авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Астрологический Прогноз на год: карьера, финансы, личная жизнь


РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ОТКРЫТЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

13/16/11

Одобрено кафедрой

«Локомотивы

и локомотивное хозяйство»

ДИАГНОСТИКА И ТЕХНИЧЕСКОЕ

ОБСЛУЖИВАНИЕ ЛОКОМОТИВОВ

Руководство к выполнению лабораторных работ

для студентов V курса

специальности

190301 ЛОКОМОТИВЫ (Т) Москва – 2006 С о с т а в и т е л ь – канд. техн. наук, доц. В.Ф. Бухтеев © Российский государственный открытый технический университет путей сообщения, 2006 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1.1. Дефектоскопия деталей подвижного состава железных дорог В современных условиях успешное решение многих задач, стоящих перед экономикой страны связано с повышением качества и интенсификацией перевозочного процесса на же лезнодорожном транспорте. Это требует увеличения скоростей движения, повышения нагрузок на подвижной состав и эле менты пути. В таких условиях и ответственных деталях под вижного состава (элементах колесных пар, буксовых узлах, дизеле, вспомогательном оборудовании) возникают дефекты усталостного происхождения, снижающие его надежность.

Наиболее распространенным типом дефекта в сильно на груженных деталях подвижного состава являются трещины.

Например, усталостные трещины появляются в осях колесных пар под ступицами напрессованных на них колес, под кольца ми роликовых подшипников, в шейках коленчатого вала дизе ля и т.п. Обеспечение безопасности движения за счет своевре менного обнаружения дефектов усталостного происхождения (в том числе и заводских пороков) в различных элементах пути и подвижного состава является одной из актуальнейших задач на железнодорожном транспорте. Ее решение достигается за счет широкого использования при техническом обслуживании и ремонте подвижного состава современных физических не разрушающих методов контроля.

В настоящее время такие методы контроля находят широ кое применение, как в Росси, так и за рубежом в самых раз личных сферах производства (в промышленности, сельском хозяйство, на транспорте), в научных исследованиях. Перечень деталей, подлежащих дефектоскопии, а также сроки ее прове дения установлены соответствующими правилами ремонта, инструкциями ОАО «РЖД» и указаниями Департамента локо мотивного хозяйства ОАО «РЖД» по каждой серии тепловозов.

При этом руководителям ремонтных заводов и локомотивных депо разрешается вводить (временно или постоянно) дефекто скопию тех или иных деталей, которые не указаны в правилах, но у которых систематически наблюдается появление трещин.

Для обнаружения дефектов в деталях с помощью методов не разрушающего контроля применяют специальные приборы – де фектоскопы, которые позволяют не только установить, есть ли в изделии дефект или нет, но и определить форму, размеры дефекта и его местонахождения в детали.

На железнодорожном транспорте истоки дефектоскопии связаны с применением таких широко распространенных способов контроля, как визуальный осмотр, остукивание рельсов и колесных пар подвижного состава. Современная дефектоскопия, использующая совершенные физические методы обнаружения дефектов, приборный и механизиро ванный контроль, возникла на железнодорожном транспорте нашей страны в 30-е годы XX в. В это время в вагонных депо начал внедряться разработанный во ВНИИЖТе магнитопо рошковый дефектоскоп ДКМ (дефектоскоп Колесникова и Матвеева) для контроля колесных пар. Позднее были созданы и внедрены магнитные дефектоскопы для контроля различ ных деталей локомотивов и вагонов. В 40-х годах XX в. по явились первые дефектоскопы для контроля рельсов;

в 50-х годах XX в. были созданы скоростные магнитные вагоны-де фектоскопы для обнаружения усталостных поперечных тре щин, возникающих в головке рельса. После разработки уль тразвуковых дефектоскопов УРД-52, УЗД-55, УЗД-56, УРД- стали применяться ультразвуковые методы контроля рельсов и деталей подвижного состава. В 60-е годы XX в. дальнейшее развитие получили ультразвуковые и магнитные средства де фектоскопии на транспорте. Был разработан ультразвуковой дефектоскоп УЗД-64, созданы образцы механизированных и автоматизированных установок для дефектоскопирования деталей.

1.2. Краткая характеристика основных видов неразрушающего контроля В настоящее время в различных отраслях экономики нашей страны используют различные вида неразрушающего контро ля, которые согласно ГОСТ 18353-78 делятся на следующие виды: магнитный, акустический, капиллярный, оптический, радиационный, радиоволновый, тепловой, течеискание, элек трический и др.

Применение этих видов контроля основано на взаимо действии контролируемой детали с электромагнитными и акустическими полями, проникающими частицами или ве ществами.

1.3. Магнитный неразрушающий контроль Этот вид контроля основан на регистрации магнитных по лей рассеивания, возникающих вокруг дефектов. Для этого применяют магнитные порошки и суспензии, ферромагнит ные пленки, феррозонды, индукторы.

В магнитно-порошковой дефектоскопии используют спе циальный ферромагнитный порошок или ферромагнитную суспензию, которыми равномерно покрывают намагниченную деталь. Под действием магнитного кого поля мелкие частицы порошка и суспензии собираются вблизи дефекта и позволяют тем самым обнаружить дефект при визуальном осмотре кон тролируемой детали. Этот метод применяют для выявления поверхностных и неглубоких трещин, волосовин, флокенов и других дефектов в деталях из ферромагнитных металлов. Высо кая чувствительность метода позволяет надежно обнаруживать весьма малые дефекты с шириной раскрытия свыше 1 мкм, глубиной более 10 мкм и протяженностью от 0,5 мм и выше при Обработке поверхности не ниже Rz-20 и дифференциаль ной магнитной проницаемости µ 50.



Недостатки этого метода – низкая производительность кон троля и трудность его автоматизации.

Магнитографический метод осуществляют наложением на поверхность намагниченной детали ферромагнитной пленки, на которой после проверки остается магнитный «отпечаток»

полей изделия и дефектов. Этот отпечаток может «считывать ся» с помощью устройства с магнитными головками. Данный метод более, производителен и поддается автоматизации. С его помощью хорошо выявляются протяженные дефекты (трещи ны, непровары, скопления шлаковых включений).

Индукционный метод использует приемную катушку индук тивности, перемещаемую относительно намагниченного объ екта контроля. В катушке наводится электродвижущая сила, величина которой связана с характеристиками полей дефек тов. Конструкция преобразовательной катушки в этом случае проще, чем конструкция феррозонда, но и чувствительность ее ниже. Этим способом выявляют плены, царапины, неметалли ческие, включения, вкатанную окалину, расположенные вдоль прокатки. Дефекты глубиной более 10% толщина стенки вы являют при скорости движения 1,5 м/с. Такой метод, широко применяют в магнитных вагонах-дефектоскопах для скорост ного контроля рельсов.

1.4. Акустический неразрушающий контроль В основе ультразвуковой дефектоскопии лежит способность ультразвуковых колебаний (УЗК) распространяться в различ ных материалах в виде направленных пучков и отражаться на границах двух участков. Для дефектоскопии используют им пульсный эхометод и метод звуковой тени, акустические мето ды: импедантный и свободных колебаний. Последние вводятся в контролируемый объект в импульсном или непрерывном ре жимах с помощью пьезоэлектрического искателя контактным способом (со смазкой) или же бесконтактным способом через воздушный зазор с помощью электромагнитного акустическо го датчика. Этим способом контролируют детали из любых материалов: черных и цветных металлов, пластмасс, резины, жидкостей, а также исследуют живые организмы. При этом выявляют плоские, объемные, линейные и точечные дефекты, несплошности и неоднородности в изделиях, а также измеря ют толщину их стенок.

Достоинствами этого способа являются возможности кон троля внутренних труднодоступных зон проверяемого объекта, а также автоматизация расшифровки результатов контроля.

Основные недостатки – необходимость «акустического кон такта» преобразователя с контролируемой деталью, а также трудности его применения для проверки деталей с грубыми не очищенными поверхностями и неоднородной структурой.

1.5. Капиллярный неразрушающий контроль Люминесцентный и цветной методы дефектоскопии осно ваны на явлении капиллярного проникновения хорошо сма чивающей жидкости в трещины, поры и другие поверхностные несплошности. Эти методы являются развитием керосиновой пробы, издавна применяющейся на промышленных предприя тиях. Люминесцентный метод отличается от керосиновой про бы тем, что дефектные полости заполняют жидкостью, способ ной светиться в ультрафиолетовых лучах.

В цветной дефектоскопии несплошности детали заполня ют индикаторной жидкостью (пенетрантом). Для определения дефектов применяют быстросохнущую суспензию («проявля ющую» жидкость) белого фона, которая, обладая высокими адсорбционными свойствами вытягивает индикаторную жид кость на поверхность контролируемой детали.

Этот вид контроля позволяет обнаружить трещины с мини мальными размерами 1 мкм ширины, 10 мкм глубины и 100 мкм длины.

1.6. Неразрушающий контроль течеисканием Этот вид контроля основан на регистрации утечки специ альных жидкостей или газов через сквозные дефекты контро лируемой детали. При контроле этим методом целость про веряемого объекта заполняют индикаторной жидкостью или газом (под определенным давлением). О наличии повреждения (трещин, раковин, непроваров, разгерметизации соединений и т.п.) судят при жидкостном методе по «потению» течи или изменению давления, при газовом методе – по образованию пузырьков газа на поверхности объекта, покрытого мыльным раствором или погруженным в жидкость.





Эффективность контроля этим методом повышается, если для проверки используют индикаторную жидкость или газ, нагретые до температуры, при которой объект работает в экс плуатации. Например, контроль водяных секций радиатора холодильника, блока, цилиндровых крышек и втулок дизеля необходимо проводить водой, нагретой до 60 – 80°С.

Недостатком способа является то, что им нельзя выявить не сквозные или плотно закупоренные загрязненные поверхности.

1.7. Сравнительная оценка наиболее распространенных методов выявления дефектов Анализ причин появления брака на ряде крупных машино строительных заводов показывает, что при штамповке (рис. 1) характерными причинами брака являются разностенность, за прессовка окалины, раковины, риски, надрезы. Вместе с тем количество брака находится в прямой зависимости от качества поставленного металла. На этом же рисунке представлены ха рактерные виды брака, возникающие из-за наличия дефектов исходного материала: плен, сетки пережога, песочины и др.

Анализ распределения видов брака по длине поковок (см. рис.1) показывает, что основной вид брака в этом случае приходится на трещины. Причиной появления трещин при термообработке мо гут быть механические надрезы.

Принятые в машиностроении методы не разрушающего контроля можно разделить на две группы. К первой группе ме тодов, контроля поверхностных слоев относятся капиллярные, магнитные, электромагнитные и электроконтактные методы.

Во вторую группу входят методы по выявлению внутренних де фектов: ультразвуковые и методы проникающих излучений.

Браковочные нормы при проведении контроля по всех слу чаях определяются, с одной, стороны, конструкторами и тех нологами;

с другой стороны – статистическими данными по результатам эксплуатации и ресурсных испытаний контроли руемого объекта. Критерием браковки являемся максимальный дефект, при наличии которого деталь еще признается годной, причем этот дефект должен уверенно выявляться применяе мыми средствами контроля. Величина браковочного дефекта зависит от целого ряда факторов. Важную роль играют усло вия эксплуатации контролируемой детали. Естественно, что на деталях, подверженных одновременному действию различных нагрузок, например, механических и термических, трещины развиваются быстрее и, следовательно, критерий браковки в этом случае должен быть более жестким.

1 а б 4% 12% 39% 11% 8% 7 56,2% 3% 9% 7,5% 19,8% 8,5% 22% Рис.1. Диаграмма классификации видов брака:

а – дефекты штамповки (1 – плены;

2 – песочницы;

3 – нарушения техноло гии;

4 – при механических испытаниях;

5 – закат металла;

6 – разностен ность;

7 – пережог);

б – распределение дефектов вдоль поковки (1 – трещины;

2 – тонкое дно;

3 – черновины;

4 – разностенность;

5 – короткие дефекты) Очевидно, что от верно выбранного браковочного признака в определенной степени будет зависеть эффективность прово димого контроля. При этом существенную роль играют срод ства дефектометрии под которыми понимают комплекс мето дик и средств, обеспечивающих определение местоположения, конфигурацию и границы распространения дефекта.

Развитие дефектометрии тесно связано с внедрением в де фектоскопию вычислительной техники и возможностью авто матизации процессов при выполнении неразрушающих методов контроля. Кроме повышения качества и надежности, автомати зация дает экономический эффект за счет значительного сокра щения времени, затрачиваемого на контроль деталей.

Лабораторная работа № Капиллярные методы контроля и визуальный осмотр деталей Цель работы. Лабораторная работа предназначена для озна комления с капиллярными методами дефектоскопии деталей подвижного состава железнодорожного транспорта.

1. Основные сведения о капиллярных методах контроля Капиллярную дефектоскопию (цветной и люминесцент ный методы) применяют для контроля состояния деталей из магнитных и немагнитных материалов (цветных металлов, пластмасс, твердых сплавов), имеющих пороки, выходящие на поверхность.

1.1. Метод цветной дефектоскопии Сущность метода цветной дефектоскопии основана на про никновении смачивающей индикаторной жидкости в поверх ностные трещины и поры контролируемой детали под воздей ствием капиллярных сил с последующим «проявлением» этих жидкостей. Степень проникновения жидкостей в поверхност ные дефекты зависит от смачиваемости материала этой жид костью;

а также от размеров этих дефектов.

Проверку детали данным способом выполняют следующим образом:

Деталь очищают от твердых и жидких загрязнений и смачи вают индикаторной жидкостью (см. рис. 2). Жидкость 1 запол няет весь свободный объем поры или трещины. Остатки ее с поверхности контролируемой детали удаляют. Затем деталь по крывают пористой пленкой или мелкодисперсным порошком, чаще всего белого цвета (рис. 2, д).

Индикаторная жидкость выходит из трещин и пор контро лируемой детали в более мелкие поры покрытия и слегка рас текается в нем (рис. 2, е). На белом фоне проявителя возникает контур трещины красного или розового оттенка. Оптимальную толщину покрытия устанавливают экспериментальным путем.

В наиболее благоприятных условиях ширина контурной линии на белом фоне в 10 – 20, а иногда и в 80 – 100 раз больше ши рины раскрытия трещины.

Наибольшее распространение в цветной дефектоскопии по лучили проникающая жидкость К (ТУ-6-10-750-74) и проявля ющая краска М (ТУ-6-10-749-74). Жидкость К в сочетании о краской М позволяет выявить на хорошо подготовленных для контроля деталях трещины глубиной от 0,01 – 0,03 мм и с рас крытием от 0,001-0,002 мм и более.

В качестве очищающей жидкости широко используют смесь из 70% трансформаторного масла и 30% керосина, а также ор ганические растворители.

Одной из наиболее ответственных операций, существенно влияющей на качество выполнения цветной дефектоскопии, яв ляется подготовка деталей к пропарке, заключающаяся в надеж ности очистки ее от жидких и твердых загрязнений. Поскольку наиболее часто детали и внутренние полости дефектов а б в 1 2 12 г д е Рис. 2. Схема цветного метода контроля: а – трещина, заполняемая твердыми и жидкими веществами;

б – очищаемая трещина;

в – трещина заполненная проникающей жидкостью;

г – проникающая жидкость с поверхности детали удалена;

д – поверхность, покрытая проявляющей краской;

е – проникающая жидкость вышла на поверхность краски;

1 – проникающая жидкость;

2 – про являющая краска;

3 – пленка проявляющей краски, окрашенная проникающей жидкостью загрязняются смазочными материалами, жирами, керосином и водой, промывка их органическими растворителями – наибо лее распространенный способ подготовки к контролю. Так, де тали, работавшие с минеральными маслами (коленчатые валы, поршни, другие детали тепловозов), в начале очищают авиаци онным бензином, а затем ацетоном.

После тщательной очистки и сушки, контролируемую по верхность детали 3 – 4 раза обильно покрывают красной про никающей жидкостью.

На сухую поверхность детали кисточкой или пульверизато ром наносят тонкий слой белой проявляющей краски. Толщи на наносимого слоя должна быть в пределах 0,010,02 мм. При увеличении толщины слоя краски индикаторный рисунок де фектов среднего и большого размеров делается расплывчатым, а мелкие дефекты совсем не обнаруживаются. Проникающая краска должно высохнуть.

Поскольку поры в этом покрытии имеют меньшие разме ры, чем ширина раскрытия трещин, то проникающая жидкость под действием капиллярных сил из трещин входит в эти поры.

В результате на белом фоне покрытия над трещиной появля ется красная или розового цвета линия, копирующая форму и размеры дефекта.

Контролируемую деталь осматривают дважды. Первый осмотр (через 3 – 5 мин после высыхания покрытия) позволя ет обнаружить только усталостные трещины, раковины и поры.

Второй осмотр (через 15 – 20 мин), необходимый для выявле ния мелких дефектов, осуществляется с помощью лупы с 5 – 10 кратным увеличением.

В качестве красящей жидкости-искателя может исполь зоваться состав, приготовленный на основе керосина: 80% осветительного керосина, 15% трансформаторного масла, 5% скипидара и 10 г краски «Судан 3» на 1 л состава. Проявителем может служить спиртово-водная суспензия каолина или масла (на 1 л жидкости 60% гидролизного спирта, 40% воды, 400 г ка олина или масла).

1.2. Люминесцентный метод контроля Люминесцентный метод контроля основан на использо вании свойств некоторых веществ и химических соединений (люминографов) излучать видимый свет под воздействием уль трафиолетового излучения.

Люминографами являются многие минеральные масла (трансформаторное, авиационное типов МК-22;

МС-20 и др,), дизельное топливо, некоторые продукты переработки нефти (нориол), а также некоторые твердые синтетические вещества (люмогены, дефектоль золотисто-зеленый и др.). На железно дорожном транспорте для люминесцентного контроля приме няют индикаторные жидкости трех составов: керосино-масля ную смесь с эмульгатором, нориол с керосином И ЛЖ-6a.

Люминесцентный и цветной методы имеют практически одинаковую технологию применения, однако для осуществле ния первого из них требуется громоздкая, и сложная аппарату ра ультрафиолетового освещения, а также необходимо хотя бы частичное затемнение при осмотре контролируемых деталей. В качестве люминесцентных дефектоскопов применяют прибо ры АД-4, АДА-3, а также установки КД-2П и ВД-20Л.

Осмотр деталей на наличие дефектов производят в затемнен ном помещении. Деталь с высохшим проявителей помещают в поток ультрафиолетового света, изучаемого ртутно-кварце вой лампой дефектоскопа. При попадании ультрафиолетовых лучей на участки проявителя, смоченные и «закрепленные» на детали индикаторной жидкостью, возникает их яркое свечение.

На основании анализа индикаторного рисунка на поверхности детали оператор устанавливает наличие дефекта и отмечает его особенности.

Основным достоинством капиллярных методов контроля является их исключительная доступность и простота, как в приготовлении основных составляющих рабочих жидкостей, тая и в осуществлении контроля. Кроме того, применяемый метод имеет преимущества по сравнении с магнитопорошко вой и ультразвуковой дефектоскопией при контроле деталей, имеющих выступающие грани, внутренние острые углы, резь бу и др. Он не требует предварительной информации о харак тере развития трещины и позволяет проверять участки поверх ности крупногабаритных деталей (рамы тележек и др.) без их разборки.

К недостаткам капиллярных методов относятся: необходи мость тщательной очистки поверхности детали и внутренних полостей дефектов от загрязнений;

отсутствие метода провер ки качества очистки внутренних полостей дефектов;

большая продолжительность контроля одиночной детали;

невозмож ность выявления внутренних дефектов.

2. Технологическая оснастка Для выполнения данной лабораторной работы необходимо иметь проникающую жидкость (искатель), проявляющую кра ску (или меловой раствор), лупу 5 – 10-кратного увеличения, деревянный молоток, ацетон или растворитель, пульверизатор или кисточки, контролируемые детали: вкладыши коленчатого вала дизеля.

3. Порядок выполнения работы Контроль состояния вкладышей. Определение внешних дефек тов. Внешние дефекты вкладышей повреждения поверхности баббитовой заливки, наклеп, потемнение тыльной части, забо ины и риски на рабочей поверхности – определяют в результа те визуального осмотра с применением лупы.

Обнаружение скрытых дефектов. Для отыскания скрытых дефектов вкладышей – трещин в теле и отставания баббито вой заливки от тела вкладыша, которые нельзя обнаружить ви зуальным осмотром, поступают следующим образом. Контро лируемые вкладыши очищают в бензине Б70 и после сушки на открытом воздухе промывают в ацетоне. Промывкой ацетоном удаляют из трещин остатки бензина и смазки.

После тщательной очистки и сушки контролируемой поверх ности вкладыша три раза обильно покрывают проникающей жидкостью. После каждого покрытия (исключая последнее) жидкость должна высохнуть. Покрытие производят волосяны ми кисточками или валиками из губчатых материалов. Очистив с помощью ветоши поверхности вкладыша от остатков прони кающей жидкости и просушив его, переходят к нанесению бе лой проявляющей краска (мелового раствора). Проявляющую краску наносят распылителем или мягкой волосяной кистью в один ровный слой.

После высыхания проявляющей краски вкладыш обстуки вают деревянным молотком по тыльной части. Дребезжащий (или глухой) звук указывает на отставание от тела вкладыша баббитовой заливки.

Контролируемый вкладыш осматривают дважды. П е р в ы й о с м о т р (через 3 – 5 мин после высыхания покрытия) позво ляет обнаружить глубокие трещины, Раковины, которые вы являются на поверхности в виде четких, иногда прерывистых красных или розового цвета извилистых или прямых линий, а также в виде отдельных красных точек или пятен. В т о р о й о с м о т р (через 15 – 20 мин) позволяет выявить более мелкие дефекты и осуществляется с помощью лупы. Белую проявляю щую краску удаляют с поверхности вкладыша после его. про верки ветошью, смоченной ацетоном или растворителем 646.

Обнаруженные в результате визуального осмотра и цветной дефектоскопии повреждения у каждого вкладыша отмечают в карте контроля журнала лабораторных работ и сравнивают с допустимыми дефектами, регламентированными Правилами ремонта. После этого делают заключение о возможности даль нейшей эксплуатация каждого из проверяемых вкладышей.

Лабораторная работа № Магнитная дефектоскопия деталей Цель работы. Ознакомление с особенностями магнитно го метода контроля применяемыми на ремонтных заводах и в локомотивных депо средствами дефектоскопии, а также при обретение практических навыков работы с ними при проверке деталей тепловозов.

1. Основные сведения о методах магнитного контроля Магнитные методы контроля основаны на принципе ре гистрации местного изменения магнитной проницаемости и характера распределения магнитного потока в материала кон тролируемой детали, обусловленных дефектом.

Согласно ГОСТу различают несколько методов магнитной дефектоскопии, основными из которых являются: магнитно порошковый, индукционный, магнитографический и др.

1.1. Магнитнопорошковый метод Самым распространенным из магнитных методой обнару жения дефектов, связанных с нарушением сплошности метал ла контролируемой детали является магнитнопорошковый.

Данный метод применим только для контроля деталей из фер ромагнитных материалов.

Известно, что в однородной стальной детали, помещенной в магнитное поле, магнитные силовые линии распределяются параллельно одна другой. Если однородность детали нарушена каким-либо дефектом (например, раковиной, поперечной по верхностной трещиной), то часть магнитных линий, встречая в этих местах большое магнитное сопротивление, будет стре миться обогнуть их, выйти за пределы поверхности детали, образуя так называемые п о л я р а с с е и в а н и я м а г н и т н о г о п о т о к а. Таким образом, на краях трещины, где маг нитные силовые линии потока рассеивания выходят наружу и затем входят в деталь, возникают местные магнитные полюса, а над дефектом образуется магнитное поле (рис. 3).

Поперечные трещины 1 (см. рис. 3) вызывают наибольшее изменение направления силовых линий, так как они представ ляют наибольшее препятствие для прохождения магнитного потока. Раковины 2 и инородное включение 3, которые зале гают неглубоко от поверхности, также могут вызвать внешний поток рассеивания. Влияние продольной плены 4 на распреде ление силовых линий будет незначительным, и определять ее в продольном магнитном поле окажется невозможным.

Для обнаружения магнитных полей над дефектом, на кон тролируемый участок проверяемой детали наносят мельчайшие ферромагнитные частички, которые находятся во взвешен ном состоянии в жидкости (масло, керосине), или в воздухе.

Ферромагнитные частицы под действием неоднородного маг нитного поля перемещаются по поверхности детали в места с наибольшей концентрацией магнитных силовых линий, т.е. к дефекту. Намагничиваясь, притягиваясь, друг к другу, они на капливаются над дефектом в виде полосок, валиков или жилок (см. рис. 3).

S Nа б 1 2 3 Рис. 3. Расположение магнитных силовых линий вблизи дефекта (а) и вид ско плений ферромагнитного порошка (б) Ширина образовавшейся на поверхности детали полоски из осевшего ферромагнитного порошка значительно шире де фекта (трещины или волосовины).

Магнитнопорошковый метод позволяет выявлять трещины с шириной раскрытия не менее 0,001 мм и глубиной от 0,01 мм и более.

Наибольшая чувствительность этого способа достигается на горизонтальной поверхности. Способ магнитных порош ков, в основном, применяет при контроле деталей с необра ботанными или грубо обработанными поверхностями. Для проверки деталей подвижного состава чаще всего попользуют порошки двух типов П26ВМ и П53М, которые на 90 – 95% состоят из частиц чистого железа размером 50 – 75 мкм в по перечнике.

При проверке деталей с гладко обработанной поверхнос тью применяют способ жидкой магнитной смеси. В качестве жидкой среды в магнитных суспензиях применяют жидкие масла: трансформаторное, ТК-8, РМ, а также керосин. Обычно для обнаружения поверхностных трещин на 1 л каждой основы берут около 200 г порошка ПЖ6ВМ.

Для контроля деталей с темной поверхностью применяют окрашенные порошки или проводят осветление контролируе мой поверхности нанесением слоя белой нитроэмали толщи ной 35 мкм.

1.2. Способы намагничивания деталей Для создания направленного магнитного потока в деталях используют продольный (полюсный) и циркулярный, способы намагничивания (рис. 4).

Различают два способа циркулярного намагничивания:

внутренним полем, когда круговое магнитное поле создает ся током, проходящим через деталь;

внешним полем, при ко тором магнитное поле создается током, проходящим через стержень, расположенный внутри полой детали. Для созда ния мощного магнитного поля применяют как переменный, так и постоянный ток в несколько тысяч ампер. Циркуляр ное намагничивание применяют для определения продоль ных дефектов.

При полюсном намагничивании деталь помещают между полюсами электромагнита или вводят в соленоид, по кото рому пропускают электрический ток. Этот способ намагни чивания позволяет выявлять преимущественно поперечные дефекты.

Рис. 4. Циркулярное (1,2) и полюсное (3,4) намагничивание деталей 1.3. Способы магнитного контроля деталей В зависимости от магнитных свойств металла контролиру емой детали могут быть применены два способа ее проверки:

способ приложенного магнитного поля, когда нанесение магнит ного порошка или суспензии и осмотр детали выполняется не посредственно во время ее намагничивания;

способ остаточной намагниченности, при котором контролируемую деталь предва рительно намагничивают, а затем после снятия намагничиваю щего поля на ее поверхности наносят магнитную суспензию.

Первый способ наиболее целесообразен для проверки де талей из сталей с низким содержанием углерода, а также в тех случаях, когда мощность дефектоскопов не позволяет намаг ничивать всю деталь вследствие ее больших размеров и доста точно сложной формы;

или обнаруживаемые дефекты скры ты под слоем немагнитного покрытия (например, под слоем краски), толщиной более 30 мкм.

Контроль по остаточной намагниченности применяется для деталей, изготовленных из термически обработанных конструк ционных сталей. Большинство деталей подвижного состава де фектоскопируют методом магнитного порошка при продольном намагничивании в приложенном магнитном поле.

1.4. Размагничивание деталей Намагниченные детали после магнитнопорошкового кон троля могут длительное время притягивать к себе стальные опилки и частицы, которые особенно опасны для трущихся де талей подшипниковых узлов, зубчатых передач и могут приве сти их к преждевременному выходу из строя. Поэтому детали, подвергнутые магнитному контролю, для устранения остаточ ного магнетизма размагничивают.

Сущность размагничивания заключается в том, что деталь циклически перемагничивается магнитным полем, напряжен ность которого периодически изменяется по направлению и уменьшается по амплитуде от некоторого значения до нуля.

Одним из простейших способов размагничивания является способ, когда деталь вносят в катушку соленоида, питаемую переменным током, а затем постепенно удаляют ее (или соле ноид от детали) на расстояние 0,51,0 м.

Крупногабаритные детали (коленчатые валы, оси и т.п.) раз магничивают отдельными участками с помощью кабеля, кото рый наматывают на плохо размагничивающиеся части детали.

Качество размагничивания проверяется с помощью компа са (по отклонению его стрелки) или специальными приборами типов ФП-IV, ПКР-I. МФ-20Ф.

Полностью размагниченная деталь не должна притягивать к своей поверхности частицы из стали марки Ст 3 размерами от 0,30,3 до 0,40,4 мм.

1.5. Дефектоскоп для контроля деталей магнитным методом Для выявления опасных усталостных трещин деталей под вижного состава на заводах и в депо широко применяют пере носные дефектоскопы ДКМ-1Б, ДГЭ, ДГС-М, ДП, ДГЗ и ста ционарные дефектоскопы ДГН и ОД-1, которые представляют собой соленоиды с обычными обмотками или обмотками сед лообразной формы, разъемные соленоиды и электромагниты.

2 520 Рис. 5. Дефектоскоп ДГЭ:

1 – катушка;

2 –корпус;

3 – сердечник Дефектоскопы переменного тока переносные ДГЭ и ДГС-М и настольный ДГН относятся к числу соленоидных приборов, отличающихся друг oт друга конструктивным оформлением (рис. 5, 6). Общее для дефектоскопов этих типов – осущест вление контроля деталей при действующем (приложенном) магнитном поле, т.е. при включенном дефектоскопе. При этом исследуемая деталь может охватываться намагничива ющей катушкой полностью (ДГЭ, ДГН) или частично (ДГС).

Основными конструктивными элементами каждого из ука занных дефектоскопов являются: корпус, намагничивающая катушка, состоящая из двух или более изолированных друг от друга секций;

стальной сердечник, служащий магнито проводом. Присоединение дефектоскопа к сети и заземление осуществляют трехжильным кабелем.

190- Рис. 6. Дефектоскоп ДГС-М:

1 – сердечник;

2 – корпус;

3 – катушка Дефектоскоп ДГЭ (см. рис. 5) служит для проверки дета лей диаметром до 235 мм (наружных шеек колесных пар, валов электродвигателей и генераторов). Зона полезного действия этого прибора составляет не более 230 мм.

Дефектоскоп ДГС-М (см. рис. 6) предназначен для про верки внутренних шеек и средней части осей локомотивных колесных пар, бандажей и других деталей, которое не могут быть проверены крупными разъемными дефектоскопами. Его можно наложить на деталь диаметром до 270 мм. Рабочая зона дефектоскопа составляет 120 мм по обеим его сторонам. Де фектоскоп ДГН позволяет проверять более мелкие детали диа метром до 80 мм, а зона его действия 125 – 160 мм.

2. Технологическое оборудование и материалы Для выполнения данной лабораторной работы необходимы:

магнитные дефектоскопы типов ДНГ и ДГС с контрольными элементами и магнитной смесью;

мегомметр типа M1101, на пряжением в разомкнутой цепи 500 В;

контролируемые детали:

клапан, вал, болты, кольца.

3. Порядок выполнения работы Технологический процесс контроля деталей магнитный де фектоскопом в приложенном магнитном поле состоит из сле дующих операций: подготовка детали к контролю;

подготовка дефектоскопа к работе, проверка контролируемой детали с по мощью дефектоскопа, размагничивание детали.

Эти операции проводят в следующем порядке.

Подготовка детали к магнитному контролю заключается в очистке ее поверхности до металлического блеска от смазки, пыли, краски, коррозии, окалины и т.д. Наиболее совершен ным способом очистки является обработка деталей в специаль ных моечных машинах. Можно очищать детали ручным спо собом с помощью жестких волосяных щеток, неметаллических скребков и растворителей (керосина, ацетона и. др.).

При подготовке дефектоскопа к работе в начале проверяют с помощью мегомметра надежность заземления металлических частей дефектоскопа и состояние изоляции токоведущих частей.

При контроле надежности заземления провод от зажима «линия»

мегомметра подсоединяют к среднему удлиненному штырю вил ки трехжильного кабеля, а от зажима «земля» – к металлической части корпуса дефектоскопа. Сопротивление изоляции токоведу щих частей дефектоскопа относительно его корпуса должно быть не менее 2 МОм, а заземленных частей – равно нулю.

Затем с помощью контрольного эталона проверяют ка чество выявления дефекта дефектоскопом. По четкости про явления трещин на эталоне судят об исправном действии де фектоскопа и качестве магнитной смеси (искателя).

В процессе контроля деталей для выявления поперечных трещин или трещин, расположенных с большим наклоном, дефектоскоп над контролируемой поверхностью располагают таким образом, чтобы обеспечить продольное намагничивание детали и особенно мест, наиболее подверженных образованию трещин (галтелей, углов прямоугольных рамок, шпоночных гнезд, отверстий и т.п.). Чтобы обеспечить свободное стекание магнитной смеси с поверхности детали в ванну, ее устанавли вают под некотором углом к горизонту. Нужно иметь в виду, что проверяемый участок детали 2 должен находиться в зоне полезного действия дефектоскопа (рис. 7). У дефектоскопов ДГН и ДГЭ напряженность магнитного поля со стороны, про тивоположной сердечнику, на 3040% выше, чем со стороны сердечника 1, через которой замыкается часть магнитных ли ний. Поэтому дефектоскоп располагают так, чтобы проверяе мый участок находился со стороны катушки (со стороны тек столитовой крышки).

Во время проверки детали магнитную смесь периодически тщательно перемешивают, осмотр контролируемой поверх ности осуществляют при включенном дефектоскопе. В случае скопления на каком-либо участке поверхности детали магнит ного порошка в виде характерной темной жилки, указываю щей на наличие трещины, это место следует обтереть и вновь проверить более внимательно. Дефектное место очерчивается мелом. При проверке крупных деталей (валов, шеек осей ко лесных пар) магнитную смесь наносят при каждом повороте детали на 120°.

Для размагничивания проверенной детали находящиеся на ней дефектоскоп во включенном состоянии медленно снима ют с детали и удаляют от нее на расстояние до 1 м. Полностью размагниченная деталь не должна притягивать стальную пла стину или опилки.

Рис. 7. Схема напряженности магнитного поля дефектоскопа ДГМ Результаты магнитного контроля деталей заносят в журнал для лабораторных работ и сравнивают с требованиями Правил ремонта.

4. Отчет по работе Отчет по работе должен содержать.

1. Краткие сведения о магнитных методах контроля.

2. Краткое описание методики определения дефектов в кон тролируемых во время лабораторной работы деталях.

3. Эскизы детали и месторасположения в них дефектов.

4. Краткие выводы по работе.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. На чем основан метод магнитного контроля?

2. Особенности магнитопорошкового метода контроля.

3. Какие существуют способы проведения магнитопорош кового контроля?

4. Способы намагничивания контролируемых деталей.

5. Сущность и способы размагничивания деталей после маг нитного контроля.

6. Преимущества и недостатки магнитного метода.

7. Какой величины дефекты можно выявить магнитопорош ковым методом?

8. Средства контроля и технология применения магнитопо рошковой дефектоскопии.

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 1. Га з и з о в а Г.Г., К о с а р е в Л.Н., О л е ф и р е н к о Н.И.

и др. Инструкция по неразрушающему контролю деталей и узлов локомотивов и моторвагонного подвижного состава – М.:

Техинформ, 2001. – 127 с.

2. И л ь и н В.А., К о ж е в н и к о в Г.И. и др. Дефектоскопия деталей подвижного состава железных дорог и метрополите нов. – М.: Транспорт, 1983. – 315 с.

3. Щ е р б и н с к и й В.Г., А л е ш и н Н.П. Ультразвуковой контроль сварных соединений. – М.: Стройиздат, 1989. – 320 с.

4. А л е ш и н Н.П., Щ е р б и н с к и й В.Г. Радиационная, ультразвуковая и магнитная дефектоскопия металлоизде лий. – М.: Высшая школа, 1991. – 271 с.

5. И л ь и н В.А., К а р п о в Л.А., К о с а р е в Л.Н. Ультразву ковой метод неразрушающего контроля деталей и узлов под вижного состава ж.д.: Уч. пос., Ч 1. – М.: РАПС, 1997. – 24 с.

ДИАГНОСТИКА И ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ ЛОКОМОТИВОВ Руководство к выполнению лабораторных работ Редактор Д.Н.Тихонычев Корректор В.В. Игнатова Компьютерная верстка А.Ю.Байкова Тип. зак. Изд. зак.143 Тираж 400 экз.

Подписано в печать 12.01.07 Гарнитура NewtonС Офсет Усл. печ. л. 1.75 Формат 6090 1/ Издательский центр РГОТУПСа, 125993, Москва, Часовая ул., 22/ Участок оперативной печати РГОТУПСа, 125993, Москва, Часовая ул., 22/

 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.