Вихретоковый метод контроля

Министерство транспорта Российской Федерации

ГОУ ВПО“Дальневосточный государственный университет путей сообщения”

Кафедра: “ Строительные и путевые машины ”

Лабораторная работа

По дисциплине: “Прикладная статистика и диагностика технических систем”

На тему: Вихретоковый метод контроля

ЛР.190205.65.158.003

Выполнил: Хныкин Е.И.

Проверил: Стецюк А.Е.

г.Хабаровск

2010



Цель работы: Ознакомиться с теоретическими основами вихретокового метода неразрушающего контроля и получить практические навыки работы.

Средства контроля

ДЕФЕКТОСКОП ВИХРЕТОКОВЫЙ ВД-113.5А

Основные технические данные

1.Дефектоскоп вихретоковый ВД-113.5А предназначен для выявления поверхностных дефектов, в том числе трещин и волосовин, шириной (раскрытием) более 0,002 мм, длиной более 3 мм, глубиной более 0,1 мм в деталях из ферромагнитных и неферромагнитных материалов с шероховатостью контролируемых поверхностей от Кг 320 до К_а 1,25.

Напряжение аккумуляторной батареи, В 9,0. ..12,0

Ток потребления, мА, не более 50

Время непрерывной работы без заряда аккумуляторной батареи, ч, не менее 10

Габариты блока электронного в чехле без вихретокового преобразователя и без аккумуляторной батареи, мм, не более 180х 135х 100

Масса блока электронного в чехле с вихретоковым преобразователем, кг, не более ……………1,3

Срок службы, лет, не более …………….6.

Рабочие условия эксплуатации:

температура окружающего воздуха ……..от минус 30 до плюс 50°С;

относительная влажность окружающего воздуха

при температуре плюс 35°С 95 %;

атмосферное давление 84-106,7 кПа (630...800 мм рт.ст.).

Предельные уровни чувствительности обеспечиваются на поверхностях с радиусом положительной и отрицательной кривизны более 100 мм.

Устройство и работа

Устройство

Дефектоскоп состоит из электронного блока с аккумуляторной батареей (рисунок 3.1), вихретокового преобразователя (ВП) (рисунок 3.2) и наушника. ВП и наушник подключаются к электронному блоку с помощью кабелей. Аккумуляторная батарея подключается к электронному блоку с помощью байонетного соединителя.

Работа

Работа дефектоскопа основана на возбуждении в контролируемой детали вихревых токов.

При контроле ВП перемещается по поверхности детали. Характер вихревых токов зависит от того, находится ли ВП над дефектом или на бездефектной поверхности детали. Если ВП находится над дефектом, вихревые токи формируют в ВП выходной сигнал дефекта. Этот сигнал усиливается, подвергается обработке в электронном блоке, и вызывает изменение показаний стрелочного индикатора. Превышение сигналом порогового значения включает звуковой и световой индикаторы дефекта.

В дефектоскопе предусмотрена возможность предварительной установки и запоминания четырех уровней рабочей чувствительности для контроля различных деталей.

Предусмотрен также автоматический контроль заряда аккумуляторной батареи. Световой индикатор предупреждает дефектоскописта о том, что напряже ние аккумуляторной батареи снизилось до 9 В и ее необходимо поставить на зарядку.

При снижении напряжения аккумуляторной батареи до 8,5 В прерывисто работают звуковой и световой индикаторы, после чего дефектоскоп автоматически выключается.

Достоинством дефектоскопа является отсутствие ложных срабатываний индикаторов дефекта при отрывах и наклонах ВП относительно контролируемой поверхности. При небольших наклонах (до 7°) сохраняется способность дефектоскопа выявлять дефекты. Наклон ВП характеризуется углом между его осью, показанной на рисунке 3.2, и нормалью к поверхности детали.

Описание и работа составных частей дефектоскопа

Электронный блок

Электронный блок предназначен для:

обработки сигналов ВП;

отображения уровня сигнала, создаваемого дефектом, стрелочным индикатором;

- индицирования наличия дефекта с помощью звуковой и световой сигнализации. Блок размещен в металлическом прямоугольном корпусе. Внешний вид, органы управления и индикации показаны на рисунке 3.1.

Назначение органов управления и индикации.

Индикатор 1 (ВКЛ) светится (не светится), если посредством нажатия кнопки 2 (ВКЛ) включается (выключается) питание дефектоскопа.

Индикатор 3 (ТЕСТ) светится непрерывно, если напряжение аккумуляторной батареи снизилось до 9,0--9,2 В. Это свидетельствует о том, что аккумуляторную батарею необходимо поставить на зарядку.

Индикатор 3 (ТЕСТ) и звуковой сигнал работают прерывисто, если напряжение аккумуляторной батареи снизилось до 8,5 В. После этого дефектоскоп автоматически выключается.

При нажатии кнопки 4 (ТЕСТ) стрелочный индикатор показывает в относительных единицах напряжение аккумуляторной батареи.

Для предварительной установки и запоминания четырех уровней рабочей чувствительности, необходимых для контроля различных деталей или групп деталей, служат кнопки 5, 6, 7, 8, имеющие обозначения: 1, 2, 3, 4. Индикаторы 12, 11,9, 10 светятся после нажатия этих кнопок. Свечение индикатора 12 после нажатия кнопки 1 свидетельствует о том, что в дефектоскопе установлена рабочая чувствительность для контроля детали № I; индикатора 11 после нажатия кнопки 2 -- для контроля детали № 2; индикатора 10 после нажатия кнопки 3 -- для контроля детали № 3; индикатора 9 после нажатия кнопки 4 --для контроля детали № 4.

Кнопки 13 («Л»), 14 («V») служат для пошагового увеличения (уменьшения) чувствительности дефектоскопа. Индикатором чувствительности является светодиодная линейка 15, которая имеет 16 уровней.

1 -- индикатор включения питания; 2 -- кнопка включения питания; 3 -- индикатор разряда аккумуляторной батареи; 4 -- кнопка контроля напряжения аккумуляторной батареи; 5 -- кнопка установки чувствительности для детали № 1; 6 -- кнопка установки чувствительности для детали № 2; 7 -- кнопка установки чувствительности для детали № 3; 8 -- кнопка установки чувствительности для детали № 4; 9 -- индикатор установки чувствительности для детали № 3; 10 -- индикатор установки чувствительности для детали № 4; 11 -- индикатор установки чувствительности для детали № 2; 12 -- индикатор установки чувствительности детали № 1; 1 з -- кнопка увеличения чувствительности; 14 -- кнопка уменьшения чувствительности; 15 -- линейка индикатора чувствительности; 16 -- предупреждающий индикатор; 17 -- стрелочный индикатор; 18 -- индикатор дефекта; 19 -- звуковой индикатор; 20 -- аккумуляторная батарея; 21 -- соединитель для подключения ВП; 22 -- соединитель для подключения наушника.

Вихретоковый преобразователь

ВП представляет собой металлический цилиндр, внутри которого с помощью микроэлектродвигателя вращается датчик. Рабочая поверхность ВП защищена износостойким керамическим колпачком / (рисунок 3.2). О наличии дефекта дефектоскописта информируют светодиодные индикаторы 4, расположенные на торце ВП. Эти индикаторы дублируют работу индикатора ДЕФЕКТ на электронном блоке.

Внешний вид ВП показан на рисунке 3.2.

1 2 3 4 5 6

1 -- керамический колпачок; 2 -- обозначение ВП и заводской номер; 3 -- рифленая поверхность; 4 -- светодиодные индикаторы; 5 -- кабель ВП; 6 -- ось ВП.

Рисунок 3.2 -- Вихретоковый преобразователь.

СТАНДАРТНЫЙ ОБРАЗЕЦ ПРЕДПРИЯТИЯ СОП-НО-038

Общие сведения

Наименование СОП - стандартный образец предприятия СОП-НО-038 с искусственными поверхностными дефектами типа нарушения сплошности (трещины).

Назначение - стандартный образец предприятия предназначен для определения порога чувствительности дефектоскопов вихретоковых в процессе эксплуатации.



Назначение

Стандартный образец предприятия (СОП) предназначен для определения порога чувствительности дефектоскопов вихретоковых.

Условия применения

Порядок и условия применения СОП должны соответствовать требованиям руководства по эксплуатации дефектоскопа вихретокового.

Рабочие поверхности СОП не должны иметь следов коррозии, вмятин, забоин. При наличии указанных дефектов СОП бракуются.

Следует предохранять рабочие поверхности СОП от попадания на них пыли и грязи. Перед использованием протереть рабочие поверхности сухим тампоном.

При использовании СОП размещать в гнезде нижней крышки футляра. Верхняя крышка футляра с невыпадающими винтами должна быть снята.

После поворота (при смене рабочих поверхностей) СОП следует вновь уложить в гнездо нижней крышки футляра.

После завершения работы верхнюю крышку футляра привернуть винтами к нижней крышке.

Хранить СОП до очередного использования следует только в футляре.

а) дефекты на поверхности А; б) дефект на поверхности Б

Рисунок 3.3 -- Стандартный образец предприятия



ДЕФЕКТОСКОП ВИХРЕТОКОВЫЙ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ДЛЯ СЕПАРАТОРОВ ВД-211.27

Основные технические данные

Порог чувствительности дефектоскопа (минимальные размеры выявляемого искусственного дефекта, расположенного в углу перехода перемычки сепаратора в основание):

ширина (раскрытие) -- 0,3 мм;

глубина: от 1,0^+0,2 мм (на наружной стороне сепаратора) до 0⁺⁰'² (на внутренней стороне сепаратора);

длина равна ширине основания сепаратора;

угол наклона к плоскости основания 45° + 5°.

Номинальное значение коэффициента преобразования измерительного преобразователя дефектоскопа (К_ном), % / градус - см. протокол калибровки.

Пределы допускаемого значения абсолютной погрешности измерительного преобразователя дефектоскопа в диапазоне М_ИЗМер. - см. протокол калибровки.

Дефектоскоп обеспечивает контроль всех окон сепаратора в автоматическом режиме.

Продолжительность контроля одного сепаратора, минут,

не более 3.

Ток, потребляемый дефектоскопом от сети переменного тока напряжением 220 ± 22 В, частотой 50 ± 0,5 Гц, А, не более 0 2.

Время установления рабочего режима, минут, не более 3.

Продолжительность непрерывной работы дефектоскопа в рабочих условиях, часов, не менее до

Средний срок службы до списания, лет 6.

Габаритные размеры 440 х 400 х 270^-

Габаритные размеры дефектоскопа, упакованного в тару 500 х 500 х 350;

3.10 Масса дефектоскопа, кг, не более до

Масса дефектоскопа, упакованного в тару, кг, не более 20

Назначение

Дефектоскоп предназначен для выявления дефектов латунных сепараторов цилиндрических роликовых подшипников качения № 2536, установленных в буксах электровозов ВЛ8, ВЛ10, ВЛ19, ВЛ22, ВЛ23, ВЛ60, ВЛ80, ЧС4.

Типы дефектов выявляемых дефектоскопом:

поверхностные трещины, волосовины шириной более 0,005 мм, длиной более 5 мм;

литейные раковины скрытые и выходящие на поверхность;

изменения геометрии сепаратора (отклонение от перпендикулярности сторон окна; неплоскостность торца сепаратора).

Функции дефектоскопа:

- выявление дефектов латунного сепаратора;

вывод на экран электронного блока информации о наличии дефектов на сепараторе в целом с указанием номера окна, в котором выявлен дефект;

накопление информации о проверяемых сепараторах и передача ее на компьютер.

Дефектоскоп позволяет выполнять следующие операции:

ввод технологической информации;

тест СОП;

проверка детали (сепаратора) и обнаружение дефектов;

запись параметров дефекта;

передача информации на компьютер;

просмотр информации о предприятии-изготовителе прибора;

установка даты и времени;

тестирование памяти;

оценка напряжения батареи.

Операция ввод технологической информации позволяет вводить в память дефектоскопа в цифровой форме информацию о детали (сепараторе), которую предполагается контролировать в рамках операции обнаружение дефектов.

Операция тест СОП сводится к контролю работоспособности дефектоскопа с использованием стандартного образца предприятия СОП-НО-927.

Операция проверка детали и обнаружение дефектов заключается в сравнении сигналов в окнах контролируемого сепаратора и выявлении дефектов по разности сигналов.

Операция запись параметров дефекта предусматривает ввод в цифровой форме характеристик дефекта.

Операция передача информации на компьютер предусматривает передачу на компьютер данных, полученных или введенных в дефектоскоп в рамках операций ввод технологической информации, обнаружение дефектов и запись параметров дефекта.

Операция просмотр информации о предприятии-изготовителе прибора предусматривает вывод на дисплей прибора товарного знака, телефона и факса предприятия-изготовителя.

Операция установка даты и времени позволяет корректировать показания встроенного в прибор таймера, отслеживающего текущие дату и время.

Операция тестирование памяти позволяет проверить исправность устройства памяти прибора.

Операция оценка напряжения батареи предусматривает вывод на дисплей информации о напряжении батареи.

Работа

Работа дефектоскопа основана на возбуждении вихревых токов в контуре окна сепаратора с помощью обмотки возбуждения ПВП с последующим анализом фазы наводимого в измерительной катушке ПВП напряжения сигнала. Превышение фазой порогового значения (что соответствует наличию дефекта) вызывает включение звукового и светового индикаторов дефектоскопа.

Во время контроля на вращающуюся платформу устанавливается СОП или проверяемый сепаратор, а ПВП вдвигается последовательно в его окна. После контроля первого окна ПВП выдвигается из него, сепаратор поворачивается на заданный угол, ПВП вдвигается во второе окно и контроль продолжается. Эти операции повторяются до тех пор, пока не будут проверены все окна сепаратора.

1 -- тумблер включения питания СЕТЬ; 2 -- индикатор дефекта; 3 -- светодиодные индикаторы напряжений питания дефектоскопа; 4 -- кнопки цифровой клавиатуры; 5, 6, 7 -- кнопки переключения режимов (состояний) дефектоскопа; 8 -- гнездо соединителя для подключения ЮМ РС; 9 -- дисплей, 10 -- корпус дефектоскопа; 11 -- защитный корпус ПВП; 12 -- сепаратор; 13 -- вращающаяся платформа.

Рисунок 3.1 -- Дефектоскоп с установленным сепаратором



СТАНДАРТНЫЙ ОБРАЗЕЦ ПРЕДПРИЯТИЯ СОП-НО-927

Общие сведения

Наименование СОП - Стандартный образец предприятия СОП-НО-927-сепаратор

роликового подшипника с искусственными поверхностными дефектами типа нарушения сплошности (трещины).

Назначение - стандартный образец предприятия предназначен для:

-контроля работоспособности вихретокового автоматизированного дефектоскопа ВД-211.27 МКИЯ.427672.021 ТУ при проведении операций неразрушающего контроля;

-ежегодных калибровок вихретокового автоматизированного дефектоскопа ВД-211.27 в процессе его эксплуатации.

Заготовка СОП - сепаратор из состава роликового подшипника №2536 буксовых узлов электровозов ВЛ8, ВЛ10, ВЛ11, ВЛ60, ВЛ80, ЧС4, ЧС7. Материал СОП - латунь ЛС 59-1 или ЛС 59-1Л ГОСТ 15527-70.



ВЫВОД:

В ходе работы я ознакомился и проделал экспериментальным путём, выявление деталей с поверхностными и подповерхностными трещинами по вихретоковому методу контроля деталей. Данный метод подразумевает точность выявления подповерхностных трещин. С помощью данного метода можно фиксировать все дефекты найденные с помощью феррозондового метода и сохранять данные предварительно обработанные с помощью компьютера. После анализа данных можно выявить закономерность появления дефектов в часто выявленных местах, после чего проводить контроль в наиболее вероятных местах появления дефектов.