить столько различных свойств, связанных с рабочими условиями, сколько необходимо.

5. Неразрушающие методы контроля часто можно применять к детали в рабочих условиях, без прекращения работы, кроме обычного ремонта или периодов простоя. Они не нарушают и не изменяют характеристик рабочих деталей.

6. Неразрушающие методы контроля позволяют применить повторный контроль данных деталей в течение любого периода времени. Таким образом, степень повреждений в процессе эксплуатации, если ее можно обнаружить, и ее связь с разрушением в процессе эксплуатации могут быть точно установлены.

7. При неразрушающих методах испытаний детали, изготовленные из дорогостоящего материала, не выходят из строя при контроле. Возможны повторные испытания во время производства или эксплуатации, когда они экономически и практически оправданы.

8. При неразрушающих методах испытаний требуется небольшая (или совсем не требуется) предварительная обработка образцов. Некоторые устройства для испытаний являются портативными, обладают высоким быстродействием, в ряде случаях контроль может быть полностью автоматизированным. Стоимость НМК ниже, чем соответствующая стоимость разрушающих методов контроля.

9. Большинство неразрушающих методов испытания кратковременны и требуют меньшей затраты человекочасов, чем типичные разрушающие методы испытаний. Эти методы можно использовать для контроля всех деталей при меньшей стоимости или стоимости, сопоставимой со стоимостью разрушающих методов испытаний лишь небольшого процента деталей в целой партии.

Недостатки неразрушающих методов контроля

1. Испытания обычно включают в себя косвенные измерения свойств, не имеющих непосредственного значения при эксплуатации. Связь между этими измерениями и эксплуатационной надежностью должна быть доказана другими способами.

2. Испытания обычно качественные и редко - количественные. Обычно они не дают возможности измерения разрушающих нагрузок и срока службы до разрушения даже косвенно. Они могут, однако, обнаружить дефект или проследить процесс разрушения.

3. Обычно требуются исследования на специальных образцах и исследование рабочих условий для интерпретации результатов испытания. Там, где соответствующая связь не была доказана, и в случаях, когда возможности методики ограничены, наблюдатели могут не согласиться в оценке результатов испытаний.



Список источников и литературы

1. ГОСТ 20911-89 Техническая диагностика. Термины и определения.

2. ГОСТ 24450-80 Контроль неразрушающий магнитный. Термины и определения.

3. ГОСТ 18353-79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов.

4. ГОСТ Р 53697-2009 Контроль неразрушающий. Основные термины и определения.

5. ГОСТ 21104-75 Контроль неразрушающий. Феррозондовый метод.

6. ГОСТ 21105-87 Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод.

7. ГОСТ 25225-82 Контроль неразрушающий. Швы сварных соединений

трубопроводов. Магнитографический метод.

8. Интернет-источники:

8.1. http://www.a-ndt.ru/nk.html

8.2. http://delta-grup.ru/bibliot/27/21.htm

8.3. http://www.svarkainfo.ru/rus/lib/quolity/mvmk

8.4. http://t-ndt.ru/index.php?id=18

9. Обследование и испытание сооружений: Учеб. для вузов/ О.В. Лужин, А.Б.Злочевский, И.А. Горбунов, В.А. Волохов; Под ред. О.В. Лужина. - М.: Стройиздат, 1987. - 263 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru