Технология магнитопорошкового контроля деталей железнодорожного транспорта.

Инженер НПФ «ПРОМПРЫЛАД» Е.В. Дубовой.

 Магнитопорошковый контроль нашел широкое применение в авиации, химическом машиностроении, при контроле крупногабаритных конструкций , магистральных трубопроводов, судостроении, автомобильной и во многих других отраслях промышленности, но особенно широко и повсеместно он применяется на железнодорожном транспорте. Магнитопорошковый метод контроля имеет высокую производительность, наглядность результатов контроля и высокую чувствительность. При правильной технологии контроля деталей этим методом обнаруживаются трещины усталости и другие дефекты в начальной стадии их появления. Так при использовании магнитной суспензии с черным порошком надежно выявляются поверхностные микротрещины размером: шириной раскрытия от 0,001 мм и более, глубиной 0,01-0,03 мм и более.

 Суть метода такова: магнитный поток в бездефектной части изделия не меняет своего направления; если же на пути его встречаются участки с пониженной магнитной проницаемостью, например дефекты в виде разрыва сплошности металла (трещины, неметаллические включения и т.д.), то часть силовых линий магнитного поля выходит из детали наружу и входит в нее обратно, при этом возникают местные магнитные полюсы (N и S) и, как следствие, магнитное поле над дефектом. Так как магнитное поле над дефектом неоднородно, то на магнитные частицы, попавшие в это поле, действует сила, стремящаяся затянуть частицы в место наибольшей концентрации магнитных силовых линий, то есть к дефекту. Частицы в области поля дефекта намагничиваются и притягиваются друг к другу как магнитные диполи под действием силы так, что образуют цепочные структуры, ориентированные по магнитным силовым линиям поля.

 В зависимости от магнитных свойств материала, формы и размеров контролируемой детали, наличия на ней немагнитного покрытия применяют два способа контроля:

• Контроль на остаточной намагниченности
• Контроль в приложенном поле.

 Как уже отмечалось, магнитопорошковый метод широко применяется при контроле деталей подвижного состава, тяговоподвижного состава и моторовагонного подвижного состава железных дорог Украины. Для многих деталей магнитопорошковый метод контроля является фактически единственно возможным. В тоже время парк приборов и установок магнитопорошкового контроля в депо и вагонноремонтных заводах в большенстве своем как технологически, так и морально устарел.

 Отвечая потребностям рынка, ООО «Промприлад» начала уделять особое внимание разработкам и производству оборудования для магнитопорошкового контроля.

 Обладая значительным научным потенциалом, талантливыми конструкторами и солидными производственными возможностями, ООО «Промприлад» обеспечивает своих заказчиков оборудованием с уникальными техническими характеристиками при высоком качестве и доступных ценах.

 Одной из таких разработок компании является изготовленная и поставленная по заказу ОАО «Интерпайп «Нижнеднепровский трубопрокатный завод» «Установка колес железнодорожного транспорта – УМПК-1». ОАО «Интерпайп «Нижнеднепровский трубопрокатный завод» (НТЗ,г. Днепропетровск, Украина) – это один из 3-х действующих в СНГ производителей более 240 типоразмеров колес и бандажей для железнодорожного транспорта, которые поставляются железным дорогам в более чем 60 стран мира.

 Установка отвечает требованиям таких нормативных документов на магнитопорошковый контроль, как ГОСТ 21105, PrEN 13262, ISO 6933, ААR M107, DIN EN ISO-9934-1,2,3. Условный уровень чувствительности магнитопорошкового контроля установки «В» по ГОСТ 21105. Система реализует полуавтоматический магнито-люминисцентный контроль ж/д колес 55 типоразмеров диаметром от 650 мм до 1300 мм со скоростью контроля до 40 колес в час.

 Структурно система «УМПК-1» состоит из таких основных частей, связанных единой системой управления:

• механической части;
• аппаратно-вычислительного комплекса, который в свою очередь состоит из:
1. пультов операторов;
2. аппаратно-вычислительного блока;
• система подготовки и полива магнито-люминисцентной суспензией;
• система намагничивания и размагничивания колеса;
• система УФ освещения.

 Основные технические характеристики установки:

• обеспечивается реализация методов магнитопорошкового контроля колеса в соответствии с:
1. ГОСТ 21105 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод»;
2. ISO 6933;
3. PrEN 13262;
4. DIN EN ISO – 9934 – 1,2,3;
5. AAR M 107.
• условная чувствительность магнитопорошкового контроля «В» согласно ГОСТ 21105;
• обеспечивает выявление поверхностных дефектов минимальной условной длины 2 мм с шириной раскрытия не менее 25 мкм.
• контроль колес 55 типоразмеров диаметром от 650 до 1300 мм;
• время перенастройки установки под другой типоразмер не более 30 мин.
• время контроля колеса не более 1,5 мин.;
• производительность контроля: 40 колес в час;
• документирование результатов контроля;
• возможность интегрирования системы видео-наблюдения для удаленного управления процессом контроля;

 Еще одной крупной разработкой компании является магнитопорошковый дефектоскоп МД-83 ПК ІІ У (см. рис.5). Магнитный дефектоскоп применяется в качестве универсального для магнитопорошкового контроля стальных ферромагнитных изделий цилиндрической формы с отверстиями (например: таких как пружины, детали буксового узла, сегменты труб и т.п.), а так же для контроля крупногабаритных деталей пропусканием тока по ним. Намагничивание производится импульсным током.

Рис.5. Магнитопорошковый дефектоскоп МД-83 ПК ІІ У

 Основные технические характеристики дефектоскопа:

• Максимальное значение импульсного тока составляет:
1. в медном стержне, не менее 10000 А;
2. в контролируемой детале, не менее 1500 А;
• Индукция магнитного поля составляет:
1. при пропускании тока по медному стержню, не менее 1,3 Тл;
2. при пропускании тока по пружине, не менее 1,3 Тл.
• Электрическое питание дефектоскопа……………………….. 220 В, 50 Гц;
• Время непрерывной работы дефектоскопа, не менее восьми часов.
• Габаритные размеры дефектоскопа, не более…….. 100 мм x 120 мм x 75 мм.
• Масса дефектоскопа, не более…………………………. 200 кг.

 Дефектоскоп успешно работает на заводе ОАО «Донецкгормаш» (г. Донецк, Украина) входящего в состав ЗАО НПК "Горные машины" – объединения крупных машиностроительных предприятий-изготовителей угольного и горнорудного оборудования.

 Также ООО «Промприлад» выпускает целый ряд универсальных портативных ручных магнитопорошковых дефектоскопов, таких как электромагнит МД-01ПК (магнитные клещи), МД-4К, МД-4КМ, УниМАГ-01. Эти дефектоскопы могут быть использованы для контроля надрессорных балок и боковых рам тележек вагонов, сварных соединений и т.п.

 Ручное намагничивающее устройство (магнитные клещи) МД-01 ПК III У предназначено для выявления поверхностных и подповерхностных дефектов типа нарушения сплошности металла магнитопорошковым методом на локальных участках крупногабаритных изделий путем создания приложенного переменного или постоянного магнитного поля. Блок намагничивающий представляет собой электромагнит с регулируемыми полюсами, позволяющими создавать постоянное и переменное магнитное поле на поверхностях любых ферромагнитных материалов, а также производить размагничивание контролируемых деталей.

Рис.6. Дефектоскоп магнитопорошковый МД-01ПК (магнитные клещи)

 Магнитопроводы выполнены из магнитомягкого материала, поверхность магнитопроводов защищена от коррозии гальваническим покрытием. Дефектоскоп может применяться для контроля качества промышленной продукции при ее изготовлении и эксплуатации в различных отраслях промышленности. Дефектоскоп изготавливается в двух исполнениях: 1) питание дефектоскопа от сети 220В; 2) питание дефектоскопа от аккумулятора 12В.

 Основные технические характеристики дефектоскопа:

• Тип дефектоскопа…………переносной;
• Размер контролируемого при дефектации участка на поверхности изделия…………0 – 320 мм;
• Максимальный рабочий ток…………5(3*) А;
• Рабочее напряжение…………230(12*) В;
• Частота…………50 – 60 Гц;
• Габаритные размеры…………185х175х65 мм;
• Диапазон рабочих температур…………минус 40 °С до плюс 50 °С;
• Масса дефектоскопа в комплекте, не более…………5 кг.

 *Магнитный дефектоскоп работающий от аккумулятора 12 В.

 Дефектоскоп МД-4К (на постоянных магнитах) предназначен для контроля локальных участков крупногабаритных ферромагнитных деталей магнитопорошковым методом. В качестве намагничивающих элементов использованы постоянные магниты, поэтому дефектоскопу не требуется электропитание, что позволяет использовать его в полевых условиях во взрыпо- и пожароопасных средах, строительных площадках.

Рис.9. Дефектоскоп МД-4К

 Основные технические характеристики:

• Тип дефектоскопа…………………………переносной
• Блоки намагничивающие комплектуются круглыми (МД4-4К)………постоянными магнитами
• Средний размер контролируемого при дефектации участка на поверхности детали ….120 мм
• Максимальная напряженность поля у полюсов блоков намагничивания, не менее..1100 А/см.
• Усилие отрыва блоков намагничивания от ферромагнитной поверхности составляет……35-40 кгс.
• Масса дефектоскопа в комплекте, не более ……….. 70 кг.

 Для удобства работы был выпущен усовершенствованный дефектоскоп МД-4КМ, оснащенный набором полюсных наконечников и тросовой перемычкой, которые позволяют качественно проконтролировать детали разнообразной формы и облегчить работу дефектоскописта.

 

Рис.10. Дефектоскоп МД-4КМ

 Одна из последних разработок компании, ультра легкое намагничивающее устройство на постоянных магнитах УниМАГ-1, предназначено для намагничивания участков сварных соединений и поверхностей изделий из ферромагнитных материалов приложенным магнитным полем при обнаружении поверхностных и подповерхностных дефектов в процессе проведения неразрушающего контроля магнитопорошковым методом. Намагничивающее устройство может эксплуатироваться в цеховых, лабораторных, полевых условиях, на высотных объектах и в условиях, где энергоснабжение затруднено или недопустимо по правилам техники безопасности, при температуре окружающей среды от минус 30оС до плюс 50оС и относительной влажности до 95% при температуре 35оС.

Рис.11. Дефектоскоп УниМАГ-01

 Основные технические характеристики:

• Тип дефектоскопа…………………переносной;
• Блоки намагничивания комплектуются постоянными магнитами из сплава Fe-Nd-B
• Средний размер контролируемого при дефектации участка на поверхности детали……200 мм
• При номинальном расстоянии между полюсами 200 мм обеспечивается напряженность магнитного поля не менее………… 20 А/см
• Максимальная напряженность поля у полюсов блоков нвмагничивания, не менее…2400 А/см
• Габаритные размеры дефектоскопа:
• цилиндрические пластмассовые корпуса O 35 мм и длиной 120 мм,
• гибкий магнитопровод длиной 400 мм,
• Масса устройства - 0,8 кг.

 Наша компания предлагает потребителям большой выбор аксесуаров для магнитопорошкового контроля, таких как:

• Сухие магнитные порошки и порошки для приготовления магнитных суспензий: ПжВ5-71, а также вдущих зарубежных производителей таких как Ely Chemical и д.р.;
• Готовые к применению суспензии в аэрозолях;
• Средства для качественного распыления магнитных суспензий;
• Миллитесламетры;
• И многое другое.

 НПФ «ПРОМПРЫЛАД» разрабатывает и производит как универсальные, так и специализированные магнитопорошковые комплексы. Если перед Вами стоит задача неразрушающего контроля поверхности изделий, наши специалисты разработают и предложат то, что требуется именно в Вашем конкретном случае.

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 21105-87 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод».
2. ЦВ – 0052 «Інструкція з неруйнівного контролю деталей та вузлів вагонів магнітопорошковим, вихрострумовим та ферозондовим методами та з випробування на розтягнення».
3. РД–13–03–2006 . Методические рекомендации а порядке проведения магнитопорошкового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах.
4. ASTM E-1444: Standard Practice for Magnetic Particle Examination.
5. Шелихов Г.С. Магнитопорошковая дефектоскопия деталей и узлов: практическое пособие. М.: НТЦ «Эксперт, 1995».

Категории:

Партнёры: