ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ОТМЕТЧИК ДЕФЕКТОВ

Полезная модель относится к области неразрушающих методов контроля, а именно к конструированию электромагнитных отметчиков дефектов.
Обнаруживаемые в процессе неразрушающего контроля (ультразвуковом, радиографическом, капиллярном, магнитопорошковом и т.п.) дефектные зоны необходимо отметить на поверхности исследуемого объекта для осуществления последующего ремонта, а в случае контроля листового проката - проведения оптимальной раскройки листа.
При ручном контроле упомянутую операцию производят отметкой мелом, которая не эффективна. При ультразвуковом контроле отметку мелом приходится производить или по поверхности покрытой контактной смазкой, что приводит к размыванию отметки, или по сухой поверхности, но далеко от эпицентра дефекта, что значительно снижает точность отметки координат.
Кроме того, поскольку между отметкой дефекта и проведением ремонта дефектного участка проходит значительное время, меловая отметка случайно, а иногда и сознательно уничтожается. Это приводит к необходимости повторного контроля объекта.
При автоматизированном, например ультразвуковом контроле, в качестве отметчиков дефектов используют краскопульты, весьма критичные к качеству краски, запыленности помещения и т.п.
Наиболее близким, принятым за прототип, является электромагнитный отметчик дефектов, содержащий, расположенный в цилиндрическом корпусе, соленоид с сердечником и маркирующий элемент (см. Разработанную в ЦНИИТМАШе в 1968 г. «Установку для автоматизированного УЗ контроля трубных заготовок», модель УДЦ - 18ТЗ, чертеж ПО 54.00.00.000, ксерокопия прототипа прилагается).
Недостатком указанного электромагнитного отметчика является выполнение маркирующего элемента в виде трубчатой емкости с красителем прижатой к обрезиненному колесу. При подаче тока в соленоид сердечник входит в соленоид и
через приводной механизм прижимает емкость с красителем и колесом к изделию и при перемещении последнего оставляет отметку в виде закрашенной полосы. Указанный отметчик дефектов может быть использован только при автоматическом контроле.
Предложен электромагнитный отметчик дефектов, содержащий, расположенный в цилиндрическом корпусе, соленоид с сердечником и маркирующий элемент, отличающийся тем, что он снабжен электроприводом контактирующим с сердечником соленоида, соединенным с маркирующим элементом, выполненным в виде вращающегося и возвратно-поступательно перемещающейся в осевом направлении коронки, снабженной расположенными по ее периферии режущими элементами; сердечник соленоида выполнен составным из двух жестко соединенных между собой по торцу соосных частей, один из которых выполнен из ферромагнитного, а другой - из диамагнитного материалов; сердечник соленоида выполнен полым с размещенным в его полости ультразвуковым преобразователем; упомянутая коронка дополнительно охвачена электромагнитом; отметчик дефектов снабжен пустотелой рукояткой с источником питания.
Предложенное устройство повышает достоверность отметки дефектов как при ручном, так и автоматизированном контроле (при относительно небольших скоростях, например при контроле трубных заготовок), образуя в процессе работы «процарапанные» на поверхности исследуемого объекта отметки в виде окружностей. Эти отметки хорошо видны и устраняемы только с использованием абразивного камня, что практически устраняет подлог.
Для пояснения описываемого объекта приведены чертежи, где на фиг.1 изображен продольный разрез устройства, на фиг.2 - приведена конструкция полого сердечника соленоида с ультразвуковым преобразователем, на фиг.3 - конструкция устройства с рукояткой и на фиг.4 - схематически изображена коронка с дополнительным электромагнитом.
Как видно из чертежей, электромагнитный отметчик дефектов (см. фиг.1) содержит, расположенный в цилиндрическом корпусе 1, обмотки соленоида 2 с сердечником 3 и маркирующий элемент, выполненный в виде вращающейся и возвратно-поступательно перемещающейся в осевом направлении коронки 4,
снабженной расположенными по ее периферии режущими элементами 5. На сердечнике 3 закреплен с возможностью вращения якорь 6 с возвратной пружиной 7. Обмотки соленоида 2 (собственно катушка) расположены между подшипниками 8. Отметчик дефектов снабжен муфтой 9, электродвигателем 10 и не показанными на чертежах источника питания и выключателя.
Как видно из фиг.2, сердечник 3 соленоида выполнен полым, внутри которого размещен ультразвуковой преобразователь 11. Сердечник соленоида выполнен составным из двух жестко соединенных между собой по торцу соосных частей (см. фиг.3), один из которых 12 выполнен из ферромагнитного материала, а другой 13 - из диамагнитного материала. Описываемое устройство может быть снабжено жестко закрепленной в верхней части корпуса 1 пустотелой рукояткой 14, в полости которой размещается источник питания и выключатель, не показанные на чертежах.
Коронка 4 с режущими («царапающими») элементами 5 (см. фиг.4) дополнительно снабжена электромагнитом 15.
Описываемое устройство работает следующим образом.
При включении тока в соленоид якорь 6 притягивается к полюсам (на черт. не обозначены) корпуса 1, сердечник 3 втягивается в соленоид и прижимает режущие элементы 5 коронки 4 к поверхности объекта контроля, электродвигатель 10 приводит во вращение коронку 4. В результате на поверхности контролируемого объекта прорезается («процарапывается») отметка в виде окружности. При протяженном дефекте отметчик перемещается по всей его длине, оставляя светлую полосу составленную из сотен процарапанных окружностей.
Так как на поверхности контролируемого изделия имеются многочисленные риски, царапины или иные дефекты неправильной формы, оставленные режущими элементами коронки отметки в виде окружностей, то есть фигуры строгой геометрической формы хорошо различимы даже при тусклом освещении.
Такие устройства в виде пистолетов (см. фиг.3) (или «тросточек» - фиг.1) с автономным электропитанием могут использоваться как дефектоскопистами, так и работниками отделов технического контроля, а также другими специалистами. Время нанесения отметки практически не превышает 3 секунд.
Для исключения мускульных усилий контролера для прижатия дефектоотметчика к изделию в соленоиде размещен пустотелый проходной фланец 16 из ферромагнитного материала (см. фиг.1). Проходной фланец 16 может быть установлен или только со стороны нижнего подшипника 8 или проходить во внутрь обмотки соленоида 2 до балластного зазора с якорем 6.
При отсутствии тока в обмотке соленоида 2 корпус 1, якорь 6 и проходной фланец 16 составляют разомкнутый магнитопровод имеющий балластный зазор со стороны якоря 6 и открытый в сторону активной поверхности контролируемого изделия. При включении тока якорь 6 замыкает корпус 1 и проходной фланец 16, которые в свою очередь притягиваются к активной поверхности ферромагнитного изделия, составляя замкнутую магнитную цепь.
Выполнение сердечника пустотелым в виде проходного фланца 16 из ферромагнитного материала позволяет разместить в его полости тонкостенный цилиндр 17 (как в подшипнике) связанный с якорем 6 для обеспечения осевого перемещения и электродвигателем 10 через ременную 18 или зубчатую передачу. На торце тонкостенного цилиндра 17 укреплена коронка 4 (см. фиг.2). Внутри цилиндра 17 неподвижно закреплен, например, с помощью цангового зажима, ультразвуковой преобразователь 11. При сканировании оператор находит дефект, определяет максимум сигнала на экране дефектоскопа и производит маркировку в виде окружности, в центре которой находится эпицентр дефекта.
Описанное устройство позволяет существенно упростить технологический процесс контроля, например листового и сортового проката, и повысить его достоверность.
Выполнение сердечника составным из ферромагнитного и диамагнитного материалов позволяет исключить жесткую фиксацию осевого положения коронки с режущими элементами. Такая конструкция обеспечивает «мягкое» подпружинивание коронки к изделию, реализуя режим «плавающей» головки без дополнительной пружинной подвески.
Кроме того, изменение положения места соединения частей сердечника относительно отметки и нижнего донышка корпуса, через которое сердечник выходит, позволяет регулировать силу прижатия режущих элементов к поверхности контролируемого изделия.
В ряде случаев конструктивно удобнее и энергетически более выгодно, чтобы соленоид обеспечивал только возвратно-поступательное движение сердечника. В этих случаях для прижатия коронки к контролируемому изделию коронку охватывает дополнительный электромагнит 15 (см. фиг.4).
При ручном контроле отметку дефектов удобнее выполнять при наличии у устройства пустотелой рукоятки 14, в полости которой размещается источник питания батарейного или аккумуляторного типа.
Таким образом описанное устройство позволяет четко фиксировать дефекты в контролируемом изделии, устраняет возможность сознательного уничтожения отметок при существенном упрощении технологии контроля и повышении его достоверности.