Феррозондовый метод контроля: учебное пособие

РОСЖЕЛДОР
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Ростовский государственный университет путей сообщения»
(РГУПС)
Е.А. Копотун, А.В. Челохьян, Б.Е. Копотун
ФЕРРОЗОНДОВЫЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ
Учебно-методическое пособие к лабораторным работам
по дисциплине «Основы технической диагностики»
Ростов-на-Дону
2010
УДК 629.44 (07) + 06
Копотун, Е.А.
Феррозондовый метод контроля : учебно-методическое пособие / Е.А.
Копотун, А.В. Челохьян, Б.Е. Копотун; Рост. гос. ун-т путей сообщения. – Ростов н/Д, 2010. – 28 c. Библиогр.: 4 назв.
В учебно-методическом пособии рассмотрен феррозондовый метод контроля, а также последовательность выполнения лабораторной работы по
дисциплине «Основы технической диагностики». Представлено описание конструкций и принципа работы феррозондового дефектоскопа ДФ-201.1А.
Рецензент канд. техн. наук, доц. С.В. Кротов (РГУПС)
Учебное издание
Копотун Елена Александровна,
Челохьян Александр Вартанович,
Копотун Борис Евгеньевич
фЕРРОЗОНДОВЫЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ
Учебно-методическое пособие к лабораторным работам по дисциплине
«Основы технической диагностики»
Редактор М.А. Гончаров
Техническое редактирование и корректура М.А. Гончаров
Подписано в печать 24.08.2010. Формат 60×84/16.
Бумага газетная. Ризография. Усл. печ. л. 1,63.
Уч.-изд. л. 1,55. Тираж
экз. Изд. № 127. Заказ №
Ростовский государственный университет путей сообщения.
Ризография РГУПС.
Адрес университета: 344038, г. Ростов н/Д, пл. Ростовского Стрелкового Полка Народного Ополчения, 2.
© Ростовский государственный университет путей и сообщения, 2010
ОГЛАВЛЕНИЕ
Список символов и сокращений
1 Цель работы
2 Общие сведения о феррозондовом методе
3 Намагничивание деталей
4 Оборудование для выполнения лабораторной работы
5 Порядок выполнения работы
6 Технология феррозондового контроля
Дефектоскоп-градиентометр феррозондовый ДФ-201.1
Измеритель напряженности магнитного поля МФ-109
Стандартные образцы
Задание на подготовку к работе
Вопросы для самопроверки
Содержание отчёта
Библиографический список
СПИСОК СИМВОЛОВ И СОКРАЩЕНИЙ
ФЗК – феррозондовый метод контроля;
ФП – феррозондовый преобразователь;
ЧФК – чувствительность феррозондового контроля;
СПП – способ приложенного поля;
СОН – способ остаточной намагниченности;
НД – намагничивание деталей;
СУ – сканирующее устройство;
МП – магнитное поле;
ФГ – феррозондовый градиентомер;
28
СОП – стандартный образец предприятия.
1 ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение основной технологии феррозондового метода контроля деталей
и узлов подвижного состава. Приобретение навыков по настройке чувствительности и проведению контроля деталей феррозондовым дефектоскопом.
2 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ФЕРРОЗОНДОВОМ МЕТОДЕ
Феррозондовый метод контроля основан на обнаружении феррозондовым преобразователем магнитных полей рассеяния дефектов в предварительно
намагниченных деталях и предназначен для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов типа нарушений сплошности: волосовин, плен, трещин, ужимов, закатов, раковин и др.
Феррозондовый преобразователь реагирует на резкое пространственное
изменение напряженности магнитного поля над дефектами и преобразует градиент напряженности поля в электрический сигнал.
Выбор феррозондовых преобразователей в качестве индикаторов магнитного поля рассеяния над дефектами в намагниченной детали обусловлен рядом
преимуществ: малой потребляемой мощностью, незначительными габаритами,
высокой надежностью работы, высоким КПД и избирательностью к локальным
магнитным полям рассеяния.
Большинство приборов с использованием феррозондовых преобразователей строится по схеме, представленной на рисунке 1.
Генератор (Г) питает обмотки ФП стабилизированным переменным
напряжением частотой f. Из сигнала, поступающего с феррозондовых преобразователей и несущего весь спектр частот f∑, полосовым фильтром (ПФ) выделяется вторая гармоника 2f, несущая информацию о внешнем магнитном поле.
Сигнал усиливается усилителем (У), детектируется детектором (Д) и поступает
29
на индикатор (И) (стрелочный прибор, сигнальная лампа или исполнительный
механизм).
Рис. 1. Схема построения приборов с феррозондовыми преобразователями
Чувствительность феррозондового контроля определяется совокупностью физических факторов (магнитными свойствами материала контролируемого изделия, типом дефектов и их ориентацией, шероховатостью контролируемой поверхности, способом контроля и намагничивания деталей, чувствительностью ФП и электронной аппаратуры, способом обработки сигнала ФП).
ГОСТ 21104-02 устанавливает одиннадцать условных уровней чувствительности, которые представлены в таблице 1.
Таблица 1
Условные уровни чувствительности
Минимальные размеры выявляемых
дефектов, мм
Условные уровни
чувствительности
глубина
ширина
Поверхностные
А1
От 0,002 до 0,005
От 0,005 до 0,012 От 0,007 до 0,15
А2
30
Максимальная
глубина залегания
дефекта, мм
–
От 0,012 до 0,020
А3
А
Б
0,1
0,2
От 0,1 до 0,2
От 0,2 до 1,0
Подповерхностные
От 0,2 до 0,004
От 0,2 до 0,15
0,3
0,5
0,3
От 0,5 до 1,0
0,3
От 0,5 до 1,0
От 0,3 до 0,5
От 0,5 до 1,0
От 0,3 до 0,5
От 0,5 до 1,0
B1
В
Г1
Г
Д1
Д
10
10
20
10
30
5
Минимальная длина выявляемого дефекта должна быть 2 мм.
Чувствительность контролируют на стандартных настроечных образцах,
имеющих естественные или искусственные дефекты.
Феррозондовому контролю на железнодорожном транспорте подвергаются, например, боковые рамы и надрессорные балки тележек грузовых вагонов,
балансиры и соединительные балки тележек, рамы тележек ЦМВ, КВЗ И2,
КВЗ-ЦНИИ, КВЗ-5, тяговые хомуты и др. При феррозондовом методе контроля
в зависимости от магнитных свойств материала, размеров и геометрии контролируемых деталей реализуются два способа контроля: способ приложенного
поля СПП, заключающийся в намагничивании деталей и регистрации магнитных полей рассеяния дефектов при включенном (установленном на деталь)
намагничивающем устройстве НУ; способ остаточной намагниченности СОН,
заключающийся в намагничивании деталей и регистрации магнитных полей
рассеяния намагничивающих устройств (в остаточном намагниченном магнитном поле).
При феррозондовом контроле следует учитывать ложные срабатывания
индикаторов дефектоскопов, не связанных с дефектами (структурная неоднородность материалов, магнитные пятна, шероховатость контролируемой поверхности, неоднородность намагничивающего поля), именуемых помехами и
фоном.
31
В зависимости от схемы включения катушек (рисунок 2) ФП может измерять либо среднее значение нормальной Нп составляющей поля в объеме, занимаемом стержнями, либо разницу полей (градиента нормальной составляющей
поля), в которых находятся первый и второй сердечники. Напряжённость поля
измеряется в А/м, а градиент поля ─ в А/м2.
Рис. 2. Схема включения обмоток феррозондового преобразователя:
а – схема включения обмоток для измерения градиента;
б – схема включения обмоток для измерения напряжённости поля
Расстояние Δх между сердечниками называется базой ФП. Для большинства деталей Δх = 4 мм, а для деталей сложной формы (например, хвостовик автосцепного устройства) Δх = 3 мм.
Надписи на этикетках ФП-градиентометров выполнены желтым цветом
на черном фоне (например, МДФ 9405.30), а на этикетках ФП-полемеров –
пурпурным, либо белым цветом на черном фоне (например, МДФ 9405.130-01).
Для проведения магнитоферрозондового контроля будем использовать
прибор ДФ-201.1А. Описание и методика работы с данным прибором рассмотрены ниже.
3 НАМАГНИЧИВАНИЕ ДЕТАЛЕЙ
Поверхностный дефект характеризуется длиной, шириной (раскрытием) и
глубиной. Подповерхностный – еще и глубиной залегания. В подавляющем
большинстве случаев у дефектов типа нарушения сплошности (трещины и др.)
32
один из размеров (длина) существенно больше двух остальных. Выявляемость
таких дефектов оказывается наилучшей, если направление силовых линий магнитного поля перпендикулярно этому размеру. Так как дефекты ориентируются
в деталях произвольным образом, то для их выявления приходится намагничивать детали в различных направлениях.
Для феррозондового контроля деталей подвижного состава используется
полюсный метод намагничивания, суть которого заключается в использовании
устройств, полюса которых располагаются на поверхности детали таким образом, чтобы получить нужное направление силовых линий магнитного поля. Для
намагничивания используются как стационарные намагничивающие устройства
с электромагнитами, так и приставные с постоянными магнитами. Для других
деталей в соответствии с нормативно-технической документацией (НТД) применяются также циркулярное и комбинированное намагничивание.
Детали и узлы большого размера (например, тележки грузового или пассажирского вагона) намагничивают согласно НТД стационарными намагничивающими устройствами с использованием электромагнитов.
Приставные намагничивающие устройства и системы используются для
намагничивания сравнительно небольших деталей сложной формы (например,
автосцепки), когда разработка стационарных намагничивающих устройств экономически нецелесообразна или для намагничивания участков деталей в тех
направлениях, в которых намагнитить стационарными установками не удается.
На рисунке 3 представлено электромагнитное намагничивающее устройство МСН 10.
33
а) устройство намагничивания боковой рамы;
б) устройство намагничивания надрессорной балки
1 – фундамент; 2 – электромагниты для намагничивания боковых
рам; 3 –электромагнит для намагничивания надрессорной балки;
4 – полюс-опоры; 5 – подвижные замыкатели магнитного потока;
6 – ловители, базирующие тележку в продольном направлении;
7 – ловители, базирующие тележку в поперечном направлении;
8 – пневмоцилиндры; 9 – концевой выключатель;
10 – стойки-полюса
Рис. 3. Устройство электромагнитное намагничивающее МСН 10
4 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Для проведения феррозондового контроля конкретных деталей необходимы:
- феррозондовый дефектоскоп-градиентометр ДФ-201.1;
- набор феррозондовых преобразователей (полемер и градиентометр);
- набор стандартных образцов и объектов контроля;
34
- оптические устройства (лупы, бинокулярные стереоскопические микроскопы, зеркала, эндоскопы);
- линейка, мел.
5 ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
5.1 Приготовить деталь к работе.
5.2 Проверить работоспособность прибора. Для этого включить прибор
кнопкой «ВКЛ». Должен загореться диод «ПИТАНИЕ» и на экране появится
логотип микроакустики. Кнопками «РЕЖИМ +» и «РЕЖИМ –» перейти по
всем пунктам меню прибора.
5.3 Произвести намагничивание детали с помощью МСН-14.
5.4 Произвести настройку прибора на пороговый уровень.
5.5 Провести сканирование контролируемой детали. В случае обнаружения дефекта, пометить место обнаружения дефекта мелом и записать в память
прибора значение параметра, по которому был вынесен результат контроля.
5.6 Оформить отчёт по лабораторной работе.
6 ТЕХНОЛОГИЯ ФЕРРОЗОНДОВОГО КОНТРОЛЯ
6.1 Подготовка оборудования
Для контроля деталей подвижного состава используют дефектоскопные
феррозондовые установки ДФ-201.1, в состав которых входят различные
намагничивающие устройства, дефектоскопы-градиентометры, отраслевые
стандартные образцы и зарядные станции.
6.1.1 Подготовка намагничивающих устройств и систем
В начале смены проводят внешний осмотр и проверку на работоспособность электромагнитных и приставных намагничивающих устройств и систем:
 при осмотре приставных намагничивающих устройств и систем проверяют отсутствие коррозии, надежность крепления гибкого магнитопровода,
цанговых зажимов, целостность кожаных чехлов.
35
 при осмотре стационарных электромагнитных намагничивающих
устройств проверяют наличие и качество заземления, целостность кабеля, соединяющего устройство с блоком питания, элементы пневмосистемы.
 при проверке работоспособности электромагнитных намагничивающих устройств включают источник питания и проверяют по встроенному амперметру соответствие тока электромагнитов паспортному значению. Если ток
не соответствует норме, намагничивающее устройство неработоспособно.
Не реже одного раза в три месяца проводят измерение напряженности
магнитного поля, создаваемого намагничивающим устройством на поверхности
контролируемых деталей.
6.1.2 Подготовка дефектоскопа и отраслевого стандартного образца
При подготовке выполняют следующие операции:
 проводят внешний осмотр стандартного образца;
 включают питание дефектоскопа;
 проверяют напряжение аккумуляторной батареи дефектоскопа;
 устанавливают состояние дефектоскопа, обнаружение дефектов и измерение градиента (при необходимости);
 располагают ФП-градиентометр над дефектом стандартного образца,
так, чтобы его нормальная ось была перпендикулярна поверхности образца, а
продольная – параллельна силовым линиям магнитного поля. На рисунке 4 ФП
показан в стороне от дефекта, его еще нужно переместить в направлении оси x,
так, чтобы центр основания расположился точно над дефектом. Устанавливают
минимальную чувствительность (максимальный порог) дефектоскопа. Индикаторы дефектов не должны срабатывать. Устанавливают максимальную чувствительность (минимальный порог) дефектоскопа. Индикаторы дефектов
должны срабатывать. Если это не так, дефектоскоп неработоспособен;
36
Рис. 4. Ориентация осей ФП на поверхности стандартного образца
 перемещая ФП над дефектом, фиксируют его в положении, при котором наблюдается максимальное значение градиента. Это значение не должно
отличаться более, чем на 15 % от того, что записано в паспорте на стандартный
образец. Если отличие больше, необходимо воспользоваться резервным дефектоскопом;
 повторяют операции по измерению с резервным дефектоскопом, как
описано выше. Измеренное значение не должно отличаться более, чем на 15 %
от того, что записано в паспорте на стандартный образец. Если отличие больше, оба дефектоскопа или стандартный образец неработоспособны.
При настройке дефектоскопа ДФ-201.1:
 включают питание дефектоскопа;
 перемещая ФП над дефектом стандартного образца, фиксируют его в
положении, при котором наблюдается максимальное значение градиента;
 изменяя чувствительность дефектоскопа от минимальной к максимальной (или порог от максимального к минимальному), устанавливают значение чувствительности (порога), при котором начинают срабатывать индикаторы дефектов.
6.2 Подготовка деталей к контролю
1 Детали должны быть очищены от загрязнений с помощью волосяных
или металлических шкур вручную или с помощью моечных машин.
37
2 Перед проведением контроля проводят осмотр детали с целью выявления трещин, рисков, задиров и других видимых дефектов, при необходимости
применяют лупу.
3 Детали с обнаруженными при осмотре недопустимыми дефектами к
феррозондовому контролю не допускаются.
4 Если детали ремонтируют сваркой, феррозондовый контроль следует
проводить до сварки, если возникает необходимость контроля после сварки, деталь следует охладить до температуры 40 С и вновь намагнитить перед проведением контроля.
6.3 Сканирование и обнаружение дефектов
Феррозондовый преобразователь устанавливают на поверхность детали в
зоне контроля и плавно перемещают так, чтобы его нормальная ось была перпендикулярна контролируемой поверхности, а продольная – параллельна силовым линиям магнитного поля. Сканирование осуществляют без перекосов,
наклонов и отрывов преобразователя от поверхности детали. Шаг сканирования 5–15 мм. Скорость сканирования не должна превышать 8 см/с.
При срабатывании индикаторов дефекта дефектоскопа выполняют следующие операции:
 проводят преобразователем по месту появления сигнала;
 находят точку поверхности, соответствующую максимуму показаний
стрелочного или цифрового индикатора, и отмечают ее мелом;
 выполняют преобразователем параллельные перемещения с шагом
5 мм слева и справа (выше и ниже) от отметки, фиксируя мелом точки поверхности, соответствующие максимумам показаний индикатора. Параллельные
перемещения проводят до прекращения срабатывания индикаторов дефекта.
Если отметки образуют линию, осматривают отмеченный участок, чтобы
убедиться в наличии трещины. Если трещина визуально не обнаруживается,
выполняют следующие операции:
 зачищают отмеченный участок металлической щеткой;
38
 осматривают зачищенный участок с помощью лупы и переносной лампы.
Если после зачистки щеткой трещина не обнаруживается, выполняют
следующие операции:
 зачищают отмеченный участок ручной шлифовальной машинкой до
удаления литейных неровностей;
 сканируют зачищенный участок феррозондовым преобразователем.
При исчезновении сигнала индикаторов дефект исключают из рассмотрения.
Если индикаторы дефектоскопа продолжают срабатывать, оценивают
направление и протяженность обнаруженного дефекта, чтобы сравнить с критериями браковки детали.
Следует исключать из рассмотрения сигналы индикаторов дефектоскопа:
 не подтверждающиеся при параллельных проходах ФП;
 вызванные неоднородностью магнитного поля, обусловленной конструкцией детали (острые кромки, выступы, ступенчатое сечение и т.д.);
 в зоне магнитного пятна (на участках размещения полюсов магнитов);
 появляющиеся при пересечении границы зоны наклепа («выработки»).
Кратко сформулируем основные правила, выполнение которых повышает
достоверность контроля:
 при сканировании продольная ось ФП должна быть параллельна силовым линиям магнитного поля, а нормальная – перпендикулярна контролируемой поверхности детали;
 шаг сканирования (расстояние между линиями, по которым перемещают ФП) определяется протяженностью возможного дефекта и размерами
основания ФП. Обычно шаг выбирается в пределах 5–15 мм;
 дефект (трещина) имеет протяженность, поэтому при параллельных
проходах по срабатыванию индикаторов дефекта можно оценить направление
развития и длину трещины. Если при параллельных проходах срабатываний
индикаторов не происходит, трещина отсутствует;
39
 вблизи полюсов магнитов возникают неконтролируемые зоны протяженностью 100–150 мм.
6.4 Контроль боковой рамы
Контроль боковой рамы заключается в сканировании с помощью ФП следующих зон:
 наружного и внутреннего угла буксового проема (шаг 5–8 мм);
 кромки, полки и ребра усиления верхнего пояса над буксовыми проемами;
 наклонного пояса с обеих сторон боковой рамы (шаг 5–8 мм);
 кромок технологического окна на расстоянии (5–10 мм);
 внутренние кромки технологического окна с обеих сторон боковой рамы.
С помощью рисунка 5 рассмотрим, какие из возможных эксплуатационных дефектов мы сможем выявить.
Рис. 5. Направление силовых линий и расположение эксплуатационных
дефектов боковой рамы
Боковая рама намагничена с помощью устройства МСН 10 так, что силовые линии магнитного поля проходят перпендикулярно плоскостям, в которых
расположены дефекты с номерами 1, 3, 4, 6, 7, 8. Обратите внимание, силовые
40
линии проходят и по ребру усиления перпендикулярно дефекту с номером 2.
Поэтому при контроле ребра усиления продольная ось ФП должна быть параллельна граням кромки ребра.
Дефект с номером 5 может быть расположен так, что силовые линии его
не пересекают. Именно поэтому, после разборки тележки на отдельные детали,
боковую раму намагничивают вновь с помощью приставного намагничивающего устройства МСН 14 и контролируют кромки ближнего к буксовому проему
угла технологического отверстия (пример из РД 07.17-99).
Участки боковой рамы, недоступные для контроля в составе рамы тележки, контролируют после разборки тележки (в открытой магнитной цепи):
 верхние и нижние углы рессорного проема (шаг 5–15 мм);
 кромки ребер усиления рессорного проема.
Следует заметить, что иногда намагниченность в зоне наружного угла
буксового проема боковой рамы слишком велика и контроль затруднен из-за
наличия ложных сигналов индикаторов дефектоскопа. Это объясняется тем, что
при движении поезда на электровозной тяге происходит спонтанное (самопроизвольное) намагничивание деталей тележки и автосцепного устройства.
В режиме тяговых токов и при рекуперативном торможении часть тока
замыкается на рельсы не через колёса электровоза, а через колёса ближайших к
локомотиву вагонов. Ток проходит через детали автосцепного устройства и тележки вагонов и намагничивает их. Но при движении поезда возникают вибрации узлов и деталей подвижного состава, что приводит к размагничиванию деталей.
Процессы намагничивания и размагничивания при движении поезда происходят непрерывно, поэтому величина намагниченности деталей подвижного
состава, поступающих на ремонт, непредсказуемая.
В случае появления ложных сигналов индикаторов в наружном углу буксового проема рекомендуется с помощью соответствующего тумблера блока
питания намагничивающего устройства МСН 10 отвести полюсные замыкатели
41
на 15–20 с и вновь подвести их (замкнуть магнитную цепь). Повторить сканирование наружного угла буксового проёма.
6.5 Контроль надрессорной балки
При контроле надрессорных балок в составе рамы тележки выполняют
сканирование следующих зон:
 верхнего пояса (шаг 5–15 мм);
 кромок технологических отверстий в верхнем поясе на расстоянии
(5–10 мм) от края;
 опорной поверхности подпятника: радиально и по окружностям (шаг
5–8 мм);
 кромок наружного и внутреннего буртов подпятника;
 галтельного перехода от наружного бурта подпятника к верхнему поясу: радиально (шаг 5–8 мм) и по окружности;
 переходов от верхнего пояса балки к опорам скользунов;
 боковых стенок (шаг 5–15 мм);
 нижнего пояса (шаг 5–8 мм).
На рисунке 6 изображены силовые линии магнитного поля и эксплуатационные дефекты надрессорной балки. Дефекты с номерами 1–10 надежно выявляются при контроле в составе рамы тележки. Дефекты 11 на наклонных
плоскостях следует выявлять после разборки тележки.
Дефектоскопирование нижнего пояса надрессорной балки рекомендуется
проводить в замкнутой магнитной цепи на намагничивающем устройстве МСН
10. Если доступ к нижнему поясу балки затруднен, допускается контролировать
эту зону на любой технологической позиции ремонта, в том числе и на кантователе, после намагничивания и разборки тележки, т.е. в открытой магнитной цепи.
42
Рис. 6. Направление силовых линий и расположение эксплуатационных дефектов
надрессорной балки
6.6 Контроль тягового хомута автосцепного устройства
С помощью намагничивающего устройства МСН 12-01 контролируют
следующие зоны хомута автосцепного устройства (шаг сканирования 5–8 мм):
 - тяговые полосы;
 - кромки задней опорной части;
 - переходы тяговых полос к задней опорной части;
 - кромки соединительных планок;
 - переходы от приливов отверстий для клина к тяговым полосам;
 - сочленения тяговой полосы с кронштейнами.
43
L/2
L
Рис. 7. Положение МСН 12-01 при контроле внешних сторон
и кромок тяговых полос
Рис. 8. Контроль внешних сторон тяговых полос
Рис. 9. Контроль задней опорной части и внутренних
сторон тяговых полос
L/4
44
Рис. 10. Контроль соединительных планок, переходов от приливов отверстий
для клина и внутренних сторон тяговых полос
L/4
Рис. 11. Контроль сочленения тяговой полосы
с кронштейнами
Рис. 12. Эксплуатационные дефекты тягового хомута
При контроле деталей автосцепного устройства следует учитывать следующие особенности:
 при намагничивании с помощью системы и устройства МСН 12-01 в
месте установки каждого полюсного наконечника образуется магнитное «пятно» протяженностью 100–150 мм. Зона контроля заключается между полюсными наконечниками, исключая магнитные пятна.
 при предшествующем феррозондовому контролю визуальном осмотре
следует отмечать участки поверхности деталей, имеющие повреждения (допускаемые литейные пороки, ремонтные сварные швы), способствующие зарожде45
нию и развитию усталостных трещин. Путем регулирования межполюсного
расстояния намагничивающих устройств необходимо добиваться, чтобы указанные участки были включены в зоны контроля.
 при контроле тяговых хомутов необходимо переставлять полюсные
наконечники таким образом, чтобы на одну и ту же тяговую полосу устанавливался один и тот же полюсный наконечник.
ДЕФЕКТОСКОП-ГРАДИЕНТОМЕТР ФЕРРОЗОНДОВЫЙ ДФ-201.1
Дефектоскоп-градиентометр ДФ-201.1 (рисунок 13) является прибором
принципиально иного класса по сравнению с предыдущими дефектоскопами.
Схема обработки сигналов ФП в нем построена на микропроцессоре, что позволило реализовать две новые функции:
 запоминание в оперативной памяти (ОЗУ) технологической информации о контролируемом объекте (номер завода изготовителя вагона, номер вагона, номер детали, тип дефекта, его характеристики и т. д.);
 повышение точности измерения градиента и непосредственный отсчет
его величины на жидкокристаллическом индикаторе-дисплее (без градуировочных графиков).
Технические характеристики дефектоскопа представлены в таблице 2.
Дефектоскоп-градиентометр ДФ-201.1 позволяет выявлять дефекты, соответствующие условным уровням чувствительности А, Б, Д по ГОСТ 21104.
46
1 – кнопка включения питания; 2 – индикатор включения питания;
3 – дисплей; 4 – световой индикатор; 5 – батарея аккумуляторная;
6 – соединитель для подключения ФП; 7 – соединитель для подключения
компьютера; 8 – кнопка записи информации о дефекте;
9, 10, 11 – кнопки переключения состояний прибора;
12 – кнопки ввода цифровой информации.
Рис. 13. Внешний вид дефектоскопа-градиентометра ДФ-201.1
Таблица 2
Технические характеристики дефектоскопа
Наименование параметра
Диапазон показаний градиента напряженности
постоянного магнитного поля, А/м²
Диапазон измерений градиента напряженности
постоянного магнитного поля, А/м²
Значение
0–220 000
1 000–200 000
47
Пределы допускаемой основной относительной
погрешности  измерения градиента
напряженности постоянного магнитного
поля, %
(GK – верхний предел измерения градиента
напряженности, А/м2; G – измеренное значение градиента напряженности, А/м2).
Напряжение аккумуляторной батареи, В
Продолжительность непрерывной работы
прибора от аккумуляторной батареи емкостью 0,55 Ач,
входящей в комплект поставки, ч, не менее
Габаритные размеры прибора (в чехле),
мм,
не более

G

 10  0 ,05  к  1 
 G


8,5–13,0
20
15219596
Масса прибора (в чехле), кг, не более
1,4
Диапазоны показаний HилиHn, А/м
±(0–199,9) и ±(0–1 999)
Диапазоны измерений HилиHn, А/м
±(40–180)
и ±(160–1 800)
Пределы допускаемой основной относительной погрешности Д измерения напряженности
магнитного поля, % (Hk – конечное значение
поддиапазона измерений, H – измеренное
значение напряженности магнитного поля)
Продолжительность непрерывной работы
измерителя от аккумуляторной батареи,
емкостью 0,55 А/ч, входящей в комплект
поставки, ч,
не менее
Габаритные размеры в чехле, мм, не более
Масса, кг, не более

H

 10  1 k  1;
 H


8
12518266
0,95
ИЗМЕРИТЕЛЬ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ МФ-109
Внешний вид измерителя напряженности магнитного поля МФ-109 представлен на рисунке 14.
48
1 – кнопка включения питания; 2 – индикатор включения питания;
3 – индикатор разряда батареи; 4 – дисплей; 5 – индикатор полярности поля;
6 – индикатор режима измерения нормальной составляющей поля Hn;
7 – индикатор режима измерения тангенциальной составляющей поля Hτ;
8 – кнопка переключения режимов измерений; 9 – гнездо соединителя
для подключения ФП; 10 – звуковой индикатор.
Рис. 14. Внешний вид измерителя МФ-109
Технические характеристики измерителя МФ-109 отражены в таблице 3.
Таблица 3
Технические характеристики измерителя МФ-109
Характеристика
Значение
Диапазон показаний HилиHn, А/м
 (0–19 999)
Диапазон измерений  HилиHn, А/м
 (40–19 000)
Пределы допускаемой основной относительной
погрешности Д измерения напряженности магнитного поля, % (Hk – конечное значение диапазона измерений, H – измеренное значение
напряженности магнитного поля)
Продолжительность непрерывной работы измерителя
от аккумуляторной батареи, емкостью 0,55 А/ ч,

H

 5  0,05 k  1;
 H


8
49
входящей в комплект поставки, ч, не менее
в комплект поставки, ч, не менее
Габаритные размеры в чехле, мм, не более
Масса, кг, не более
14519680
1,25
Измеритель МФ-109 состоит из электронного блока, двух феррозондовых
преобразователей (ФП), подсоединяемых к нему с помощью соединителей, и
аккумуляторной батареи.
Внешний вид ФП показан на рисунке 15.
ФП МПФ 205 преобразует в электрический сигнал проекцию Hx вектора
напряженности магнитного поля на продольную ось преобразователя.
ФП МПФ 206 преобразует в электрический сигнал проекцию Hz вектора
напряженности магнитного поля на нормальную ось преобразователя.
Рис. 15. Феррозондовый преобразователь
а) ФП МПФ 205; б) ФП МПФ 206
ФП измеряет абсолютное значение вектора напряженности магнитного
поля, если направление силовых линий поля совпадает с нормальной осью преобразователя для МПФ 206 и с продольной – для МПФ 205.
При установке ФП МПФ 205 основанием на поверхность объекта измеряется проекция поля на ось x (продольную ось ФП). Для измерения тангенциальной составляющей поля H необходимо повернуть ФП вокруг оси z до получения максимальных показаний.
50
СТАНДАРТНЫЕ ОБРАЗЦЫ
Стандартные образцы предназначены для настройки дефектоскопов перед проведением контроля деталей подвижного состава.
Стандартный образец (рисунок 16) содержит пластину размерами
3004010 из стали 20 ГФЛ или стали 3 с нанесенным на нее искусственным
дефектом. Пластина является частью замкнутой магнитной системы, включающей магнитопроводы и постоянные магниты.
1 – поворотное регулировочное устройство; 2 – магнитопровод;
3 – пластина с дефектом; 4 – ручка регулировочного устройства;
5 – фиксатор регулировочного устройства.
Рис. 16. Стандартный образец
ЗАДАНИЕ НА ПОДГОТОВКУ К РАБОТЕ
1 Изучить ГОСТ 21104-02; ознакомиться с заданием преподавателя.
2 Сделать вывод относительно возможности разработки методики контроля согласно ГОСТ 21104-02.
51
3 Изучить эксплуатационную документацию на феррозондовый дефектоскоп, стандартный образец и измеритель напряженности магнитного поля.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1 На каком принципе основано выявление дефектов магнитными способами НК?
2 Какие два способа намагничивания используются при феррозондовом
контроле и в чём их смысл?
3 Каким ФП мы пользуемся для выявления дефектов? Что он измеряет?
4 Назовите основные требования техники безопасности при проведении
феррозондового метода контроля.
5 Как и почему должен быть ориентирован предполагаемый дефект относительно линий магнитного поля для его выявления?
СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЁТА
Отчёт по лабораторной работе оформляется каждым студентом самостоятельно в тетради лабораторных работ по курсу «Основы технической диагностики». Все эскизы, рисунки и таблицы должны быть выполнены с применением необходимых чертёжных инструментов.
В отчёте должны быть представлены:
 эскиз контролируемой детали;
 последовательность технологических операций с объяснениями каждой;
 заключение о дефектности детали;
 выводы.
Отчёт должен быть подписан автором с указанием даты оформления.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
52
1 ГОСТ 21104-75 Контроль неразрушающий. Феррозондовый метод.
2 Руководство по эксплуатации феррозондового дефектоскопа Ф-205.30А
МКИЯ.427633.001-30А РЭ. – Екатеринбург: Микроакустика, 2005.
3 РД 32.149-2000 «Феррозондовый метод неразрушающего контроля деталей вагонов».
4 РД 32.174-2001 «Неразрушающий контроль деталей вагонов. Общие
положения». Утв. 25.04.2001.
53