Приложение 11. (рекомендуемое) | ПРИМЕРЫ КОНТРОЛЯ ДЕТАЛЕЙ И ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ ТЕХНИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ И СООРУЖЕНИЙ | П.11.1. Общие положения по контролю сварных соединений
П.11.1.1. Сварные соединения контролируют магнитопорошковым методом с применением: электроконтактов; электромагнитов; устройств на постоянных магнитах, соленоидов, гибких кабелей. Для намагничивания проверяемых объектов используют магнитные поля переменного, постоянного, импульсного и выпрямленных токов. В зависимости от магнитных свойств материала проверяемого объекта контроль сварных соединений проводят способом приложенного поля (СПП) или способом остаточной намагниченности (СОН).
П.11.1.2. При контроле намагничивается лишь ограниченный участок объекта, который называют контролируемым участком (КУ). Размеры этого участка зависят от типа намагничивающего устройства, силы тока (напряженности поля). Режим намагничивания определяют по контрольным образцам, представляющим собой объект контроля или его часть с естественными или искусственными дефектами, по экспериментальным формулам и графикам или по формулам электротехники.
П.11.2. Контроль сварных соединений с применением
электроконтактов
П.11.2.1. Контролируемый участок, режимы намагничивания.
На рис. П.11.1 (здесь и далее рисунки не приводятся) показано расположение электроконтактов 1а - 1б и контролируемого участка КУ (обведен штриховой линией). Длина В КУ зависит от расстояния L между точками установки электроконтактов. Прилегающие к электроконтактам зоны а, ширина которых примерно равна 20 мм, являются зонами невыявляемости дефектов. Длина В = L - 2а. Ширина С контролируемого участка может быть определена по следующим рекомендациям:
С = 0,5 L для постоянного, импульсного и выпрямленных токов;
С = 0,7 L для переменного тока.
Оптимальное расстояние между электроконтактами - 50 - 200 мм. Наибольший ток, пропускаемый с помощью электроконтактов, - 2000 А. Силу тока, пропускаемого по объекту с помощью электроконтактов, в первом приближении можно определить по формуле:
I = (3...5) L, (A),
где L - расстояние между точками установки электроконтактов, мм.
С учетом толщины свариваемых деталей ток можно определять по формулам:
при толщине детали до 18 мм I = (3...4) L, (А),
при толщине детали более 18 мм I = (4...5) L, (А).
П. 11.2.2. Контроль протяженного сварного шва с применением электроконтактов.
На рис. П.11.2 показана схема последовательной установки электроконтактов 1а - 1б, 2а - 2б, 3а - 3б при контроле СПП протяженного сварного шва с использованием постоянного или выпрямленного тока с целью выявления поперечных дефектов (показаны стрелками). Для обеспечения перекрытия КУ (1, 2, 3, 4) расстояние между электроконтактами 2а и 1б, 3а и 2б,... должно быть не менее 20 мм. Силу тока определяют в соответствии с рекомендациями п. П.11.2.1.
При контроле СПП, а также при контроле СОН с использованием переменного тока чередование электроконтактов на контролируемых участках на результаты контроля влияния не оказывает.
П.11.2.3. Контроль сварного шва импульсным током с применением электроконтактов.
Для выявления продольных дефектов при намагничивании импульсным током сварные швы проверяют двумя способами: СПП или СОН. При контроле способом приложенного поля по участку сварного шва пропускают импульсный ток с одновременным нанесением магнитной суспензии. Осмотр шва с целью обнаружения дефектов проводят после выключения тока.
При контроле способом остаточной намагниченности сначала намагничивают по участкам весь сварной шов (рис. П.11.3), а затем наносят на него суспензию и осматривают. Расстояние между электроконтактами должно быть в пределах 50 - 200 мм. Силу тока определяют по графику зависимости силы тока от расстояния между электроконтактами (рис. П.11.4). Перестановку электроконтактов осуществляют, чередуя их между собой. Участки радиусом 3 - 5 мм вокруг точек установки электроконтактов намагничиваются неэффективно и дефекты на них не выявляются. Поэтому при намагничивании электроконтакты устанавливают рядом со сварным швом, т.е. вне зоны контроля, или эти участки проверяют отдельно.
Для выявления поперечных дефектов электроконтакты устанавливают по обе стороны от сварного шва (см. рис. П.11.9). Сначала намагничивают первый участок, наносят суспензию и осматривают. Аналогично проверяют все другие участки на детали.
П.11.2.4. Контроль углового сварного шва в тавровом соединении для обнаружения продольных трещин.
Схема расположения электроконтактов на сварном шве в тавровом соединении для выявления продольных дефектов показана на рис. П.11.5.
Контроль сварного шва в этом случае проводят по участкам, устанавливая электроконтакты непосредственно на сварном шве, и переставляют их так, чтобы выполнялось условие перекрытия соседних КУ (см. рис. П.11.2). Силу тока определяют в соответствии с рекомендациями П.11.2.1.
П.11.2.5. Контроль наружного сварного шва углового соединения для выявления поперечных дефектов.
На рис. П.11.6 показана схема установки электроконтактов при контроле наружного сварного шва. Электроконтакты устанавливают на сваренных листах примерно на одинаковом расстоянии от сварного шва. Силу тока устанавливают по рекомендациям П.11.2.1. Такая установка электроконтактов обеспечивает выявление поперечных дефектов на сварном шве и в околошовных зонах. Контроль проводят способом приложенного поля.
П.11.2.6. Контроль протяженного наружного сварного шва углового соединения для выявления продольных дефектов.
Схема установки электроконтактов при контроле протяженного сварного шва углового соединения показана на рис. П.11.7. Электроконтакты устанавливают непосредственно на сварном шве. Силу тока и расстояние между электроконтактами определяют по рекомендациям П.11.2.1. Такая установка электроконтактов обеспечивает выявление продольных трещин на сварном шве и в околошовной зоне.
П.11.2.7. Контроль сварного шва нахлесточного соединения для выявления продольных дефектов.
На рис. П.11.8 показана схема перестановки электроконтактов для выявления продольных дефектов на сварном шве и околошовных зонах. Контроль ведется по трем участкам. Сначала устанавливают электроконтакты в положение 1а - 1б для контроля первого участка - левой околошовной зоны. После окончания нанесения суспензии и осмотра устанавливают электроконтакты на сварной шов в положение 2а - 2б, проводят его контроль. Затем электроконтакты устанавливают на вторую околошовную зону в положение 3а - 3б и проводят ее контроль. Силу тока и расстояние между электроконтактами определяют по рекомендациям П.11.2.1.
П.11.2.8. Контроль протяженного сварного шва для обнаружения поперечных дефектов.
Контроль сварного шва для выявления поперечных дефектов проводят по участкам (рис. П.11.9). Для этого сварной шов размечают на участки. Сначала электроконтакты устанавливают в положение 1а - 1б и проверяют первый контролируемый участок (КУ) длиной В, шириной С. Затем электроконтакты устанавливают в положение 2а - 2б, пропускают ток, наносят магнитную суспензию и осматривают. Далее проверяют все другие участки. Силу тока, размеры КУ определяют по рекомендациям П.11.2.1. Расстояние между точками установки электроконтактов 1а - 2а - 3а на соседних участках устанавливают равным примерно (С - 10) мм, что обеспечивает перекрытие П соседних КУ.
П.11.2.9. Контроль нахлесточного сварного соединения для выявления поперечных трещин в сварном шве и околошовных зонах.
Контроль нахлесточного сварного соединения проводится по контролируемым участкам. Сварной шов и околошовные зоны размечаются по участкам. На рис. П.11.10 показано положение электроконтактов на трех участках. Сначала проверяют первый КУ. Для этого электроконтакты устанавливают в положение 1а - 1б, пропускают ток, наносят суспензию и осматривают первый КУ. Проводят контроль второго КУ, установив электроконтакты в положение 2а - 2б. Пропускают ток, наносят суспензию и осматривают.
Затем проверяют все другие КУ. Силу тока, размеры КУ, зоны перекрытия соседних участков определяют по рекомендациям П.11.2.1.
П.11.2.10. Контроль углового сварного шва в тавровом соединении для выявления поперечных трещин.
Схема положения электроконтактов при контроле углового шва показана на рис. П.11.11. Продольные оси электроконтактов должны быть примерно перпендикулярны проверяемым поверхностям. Расстояние между электроконтактами, силу тока, размеры КУ определяют по рекомендациям П.11.2.1.
П.11.2.11. Контроль протяженных сварных швов методом перекрестной установки электроконтактов для выявления различно ориентированных дефектов.
Для выявления различно ориентированных дефектов сварной шов проверяют дважды: а) пропусканием тока вдоль сварного шва для выявления продольных дефектов; б) пропусканием тока в направлении, перпендикулярном сварному шву для выявления поперечных дефектов.
Для выявления различно ориентированных дефектов применяют также третий способ, при котором каждый контролируемый участок проверяют дважды, намагничивая его в двух направлениях. Только после контроля предыдущего участка приступают к проверке последующего участка. Схема установки электроконтактов, расположение КУ, их размеры при таком способе показаны на рис. П.11.12. Первый участок проверяют в таком порядке: устанавливают электроконтакты в положение 1а - 1б, намагничивают, наносят суспензию, КУ осматривают. Затем электроконтакты устанавливают в положение 2а - 2б, намагничивают, наносят суспензию и снова осматривают с целью обнаружения дефектов. Аналогично проверяют все другие участки. При выборе режимов намагничивания руководствуются рекомендациями П.11.2.1.
П.11.3. Контроль сварных швов с применением электромагнитов
П.11.3.1. Контролируемый участок при проверке сварного шва с применением электромагнита.
Схема положения электромагнита при контроле сварного шва показана на рис. П.11.13. Полюсные наконечники электромагнита устанавливают примерно симметрично относительно сварного шва. Зоны а, прилегающие к полюсным наконечникам шириной 20 мм, являются зонами невыявляемости дефектов. Длина контролируемого участка В определяется расстоянием между полюсными наконечниками и размером зон невыявляемости, т.е. B = L - 2a.
Ширина контролируемого участка С = 0,5 L для электромагнитов постоянного тока; С = 0,7 L для электромагнитов переменного тока.
При установке электромагнита на проверяемый участок требуется обеспечить хорошее прилегание полюсных наконечников к проверяемому участку, т.е. обеспечить хороший магнитный контакт.
П.11.3.2. Контроль сварных швов нахлестночного соединения с применением электромагнита для выявления продольных и поперечных дефектов.
Для выявления продольных дефектов на сварном шве и околошовных зонах сварной шов контролируют по участкам (рис. П.11.14а). Полюсные наконечники электромагнита устанавливают по обе стороны сварного шва. Для контроля первого КУ наконечники устанавливают в положение 1а - 1б, включают ток в электромагните, наносят магнитную суспензию и осматривают КУ, не выключая ток в электромагните, т.е. контроль ведут СПП. Аналогично проверяют другие контролируемые участки, устанавливая электромагнит полюсными наконечниками в положение 2а - 2б, 3а - 3б.
Для обнаружения поперечных трещин полюсы электромагнита могут устанавливаться рядом со сварным швом по его разные стороны (рис. П.11.14б). Это особенно выгодно, если трудно обеспечить хороший магнитный контакт полюсного наконечника со сварным швом.
П.11.3.3. Контроль углового сварного шва в тавровом соединении для обнаружения продольных трещин.
Для обнаружения продольных трещин в сварном шве и околошовных зонах углового таврового соединения с помощью электромагнита контроль ведут способом приложенного поля по участкам (рис. П.11.15). Для проверки первого участка электромагнит устанавливают полюсными наконечниками в положение 1а - 1б, включают ток в электромагните, наносят магнитную суспензию и осматривают КУ. Аналогично проверяют другие участки сварного соединения. Расстояние между полюсными наконечниками должно обеспечить перекрытие соседних КУ. Это расстояние должно быть менее ширины КУ примерно на 10 мм.
П.11.3.4. Контроль углового сварного шва в тавровом соединении с помощью электромагнита для обнаружения поперечных трещин на сварном шве и в околошовных зонах.
Для выявления поперечных трещин полюсы электромагнита целесообразно устанавливать непосредственно на сварной шов. Однако часто это сделать невозможно, поэтому полюсные наконечники можно устанавливать рядом со сварным швом (рис. П.11.16). Контроль ведут по участкам. Сначала контролируют первый КУ, установив полюсные наконечники в положение 1а - 1б. Контроль ведут способом приложенного поля. Затем проверяют другие участки сварного шва.
П.11.3.5. Контроль протяженного сварного шва с применением электромагнита для обнаружения поперечных трещин.
Контроль протяженного сварного шва с применением электромагнита для обнаружения поперечных трещин проводят способом приложенного магнитного поля по участкам (рис. П.11.17). Для обеспечения перекрытия соседних участков расстояние между местами установки полюсов 2а - 1б должно быть не менее 20 мм.
П.11.3.6. Контроль наружного сварного шва углового соединения с применением электромагнита для выявления продольных и поперечных трещин.
Контроль наружного сварного шва углового соединения для выявления продольных трещин проводят по участкам в приложенном магнитном поле (рис. П.11.18а). Полюсы электромагнита устанавливают на первый участок в положение 1а - 1б и проверяют его. Затем проверяют все другие КУ.
Для обнаружения поперечных трещин полюсы электромагнита устанавливают непосредственно на сварной шов (рис. П.11.18б). Однако, если не удается обеспечить достаточно хороший магнитный контакт полюсного наконечника со сварным швом, то полюсы электромагнита следует устанавливать рядом со сварным швом.
П.11.3.7. Контроль протяженного сварного шва с применением электромагнита для обнаружения различно ориентированных трещин.
Контроль проводят по участкам, каждый из которых проверяют дважды (рис. П.11.19): сначала устанавливают полюсные наконечники в положение 1а - 1б, намагничивают, наносят магнитную суспензию и осматривают КУ. Затем электромагнит устанавливают в положение 2а - 2б и проводят полный цикл магнитного контроля. При этом обнаруживаются разно ориентированные трещины. Далее, проводят контроль при установке электромагнита в положения полюсных наконечников 3а - 3б, 4а - 4б, n - n, (n + 1) - (n + 1). Расположение полюсных наконечников и контролируемых участков показано на рис. П.11.19б. Ширина контролируемого участка С зависит от расстояния L между полюсными наконечниками: С = 0,5 L для электромагнитов постоянного тока; С = 0,7 L для электромагнитов переменного тока. Зона невыявляемости дефектов примерно равна 20 мм. Расстояние между полюсными наконечниками соседних участков А = (С - 10), мм.
П.11.4. Схемы и режимы намагничивания деталей и элементов
конструкций технических устройств и сооружений
при магнитопорошковом контроле
П.11.4.1. Контроль шкивов с применением электромагнита для выявления трещин во впадинах для приводного ремня.
Для выявления трещин на шкивах контролируемый участок размещают между полюсами электромагнита (рис. П.11.20). Контроль проводят способом приложенного поля.
П.11.4.2. Контроль кольцевого стыкового сварного шва с применением соленоида (обмотки кабеля).
Кабель наматывают по обе стороны от сварного шва (рис. П.11.21). Рекомендуется обеспечивать примерно 10000 - 12000 ампер-витков. Зоны 4 и 5, примыкающие к виткам соленоида, являются зонами невыявляемости дефектов. При таком способе намагничивания выявляются продольные трещины в сварном шве.
П.11.4.3. Магнитопорошковый контроль пружин.
Магнитные свойства материала пружин позволяют вести контроль способом остаточной намагниченности. Для выявления поперечных трещин пружину намагничивают на медном стержне, пропуская по нему ток силой из расчета 35 - 45 А на миллиметр диаметра пружины (рис. П.11.22а). Для выявления продольных трещин ток следует пропустить непосредственно по виткам пружины (рис. П.11.22б). Силу тока определяют также из расчета 35 - 45 А на миллиметр диаметра прутка пружины.
П.11.4.4. Магнитопорошковый контроль валов.
Для выявления продольных трещин на цилиндрической поверхности вала применяют способ циркулярного намагничивания, пропуская ток непосредственно по валу (рис. П.11.23). Силу тока для контроля в приложенном поле рассчитывают по формуле I = 3 Н D. Здесь Н - заданная напряженность магнитного поля, А/см; D - диаметр вала, см.
Для контроля на остаточной намагниченности ток может быть определен по формуле из расчета 35 - 50 А на миллиметр диаметра вала.
Для выявления поперечных трещин следует применять продольное намагничивание с использование жестких соленоидов или соленоидов, образованных гибким кабелем (рис. П.11.24). Число витков определяют непосредственным измерением напряженности поля.