Унифицированная методика контроля основных материалов (Две методики магнитопорошкового контроля)

Унифицированная методика контроля основных материалов (полуфабрикатов) сварных соединений, наплавки и трубопроводов для Атомных Энергетических Установок.

Магнитопорошковый контроль

ПНАЭ Г – 7 – 015 – 89

1. Общие положения.

1.1. Магнитопорошковый метод НК основан на обнаружении с помощью ферромагнитных частиц магнитных полей рассеяния, возникающих над поверхностными и под поверхностными несплошностями металла контролируемого объекта при его намагничивании. Метод предназначен для выявления несплошности металла (трещин, закатов, непроваров, включений, флокенов и т.п.) изделий из ферромагнитных материалов с относительной магнитной проницаемостью не менее 40.

Метод не гарантирует выявление несплошностей, плоскости которых параллельны контролируемой поверхности или составляют с ней и направлением намагничивающего поля угол менее 30 градусов.

1.2. Магнитопорошковый метод позволяет контролировать изделия любых размеров и форм. Необходимым условием для проведения контроля является наличие доступа к контролируемой поверхности, достаточного для подвода намагничивающих устройств, нанесение индикаторных средств и визуального осмотра.

1.3. Чувствительность магнитопорошкового метода определяется следующими характеристиками:

1) магнитной индукцией B

2) остаточной магнитной индукцией Br

3) коэрцитивной силой Hc

4) шероховатостью контролируемой поверхности

5) формой и размером контролируемого объекта

6) напряженностью магнитного поля

7) толщиной немагнитных покрытий

8) ориентацией намагничивающего поля по отношению к плоскости несплошности

металла

9) качеством дефектоскопических средств

10) освещенностью контролируемой поверхности

1.4. В зависимости от размеров выявленных поверхностных дефектов существует три уровня чувствительности, определяющихся минимальной шириной и протяженностью условного дефекта. «Условный дефект» - поверхностный дефект в форме плоской щели с параллельными стенками, ориентированный перпендикулярно к контролируемой поверхности и направлению магнитного поля, с соотношением глубины к ширине, равным 10.

Таблица 1.

1.5. Необходимость и объем МПК должны соответствовать ТУ или КД на изделие, а при контроле сварных соединений и наплавок – требованиям документа: «Оборудование и трубопроводы АЭУ. Сварные соединения и наплавки». Правила контроля ПНАЭ Г – 7 – 010 – 89.

1.6. Магнитопорошковый контроль проводится по технологическим картам контроля, в которых указываются:

1) номер документа, по которому проводится контроль

2) обозначение типов (групп) контролируемых изделий или сварных соединений с

указанием номера чертежей изделия и стадии для проведения контроля

3) наименование изделия

4) объем контроля

5) эскиз детали с указанием габаритных размеров

6) размеры, расположение контролируемых участков и зоны перекрывания участков

7) условный уровень чувствительности

8) шероховатость контролируемой поверхности

9) вид и способ намагничивания

10) значение намагничивающего тока или напряженности магнитного поля

11) средства контроля (аппаратура, материалы)

12) освещенность контролируемой поверхности

13) нормы оценки качества

14) необходимость размагничивания

2. Аппаратура для магнитопорошкового контроля.

2.1. Для контроля магнитопорошковым методом используется следующая аппаратура:

1) универсальные (стационарные, передвижные, переносные) и специальные

магнитопорошковые дефектоскопы

2) источники освещения контролируемой поверхности

3) приборы для измерения величины напряженности намагничивающего поля или

тока с погрешностью измерения не более 10%, концентрации магнитной суспензии,

освещенности и облученности контролируемой поверхности

4) размагничивающие устройства и приборы для оценки уровня размагниченности

5) контролируемые образцы

6) другая вспомогательная аппаратура

2.2. Магнитопорошковые дефектоскопы должны обеспечивать возможность создания напряженности магнитного поля на поверхности контролируемого объекта.

2.3. Дефектоскопы, в которых намагничивание изделий осуществляется переменным, выпрямленным или импульсным токами, при контроле способом остаточной намагниченности должны обеспечить выключение тока в момент времени, при котором значение остаточной индукции составляет не менее 0.9 ее максимального значения для данного материала при выбранном режиме.

3. Дефектоскопические материалы.

3.1. В качестве индикаторов несплошностей при магнитопорошковой дефектоскопии используются черные или цветные магнитные, магнитолюминесцентные порошки или их суспензии со следующими диапазонами зернистости:

для суспензии – не более 50 мкм

для сухого способа – не более 150 мкм

На практике использовали следующий состав магнитной суспензии:

Состав 7:

1) Концентрат магнитной суспензии «Диагма»

ТУ 88 УССР – 191.017.86 45 ± 5 г

2) Вода водопроводная

ГОСТ 2874 – 73 1000 мл

3.2. Качество готовой магнитной суспензии перед проведением контроля проверяется на

контрольном образце с несплошностями, удовлетворяющему заданному уровню чувствительности контроля.

3.3. а) допускается применение импортных контрольных образцов и индикаторов поля по

согласованию с главной организацией.

б) контрольные образцы изготавливают на предприятии, при этом допускается

использование контрольных образцов с естественными дефектами. Каждый образец

должен быть замаркирован и пронумерован.

в) к контрольному образцу прилагается паспорт, который должен содержать:

1) фотографию образца с выявленным дефектом

2) материал образца

3) размеры дефекта (ширина раскрытия, глубина, длина)

4) заключение об уровне чувствительности

5) режим намагничивания

6) результаты переаттестации

7) условия хранения

8) подпись руководителей НК и метрологии

4. Проведение контроля.

4.1. Перед проведением магнитопорошкового контроля необходимо:

1) подготовить поверхность и оценить ее пригодность к контролю

2) проверить работоспособность дефектоскопа

3) проверить качество дефектоскопических материалов

Проверка работоспособности дефектоскопов и качества дефектоскопических материалов осуществляется перед началом смены с помощью измерителей напряженности поля и тока, контрольных образцов и приборов для измерения концентрации суспензии.

4.2. При проведении магнитопорошкового контроля выполняются следующие операции:

1) выбор способа и режима контроля

2) намагничивание объекта контроля

3) нанесение магнитного индикатора

4) оценка результатов контроля

5) отметка дефектного места

6) размагничивание объекта контроля

4.3. 1) Выбор способа и режима магнитопорошкового контроля проводится в зависимости от магнитных свойств контролируемого металла и требуемой чувствительности. Магнитопорошковый контроль осуществляется способом остаточной намагниченности или способом приложенного поля.

2)

Для оценки возможности применения способа остаточной намагниченности следует пользоваться графиком 1.

Требуемый уровень чувствительности при контроле способом остаточной намагниченности определяется по известным магнитным характеристикам материала объекта контроля (коэрцитивной силе Нс, остаточной индукции Br и кривым А, Б и В, соответствующим условным уровням чувствительности). При этом контроль способом остаточной намагниченности с требуемой чувствительностью возможен в том случае, если остаточная индукция материала при заданном значении Нс равна или больше значения остаточной индукции, определенной на соответствующей кривой.

3) При невозможности использования способа остаточной намагниченности и при необходимости проведения контроля с более высоким уровнем чувствительности следует применять способ приложенного поля.

4) Контроль магнитомягких материалов, коэрцитивная сила которых Нс ≤ 10 А ∕ см, проводится только способом приложенного поля.

Для контроля материалов, коэрцитивная сила которых Нс ≥ 10 А ∕ см и остаточная магнитная индукция Br > 0.5 Т могут применяться оба способа.

5) При контроле способом приложенного поля напряженность, необходимая для обеспечения требуемого уровня чувствительности, определяется исходя из коэрцитивной силы Нс материала объекта контроля по кривым, соответствующим условным уровням чувствительности А, Б и В (см. график 2).

Или рассчитывается по формулам:

42 + 1.3Нс 20 + 1.1Нс 15 + 1.1Нс

А Б В

4.4. Намагничивание ОК может производиться циркулярным, продольным (полюсным) или комбинированным видами с использованием переменного, выпрямленного и импульсного тока или магнитного поля.

Циркулярный вид намагничивания осуществляется путем пропускания тока через ОК или его участки, или через токопроводящий проводник, помещенный в отверстие ОК.

Продольный (полюсный) вид намагничивания осуществляется путем помещения контролируемого объекта или его участков в магнитное поле постоянного магнита, электромагнита или соленоида.

Комбинированный вид намагничивания при контроле осуществляется путем наложения 2-х ортогонально направленных токов или магнитных полей одновременно способом приложенного поля.

Расчет тока при циркулярном намагничивании можно проводить по формулам.

Максимальное значение намагничивающего тока I, А для получения заданной напряженности магнитного поля Нпр, А ∕ см определяется по формуле:

1) для объектов цилиндрической формы с круглым сечением I = 3∙Нпр∙d

где d – диаметр круглого сечения, см

2) для объектов с прямоугольным сечением

I = 2∙Нпр∙a при a / b ≥ 10

I = 2∙Нпр∙(a +b) при a / b < 10

где a и b – длина и ширина прямоугольного сечения, см

3) для участков крупногабаритных объектов

I = К∙Нпр∙√L² + C²

где L – длина контролируемого участка, см

C – ширина контролируемого участка, см

К – коэффициент, учитывающий род тока и расстояние между электроконтактами

Для действительного значения переменного тока К = 1.8

Для выпрямленного К = 1.5

С целью упрощения и удобства можно использовать условие, когда C = 0.6∙L ,

тогда формула примет вид:

для переменного I = 2.1∙Нпр∙L

для выпрямленного I = 1.7∙Нпр∙L

Для уменьшения нагрева контролируемого объекта рекомендуется применять прерывистый режим намагничивания длительностью от 0.1 до 3 секунд с перерывами между циклами намагничивания до 5 секунд.

4) Для выявления различно ориентированных несплошностей намагничивание каждого контролируемого участка проводится в 2-х направлениях, угол между которыми составляет 90º. Расстояние между электродами при циркулярном намагничивании должно быть от 75 до 250 мм. При этом ширина контролируемого участка должна быть не более 0.6∙L.

4.5. Магнитный индикатор на контролируемую намагниченную поверхность наносится

сухим или мокрым способом в виде порошка или суспензии соответственно.

4.6. Результаты контроля оцениваются по наличию на контролируемой поверхности индикаторного следа в виде четкого плотного валика магнитного порошка, видимого невооруженным глазом или с использованием лупы до 7 кратного увеличения и воспроизводимого каждый раз при повторном нанесении магнитной суспензии или порошка, без учета принадлежности его к поверхностной или под поверхностной несплошности. При этом длина индикаторного следа линейной несплошности равна протяженности выявленной несплошности.

4.7. 1) Необходимость размагничивания, проверка степени размагничивания, а так же допустимая норма остаточной намагниченности каждого объекта контроля устанавливаются производственно – технологической документацией на контроль.

2) Размагничивание осуществляется путем воздействия на деталь знакопеременного магнитного поля с убывающей от начального значения до 0 амплитудой. Размагничивающее поле может быть переменным (промышленной или низкой частоты), постоянным (выпрямленным импульсным) меняющейся полярности и с разной частотой коммутации.

5. Требования к оформлению документации.