Министерство  образования Республики Беларусь

Министерство  образования Российской Федерации

Белорусско-Российский университет

Кафедра «Физические методы контроля»

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Пояснительная записка

к курсовой работе по курсу

«Приборы  и методы электромагнитного контроля»

 
 
 

    Тема  работы: Разработка устройства и методика магнитного контроля сварных швов трубопровода в полевых условиях. 
 
 
 

Работу  выполнил студент Романов А.А.

                                Группа ПС-01 

Руководитель  работы Новиков В.А. 
 
 
 
 
 
 

     Могилев 2004

 
 

Министерство  образования Республики Беларусь

Министерство  образования Российской Федерации

Белорусско-Российский университет

Кафедра «Физические методы контроля»

«Приборы  и методы электромагнитного контроля»

 
 
 

    Тема  работы: Разработка устройства и методика магнитного контроля сварных швов трубопровода в полевых условиях. 
 
 
 

Работу  выполнил студент Романов А.А.

                                группа ПС-01 

Руководитель  работы Новиков В.А. 
 
 
 
 
 

     Могилев 2004

 

      Содержание 

   Введение             

 

   1. Постановка задачи             

   2. Характеристика объекта контроля          

   3. Обоснование выбора метода контроля          

   4. Анализ литературных источников с целью выбора способа контроля    

   5. Анализ литературных источников с целью разработки или

   модернизации  оборудования для контроля         

   6. Компоновка, расчет и разработка оборудования для контроля      

   7. Описание устройства для контроля и принцип его действия       

   8. Разработка методики контроля            

   9. Разработка метрологического обеспечения средств контроля      

   10. Мероприятия по охране труда           

   Выводы                 

   Список  литературы             

 

      

      Введение

 

      Повышение уровня надежности и увеличение ресурса  машин и других объектов техники  возможно только при условии выпуска продукции высокого качества во всех отраслях машиностроения. Это требует непрерывного совершенствования технологии производства и методов контроля качества. В ряде случаев выборочный контроль исходного металла, заготовок, полуфабрикатов и готовых изделий ответственного назначения на заводах не гарантирует их высокое качество, особенно при серийном и массовом изготовлении. В настоящее время все более широкое распространение получает стократный неразрушающий контроль продукции на отдельных этапах производства. Для обеспечения высокой эксплуатационной надежности машин и механизмов большое значение имеет также периодический контроль их состояния без демонтажа или с ограниченной разборкой, производимый при обслуживании в эксплуатации или ремонте.

      В современных условиях стремительного научно-технического прогресса роль неразрушающего контроля значительно  возросла. Без этого высокоэффективного и производительного контроля невозможно, например, развитие космической, авиационной и атомной техники и современной энергетики, а также обеспечение безопасности движения на транспорте.

 

       1. Постановка задачи

 

      В данной курсовой работе необходимо разработать  устройство и методику магнитного контроля сварных швов трубопровода в полевых условиях. 

      Исходными данными являются: 

      диаметр трубы-1420 мм;

      толщина стенки-16 мм;

      материал-сталь 09Г2; 

      Недопустимые  дефекты сплошности: протяженные  – глубиной более 10% от толщины, локальные - более 25% . Сварные швы выполнены ручной дуговой сваркой.                                                                                                     

 

      2. Характеристика объекта контроля

 

      В качестве объекта контроля выступает  трубопровод, с диаметром труб-1420 мм и толщиной-16мм. Данные трубы изготавливаются из стали 09Г2. Основные виды дефектов, которые нас интересуют, будут располагаться в местах сварных соединений и будут представлять собой поры, различные включения,  непровары,  трещины, дефекты сплошности. Тип дефектов: протяженные и локальные. Причем, протяженные считаются недопустимыми дефектами, если они составляют более 10% от толщины стенки трубы, а локальные - более 25%. Данный трубопровод предназначен для транспортировки жидкостей или газов. Эксплуатируется на открытом воздухе и следовательно для него характерен перепад температур, которые соответствуют климатическому поясу в котором он расположен. В нашем случаи умеренный пояс с диапазоном температур от –35 - +35 С.

 

     3 Обоснование выбора  метода контроля

 

     При проведении контроля технического состояния  сложных систем и агрегатов одной из актуальных является задача объективного и своевременного обнаружения дефектов различной природы и организация контроля за развитием дефектов из-за старения элементов при эксплуатации.

     Одним из путей предотвращения нежелательных  последствий от эксплуатации изделий с дефектами является систематическое использование методов неразрушающего контроля. Дефектом называется каждое отдельное несоответствие продукции требованиям нормативно-технической документации. Однако в практике применения средств неразрушающего контроля нет полного соответствия понятия “дефект” определению по стандарту. Обычно под дефектом понимают отклонение параметра от требований проектно-конструкторской документации, выявленное средствами неразрушающего контроля. В данном объекте контроля дефекты  производственно-технологические, возникающие в процессе изготовления изделия.

     Выбор метода неразрушающего контроля  должен быть основан помимо априорного знания о характере дефекта на таких  факторах, как:

     -условия  работы изделия;

     -форма и размеры объекта;

     -физические свойства материала;

     -условия контроля и наличие подходов к проверяемому объекту;

     -технические условия на изделия, содержащие количественные критерии недопустимости дефектов и зачастую нормирующие применение методов контроля на конкретном изделии;

     -чувствительность методов.

     Достоверность результатов определяется чувствительностью  методов неразрушающего контроля, выявляемостью  и повторяемостью результатов.

     Чувствительность  метода контроля является важной его  характеристикой.

     Специфические особенности каждого вида неразрушающего контроля делают необходимым проведение анализов всех видов неразрушающего контроля для качественного решения поставленных задач. В основу классификации методов неразрушающего контроля положены физические процессы взаимодействия физического поля или вещества с объектом контроля. С точки зрения физических явлений, на которых они основаны, выделяют девять видов неразрушающего контроля. Каждый из видов контроля подразделяют по трем признакам:

     -по характеру взаимодействия поля с объектом контроля;

     -по  первичному информативному параметру  физического поля;

     -по  способу получения первичной  информации.

     Проанализируем  различные методы неразрушающего контроля с точки зрения возможности их применения для обнаружения дефектов в сварных швах полотнищ. Так как обнаружению подлежат внутренние дефекты, то оптические методы и методы контроля течеисканием для этих целей не пригодны. Весьма проблематично применение для обнаружения дефектов в сварных конструкциях тепловых методов. Остановимся более подробно на анализе акустических, вихретоковых, радиационных и магнитных методов контроля.

     Вихретоковый  вид неразрушающего контроля основан  на анализе взаимодействия электромагнитного поля вихретокового преобразователя с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в контролируемом объекте. Его применяют только для контроля изделий из электропроводящих материалов. Вихретоковый вид позволяет выявить поверхностные и подповерхностные трещины глубиной 0,1…0,2 мм и протяженностью более 1мм., расположенные на глубине до 1мм. На чувствительность значительное влияние оказывает зазор между преобразователем и поверхностью контролируемого изделия, а также взаимное расположение преобразователя и изделия, форма и размеры объекта контроля. С увеличением зазора чувствительность метода резко падает. Существенно снижает чувствительность метода к обнаружению дефектов и структурная неоднородность зоны контроля /3,4/.

     Вихретоковые  методы редко применяют при контроле сварных швов, так как электропроводность отдельных зон шва и около шовной зоны значительно меняются, то это создает помехи при выявлении дефектов сварного шва /4/.

     Радиационный  вид неразрушающего контроля основан  на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения после  взаимодействия его с контролируемым объектом.

     Методы  радиационной дефектоскопии могут  успешно применятся для обнаружения  несплошностей в ответственных  металлоконструкциях. Наиболее чувствительны  они по отношению к объемным дефектам (поры, шлаковые включения). Однако обнаружение узких трещин и стянутых непроваров особенно ориентированных под углом к лучу просвечивания при этом не гарантируется. Кроме того, контроль радиационными методами имеет низкую экономичность и невсегда высокую производительность. Так по данным ряда отраслевых НИИ, затраты на радиографический контроль одного метра шва больше в 10 раз, а время – в 13 раз по сравнению с магнитографическим методам /4/.

     Акустический  вид неразрушающего контроля основан  на регистрации параметров упругих  волн, возникающих или возбуждаемых в объекте. К основным преимуществам ультразвуковой дефектоскопии относятся высокая чувствительность, мобильность аппаратуры, оперативность в получении результатов, низкая стоимость контроля. Методы широко распространены в промышленности для выявления дефектов: трещин, непроваров, шлаковых включений в сварных швах, – при толщине стенки изделия от 1 до 2800 мм. Основными недостатками акустических методов являются высокие требования к чистоте обработки поверхности объекта контроля, трудность создания надежного акустического контакта между преобразователем и изделием, имеющим криволинейную поверхность, неудовлетворительная выявляемость дефектов в поверхностном слое металла. Последнее особенно важно при контроле тонкостенных изделий, так как в этом случае могут быть пропущены дефекты значительной величины (по отношению к толщине стенки изделия), которые сильно ослабляют контролируемое сечение /5/.

     Магнитные методы контроля основаны на обнаружении  магнитных полей рассеяния, возникающих при наличии различных дефектов сплошности, в намагниченных изделиях из ферромагнитных материалов. Поля рассеяния могут фиксироваться с помощью различных индикаторов и преобразователей: магнитного порошка, феррозонда, индукционного преобразователя и т.д.