Технологічні основи проведення монтажних робіт

При гідравлічному методі внутрішню  порожнину деталі заповнюють робочою  рідиною (водою), герметизують технологічними кришками, фланцями, заглушками, створюють  надлишковий тиск і витримують певний час (рис. 3.6). Наявність дефекту встановлюють візуально за наявністю підтікань  або падінню тиску.

Акустичні методи основані на реєстрації пружних  коливань, збуджених в контрольованому  об’єкті. Їх застосовують для виявлення  поверхневих і внутрішніх дефектів (порушень суцільності, неоднорідності структури, дефектів паяння, зварювання) різних матеріалів.

Акустичні методи діляться на дві групи: активні, які використовують випромінювання і приймання акустичних коливань і хвиль, і пасивні, основані тільки на прийманні коливань і хвиль. В  кожній групі виділяють методи, основані на виникненні в об’єкті контролю біжучих і стоячих хвиль або  резонансних коливань, об’єкта в  цілому або його частини.

За  частотною ознакою всі акустичні  методи діляться на низькочастотні і  високочастотні. До перших відносять  методи, які використовують коливання  в звуковому і низькочастотному (до 100 кГц) ультразвуковому діапазоні  частот. До других – методи, які використовують коливання у високочастотному (до 50 МГц) ультразвуковому діапазоні  частот. Високочастотні методи зазвичай називають ультразвуковими.

 

 

Рис. 3.6. Схема стенда для гідравлічного  випробування блока циліндрів двигунів: 1 – затискач; 2 – плита; 3 – стійка; 4 – манометр; 5 – опора; 6 – поворотний механізми; 7 – стіл; 8 – ванна; 9 –  поршневий насос

 

В практиці найчастіше застосовують метод  проходження (тіньовий) і метод відображення (ехо-метод).

Тіньовий  метод оснований на реєстрації зменшення  амплітуди коливань через наявність  дефектів (рис. 3.7, а). Чим крупніший  дефект, тим слабше проходить до приймача сигнал. Застосовують імпульсне  і безперервне (рідше) випромінювання.

 

                                 а)                                                                       б)

Рис. 3.7. Схема тіньового (а) та ехо-методу (б) акустичного контролю: 1 – дефект; 2 – випромінювач; 3 – приймач; 4 –  підсилювач і приймач (поєднана схема)

 

Ехометод  оснований на реєстрації ехосигналів  від дефектів (див. рис 3.7, б). На екрані індикатора спостерігають відправлений імпульс, імпульс, відбитий від протилежної  поверхні (дна) об’єкту та ехосигнал  від дефекту.

Ультразвук  передають наступними способами: контактним, щілинним, імерсійним і безконтактним.

При контактному способі перетворювач безпосередньо притискають до поверхні виробу (звуковий діапазон) або попередньо змащеною рідиною (ультразвуковий діапазон). В якості мастильних матеріалів застосовується мінеральне масло, гліцерин та інші рідини.

При щілинному (струминному) способі між  перетворювачем і спеціальним обмежувачем  створюється зазор, в який безперервно  подається контактна рідина. Цей  спосіб акустичного зв’язку використовують, якщо поверхня виробу розміщена вертикально  або має змінну кривизну.

При імерсійному способі між перетворювачем і виробом створюється значний  шар рідини шляхом поміщення її в  ванну з водою або утворенням місцевої рідинної ванни.

Крім  вказаних, існують безконтактні способи  збудження за допомогою електромагнітного  поля (електромагнітно-акустичний зв’язок) і лазерний.

Магнітні  методи основані на реєстрації магнітних  полів розсіювання над дефектами  або магнітних властивостей контрольованого  об’єкту. В місцях утворення поверхневих  і внутрішніх дефектів виникають  потоки розсіювання (рис. 3.8). Їх виявляють  різними методами: магніто-порошковим, ферозондовим, індукційним, магніто-графічним  та ін.

                                      а)                                                                б)

Рис. 3.8. Схема виникнення магнітних полів  розсіювання під час поздовжнього (а) і циркуляційного (б) намагнічування: 1 – неметалеві включення; 2 – тріщина

Залежно від способу індикації магнітних  полів, розрізняють методи з безпосереднім  перетворенням магнітного поля в  електричний сигнал і методи без  перетворення в електричний сигнал.

Для реєстрації і вимірювання магнітних  полів та їх неоднорідності, застосовують плоскі котушки поля, ферозонди, індукційні головки, магнітні стрічки і магнітні порошки.

За  допомогою котушок поля простіше всього виміряти змінне магнітне поле. Ферозонди застосовують для вимірювання  постійних і змінних, однорідних і неоднорідних полів. Для реєстрації постійного магнітного поля без перетворення в електричний сигнал широко розповсюджена  тонка феромагнітна стрічка. Іншим  способом індикації неоднорідностей  магнітного поля є метод з використанням  магнітного порошку, який полягає у  взаємодії неоднорідного магнітного поля з феромагнітними частинками.

Магнітний контроль можна проводити способом прикладеного магнітного поля або способом залишкового намагнічування.

Контроль  способом прикладеного магнітного поля полягає у намагнічуванні деталі і одночасному реєструванні напруженості магнітних полів розсіювання  дефектів перетворювачем. Його застосовують для деталей, які виготовлені  з магнітом’якого матеріалу з  низьким значенням коерцитивної сили (< 1280 А/м) і залишкової індукції (< 0,53 Т).

При контролі залишкового намагнічування деталь попередньо намагнічують, а  потім після зняття намагнічуючого поля на її поверхню наносять магнітну суспензію або порошок. Його застосовують для перевірки деталей з магнітотвердих матеріалів з високим значенням  коерцитивної сили (³ 1280 А/м) і залишкової індукції          (³ 0,53 Т).

В практиці магнітного контролю використовують наступні способи намагнічування деталей: комбіноване (в прикладеному магнітному полі), циркуляційне і полюсне (в  прикладеному магнітному полі і на залишкове намагнічування).

Комбіноване намагнічування (рис. 3.9, а) здійснюється при одночасному намагнічуванні двома або декількома магнітними полями і дозволяє виявити дефекти, орієнтовані різним чином.

Циркуляційним намагнічуванням (рис. 3.9, б) створюють  магнітне поле, магнітні силові лінії  якого розміщені у вигляді  концентричних кілець. Його застосовують для виявлення дефектів, розміщених вздовж поздовжньої осі деталі або  під невеликим кутом.

 

                    а)                                               б)                                             в)

Рис. 3.9. Схема комбінованого (а), циркуляційного (б) і полюсного (в) способу намагнічування деталі: 1 – електромагніт; 2 – деталь (об’єкт контролю), Ф – магнітний потік; І – намагнічуючий струм

 

Полюсним  поздовжнім намагнічуванням (рис. 3.9, в) створюють поздовжнє магнітне поле (вздовж деталі). Деталь розміщують між  полюсами постійного магніту (електромагніту) або в магнітному полі соленоїда. Його застосовують для виявлення  дефектів, розміщених перпендикулярно  до поздовжньої осі деталі або  під кутом до неї не більше 20-25°.

Серед всіх методів дефектування деталей, які поступають в ремонт, найрозповсюдженішим є магніто-порошковий. Він оснований на реєстрації магнітних полів розсіювання, які виникають над дефектами в деталі при її намагнічуванні, за допомогою феромагнітних частинок (магнітного порошку), що знаходиться в зваженому стані в дисперсному середовищі або повітрі. На магнітну частинку в неоднорідному магнітному полі дефекту діє сила, яка прагне затягнути її в місця найбільшої концентрації силових ліній і приблизити до місця дефекту (рис. 3.10).

 

Рис. 3.10. Розміщення феромагнітного порошку навколо дефекту під  дією магнітного поля

 

Методика  магніто-порошкового способу включає  такі операцій: підготовку поверхні перед  контролем; підготовка суспензії; намагнічування деталі; нанесення суспензії на поверхню деталі; огляд поверхні і виявлення  місць, покритих відкладеннями порошку; розмагнічування.

Електромагнітний (вихрових струмів) метод контролю оснований  на аналізі взаємодії зовнішнього  електромагнітного поля з електромагнітним полем вихрових струмів, наведених  в об’єкті контролю цим полем. Інтенсивність і розподіл вихрових струмів в об’єкті залежить від  його геометричних і електромагнітних параметрів, а також від взаємного  розміщення вимірювального перетворювача  і об’єкта. В якості перетворювачів застосовують індуктивні котушки. Зазвичай застосовують одну генераторну і  одну або декілька вимірювальних (приймальних) котушок.

Електромагнітні методи поділяються за полевизначальними  системами, які можуть бути прохідними (котушка охоплює деталь або вставляється в неї) і накладними (котушка встановлюється на деталь торцем).

Рис. 3.11. Схема просвічування деталі рентгенівським або g-випромінюванням: 1 – джерело випромінювання; 2 – шлакове включення; 3 – раковина; 4 – деталь; 5 – епюра інтенсивності випромінювання за об’єктом

Радіаційні  методи основані на взаємодії проникаючих  випромінювань з контрольованим об’єктом. Проникаюче випромінювання неоднаково проникає крізь різні  матеріали і поглинається в них  в залежності від товщини, роду (густини) матеріалів і енергії випромінювання. Для виявлення внутрішніх дефектів в деталях з однієї сторони  встановлюють джерело випромінювання, з іншої – детектор, який реєструє інформацію про внутрішню будову об’єкту (рис. 3.11). Інтенсивність випромінювання при проходженні крізь дефект, заповнений повітрям або газом, ослабляється менше, ніж в суцільному металі, а  сильніше – над дефектом, заповненим більш щільним матеріалом, ніж  основний (виходить на детектор з різною інтенсивністю).

 

Залежно від застосованого детектора  розрізняють три основаних методи радіаційного контролю: радіографічний (зображення об’єкту реєструється на радіографічну плівку), радіоскопічний (зображення перетворюють в світлотіньове, яке передається на флуоресціюючий екран або електронно-оптичний перетворювач), радіометричний (вихідний сигнал детектора  після перетворення реєструється на діаграмній стрічці)

Методи  радіохвильові (реєстрація зміни параметрів електромагнітних коливань), теплові (реєстрація теплових полів) і електричні (реєстрація електростатичних полів і електричних  параметрів) знайшли обмежене застосування в ремонтному виробництві.

 

3.5. Вибір  методів дефектоскопії

 

Найефективніші  результати контролю можуть бути досягнуті  тільки при технічно правильному  виборі і застосуванні методів дефектоскопії (табл. 3.4).

В виробництві використовують різні матеріали, які відрізняються хімічним складом, ступенем деформації, макроструктурою, термічною обробкою, густиною та іншими фізичними властивостями. Так, наприклад, поверхневі дефекти в феромагнітних сталях можуть бути виявлені намагнічуванням деталі магнітними методами. Однак цей метод є непридатним, якщо виріб виготовлено з пластмаси. В цьому випадку поверхневі дефекти можна виявити капілярними методами.

На  вибір методів вливає і конструкція (форма і розміри) виробів. Габаритні  вироби контролюють, як правило, по частинам з попереднім визначення небезпечних  зон контролю. Дрібні деталі (болти, шпильки, ролики) доцільно контролювати методами, які легко піддаються автоматизації  або механізації, наприклад, електромагнітними, ферозондовими.

Стан  поверхні виробу характеризується заданою  шорсткістю і наявністю захисних покриттів. Так, наприклад, ультразвуковий і капілярний метод застосовують при шорсткості поверхні за 5-м класом і більше, магнітний і електромагнітний – не менше 3-го класу. Захисні покриття не дозволяють застосування оптичних і капілярних методів. Електромагнітні  методи виявляють тріщини на деталях, які мають лакофарбові та інші неметалеві покриття товщиною до 0,5 мм. Магнітно-порошковим методом виявляють  тріщини на стальних деталях, які  мають хромове покриття товщиною до 0,2 мм.

Таблиця 3.4

Основні методи вибору неруйнівного контролю в умовах виробництва, експлуатації і ремонту  залежно від факторів

 

Вид контролю	Методи	Форма деталі		Матеріал деталі			Місце розміщення дефекту
		проста	складна	метал магнітний	метал немагнітний	неметали	на поверхні	в глибині    металу	під шаром покриття
Акустичний	Тіньовий	+	-	+	+	+	+	+	-
	Ехо-метод	+	+	+	+	+	+	+	+
Магнітний	Магніто-порошковий	+	+	+	-	-	+	-	+
	Магніто-графічний	+	-	+	-	-	+	-	-
	Ферозондовий	+	-	+	-	-	+	+	-
Оптичний	Оптичний	+	+	+	+	+	+	-	-
Проникаючими рідинами	Кольоровий	+	+	+	+	+	+	-	-
	Люмінесцентний	+	+	+	+	+	+	-	-
	Пошуку підтікань	+	+	+	+	+	Наскрізний дефект
Електромагнітний	Вихрових струмів	+	+	+	+	-	+	-	+
Радіаційний	Рентгенографічний	+	+	+	+	+	+	+	+