124712 (Феррозондовый контроль буксового проема боковой рамы)

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)

Кафедра «вагоны и вагонное хозяйство»

Феррозондовый контроль буксового проема боковой рамы

пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине: «ФМК»

Выполнила - ст. гр. 15Ж

Кузнецова А.Г.

Руководитель–профессор

Ахмеджанов Р.А.

Омск 2008

Реферат

Курсовая работа содержит 26 страницы, 32 рисунков, 3 таблицы,

Боковая рама, магнитные волны, дефектоскоп, феррозондовый контроль, дефект.

Цель работы − ознакомление с технологией проведения феррозондового контроля и составлением технологических карт.

Содержание

Реферат

Задание

Введение

1. Физика процесса

1.1 Технические средства феррозондового контроля изделий

1.2 Феррозондовые дефектоскопы

1.3 Феррозондовые преобразователи

2. Общие положения

3. Средства контроля

4. Подготовка к проведению контроля

5. Подготовка дефектоскопа

6. Подготовка деталей

7. Проведение контроля

8. Контроль деталей тележек грузовых вагонов

Заключение

Список используемой литературы

Задание

Задан объект контроля: боковая рама.

Зона контроля: узлы буксового проема боковой рамы (см. рис.2).

Рисунок 1- Боковая рама тележки 18-100

Рисунок 2 – Контроль буксового проема

Материал: Боковые рамы тележек 18-100 отлиты из низколегированной стали, имеющей предел прочности не менее 500 МПа, предел текучести не менее 300 МПа, относительное удлинение не менее 18%, поперечное сужение не менее 25%, ударную вязкость при - f - 20" С не менее 0,5 МДж/м2, при — 60°С не менее 0,25МДж/м2. Уральский вагоностроительный завод, например, отливает эти части из стали марки 20ГФЛ.

Введение

Магнитный вид неразрушающего контроля основан на анализе взаимодействия магнитного поля и объекта контроля (ОК). применим лишь к деталям из металлов и сплавов, способных к намагничиванию. Основные задачи магнитного неразрушающего контроля (НК): контроль сплошности – дефектоскопия, измерение размеров – толщинометрия, контроль физико-механических свойств – структуроскопия. В отличие от двух последних на железнодорожном транспорте актуальна магнитная дефектоскопия. С ее помощью выявляют поверхностные и подповерхностные дефекты на свободных или открытых для доступа частях деталей.

На железнодорожном транспорте магнитному контролю подвергают следующие объекты подвижного состава: детали ударно-тягового и тормозного оборудования, рамы тележек различных моделей в сборе и по элементам, оси колесных пар вагонов и локомотивов всех типов в сборе, ободы, гребни и спицы локомотивных колес, свободные кольца буксовых подшипников, а также внутренние кольца, напрессованные на шейки оси, венцы зубчатых колес и шестерен тягового редуктора, валы генераторов, тяговых двигателей и шестерен в сборе, упорные кольца, стопорные планки, пружины, шкворни, болты и др. такая широкая номенклатура контролируемых объектов предполагает достаточно большое разнообразие методов, средств и технологических приемов магнитного контроля. При этом физическая сущность магнитной дефектоскопии для всех объектов является единой.

1. Физика процесса

Феррозондовый метод контроля основан на обнаружении феррозондовым преобразователем (ФП) магнитных полей рассеяния дефектов в предварительно намагниченных деталях и предназначен для выявления подповерхностных дефектов типа нарушений сплошности: волосовин, плен, трещин, ужимов, закатов, раковин и др. Феррозондовый преобразователь реагирует на резкое пространственное изменение напряженности магнитного поля над дефектами и преобразует градиент напряженности поля в электрический сигнал.

Вначале феррозондовые приборы использовались при аэромагнитных съемках с целью обнаружения магнитных аномалий, месторождений нефти, газа, редких металлов, изучения геологического строения океанического дна и прогнозирования нефтегазоносных площадей. В период революционного перехода в электронной технике от вакуумных элементов к полупроводниковым феррозондовые магнитометры нашли широкое применение при исследовании космоса, обнаружении и изучении магнитных полей Луны, Марса, Венеры и других планет. Сегодня феррозондовые приборы широко используются в дефектоскопии при обнаружении дефектов в широком спектре изделий машиностроения, транспорта. Большой вклад в теорию и практику разработки феррозондовых приборов для контроля деталей железнодорожного подвижного состава внес коллектив ОАО « Микроакустика» г. Екатеринбург.

Выбор феррозондовых преобразователей в качестве индикаторов магнитного поля рассеяния над дефектами в намагниченной детали обусловлен рядом преимуществ: малой потребляемой мощностью, незначительными габаритами, высокой надежностью работы, высоким КПД и избирательностью к локальным магнитным полям рассеяния.

Чувствительность феррозондового контроля определяется совокупностью физических факторов (магнитными свойствами материала контролируемого изделия, типом дефектов и их ориентацией, шероховатостью контролируемой поверхности, способом контроля и намагничивания деталей, чувствительностью ФП и электронной аппаратуры, способом обработки сигнала ФП).

ГОСТ Р21104-02 устанавливает одиннадцать условных уровней чувствительности.

Условные уровни чувствительности

Чувствительность контролируют на стандартных настроечных образцах, имеющих естественные или искусственные дефекты.

Феррозондовому контролю подвергаются боковые рамы и надрессорные балки тележек грузовых вагонов, балансиры и соединительные балки тележек, рамы тележек ЦМВ, КВЗ И2, КВЗ-ЦНИИ, корпуса автосцепок, тяговые хомуты поглощающих аппаратов и др.

Минимальная длина выявляемого дефекта должна быть равна 2мм.

При феррозондовом методе контроля в зависимости от магнитных свойств материала, размеров и геометрии контролируемых деталей реализуются два способа контроля: способ приложенного поля (СПП), заключающийся в намагничивании деталей и регистрации, магнитных полей рассеяния дефектов при включенном (установленном на деталь) намагничивающем устройстве НУ; способ остаточной намагниченности (СОН), заключающийся в намагничивании изделий и регистрации магнитных полей рассеяния после снятия или выключения намагничивающих устройств (в остаточном магнитном поле).

Контроль СПП рекомендуется применять для изделий из материалов с коэрцитивной силой Н_с < 1280 А/м и остаточной магнитной индукцией В_г < 0,53 Тл. СОН следует применять для контроля изделий из материалов с высокими значениями коэрцитивной силы Н_с > 1280 А/м я В_г > 0,53 Тл.

Следует учитывать ложные срабатывания индикаторов дефектоскопов, не связанные с дефектами (структурная неоднородность материалов, магнитные пятна, шероховатость контролируемой поверхности, неоднородность намагничивающего поля), именуемыми помехами или фоном. Этот недостаток устранен при использовании дефектоскопов с автоматической (зависящей от фона) настройкой порога чувствительности.

1.1 Технические средства феррозондового контроля изделий

К средствам феррозондового контроля относятся: дефектоскопные феррозондовые установки, включающие в себя два дефектоскопа– градиентометра или магнитоизмерительных комбинированных прибора, намагничивающие устройства, стандартные образцы предприятий (СОГГ); дополнительные устройства, в состав которых входят измерители напряженности магнитного поля, зарядная станция, компьютер, преобразователь интерфейса.

1.2 Феррозондовые дефектоскопы

В настоящее время для феррозондового контроля используются дефектоскопы ДФ-201.1, а также магнитоизмерительные приборы — дефектоскопы Ф-205.03, Ф-205.30А, Ф-205.38. Они предназначены для обнаружения дефектов в деталях, измерения напряженности и градиента напряженности магнитного поля.

Таблица 1 – технические характеристики дефектоскопа ДФ-201.1

Основные технические характеристики феррозондового дефектоскопа

Дефектоскопы комплектуются феррозондовыми преобразователями с базой 3 или 4 мм, питаются от аккумуляторной батареи. Предусмотрено автоматическое отключение питания при разрядке аккумуляторной батареи ниже допустимого значения.

1.3 Феррозондовые преобразователи

Феррозондовые преобразователи, применяемые при контроле деталей подвижного состава, подразделяются на:

— феррозонды – полемеры, предназначенные для измерения абсолютной величины напряженности магнитного поля и преобразования ее в электрический сигнал;

— феррозонды – градиентометры, используемые для измерения градиента напряженности магнитного поля от одной точки контролируемой поверхности детали к другой.

Для измерения параметров магнитных полей используются также датчики Холла, магниторезисторы, пассивные индуктивные преобразователи (ПИП).

При отсутствии дефектов в намагниченных деталях магнитные силовые линии равномерно расположены вдоль поверхности детали.

Рассмотрим магнитное поле дефекта, представляющего собой бесконечно длинную трещину с ровными краями на детали с плоской поверхностью бесконечных размеров. Деталь намагничена вдоль поверхности перпендикулярно трещине. Так как воздух в трещине имеет большее магнитное сопротивление в сравнении с сопротивлением материала детали, то магнитные силовые линии обтекают трещину как внутри, так и вне детали и формируют магнитное поле рассеяния дефекта.

2. Общие положения

Феррозондовый метод неразрушающего контроля позволяет обнаруживать дефекты в предварительно намагниченной детали. Дефекты обнаруживаются за счет выявления пространственных искажений магнитного поля над дефектом. Искаженное поле над дефектом именуется полем рассеяния дефекта или полем дефекта. Выявляются поля рассеяния с помощью ФП, преобразующего градиент напряженности магнитного поля в электрический сигнал.

Обнаруживаются поверхностные и подповерхностные (лежащие в толще материала) дефекты типа нарушений сплошности: волосовины, трещины, раковины, закаты, ужимы и т.п. Метод применяют для обнаружения дефектов сварных швов: непроваров, трещин, неметаллических включений, пор и т. п.

В зависимости от размеров выявляемых поверхностных и подповерхностных дефектов, а также глубины их залегания, ГОСТ 21104 устанавливает одиннадцать условных уровней чувствительности метода.

ФП, применяемые при контроле деталей вагонов, подразделяют на:

- ФП-градиентометры, которые преобразуют в электрический сигнал градиент напряженности магнитного поля. Они используются для измерения градиента напряженности магнитного поля и дефектоскопирования;

- ФП-полемеры, которые преобразуют в электрический сигнал напряженность магнитного поля. Они используются для измерения напряженности магнитного поля.

ФП-градиентометры реагируют на пространственную производную (пространственное изменение) магнитного поля. При дефектоскопировании они имеют преимущество перед ФП-полемерами, так как над дефектами наблюдается резкое пространственное изменение поля.

В зависимости от магнитных свойств материала, размеров и геометрии контролируемой детали применяют два способа контроля:

- способ приложенного поля, который заключается в намагничивании изделия и регистрации магнитных полей рассеяния в присутствии намагничивающего поля;

- способ остаточной намагниченности, который заключается в намагничивании изделия и регистрации магнитных полей рассеяния после снятия намагничивающего поля (в остаточном поле).

Структурные неоднородности материала, магнитные пятна, шероховатость контролируемой поверхности и неоднородность намагничивающего поля, не связанная с дефектами, порождают на выходе преобразователя сигналы, именуемые помехами или фоном. Помехи являются причиной ошибок дефектоскопирования — пропусков дефектов и ложных браковок.

На деталях сложной формы уровень фона в разных точках различается значительно. Поэтому первоначальная настройка дефектоскопа с фиксированным порогом гарантирует высокую достоверность контроля лишь на определенном участке детали. При переходе к другому участку дефектоскоп необходимо перестраивать, что усложняет дефектоскопирование. Для того, чтобы его упростить, используются дефектоскопы с автоматической (зависящей от фона) перестройкой порога.

Феррозондовый контроль деталей проводя по операционным картам по ГОСТ 3.1502 или технологическим картам, составленным на основе настоящего РД и утвержденным главным инженером предприятия.

В технологической карте феррозондового контроля должны быть указаны:

- наименование детали;

- условное обозначение нормативных и технологических документов, на основании которых она разработана;