Способы выявления неисправностей и методы неразрушающего контроля деталей сборочной единицы вагона

Методы акустического контроля основаны на свойстве упругих волн создавать тесные связи с некоторыми свойствами материалов (анизотропией, плотностью, упругостью и др.) Поскольку акустические свойства твердых веществ и воздуха значительно разнятся, становится возможным выявление с помощью акустических методов неразрушающего контроля малейших дефектов, определение качества шлифовки и толщины поверхностей.

Сфера применения акустических методов довольно широка. Идею, связанную с регистрацией и анализом параметров упругих волн используют ультразвуковые дефектоскопы. Их применение имеет широкую область: все, проводящие акустические волны материалы. Методы контроля делятся на активные и пассивные, в зависимости от характера взаимодействия с контролируемым объектом. В первом случае исследуются волны, которые возникают в самом объекте, в этом случае по шумам работающего устройства можно сказать о его исправности, неисправности и даже определить характер неисправности. К активным методам относятся способы, базирующиеся на измерении интенсивности пропускаемого или отражаемого объектом акустического сигнала.

Акустические методы неразрушающего контроля используются для обнаружения как внутренних, так и поверхностных дефектов (нарушений сплошности, неоднородности структуры, межкристаллитной коррозии, дефектов склейки, пайки, сварки и т.п.). Этот метод дает возможность измерять геометрические параметры, когда доступ к изделию затруднен, а также физико-механические свойства металлов и изделий из них без их разрушения. Методы звукового диапазона (импедансный, свободных колебаний и др.) методы ультразвукового диапазона (эхо-импульсный, резонансный, теневой, эмиссионный, велосиметрический).

Магнитные методы неразрушающего контроля предполагают анализ взаимодействия контролируемого объекта с магнитным полем. Их используют чаще всего для обнаружения внутренних и поверхностных дефектов объектов, выполненных из ферромагнитных материалов.

Основные магнитные методы неразрушающего контроля – магнитопорошковый, феррозондовый, индукционный и магнитографический метод. Самый распространенный из способов неразрушающего контроля – магнитопорошковый. Он основывается на явлении неоднородности магнитного поля над местом дефекта. Чтобы произвести контроль магнитопорошковым методом, готовят сначала поверхность контролируемого объекта, намагничивают ее и обрабатывают магнитной суспензией. Металлические частицы в неоднородном магнитном поле над повреждением притягиваются друг к другу, образуя цепочные структуры, которые сразу выявляются при осмотре деталей.

Магнитно-порошковый метод широко применяется на заводах промышленности, ремонтных предприятиях. Он дает возможность выявить поверхностные трещины, микротрещины, волосовины, флокены и другие дефекты.

Остальные методы имеют схожий принцип, только вместо магнитного порошка в разных случаях для создания и регистрации магнитного поля используется катушка индуктивности (индукционный метод), магнитная лента и датчик с магнитной головкой (магнитографический метод), феррозондовый датчик, который регистрирует поля рассеивания (феррозондовый метод).

Магнитографический метод чаще всего используют для контроля сварных соединений. Он дает возможность выявлять трещины, непровары, шлаковые и газовые включения и другие дефекты в сварных швах. Феррозондовый метод используется для обнаружения тех же дефектов, что и магнитопорошковый метод. Он позволяет также определять дефекты на глубине до 20 мм, с его помощью измеряют толщину листов и стенки сосудов, при наличии двухстороннего доступа.

Вихретоковые методы неразрушающего контроля предполагают исследование взаимодействия электромагнитоного поля вихретокового преобразователя с наводимым в объекте контроля электромагнитным полем вихревых токов с частотой до 1 млн. Гц.

Этот метод служит для контроля объектов, изготовленных из проводников тока. Метод позволяет получить информацию о химическом составе и геометрическом размере изделия, о структуре материала, из которого объект изготовлен, и обнаружить дефекты, залегающие на поверхности или в подповерхностном слое (на глубине 2-3 мм). Наиболее часто используемый прибор этого метода – вихретоковый дефектоскоп.

Принцип контроля – следующий: катушка индуктивности возбуждает в объекте контроля вихревые токи, их регистрирует приемные измеритель, в роли которого выступает та же самая или другая катушка. Интенсивность распределения токов в контролируемом объекте дает возможность судить о размерах изделия, свойствах материала, наличии несполошностей.

Основными методами вихретокового контроля также являются метод рассеянного излучения, который построен на регистрации рассеянных волн или частиц, отраженных от дефекта, и эхо-метод, или метод отраженного излучения, базирующийся на регистрации отраженных от дефекта поля и волны.

На основе метода вихревых токов разработаны и широко применяются приборы для измерения толщины листов и покрытий, диаметра проволоки и прутков. Этот метод применяется для профилактического контроля лопаток турбин газотурбинных двигателей, сварных и литых узлов элементов конструкций и др.

1) 2)

1 – ВП, 2 – фиксирующая насадка

Рисунок 3— Контроль гребня цельнокатаного колеса

а) б) в)

а) – зоны контроля диска колеса;

б) – сканирование приободной зоны диска колеса;

в) зигзагообразное сканирование зоны перехода от диска к ступице.

Рисунок 4 — Контроль диска колеса

Рисунок 5 — Контроль кромки ступицы