Феррозондовые установки
Общие сведения
В вагонном хозяйстве получили наибольшее применение установки (табл. 1), включающие в себя феррозондовые дефектоскопы ДФ-103А, ДФ-105А(И), ДФ-201.1, Ф-205.03, Ф-205.30А и намагничивающие устройства (НУ) МСН 10, МСН 11 (МСН 11, МСН 11-01, МСН 11-02, МСН 11-03), МСН 12, МСН 14, МСН 22, МСН 31, МСН 32, МСН 33, МСН 34 в комбинации со стандартными образцами предприятия, определенной в руководящих документах. В состав каждой феррозондовой установки входят НУ, СОП и дефектоскоп. Для контроля боковой рамы и надрессорной балки в составе тележки модели 18-100 в депо и лаборатории неразрушающего контроля используются феррозондовые установки 8-ДФ-103, 8-ДФ-105, 8-ДФ-201 или 8-ДФ-205.
П р и м е ч а н и е. Первая цифра в обозначении установки – модификация феррозондовой установки, определяемая объектом контроля; буквы ДФ –дефектоскопная феррозондовая; последние три цифры – модификация применяемого дефектоскопа.
Устройство электромагнитное намагничивающее типа МСН 10
Устройство МСН 10 является стационарным, предназначено для намагничивания боковых рам и надрессорных балок тележек модели 18-100 грузовых вагонов при феррозондовом контроле и обеспечивает при этом тангенциальную составляющую напряженности магнитного поля в режиме остаточной намагниченности (тележка установлена, полюсные замыкатели подведены) на поверхности боковых рам:
- в зоне наклонного пояса – не менее 40 А/м;
- в зоне внутреннего угла буксового проема – не менее 60 А/м;
- на боковых стенках надрессорной балки напротив технологических отверстий – не менее 30 А/м.
Устройство МСН 10 осуществляет
базирование тележки грузового вагона на рабочей позиции дефектоскопирования (обычно на первой позиции тележечного конвейера вагонного депо); подвод замыкателей магнитного потока к наружным поверхностям челюстей боковых рам; одновременное намагничивание деталей тележки с помощью пяти электромагнитов в заданном режиме (автоматически, в течение 9 с); отвод замыкателей магнитного потока от наружных поверхностей челюстей боковых рам после завершения дефектоскопирования.
В состав устройства МСН 10 входят:
- два блока намагничивания боковых рам;
- один блок намагничивания надрессорной балки;
- блок питания МБП 9617.
Схемы устройств типа МСН 10 представлены на рис. 1.
[[Файл: Fer3.JPG|500px|center|thumb|Рис1 -Схемы устройства МСН 10 при намагничивания боковой рамы]]
Варианты устройств намагничивания надрессорной балки, которые в эксплуатационном отношении эквивалентны друг другу, изображены на рис. 1-3, б и в. Устройство МСН 10 монтируется на фундаменте 1. Каждая из боковых рам тележек намагничивается двумя электромагнитами 2, надрессорная балка – одним электромагнитом 3. Тележка устанавливается на устройство таким образом, чтобы надрессорная балка опиралась на стойки-полюсы 10, а нижние плоскости боковых рам базировались на опорах 4. Последние одновременно являются полюсами электромагнитов 2, которые выполнены в виде подвижных замыкателей 5 магнитного потока. Электромагниты 2, опоры 4, участок боковой рамы и замыкатели 5 магнитного потока образуют цепь намагничивания в целом всей боковой рамы. Для продольной ориентации тележки используют наклонные ловители 6, при этом базирующими являются две наклонные поверхности боковой рамы.
Ориентация тележки в поперечном направлении осуществляется ловителями 7, закрепленными на опорах 4, при этом базирующими являются наружные поверхности боковых рам. Для подвода рычагов полюсных замыкателей к наружным поверхностям челюстей боковых рам используют четыре пневмоцилиндра 8. Концевые выключатели 9 и 8 предназначены для визуальной проверки правильной установки тележки, аварийного отвода подведенных рычагов полюсных замыкателей от челюстей боковых рам и подвода замыкателей магнитного потока. Блок питания МБП 9617 (постоянного тока) обеспечивает питание электромагнитов, устройств управления и информирования оператора о правильной установке тележки на позицию дефектоскопирования. Лицевая панель блока питания МБП 9617 представлена на рисунке ниже.
На задней панели блока питания расположены устройство защиты и разъемы
1 – тумблер включения питания; 2 – индикатор наличия питания регулируемого источника; 3 – индикатор целостности предохранителя Пр1 и наличия питания нерегулируемого источника; 4 – индикатор целостности предохранителя Пр2; 5 – индикатор целостности предохранителя Пр3; 6 – индикатор установки тележки на полюс-опоры устройства МСН 10; 7 – тумблер включения режима подвода замыкателей магнитного потока устройства МСН 10; 8 – индикатор включения режима подвода замыкателей магнитного потока устройства МСН 10; 9 – индикатор положения замыкателей магнитного потока устройства МСН 10; 10 – кнопка включения режима намагничивания; 11 – индикатор включения режима намагничивания; 12 – амперметр
Питание намагничивающей системы МСН 10 осуществляется от однофазной сети переменного тока напряжением (220 ± 22) В частотой (50 ± 0,5) Гц
Приставное намагничивающее устройство типа МСН 11
Приставное намагничивающее устройство МСН 11 выпускается в четырех модификациях: МСН 11, МСН 11-01, МСН 11-02 и МСН 11-03, которые предназначены для намагничивания участков деталей тележки модели 18-102 и соединительной балки тележки модели 18-101, кроме того, МСН 11-01 используется для намагничивания корпуса автосцепки. Технические характеристики приставных намагничивающих устройств приведены в табл. 2.
Устройства МСН 11, МСН 11-02, МСН 11-03 представляют собой П-образные магнитные системы, у которых изменяется расстояние между магнитными полюсами (рис. 5). Эти системы содержат постоянные магниты, расположенные в кассетах 5. Каждая кассета имеет окраску, указывающую на полярность. Красный цвет соответствует южному полюсу, синий – северному. От механических повреждений магниты предохранены полюсными наконечниками 6. Кассеты с полюсными наконечниками крепятся латунными винтами к треугольным магнитопроводам 4, образуя полюсы системы, которые соединены друг с другом 15 штангой 3. Положение полюсов устанавливается на штанге с помощью цанговых зажимов 2. Максимальное расстояние между полюсами ограничивают гайки 1, расположенные на концах замыкателя.
[[Файл: Fer9.JPG|500px|center|thumb|Рис5 -Намагничивающая система МСН-11]]
Устройство МСН 11-01 представляет собой Г-образную магнитную систему и имеет постоянные магниты, расположенные в кассете 6 и цилиндрическом полюсе 4 (рис. +). Кассета и полюс имеют окраску, указывающую на полярность, аналогичную указанным выше системам. Полюсные наконечники 7 и 8 защищают магниты от механических повреждений. Кассета с магнитами и полюсным наконечником крепится латунными винтами к треугольному магнитопроводу 5, полюсы соединяются друг с другом штангой 3. Треугольный магнитопровод перемещается по штанге и фиксируется с помощью цангового зажима 2, а максимальное расстояние между полюсами ограничивает гайка 1.
Приставные намагничивающие устройства МСН 12.01, МСН 14 и МСН 15
Приставные намагничивающие устройства МСН 12.01, МСН 14 и МСН 15 на постоянных магнитах предназначены для намагничивания ферромагнитных изделий сложной формы при проведении контроля способом приложенного поля. Устройства МСН 12-01, МСН 14 и МСН 15 представляют собой U-образные магнитные системы с гибким магнитопроводом (рис. 1.6), выполненные из материала с высокими магнитными характеристиками. Намагничивающие системы содержат магниты большой мощности, расположенные в держателях 2, которые имеют окраску, указывающую на полярность: красный цвет соответствует южному полюсу, синий – северному. От механических повреждений магниты предохранены полюсными наконечниками 1 и соединены друг с другом гибким магнитопроводом в кожаном чехле 3. Максимальное расстояние между полюсами ограничивается длиной магнитопровода.
Стандартные образцы предприятий типа СОП-НО-021, СОП-НО-022
В зависимости от размеров выявляемых поверхностных и подповерхностных дефектов, а также от глубины их залегания ГОСТ 21104-75 устанавливает одиннадцать уровней чувствительности феррозондового метода.
Минимальная длина выявляемого дефекта при феррозондовом контроле – 2 мм.
Высокую достоверность контроля гарантирует настройка дефектоскопа с использованием СОП, которые предназначены для настройки рабочей чувствительности и проверки работоспособности дефектоскопов. Магнитная система стандартного образца (рис. 7) содержит два устройства 1 с постоянным магнитом 2, позволяющим регулировать магнитный поток в образце. Величина магнитного потока изменяется от нуля до максимального значения при вращении ручки 6. Фиксатор 7 предназначен для предотвращения произвольного проворачивания регулирующего устройства 1.
Магнитная система помещена в кожух 5 с опорами 8. Пластина СОП имеет размеры 300 × 40 × 10 мм и изготовлена из стали марки Сталь 3 или Сталь 20 ГФЛ. На пластине имеются три (или один) нормированных искусственных дефекта (ИД). Искусственные дефекты на стандартном образце изготовлены таким образом, чтобы градиент их полей рассеяния был равен градиенту поля рассеяния минимального допустимого дефекта объекта контроля. На эталонном образце 4 расположены три искусственных дефекта, один из которых подповерхностный (внутренний) поперечный (глубина залегания – 4 мм, площадь – 17,5 мм ), два других – поверхностные (раскрытие – 0,15 мм, глубина – 3 мм, длина одного (поперечного) дефекта – 5 мм, второго (продольного) – 15 мм). Допускается применять пластины с одним ИД, значение градиента напряженности магнитного поля, над которым соответствует минимальному значению градиента напряженности магнитного поля над ИД для СОП, имеющих три нормированных искусственных дефекта.
1 – устройство с постоянными магнитами и регулируемым зазором между ними; 2 – постоянные магниты; 3 – магнитопровод; 4 – стандартный образец (пластина из материала контролируемой детали с искусственными дефектами); 5 – кожух; 6 – ручка регулирующего устройства; 7 – фиксатор регулирующего устройства; 8 – опора
Стандартные образцы предприятия, их назначение и основные характеристики приведены в табл. 2
П р и м е ч а н и е. Для СОП, имеющих три ИД, в табл. 2 приведено минимальное из трех значений градиента. В паспорте СОП приведены значения градиента напряженности магнитного поля над всеми тремя ИД. 1.2.4. Измеритель напряженности магнитного поля МФ-107 (МФ-107А)
Предназначен для измерения напряженности постоянного магнитного поля в свободном пространстве и на поверхности контролируемых деталей.
В комплект измерителя входят феррозонды-полимеры двух типов: МДФ 9405.130-01, который используется для измерения нормальной составляющей вектора напряженности магнитного поля Нn, МДФ 9405.30-02 – тангенциальной составляющей Нt
Технические характеристики прибора типа МФ-107 (МФ-107А) приведены в табл. 4
Внешний вид электронного блока измерителя напряженности магнитного поля МФ-107А показан на рис. 8.
1 – кнопка включения питания; 2 – индикатор включения питания; 3 – соединитель для подключения преобразователя; 4 – аккумуляторная батарея; 5 – индикатор разряда батареи; 6 – звуковой индикатор; 7 – дисплей; 8 – индикаторы режимов измерения нормальной и тангенциальной составляющих вектора напряженности магнитного поля; 9 – кнопка переключения режимов измерения; 10 – индикатор включения второго диапазона измерения; 11 – кнопка переключения диапазонов измерения
Измеритель напряженности типа МФ-109
Предназначен для измерения напряженности постоянного магнитного поля в свободном пространстве и на поверхности объектов в диапазоне ±(40 –19000) А/м с погрешностью ≈ ±10 %. Построен по схеме феррозонда-полимера.
Снабжен феррозондовыми преобразователями МПФ-205 и МПФ-206 для измерения тангенциальной и нормальной составляющих напряженности поля. На кольцевую проточку корпуса преобразователя наклеена этикетка и нанесено условное обозначение ФП. При установке ФП МПФ-205 основанием на поверхность объекта измеряется проекция поля на продольную ось ФП. Для измерения тангенциальной составляющей напряженности создаваемого магнитного поля Нt необходимо повернуть ФП вокруг его оси до получения максимального показания.
При установке ФП МПФ-206 основанием на поверхность ОК измеряется нормальная составляющая Нn напряженности магнитного поля по отношению к объекту.
Внешний вид электронного блока измерителя напряженности магнитного поля МФ-109 показан на рис. 9.
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 Нn; 7 – индикатор режима измерения тангенциальной составляющей поля Нτ; 8 – кнопка переключения режимов измерений; 9 – соединитель для подключения феррозондового преобразователя; 10 – чехол; 11 – преобразователь
Технические характеристики прибора МФ-109 приведены в табл. 4.
Дефектоскоп-градиентометр типа ДФ-201.1
Дефектоскоп-градиентометр ДФ-201.1, снабженный преобразователем МДФ 9405.130, совмещает в себе функции дефектоскопа и измерителя градиента постоянного магнитного поля и позволяет выполнять следующие основные операции:
- вводить технологическую информацию;
- обнаруживать дефекты;
- записывать параметры дефектов;
- измерять градиент;
- передавать информацию на компьютер.
Операция ввода технологической информации записывает в память прибора в цифровой форме информацию о детали, которую предлагают контролировать в ходе операции обнаружения дефектов. Операция обнаружения дефектов сводится к обнаружению статических магнитных полей рассеяния, вызванных поверхностными и подповерхностными дефектами (нарушениями сплошности материала) в намагниченных деталях, заготовках и готовых ферромагнитных изделиях, в том числе и в сварных конструкциях. Диапазон измерения градиента – 500 – 200000 А/м. С помощью прибора ДФ-201.1 выявляют дефекты, соответствующие основным уровням чувствительности по ГОСТ 21104-75: поверхностные дефекты раскрытием 0,1 мм, глубиной 0,2 мм (уровень А); поверхностные дефекты раскрытием 0,1 – 0,5 мм, глубиной 0,2 – 1,0 мм (уровень Б); подповерхностные дефекты раскрытием 0,3 – 0,5 мм, глубиной 0,5 – 1,0 мм, глубиной залегания 5,0 мм (уровень Д). Операция передачи информации на компьютер предусматривает передачу на компьютер введенных в прибор данных, номера объекта контроля, кода оператора, результата обнаружения дефектов и запись их параметров.
Наряду с основными операциями прибор позволяет выполнять пять вспомогательных операций:
- просмотр информации о предприятии-изготовителе прибора;
- установка даты и времени;
- настройка порога;
- тестирование памяти;
- измерение напряжения питания аккумуляторной и литиевой батарей.
Рис. 1.10. Электронный блок дефектоскопа-градиентометра ДФ-201.1: 1 – кнопка включения питания; 2 – индикатор включения питания; 3 – дисплей; 4 – световой индикатор дефекта; 5 – чехол; 6 – соединитель для подключения компьютера; 7 – кнопка записи информации о дефекте; 8 – 10 – кнопки переключения состояний прибора; 11 – преобразователь; 12 – кнопки ввода цифровой информации
Технические характеристики прибора ДФ-201.1 приведены в табл. 6
Эксплуатация прибора допускается при температуре окружающего воздуха от 5 до 40 °С. 1.2.7. Приборы магнитоизмерительные феррозондовые комбинированный совмещает в себе функции порогового дефектоскопа и измерителя, предназначен он для обнаружения дефектов в намагниченных ферромагнитных деталях, в том числе и в сварных конструкциях, и для измерения напряженности постоянного магнитного поля на поверхностях ОК и в свободном пространстве, а также градиента напряженности постоянного магнитного поля на поверхностях деталей и в свободном пространстве. Прибор ДФ-205.03 комплектуется феррозондовыми преобразователями (МДФ 9405.30, МДФ 9405.30-02, МДФ 9405.130, МДФ 9405.130-01) и пакетом прикладных программ РМД-1, позволяет хранить в памяти дефектоскопа служебную информацию об ОК, личный номер дефектоскописта и автоматически фиксируемую информацию о параметрах дефектов 400 деталей и передавать эти данные на компьютер:
- заводской номер контролируемого изделия;
- заводской номер контролируемой детали;
- код контролируемой детали, параметр контролируемой детали;
- код предприятия-изготовителя и год изготовления контролируемой детали;
- табельный номер дефектоскописта;
- значения измеряемых характеристик поля в виде таблицы значений;
- дата и время контроля (фиксируются автоматически);
- тип дефекта;
- зона дефекта;
- длина дефекта;
- заключение по дефекту.
Внешний вид прибора Ф-205.03 показан на рис. 11, его технические характеристики приведены в табл. 5
Рис. 1.11. Электронный блок прибора Ф-205.03: 1 – кнопка включения питания; 2 – индикатор включения питания; 3 – дисплей; 4 – заводской номер; 5 – световой индикатор; 6 – соединитель для подключения ФП-градиентометра; 7 – батарея аккумуляторная; 8 – соединитель для подключения ФП-полимера; 9 – кнопка записи информации о дефекте; 10 – соединитель для подключения компьютера; 11 – 13, 15 – кнопки переключения состояний прибора; 14 – кнопки ввода цифровой информации и переключения состояний прибора
Минимальные размеры выявляемых дефектов: поверхностных: ширина – 0,002 мм, глубина – 0,1 мм, длина – 2 мм; подповерхностных: ширина – 0,3 мм, глубина – 0,5 мм, длина – 2 мм при максимальной глубине залегания дефекта 5,0 мм. Измерение параметров созданного магнитного поля осуществляется ФП-полимером МПФ 9450.30-02 для измерения тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля или МПФ 9450.130-01 – нормальной составляющей. Для измерения составляющих напряженности магнитного поля следует поместить центр основания ФП в точку измерения. На экране дисплея прибора высветятся знак и абсолютное значение проекции вектора напряженности магнитного поля в точке измерения на продольную или нормальную ось ФП. Для измерения тангенциальной составляющей напряженности магнитного поля необходимо вращать феррозондовый преобразователь МПФ 9450.30-02 вокруг его нормальной оси до получения максимального показания. При этом направление тангенциальной составляющей поля совпадает с направлением продольной оси ФП, которое указывает точка на преобразователе.
Обнаружение дефектов производится при контроле способом остаточной намагниченности. В режиме обнаружения дефекта прибор работает с фиксированным порогом. Сканирование зоны контроля осуществляется перемещением ФП с шагом 5 – 15 мм. При перемещении необходимо ориентировать преобразователь так, чтобы продольная ось ФП была направлена вдоль силовых линий поля намагничивания, а нормальная – перпендикулярно контролируемой поверхности, а также следует учитывать, что ФП-полемеры с базой 4 мм предназначены для контроля поверхности деталей в зонах, где радиус закругления поверхности больше 10 мм, с базой 3 мм – в зонах, где радиус меньше 10 мм.
П р и б о р Ф-205.30А электромагнитный феррозондовый комбинированный совмещает в себе функции порогового дефектоскопа и измерителя, предназначен он для обнаружения дефектов в намагниченных ферромагнитных деталях, в том числе и в сварных конструкциях, и для измерения напряженности постоянного магнитного поля на поверхностях ОК и в свободном пространстве, а также градиента напряженности постоянного магнитного поля на поверхностях деталей и в свободном пространстве. Прибор Ф-205.30А комплектуется такими же преобразователями, что прибор Ф-205.03, и пакетом прикладных программ РМД-1, позволяет хранить в памяти дефектоскопа служебную информацию об ОК, личный номер дефектоскописта и автоматически фиксируемую информацию о параметрах дефектов 16000 деталей и передавать накопленную информацию на компьютер аналогично прибору Ф-205-03.
Технические характеристики прибора Ф-205.30А приведены в табл. 8, а его внешний вид показан на рис. 12.
Минимальные размеры выявляемых дефектов: поверхностных: ширина – 0,002 мм, глубина – 0,1 мм, длина – 2 мм; подповерхностных: ширина – 0,3 мм, глубина – 0,5 мм, длина – 2 мм при максимальной глубине залегания дефекта 5,0 мм.
Электронный блок прибора Ф-205.30А: 1 – кнопка включения питания; 2 – индикатор включения питания; 3 – дисплей; 4 – заводской номер; 5 – световой индикатор; 6 – соединитель для подключения ФП-градиентометра; 7 – батарея аккумуляторная; 8 – соединитель для подключения ФП-полимера; 9 – кнопка записи информации; 10 – соединитель для подключения устройства указания (манипулятора) или компьютера; 11 – 13, 15 – кнопки переключения состояний прибора; 14 – кнопки ввода цифровой информации и переключения состояний прибора.