Способ обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов изделий

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АБТОРСКООМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

Союз Соаетскиз

Социалистическик

Рес у

«» i 004847 (61) Дополнительное к авт. саид-ву 9744301 (22) Заявлено 290182 (21) 3383333/18-25 с присоединением заявки -No(23) ПриоритетОпубликовано 150383. Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 150383

Р М К з

G 01 N 25/72

Госуаарствеииый комитет

СССР яо дмаи изобретеиия и открытий (ЩУДК 621 ° 791 °.1(088.8) К4 ",ил

E.Ô.Ãàâðèëèí, К.н.нлаличанакин, Эунйртйт, аи:Й4ффнркт

М.С.Марченко и Э.Г.Плинийг@р р

4

Научно-исследовательский институт металл (72) Авторы изобретения (74 ) Заявитель (54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ- ПОВЕРХНОСТНЫХ И ПОДПОВЕРХНОСТНЫХ

ДЕФЕКТОВ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к контролю качества поверхности прокатной продукции в черной металлургии.

По основному авт.св. 1Р 744301 известен способ обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов изделий, преимущественно прокатных заготовок, заключающийся в нагреве поверхности .заготовки токами высокой частоты и регистрации дефектов. по наличию градиента температуры по.верхности, при этом:нагрев заготовки ведут с частотой тока, при которой глубина нагрева равна толщине контролируемого слоя, а заготовку перемещают со скоростью.0,4-1 м/с)1).

Однако этот способ применим только для заготовок, имеющих .перед контролем температуру поверхности ниже

400- 500оС. При более высокой температуре металла значительное влияние на степень нагрева оказывают магнитные превращения стали вблизи точки

Кюри (723 С) . В местах исследуемого участка, достигших температуры точки

Кюри, величина магнитной проницаемости изменяется от 60-100 ед. до

1 ед. Это приводит к резкому увеличению глубины проникновения тока в сталь (а, следовательно, и глубины прогрева) и значительному замедлению интенсивности нагрева в этих точках.

В результате этого известный способ

5 не обеспечивает однозначного применения для металла, имеющего большой разброс температур (400-600 С) .

Целью изобретения является обес. печение стабильной чувствительности и разрешающей способности способа при, контроле подогретых свыше 400-600 С феррсиагнитных иэделий.

Поставленная цель достигается теМ, что согласно способу обнаружения поверхностных и подповерхностных де15 фектов иэделий, преимущественно про-. катных ваготовок. заключающемуся в том, чтб заготовку нагревают с частотой .тока, при которой глубина наг-. рева равна толщине контролируемого слоя, перемещают ее со скоростью

0.4-1 м/с и регистрируют дефекты по наличию градиента температуры поверхности, поверхность изделий предварительно нагревают до температуры, со25 ответствующей точке магнитных превращений материала иэделия.

Причем отношение частот источников тока предварительного нагрева

)и нагрева, при котором его глубина к

1004847

Контрастность

Скорость Номера Выявляезаготовки кадров масть

Частота кгц МГц м/с

Плохая

Плохая

2,5 50 0,2

5 . 100 0,2

1,2

Удовлетворительная

Удовлетворительная

1,3

15 250 0,2

20 300 0,2

20 400 0,2

1,4

1,5

Плохая

Плохая

2,1

2,5 50 0,3

50 равна толщине контролируемого слоя, равно 100-300.

При предварительной стадии нагрев заготовок до температуры точки Кюри ведут с частотой 50-70 кГц. Данная частота несколько ниже частоты тока, при которой глубина нагрева равна толщине контролируемого слоя (0,53 мм). Это необходимо для уменьшения влияния теплопроводности заготовки на температуру ее поверхности.

При этом для повышения чувствчтельности и разрешающей способности способа нагрев заготовки необходимо вести в режиме теплоемкости.

Поэтому, чтобы уменьшить количества переданного вглубь заготовки тепла при дальнейшем нагреве, при предварительной стадии ее нагревают на большую глубину, чем глубина пре. имущественного залегания дефектов.

Частота тока следующей стадии нагрева заготовки, имеющей магнитную проницаемость 1 ед„ составляет

5-30 мГц и определяется глубиной преимущественного залегания дефектов, которая, как уже было сказано, равна 0,5-3 мм.

На чертеже изображена установка, с помощью которой реализуется предлагаемый способ (вариант) .

Установка для обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов изделий включает транспортный рольганг 2, по. которому может перемещаться заготовка 1. Над заготовкой по 35 ходу ее перемещения расположены пирометр 3, определяющий температуру заготовки и задающий в соответствии с этим скорость перемещения рольганга. высокочастотный генератор 4 40 предварительной стадии нагрева, высокочастотный генератор 5 стадии нагрева, при котором создается градиент температур, и устройство б для регистрации местоположения дефектов.

Заготовка 1, перемещаясь по рольгангу 2, проходит под пирометром 3, затем, если температура заготовки ниже точки магнитных превращений, происходит предварительная стадия нагрева индуктором 4 до 723 С. Создание градиента температур происходит с помощью высокочастотного генератора 5, индуктор которого расположен по ходу движения заготовки эа индуктором предварительной стадии нагрева. Полученный градиент температур регистрируется радиометром б.

Предлагаемый способ опробован на установке, которая включает транспортный рольганг, позволяющий перемещать заготовки (квадрат 80 мм ) со скоросТью 0-1 м/с, высокочастотную установку ЛПЗ-67, перестроенную на частоты 50,60,70 кГц с колебательной мощностью 63 кВт, тиристорный преобразователь частоты СЧИ-100/2,4 мощность 100 кВт, частота 2,4 кГц), высокочастотную установку ВЧИ-25, пе- . рестроенную на частоты 5,15,20 мГц с колебательной мощностью 25 кВт.

Контролируют одну грань заготовки квадратного сечения со .стороной 80 мм.

Заготовку до исходного состояния (горячий металл с температурой 600 С) нагревают одновитковым индуктором, подключенным к тиристорному преобразователю СЧИ-100/2,4. Затем одну из граней заготовки нагревают накладным индуктором, подключенным к высокочастотной установке ЛПЗ-67 до температуры, соответствующей точке магнитных превращений (723 C).

Градиент температур создают с помощью накладного индуктора и высокочастотной установки ВЧИ-25.

Тепловое изображение поверхности заготовки получают с помощью прибора

ТПН1-22-11, имеющего электронно-оптический преобразователь с кислородносеребряно-цезиевым фотокатодом.

Данные экспериментов сведены в

iTà6ëèöó.

1004847

Продолжение таблицы

Выявляемость

Частота

Скорость заготовки м/с

Номера кадров

Контрастность

5 100 . 0 3

15 250 0,3

20 300 0 3

20 400 0,3

2,2

Хорошая

Хорошая

2,3

2,4

2,5

Плохая

Плохая

Формула изобретения

Заказ 1872/54

71 Подписное

ППП "Патент", од, ул.Проектная,4

Из таблицы видно, что оптимальными условиями для выявления дефектов являются отношение частот первой и второй стадий нагрева 100-300 и скорость перемещения заготовки0,3 м/с.

Исследования показывают, что данным способом выявляются практически все дефекты, встречающиеся преимущественно в прокатном производстве: трещины, закаты, пустоты, волосовины.

1. Способ обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов изделий по авт.св. Р 744301, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью обеспечения стабильной чувствительности и разрешающей способности способа при контроле подогретых свыше 400-600 С ферромагнитных изделий. поверхность изделия предварительно нагревают до температуры, соответствующей точке магнитных превращений материала изделия.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем. что отношение частот источников тока предварительного нагрева и нагрева, при котором

30 его глубина равна толщине контролируемого слоя, равно 100-3041 °

Источники информации. принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

35 Р 744301, кл. G 01 N 25/72, 1976 (прототип}.