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.

Магнитопорошковый метод. Применяют два способа конт­роля с помощью магнитного порошка: сухой и мокрый. В первом

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

случае на поверхность намагниченной детали наносят магнитный порошок (железные опилки, окалина и др.) в сухом виде, во вто­ром — в виде суспензии с керосином, маслом, мыльным раство­ром. Под действием втягивающей силы магнитных полей рассея­нью частицы порошка перемещаются по поверхности детали и скап­ливаются в виде валиков над дефектами. Форма этих скоплений соответствует очертаниям выявляемых дефектов.

Методика магнитопорошкового контроля включает следующие операции: подготовку поверхностей перед контролем и очистку их от загрязнений, окалины, следов шлака после сварки; подготовку суспензии, заключающуюся в интенсивном перемешивании маг­нитного порошка с транспортируемой жидкостью; намагничивание контролируемого изделия; нанесение суспензии или порошка на поверхность контролируемого изделия; осмотр поверхности изде­лия и выявление мест, покрытых отложениями порошка; размаг­ничивание.

Метод отличается высокой чувствительностью к тонким и мелким трещинам, простотой выполнения, оперативностью и на­глядностью результатов.

Чувствительность магнитопорошкового метода зависит от ряда факторов: размера частиц порошка и способа его нанесения, напряженности приложенного намагничивающего поля, вида при­ложенного тока (переменный или постоянный), формы, размера и глубины залегания дефектов, а также от их ориентации относи­тельно поверхности изделия и направления намагничивания, со­стояния и формы поверхностей, способа намагничивания.

При контроле магнитными методами наиболее уверенно вы­являются плоскостные дефекты: трещины, непровары и несплав - ления, 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,

far Рис. 52. Схема магнитографического контроля. /— сварной шов; 2—дефект; 3 — магнитная пленка; 4— намагничивающее устройство

1

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, выполненный 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 считываю­щей головки дефектоскопа и типа магнитной ленты. Магнитогра - фией 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 (поры, 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 дефекты 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, и может при­меняться при температурах окружающего воздуха от +70 до —70°С; лента МК-1 при температурах ниже —30°С теряет эластичность.

Считывание результагов 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 сиапки Род тока нижнем вертикаль ном потолоч­ ном 1 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 — У ОНИ-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 ЦЛ-14 4 160-180 120-160 120-160 Постоянный, переменный 5 200-240 — — ЦЛ-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 4 110-130 110-120 100-120

1	2	3	4	5	6
Сварка низкоуглеродистых 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	—
ЦМ-7	4	160-190	130-150	140-160	Постоянный, переменный
5	210-250	140-160	—
б	260-320	—	—
ОМА-2	2	25-45'	20-45	20-45	Постоянный, переменный
3	50-80	40—80	50-80
УОПИ-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	Постоятый, 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 Свароч­ный ток, А Напряже­ние дуги, В Расход аргона, дм3/мин Нержавею­ 1 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 1 2 3 Сварка листов встык с отбортовкой кромок /И Сварка листовых конструкций из металла толщиной до 2 мм. Рекомендуется для сложных сплавов, когда трудно 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 1 1.! ;Ьваafatog S « 1 Применяется для различных сосудов и бочек со штампо­ванными днищами из металла толщиной до 2 мм Приварка днища к от­бортованному корпусу -------------- Применяется для различных емкостей, когда отбортовка днища невозможна Сварка реб­ристых кон­струкций ф Применяется для различных конструкций ребристых ра­диаторов, изготовляемых гиб­кой или штамповкой

1	2	3
Сварка сты­ковых труб	•ь=І	f=V	Применяется для стыков труб, когда требуется сохранить точный внутренний диаметр трубы и для соединения труб из вязкого металла до 3 мм, позволяющего отбортовыватъ кромки
Сварка лис­тов встык без отбортовки кромок на подкладке		Применяется в конструкциях, где допускаются ослабленные швы. Листы толщиной до 3 мм собираются встык без зазора на прокладке. После разделки кромок образуется сварное соединение тоньше основного металла

Табл. 4. Сварка трубопроводов

Вид соединения

Эскизы

Области применения и технология

1

Стыковое без разделки кромок

SE

Сварка тонкостенных труб с толщиной стенки до 3 мм, стык собирается с зазором от О до 1,5 мм, заваривается с применением присадочного металла

Стыковое без скоса кромок п с вставным кольцом

Сварка тонкостенных труб с толщиной стенки до 3 мм, обеспечивается полный га­рантированный провар всего сечения

Стыковое без скоса кромок с от­бор ТОЕНЫМ и вставным кольцом

Сварка тонкостенных труб с гарантированным проваром сечения, когда уменьшение внутреннего диаметра недо­пустимо

Стыковое с нормальной разделкой кромок

шщ

Сварка стыков труб с толщиной стенок более 3 мм; наиболее распространенный вид соединения

Стыковое с внутренней расточкой для постановки опор­ного кольца

шмш

Прі [меняется в тех случаях, когда требу­ется особенно тща­тельный провар всего сечения и допускается местное сужение се - чения трубопровода

Стыковое с разделкой кромок и вставным кольцом

Применяется при не­обходимости соблю­дения точных внут­ренних размеров

SHAPE * MERGEFORMAT

w^ikiig

Стыковое с заточкой для точной цент­ровки

Применяется для толстостенных труб, когда требуется точная центровка, а прочность сварного соединения может бьпъ ниже прочности металла трубы

Сварной опе­рационный стык

Применяется в мон­тажных условиях, когда трубопровод проходит в местах, где сварка его обычными способами невозможна

Сварной монтажный стык, выполняемый при помощи зеркала

Применяется в монтажных условиях, когда горелкой можно подойти со всех сторон свариваемого стыка, а прямое наблюдение-за стыком невозможно

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	То же	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 уни­версаль­ных горе­лок Г2 н ГЗ Метан или природный газ Пропан или пропан - бутан Городской газ инжектор мундштук и о. 0 £ 1 X мундштук смесительная камера инжектор и Р В ч смесительная камера 1 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 п 7 6 7 7 5 7 7 7 : п 7 7 7 7

Табл. 7. Специализированные горелки для нагрева, поверхностной очистки и пайки Технические данные Конструктивные особенности Области применения Тип Рабочие газы Давление горючего газа, МПа ГВП-5 Пропан­бутан Природ­ный газ Воздух Не менее 0,001 Не менее 0,001 Не более 0,5 Г о р елка инжектор­ного типа с прину­дительной подачей воздуха под давле­нием до 0,5(5) МПа (кгс/см2) от комп­рессора или магист­рали. Наконечники с цилиндрическим стабилизатором го­рения пламени. Температура пла­мени до 1600еС Ручная пайка стальных деталей с толщиной стен­ки до 2 мм высокотемпе­ратурными припоями (с температурой плавления до 600°С) Ручная пайка деталей тол­щиной до 20 мм низко­температурными припо­ями (с температурой плав­ления до 400 °С) Механизир ованная очистка однотипных дета­лей. Нагрев пластмассо­вых труб и изделий. Су­шка литейных форм и др. ГВ-1 Пропан­ бутан Не менее 0,1-0,15 Г орел ка — инжек­торного типа с под­сосом воздуха из ат­мосферы. Корпус — одновентильный для регулировки подачи пропан-бутана Наконечники с ци­линдрическим ста­билизатором горе­ния пламени Нагрев до 3006С изделий га 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 прифіейке к бетонной поверхности для гидро­изоляции строительных элементов Нагрев пластмассовых изделий при гибке. Нагрев литейных форм при сушке ГАО-2 Ацети­ лен Не менее 0,01 Г орелка — 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

Эгалы 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. Проверить наличие 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 ліг 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 йіза, 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 соответствзгющего диаметра для проверки и прочистки выходных каналов мундштуков го­релки и следить за диаметром канала При чрезмерной разработке и обгорании мундштука его следует заменить

Тип горелки	Назначение	Г орючий газ	Давление газа, МПа
Малой мощности Г2-04	Сварка стали, чугуна и цветных металлов Пайка, нагрев металла толщиной до 4 мм	Ацетилен Кислород	0,001-0,1 0,15- 0,25
Средней мощности ГЗ-ОЗ	Сварка стали, чугуна и цветных металлов Пайка, нагрев металла толщиной до 30 мм	Ацетилен Кислород	0,001-1 0,15-0,35
ГЗУ-З-02	Сварка деталей из низко­углеродистой стали тол­щиной до б мм (когда изде­лия не подле жат сдаче представителю Госгортех - надзора). Сварка чугуна. Нагрев и пайка	Пропан­ бутан Природный газ Кислород	Не менее 0,001 0,15 0,2-0,3
ГЗУ-4	Сварка чугуна. Наплавка литых твердых сплавов Нагрев и лайка	Пропан­ бутан Природный газ Кислород	0,02 0,15 0,2-0,4