Физические основы магнитной дефектоскопии. Маг­нитные методы контроля основаны на обнаружении магнитных потоков рассеяния, возникающих при на­личии различных дефектов, в намагниченных изделиях из ферромагнитных материалов (железа, никеля, ко­бальта и некоторых сплавов).

Намагничивание осуществляется пропусканием тока по детали, созданием магнитного поля вокруг детали магнитом иЛи электромагнитом. Простым способом соз­дания магнитного потока является пропускание тока плотностью 15—20 А/мм по виткам сварочного прово­да, наматываемого тремя — шестью витками на изделие. Для намагничивания лучше применять постоянный ток.

Магнитный поток, распространяясь по изделию и встречая на своем пути дефект, огибает его вследствие того, что магнитная проницаемость дефекта значитель­но ниже магнитной проницаемости основного металла. В результате этого часть магнитно-силовых линий вы­тесняется дефектом на поверхность, образуя местный магнитный поток рассеяния (рис. 51).

В зависимости от способа регистрации магнитного по­тока рассеяния магнитные методы контроля подраз­деляют на магнитопорошковый и магнитографический. В первом случае потоки рассеяния выявляются с помо­щью магнитного порошка, во втором — регистрируются на магнитную ленту.

Рис. 51. Распределение магнитного потока по сечению
качественного (а) и дефектного (б) шва

Магаитопер©шковый метод. Применяют два способа контроля с помощью магнитного порошка: сухой и мок­рый. В первом случае на поверхность намагниченной де­тали наносят магнитный порошок (железные опилки, окалина и др.) в сухом виде, во втором — в виде сус - , пензии с керосином, маслом, мыльным раствором. Под действием втягивающей силы магнитных полей рассея - , ния частицы порошка перемещаются по поверхности де - I тали и скапливаются в виде валиков над дефектами. Фор - I ма этих скоплений соответствует очертаниям выявляе - : мых дефектов.

Методика магнитопорошкового контроля включает | следующие операции: подготовку поверхностей перед [ контролем и очистку их от загрязнений, окалины, сле - [[ дов шлака после сварки; подготовку суспензии, заклю - чающуюся в интенсивном перемешивании магнитного порошка с транспортируемой жидкостью; намагничи - [: ванне контролируемого изделия; нанесение суспензии I или порошка на поверхность контролируемого изделия;

I осмотр поверхности изделия и выявление мест, покры - | тых отложениями порошка; размагничивание.

Метод отличается высокой чувствительностью к тон - [; ким и мелким трещинам, простотой выполнения, опе - I ративностыо и наглядностью результатов.

Чувствительность магнитопорошкового метода за-

I висит от ряда факторов: размера частиц порошка и спо-

I соба его нанесення, напряженности приложенного на-

I магничивающего поля, рода приложенного тока (пере-

I. менный или постоянный), формы, размера и глубины

і залегания дефектов, а также от их ориентации относи-

|‘ тельно поверхности изделия и направления намагничи-

I вания, состояния и формы поверхностей, способа на-

I магничивания.

В

При контроле магнитными методами наиболее уве­ренно выявляются плоскостные дефекты: трещины, не­провары и несплавления, наибольший размер которых ориентирован под прямым или близким к нему углом относительно направления магнитного потока. Дефекты округлой формы (поры, шлаковые включения, ракови­ны) не могут создавать достаточного потока рассеяния и, как правило, при контроле обнаруживаются удовле­творительно.

Дефектоскопы для магнитопорошкового метода кон­троля включают источники тока, устройства для подво­да тока к детали, устройства для полюсного намагничи­вания (соленоиды, электромагниты), устройства для нанесения на контролируемую деталь порошка или сус­пензии, измерители тока (или напряженности поля).

Стационарные универсальные дефектоскопы (УМДЭ - 2500, ХМД-10П, МД-5 и др.) широко распространены на предприятиях с крупносерийным выпуском разно­типных деталей. На таких установках можно контролиро­вать детали различной конфигурации с производитель­ностью от десятков до многих сотен деталей в час.

Из группы переносных и передвижных дефектоскопов серийно выпускаются дефектоскопы ПМД-70 и МД-50П. Переносной магнитный дефектоскоп ПМД-70 предна­значен для магнитного контроля сварных швов в поле­вых условиях. Передвижной дефектоскоп МД-50П при­меняется для контроля крупногабаритных массивных из­делий по участкам.

Магнитографический метод. Сущность этого метода (рис. 52) заключается в намагничивании контроли­руемого участка сварного шва и околошовной зоны с одновременной записью магнитного поля на магнитную ленту и последующем считывании полученной инфор­мации с нее специальными устройствами магнитогра­фических дефектоскопов.

Технология магнитографического контроля включает следующие операции: очистку контролируемых со­единений от шлака, налипших брызг металла и раз­личных загрязнений;

наложение на шов отрезка размагниченной магнит­ной ленты и ее прижим эластичной резиновой лентой;

намагничивание контролируемого изделия при оп­тимальных режимах в зависимости от типа намагничи­вающего устройства, толщины сварного шва и его маг­нитных свойств;

расшифровку результатов контроля, для чего маг­нитную ленту устанавливают в считывающее устройство дефектоскопа и по сигналам на экранах дефектоскопа выявляют дефекты.

Магнитографический метод в основном применяют для контроля стыковых швов, выполненных сваркой плавлением, и в первую очередь при дефектоскопии швов магистральных трубопроводов. Этим методом мож­но контролировать сварные изделия и конструкции тол­щиной до 20—25 мм.

Чувствительность магнитографического контроля при­мерно такая же, как и магнитопорошкового. Она зави­сит от размеров, формы, глубины и ориентации дефек­тов, параметров считьвзающсй головки дефектоскопа и типа магнитной ленты. Магнитографисй наиболее уве­ренно выявляются плоскостные дефекты (трещины, не­провары, несплавления), а также протяженные дефек­ты в виде цепочек шлака, преимущественно ориенти­рованные поперек направления магнитного потока. Значительно хуже выявляются округлые дефекты (но­ры, шлаковые включения). Практикой установлено, что этим методом уверенно обнаруживаются внутренние

плоскостные дефекты, когда их вертикальный размер составляет 8—10% толщины сварного шва.

На чувствительность магнитографического метода сильно влияют высота и форма усиления шва, а также состояние его поверхности. При снятом усилении шва максимальная чувствительность контроля к указанным дефектам достигает 5%. Округлые внутренние дефеїсгьі обнаруживаются, когда их размер по высоте не меньше 20% толщины изделия.

Для записи магнитных полей при магнитографиче­ском контроле применяют магнитную ленту. Лента вы­полняется на триацетатной или лавсановой основе с на­несением на нее мельчайших ферромагнитных частиц. В настоящее время серийно выпускаются ленты типа МК-1 (на триацетатной основе) и МК-2 (на лавсановой основе) шириной 35 мм. Лента МК-2 обладает более вы­сокими физико-механическими свойствами, чем лента МК-1, й может применяться при температурах окружаю­щего воздуха от +70 до — 70°С; лента МК-1 при темпера­турах ниже —30°С теряет эластичность.

Считывание результатов контроля с магнитной лен­ты производится магнитографическими дефектоскопами. Промышленностью выпускаются дефектоскопы, имею­щие два вида индикации: импульсную и телевизионную. При импульсной индикации на экране электронно-лу­чевой трубки возникают импульсы, амплитуда которых характеризует величину дефекта в вертикальном направ­лении, а при видеоиндикации магнитный потенциаль­ный рельеф полей рассеяния от дефектов переносится на экран ЭЛТ в виде телевизионного изображения маг­нитограммы отдельных участков шва.

Известны дефектоскопы типа МД-9 с импульсной индикацией и МД-11 с видимым изображением. Наибо­лее совершенные дефектоскопы МДУ-2У, МД-10ИМ и МГК-1 имеют двойную индикацию.

ПРИЛОЖЕНИЕ Табл. 1. Применение покрытых электродов при сварке сталей Марка электрода Диаметр электрода, мм Сварочный ток„ А, при положении сварки Род тока нижнем вертикаль­ ном потолоч­ ном і 2 3 4 5 6 Сварка среднеуглеродистых сталей ОЗС-2 3 80-100 60-80 60—80 Постоянный 4 130—150 120—140 120—140 5 170—200 150-170 — УОНИ-13/55 3 80-100 60—80 70—90 Постоянный 4 130—160 100-130 120—140 5 170-200 140-160 150-170 6 210-240 180—210 — Сварка легированных сталей УОНИ-13/85 3 80-100 70-80 70—80 Постоянный 4 130—160 90-120 100-140 ЦП-14 4 160—180 120—160 120—160 Постоянный, переменный 5 200—240 — — ЦП-18-63 4 130—160 120—140 120—130 Постоянный, переменный 5 180-210 — Сварка теплоустойчивых сталей ЦЛ-26М-63 3 110—130 100-120 100-120 Постоянный 4 160—180 140—160 140—160 Сварка коррозионно-стойких сталей ОЗЛ-14- 3 50-70 40-60 40—60 Постоянный, переменный 4 120-140 80-120 90-120 ЦЛ-11 3 70-90 60—80 60—80 Постоянный 4 110-130 80-110 80—110 ЗИО-З 8 80-110 70—90 70-90 Постоянный 4 ПО—ГЗО 110-120 100—120

1	2	3	4	5	‘6
Сварка нижоуглеродистых сталей
ОММ-5	2	60-70	50—60	60-70	Постоянный
3	100-130	80—110	90-120
4	160-190	130-150	140—160
5	200—220	150-170	—
ІДМ-7	4	160-190	130-150	140-160	Постоянный, переменный
5	210—250	140-160	—
6	260—320	—	—
ОМА-2	2	25-45	20-45	20-45	Постоянный, переменный
3	50-80	40-80	50—80
УОНИ-13/45	2	45-65	30—40	30-45	Постоянный
3	80—100	60-80	70-90
4	130-160	100-130	120—140
5	170-200	140—160	150-170
СМ-11	4	160—220	140-180	140—180	Постоянный, переменный
5	200-250	160—200	—

Табл. 2. Сварка вольфрамовыми электродами стыковых швов Материал Толщи­ на листов, мм Диаметр вольфра­мового электро­да, мм Диаметр приса­дочной проволо­ки, мм Строч­ный ток, А Напряже­ние дуги, В Расход аргона, ! дм3/мин Нержавею- і 2 1,2 40-70 10-15 3-4 щая сталь 2 2 1,6 80-130 11—14 5~-6 1Х18Н9Т 3 4 2 120-160 12-15 6-7 Алюминий 2 2 2 80-100 11-13 5-6 3 3 3 120-140 12-15 7-8 Титан 2 2 2 90-100 11-12 8-10 3 3 3 120-140 11-13 10-12 Медь 2 2 2 100-120 10-14 10-12 3 3 3 200-220 11-15 12-14

Табл. 3. Сварка тонколистовых конструкций (без присадочных материалов с обязательным оплавлением кромок) Вид соединения Эскизы Примерные области применения и технология выполнения 1 2 3 Сварка лис­тов встык с отбортовкой кромок Сварка листовых конструк­ций из металла толщиной до 2 мм. Рекомендуется для сложных сплавов, когда труд - но подобрать присадочный металл. Сборка возможна на планках или частых прихват­ках Сварка угло­вых швов с отбортовкой одного листа Сварка конструкций из ме­талла толщиной до 2 мм при­меняется при сварке коробов различных сечений прямо­угольных коробов, баков и другого оборудования Сварка от­бортованно­го днища с цилиндриче­ской обечай­кой Применяется для различных сосудов и бочек со штампо­ванными днищами из металла толщиной до 2 мм Приварка днища к от­бортованно­му корпусу Ipsssssss Применяется для различных емкостей, когда отбортовка днища невозможна Сварка реб­ристых кон­струкций Применяется для различных конструкций ребристых ра­диаторов, изготовляемых гиб­кой или штамповкой

Тип	Способ наплавки	Вид напыляемого порошка	Расход порошка, кг/ч	Расход ацетилена, л/ч
Малой мощности ГН-1	Ручной, с подачей порошка через пламя с последу­ющим оплавле­нием	Хром-бор-ни­келевые спла­вы	До 0,9	140-300
Средней мощности ГН-2	Тоже	То же	До 2,0	350—600
Большой мощности ГН-3	Ручной, с подачей порошка через пламя с последу­ющим оплавле­нием	То же	Не менее 5,0	150—1750
ГН4	Механизирован­ный с внешней подачей порошка без последующего оплавления	Никель-алю­миниевые по­рошки с экзо­термическими свойствами	До 3,6	800—1100

Табл. 6. Комплектность (в штуках) универсальных горелок наконечниками при работе с газами-заменителями Номер наконеч­ника уни - версаль - ных горе­лок Г2 и ГЗ Метан или природный газ Пропан или пропан-бутан Городской газ инжектор мундштук и смесительная камера инжектор мундштук смесительная камера инжектор & I смесительная камера і .2 3 3 4 4 3 3 3 2 4 5 4 5 5 4 5 5 3 5 6 5 6 5-6 5 6 6 4 6 7 6 7 7 6 7 7 5 7 7 7 7 7 7 7 7

Табл. 7. Специализированные горелки для нагрева, поверхностной очистки и пайки Технические данные Тип Рабочие газы Давление горючего газа, МПа% Конструктивн ые особенности Области применения ГВП-5 Пропан - бутан Природ­ный газ. Воздух Не менее 0,001 Не менее 0,001 Не более 0,5 Горелка инжектор­ного типа с прину­дительной подачей воздуха под давле­нием до 0,5(5) МПа (кге/см2) от комп­рессора или магис - рали. Наконечники с цилиндрическим стабилизатором го­рения пламени. Температура пла­мени до 1600"С Ручная пайка стальных деталей с толщиной стен­ки до 2 мм высокотемпе­ратурными припоями (с температурой плавления до 600°С) Ручная панка деталей тол­щиной до 20 мм низко­температурными припо­ями (с температурой плав­ления до 400°С) Механизированная очистка однотипных дета­лей. Нагрев пластмассо­вых іруб и изделий Сушка литейных форм и ДР- ГВ-1 Пропан* бутан Не менее 0,1-0,15 Горелка — инжек­торного типа с под­сосом воздуха из ат­мосферы Корпус — одновен­тильный для регу­лировки подачи про­пан-бутана Наконечники с ци­линдрическим ста­билизатором горе­ния пламени Нагрев до 300°С изделий из черных и цветных ме­таллов, а также неметал­лических материалов Нагрев элементов сты­ковых соединений при сварке Нагрев трубопроводов, тюбингов и других эле­ментов при покрытии их битумом Нагрев рубероида при приклейке к бетонной поверхности для гидро­изоляции строительных элементов Нагрев пластмассовых изделий при гибке. Наїрев литейных форм при сушке ГАО-2 Ацети­ лен Не менее 0,01 Горелка — инжек­торного типа Очистка ржавчины, ока­лины и старой краски с поверхности металло­конструкций Кисло­ род 0,4 Ствол горелки ГЗ-ОЗ Наконечник с ли­нейным многосоп­ловым мундштуком шириной 100 мм

Этапы выполнения работ	Порядок операций
При подготовке к работе	Проверить герметичность резьбовых соединений и при необходимости подтянуть накидные гайки на­конечника и ниппелей рукавов Проверить герметичность сальников вентилей и при необходимости подтянуть сальниковую гайку Проверитьналичие разрежения (подсоса) во вход­ном ацетиленовом ниппеле при пуске кислорода. При слабом разрежении следует проверить зазор между концом инжектора и входом в смеси­тельной камере и при необходимости вывернуть инжектор на 1/2—1 оборот из смесительной каме­ры. Если разрежение отсутствует (подсоса нет), следует проверить, не засорено ли отверстие инжектора или мундштука
При выполнении работ	Установить необходимое давление на редукторах Открыть кислородный вентиль для создания разрежения в канале горючего газа Открыть вентиль горючего газа и поджечь горючую смесь, истекающую из мундштука Регулировать мощность и состав пламени при помощи вентилей с установкой окислительного, нормального или науглероживающего пламени в зависимости от рода свариваемого металла. При хлопках следует перекрыть ацетиленовый, а затем кислородный вентиль. В случае сильного нагрева мундштука пламя необходимо погасить и охладить горелку в воде
При прекращении работы	Перекрыть вентили; сначала вентиль горючего газа, а затем кислородный вентиль во избежание хлопка и вывернуть нажимные регулировочные винты на редукторах Проверить состояние мундштуков, очистить на­ружную поверхность от брызг расплавленного металла протиркой о свинец или твердый кусок дерева Прочистить внутренний канал мундштука шести­гранной иглой из латуни или другого металла мягче меди. Полезно иметь набор игл соответ­ствующего диаметра для проверки и прочистки выходных каналов мундштуков горелки и следить за диаметром канала. При чрезмерной разработке и обгоравши мундштука его следует заменить.

Тип горелки	Назначение	Горючий газ	Давление газа, МПа
Малой мощности	Сварка стали, чугуна и цвет­ных металлов	Ацетилен	0,001-0,1
Г2-04	Пайка, нагрев металла тол­щиной до 4 мм	Кислород	0,15-0,25
Средней мощности	Сварка стали, чугуна и цвет­ных металлов	Ацетилен	0,001-1
гз-оз	Пайка, нагрев металла тол­щиной до 30 мм	Кислород	0,15-0,35
ГЗУ-З-02	Сварка деталей из низко-	Пропан-	Не менее 0,001
	углеродистой стали тол-	бутан
	щиной до 6 мм (когда изде­лия не подлежат сдаче	Природный газ	0,15
	представителю Госгортех­надзора). Сварка чугуна. Нагрев и пайка	Кислород	0,2-0,3
' ГЗУ-4	Сварка чугуна. Наплавка литых твердых сплавов	Пропан- бутан	0,02
	Нагрев и пайка	Природный газ Кислород	0,15 0,2-0,4