CC BY
45
УДК 620.179.14
ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА ПРОВЕДЕНИЯ МАГНИТОПОРОШКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ ОБЪЕКТОВ С ПОДПОВЕРХНОСТНЫМИ ДЕФЕКТАМИ
ИИ. Толмачев, Ю.В. Осадчих*
ООО «Аттестационный региональный центр специалистов неразрушающего контроля», г. Томск,
*Томский политехнический университет E-mail: tolmachevii@mail.ru, *osadchihyv@gmail.com
В данной работе авторы исследуют назначение образцов с подповерхностными и поверхностными дефектами для магнитопо-рошковой дефектоскопии и отвечают на вопрос, могут ли эти образцы использоваться в качестве стандартных образцов. Обзор и анализ известных образцов выявил, что образцы с поверхностными дефектами могут быть использованы как контрольные и стандартные образцы, а образцы с подповерхностными дефектами неприменимы в качестве стандартных образцов, так как параметры подповерхностных дефектов отличаются по параметрам от дефектов металлургического происхождения. Исходя из этого, в статье поставлена следующая проблема: отсутствие стандартного образца с подповерхностными дефектами металлургического происхождения и необходимыми метрологическими свойствами для магни-топорошковой дефектоскопии. Авторами предложено решение поставленной проблемы - универсальный образец для магнитной и вихретоковой дефектоскопии (заявка на выдачу патента № 2014103869 РФ).
Ключевые слова:
Подповерхностный дефект, поверхностный дефект, дефекты металлургического происхождения, контрольный образец, стандартный образец, магнитопорошковая дефектоскопия.
В настоящее время требования к обеспечению безопасности в промышленности и к качеству продукции машиностроения и металлургии очень высоки, следовательно, контроль выпускаемой продукции неразрушающими методами имеет особую значимость. В данной работе рассматривается магнитопорошковый метод неразрушающего контроля.
Качественное проведение магнитопорошковой дефектоскопии материалов и изделий зависит от контрольных и стандартных образцов. Образцы представляют собой элементы конструкций, детали или специальные изделия с искусственными или естественными дефектами типа несплошности материала в виде щелей, цилиндрических отверстий или трещин различного происхождения [1]. Далее приведены их определения и назначения.
«Стандартный образец - средство измерений в виде определенного количества вещества или материала, предназначенное для воспроизведения и хранения размеров величин, характеризующих состав или свойства этого вещества (материала), значения которых установлены в результате метрологической аттестации, используемое для передачи размера единицы при поверке, калибровке, градуировке средств измерений, аттестации методик выполнения измерений и утвержденное в качестве стандартного образца в установленном порядке» [2]. Стандартные образцы предназначены для проверки качества готовых дефектоскопических материалов перед проведением контроля [3].
В отличие от стандартных образцов, контрольные образцы не являются средствами измерений и периодической метрологической поверке не подлежат. Они подвергаются периодической проверке на работоспособность [1]. Контрольные образцы используются «...для проверки работоспособности магнитопорошковых дефектоскопов и магнитных индикаторов» [4].
Толмачев Игорь Иванович,
заместитель директора, зав. лабораторией магнитного и вихретокового контроля ООО «Аттестационный региональный центр специалистов неразрушающего контроля». E-mail: tolmachevii@mail.ru Область научных интересов: магнитный и вихретоковый контроль.
Осадчих Юлия Валерьевна,
магистрант Института нераз-рушающего контроля ТПУ. E-mail: osadchihyv@gmail.com Область научных интересов: магнитопорошковый контроль.
Целью данной статьи является исследование использования образцов с подповерхностными и поверхностными дефектами в качестве стандартных образцов.
Для этого осуществлен обзор и анализ способов изготовления и использования известных стандартных и контрольных образцов для магнитопорошковой дефектоскопии.
Далее приведены существующие способы изготовления образцов с подповерхностными и поверхностными дефектами.
1. Способы изготовления образцов с поверхностными дефектами
Одни из самых распространенных поверхностных дефектов - дефекты типа «трещина». Образцы с такими дефектами используется при проверке магнитопорошковых дефектоскопов и магнитных индикаторов на работоспособность [5].
Способы изготовления образцов с трещинами:
• азотирование верхнего слоя образца и его нагружение до появления трещины - образцы № 1-3 [3];
• произведение закалочных трещин - эталонный образец типа 1 [6];
• хромирование образца и его шлифовка - образец № 4 [3];
• нанесение никель-хромового покрытия и приложение растягивающего усилия - контрольный образец JIS Z 2343 [7].
Дефекты типа «трещина» схожи по своим размерам (ширина и длина раскрытия трещины) с реальными эксплуатационными дефектами объектов.
2. Способы изготовления образцов с подповерхностными дефектами
Образцы с подповерхностными дефектами используются для оценки чувствительности индикаторных материалов и дефектоскопов к подповерхностным дефектам.
Способы изготовления образцов с искусственными подповерхностными дефектами:
• создание основы с отверстиями цилиндрической формы - эталонные образцы МО-2, МО-3, МО-4 [5], образец KetosTest Ring [8];
• создание основы с отверстием и втулкой с заданными параметрами несплошностей -контрольный образец для магнитной дефектоскопии, патент № 2245541 [9], универсальный контрольный образец для дефектоскопии, патент № 2273848 [10].
Недостаток перечисленных выше образцов заключается в том, что параметры искусственных дефектов далеки от параметров дефектов металлургического происхождения и дефектов усталостных процессов.
Существует универсальный контрольный образец для дефектоскопии с подповерхностными дефектами, близкими по физическим свойствам к дефектам типа «флокен». Флокен - это дефект в виде разрыва тела отливки под влиянием растворенного в стали водорода и внутренних напряжений, проходящего полностью или частично через объемы первичных зерен аустенита [11].
На основе данного обзора и анализа методов использования и способов изготовления образцов сделаны следующие выводы: 1) в качестве контрольных и стандартных образцов могут быть использованы известные образцы с поверхностными дефектами; 2) образцы с подповерхностными дефектами могут быть использованы только в качестве контрольных образцов, так как подповерхностные дефекты существующих образцов отличаются по параметрам от дефектов металлургического происхождения (такие дефекты, как шлаковая и газовая раковины, неметаллические и металлические включения).
Авторы статьи предлагают в качестве решения данной проблемы универсальный образец для магнитной и вихретоковой дефектоскопии (заявка на выдачу патента РФ на полезную модель № 2014103869 [12]). Этот образец может быть использован для магнитопорошковой дефектоскопии подповерхностных дефектов в качестве стандартного образца. Универсальный образец для магнитной и вихретоковой дефектоскопии (рис. 1) имеет дефекты, схожие по своим геометрическим параметрам и физическим свойствам с дефектами типа «объемное включение». С помощью данного образца можно определять способности имеющихся дефектоскопического оборудования и индикаторов, выявлять дефекты на определенной глубине залегания и определенного объема. Два варианта исполнения универсального образца для магнитной и вихретоковой дефектоскопии решают следующие задачи: в первом случае это регулирование параметров дефектоскопического оборудования на задание максимальной глубины залегания дефекта заданного объема при используемом режиме намагничивания и типе магнитного индикатора; во втором - регулирование дефек-
тоскопического оборудования на заданную глубину залегания дефекта минимального объема при используемом режиме намагничивания и типе магнитного индикатора.
Рис. 1. Общий вид универсального образца для магнитной и вихретоковой дефектоскопии: 1 - корпус, выполненный из ферромагнитного или немагнитного проводящего материала с глухим отверстием; 2 - целостная пластина; 3 - пластина с подповерхностным дефектом; 4 - поверхностный дефект; 5 - подповерхностный дефект
В заключение обобщим: на основе анализа существующих образцов с подповерхностными и поверхностными дефектами выявлена проблема - отсутствие в магнитопорошковой дефектоскопии стандартного образца с подповерхностными дефектами и определенными метрологическими свойствами. В качестве решения поставленной проблемы авторы предлагают универсальный образец для магнитной и вихретоковой дефектоскопии, который содержит информацию о глубине залегания и объеме дефекта, что позволяет регулировать используемые дефектоскопическое оборудование и индикаторы на требуемые параметры подповерхностных дефектов типа «объемное включение».
1. РД-13-05-2006. Методические рекомендации о порядке проведения магнитопорошкового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах. - М., 2006. - 82 с.
2. ГОСТ 8.315-97. Стандартные образцы состава и свойств веществ и материалов. Основные положения. - М., 1997. - 26 с.
3. ГОСТ 21105-87. Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. - М., 1987. - 12 с.
4. ГОСТ Р ИСО 9934-1-2011. Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. Ч. 1. Основные требования. - М., 2011. - 20 с.
5. Бабаджанов Л.С., Бабаджанова М.Л. Меры и образцы в области неразрушающего контроля. - М.: Стандартинформ, 2007. - 208 с.
6. ГОСТ Р ИСО 9934-2-2011 Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. Ч. 2. Дефектоскопические материалы. - М., 2011. - 20 с.
7. Комплекс средств неразрушающего контроля НДТРЕЙД / Контрольные образцы. - URL: http://www.ndtrade.ru/page27.html (дата обращения: 08.05.2014 г.).
8. Magnetic Particle Inspection Equipment, Accessories and Supplies / 13-031. - URL: http://www.magwerks.com/ProductDetails.aspx?ProductNumber=13-031 (дата обращения: 08.05.2014 г.).
9. Контрольный образец для магнитной дефектоскопии: пат. 2245541 Рос. Федерация. № 2003116886/28, 05.06.2003, опубл. 27.01.2005.
10. Универсальный контрольный образец для дефектоскопии: пат. 2273848 Рос. Федерация. № 2004131518/28, 29.10.2004, опубл. 10.04.2006.
11. ГОСТ 19200-80. Отливки из чугуна и стали. Термины и определения дефектов. - М., 1980. - 15 с.
12. Универсальный образец для магнитной и вихретоковой дефектоскопии: заявка на выдачу патента на полезную модель № 2014103869 Рос. Федерация / И.И. Толмачев, Ю.В. Осадчих / заявл. 04.02.2014.
Поступила 27.05.2014 г.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
