МАГНИТНЫЙ ДЕФЕКТОСКОП Российский патент 2001 года по МПК G01N27/84 

Изобретение относится к области дефектоскопии и предназначено для неразрушающего контроля изделий из ферромагнитных материалов на дефекты типа нарушений сплошности.

Известны магнитные дефектоскопы для индикации дефектов в ферромагнитных материалах в изделиях, содержащие следующие блоки силовой понижающий трансформатор, намагничивающее устройство, блок управления током, измерительную систему, систему суспензии и освещения (Г.С. Шелихов. Магнитопорошковая дефектоскопия деталей и узлов, Москва, 1995 г., с. 112-125).

Данные дефектоскопы обладают тем недостатком, что их конструкция в процессе контроля предусматривает операцию нанесения магнитоскопического индикатора (например, магнитной суспензии) непосредственно на поверхность изделия.

Это требует хорошей подготовки поверхности к контролю, ухудшает санитарные условия дефектоскопирования, увеличивает расход суспензии, приводит к необходимости промывки изделия после контроля. Наличие операции нанесения магнитного индикатора на поверхность приводит к уменьшению производительности контроля и соответственно к увеличению затрат на его проведение.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является дефектоскоп, который содержит блок питания, электромагнит и индикаторный пакет, состоящий из 2-х частей, в которых находятся по отдельности магнитный порошок и жидкая фаза (K.G. Walther. "The Magfoil Method", Material Evalution, 1983, т. 41, N 5, с. 582-585), взятый за прототип.

В процессе контроля с помощью этого известного устройства изделие намагничивается с помощью электромагнита, пакет помещается на контролируемый участок, содержимое отдельных частей пакета смешивается, при наличии дефекта в изделии на поверхности происходит отложение валика магнитного порошка в зоне расположения дефекта, затем полученная смесь полимеризуется и полученная дефектограмма служит документальным подтверждением результатов контроля.

Данный дефектоскоп не требует операции нанесения магнитоскопического индикатора на поверхность изделия, однако обладает тем недостатком, что используемый в нем индикаторный пакет пригоден лишь для однократного применения. Каждая новая операция контроля требует замены индикаторного пакета на новый. Это увеличивает расход дефектоскопических материалов, а также снижает производительность контроля.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является создание магнитного дефектоскопа, предназначенного для неразрушающего контроля ферромагнитных материалов с высокой производительностью контроля при одновременном уменьшении расхода дефектоскопических материалов. Поставленная задача достигается за счет технического результата, который может быть получен при осуществлении изобретения, а именно: повышение производительности контроля при одновременном уменьшении расхода дефектоскопических материалов за счет конструктивных особенностей выполнения и соединения отдельных элементов магнитного дефектоскопа, а также за счет применения магнитного индикаторного пакета многоразового использования, в котором предусмотрена возможность многократной записи и стирания изображения.

Технический результат достигается за счет того, что магнитный дефектоскоп, содержащий блок питания, электромагнит и индикаторный пакет, дополнительно содержит в межполюсном пространстве плоскую катушку, которая упруго закреплена на торцах электромагнита и ось которой проходит через центр электромагнита в плоскости его нейтрального сечения, а индикаторный пакет, содержащий магнитную жидкость с вязкостью 50-100 с Ст упруго подвешен к нижней плоскости катушки, кроме того, в верхней части ярма электромагнита выполнено смотровое окно.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Изобретение поясняется фиг. 1, 2 и 3, где изображены магнитный дефектоскоп (фиг. 1), относительное расположение катушки, полюсов электромагнита и индикаторного пакета при контроле плоских изделий (фиг. 2), то же самое при контроле цилиндрических изделий (фиг. 3).

Магнитный дефектоскоп (фиг. 1) содержит намагничивающее ярмо 1, в верхней части которого выполнено прямоугольное окно 2, намагничивающие обмотки 3. В межполюсном пространстве к торцам электромагнита на амортизаторах 6 упруго закреплена плоская катушка 4, ось которой проходит через центр электромагнита в плоскости его нейтрального сечения. Индикаторный пакет 5 с помощью упругих амортизаторов 7 подвешен снизу к катушке 4.

Сопоставительный анализ заявленного устройства с прототипом показывает, что заявленное устройство отличается наличием новой конструкции магнитного дефектоскопа, его элементов и связями, а именно тем, что оно дополнительно снабжено плоской катушкой, упруго закрепленной к торцам электромагнита, ось которой проходит через центр электромагнита в плоскости его нейтрального сечения, а индикаторный пакет содержит магнитную жидкость с вязкостью 50-100 с Ст и упруго подвешен к нижней плоскости катушки, кроме того, в верхней части ярма электромагнита выполнено смотровое окно.

Таким образом, заявленный магнитный дефектоскоп соответствует критерию изобретения "новизна".

Заявляемое изобретение соответствует также критерию "изобретательский уровень", поскольку при анализе патентной и научно-технической литературы было установлено, что использование в магнитных дефектоскопах дополнительной катушки, установленной определенным образом в межполюсном пространстве электромагнита, а именно упруго закрепленной на торцах электромагнита с осью, проходящей через его центр в плоскости нейтрального сечения электромагнита, неизвестно (см. Самойлович Г.С. Неразрушающий контроль металлов и изделий. М.: Машиностроение, 1976, с. 180-185).

Что касается магнитных жидкостей, то дефектоскопии известно применение магнитных жидкостей, но с вязкостью не более 36 с Ст (см. ГОСТ 21105-85). Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод). Применение магнитных жидкостей большей вязкости приводит к существенным трудностям при дефектоскопии изделий, поскольку при нанесении ее непосредственно на поверхность изделия вязкую жидкость трудно лить, распылять и вообще наносить на поверхность. Применение таких жидкостей в области дефектоскопии для неразрушающего контроля из анализа патентной и научно-технической литературы неизвестно.

Известно применение более вязких сред, например, при контроле магнитогуммированным методом (см. Дефектоскопия, 1981, N 11, с. 85-89). В этом случае используется смесь магнитного порошка и затвердевающих органических полимерных веществ, которой заполняют в процессе магнитного контроля труднодоступные места. Затем в течение нескольких часов смесь полимеризуется при одновременном воздействии магнитного поля и после этого полученную реплику с изображением дефекта вынимают из труднодоступного места. Способ обладает малой производительностью и не позволяет многократно использовать индикаторную массу.

Применение в предлагаемом изобретении для магнитной дефектоскопии индикаторного пакета с магнитной жидкостью вязкостью 50-100 сСт и катушки, размещенной в межполюсном пространстве позволяет, сохранив все достоинства магнитопорошкового метода (чувствительность, наглядность и простоту), использовать пакет многократно, записывая и стирая изображение с помощью катушки 4. Это позволяет увеличить производительность контроля и снизить расход дефектоскопических материалов, а также применение магнитной жидкости с повышенной вязкостью (в пределах 50-100 с Ст) позволяет в течение определенного периода времени сохранять изображение в пакете, используя его для документирования результатов контроля. Наличие в верхней части ярма электромагнита смотрового окна, существенно улучшающего осмотр контролируемого участка изделия в процессе дефектоскопии, из литературы также неизвестно. Все это дает основание сделать вывод о соответствии заявленного технического решения критерию "изобретательский уровень".

Устройство по фиг. 1,2,3 работает следующим образом.

На фиг. 2 и 3 показан дефектоскоп при контроле плоских и цилиндрических изделий.

Процесс дефектоскопии при этом происходит следующим образом.

1. Пакет 5 с индикаторной жидкостью путем встряхивания тщательно перемешивают до получения однородной среды.

2. С помощью упругих амортизаторов 7 подвешивают пакет снизу к катушке 4.

3. Помещают намагничивающее устройство на изделие, при этом индикаторный пакет 5 с катушкой 4 прижимается к поверхности, а нижняя часть пакета принимает форму поверхности изделия 8. Это позволяет контролировать изделия с грубой поверхностью, а также с поверхностью различной кривизны.

4. Включает намагничивающий ток в обмотки электромагнита.

5. Через окно 2 рассматривают изображение, полученное в индикаторном пакете 5.

В случае наличия дефекта в изделии на дне магнитного индикаторного пакета в месте расположения дефекта формируется отложение магнитного порошка в виде валика.

Для повторения процесса контроля ток в обмотках электромагнита выключают, снимают дефектоскоп с поверхности изделия, включают ток в катушке 4, при этом происходит стирание изображения в индикаторном пакете. Снова помещают намагничивающее устройство на тот же (если надо повторить контроль) или на новый участок изделия и повторяют операции контроля по п. 3-5. Если в процессе контроля магнитное изображение в пакете начинает терять контрастность, пакет необходимо отсоединить от дефектоскопа и тщательно перемешать магнитную жидкость до получения однородной среды.

В случае необходимости индикаторный пакет 5 с магнитным изображением дефекта может быть отсоединен от дефектоскопа и может служить документальным подтверждением наличия дефекта в изделии, поскольку изображение в пакете, благодаря большой вязкости среды, может сохраняться в течение нескольких суток.

Таким образом, применение предлагаемого магнитного дефектоскопа по сравнению с прототипом позволяет сократить расход дефектоскопических материалов ввиду многократного использования магнитного индикаторного пакета, что стало возможным благодаря применению в межполюсном пространстве электромагнита плоской катушки, ось которой проходит через центр электромагнита в плоскости его нейтрального сечения, позволяющей стирать изображение в пакете, а также индикаторных пакетов с магнитной жидкостью повышенной вязкости, позволяющей сохранять изображение в пакете в течение длительного времени. Все это позволяет увеличить производительность магнитного метода контроля и сократить расход дефектоскопических материалов.

Наличие окна в верхней части ярма электромагнита позволяет улучшить осмотр поверхности контролируемого изделия, а подвеска катушки и индикаторного пакета с помощью упругих амортизаторов дает возможность контролировать изделия с поверхностью различной кривизны.

Изобретение относится к магнитной дефектоскопии материалов и изделий. Дефектоскоп содержит блок питания, электромагнит и индикаторный пакет. Индикаторный пакет содержит магнитную жидкость. На торцах электромагнита в его межполюсном пространстве упруго закреплена плоская катушка, стирающая изображения в индикаторном пакете после использования. Индикаторный пакет подвешен к нижней плоскости катушки. В верхней части электромагнита выполнено смотровое окно. Дефектоскоп позволяет повысить производительность контроля и уменьшить расход дефектоскопических материалов за счет возможности многократной записи и стирания изображения. Изображение в пакете благодаря большой вязкости среды может сохраняться в течение нескольких суток и служить документальным подтверждением наличия дефекта в изделии. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Магнитный дефектоскоп, включающий блок питания, электромагнит и индикаторный пакет, отличающийся тем, что он дополнительно содержит в межполюсном пространстве плоскую катушку, упруго закрепленную на торцах электромагнита, при этом ее ось проходит через центр электромагнита в плоскости его нейтрального сечения, а индикаторный пакет содержит магнитную жидкость с вязкостью 50-100 сСт и упруго подвешен к нижней плоскости катушки. 2. Магнитный дефектоскоп по п.1, отличающийся тем, что в верхней части ярма электромагнита выполнено смотровое окно.