Способ выявления расшатанных заклепок в клепаных соединениях

 

Изобретение относится к магнитному неразрушающему контролю изделий и может быть использовано при выявлении расшатанных заклепок в клепаных соединениях. Сущность: выявление расшатанных заклепок осуществляют с помощью магнитных датчиков с определением разности напряженностей магнитных полей рассеяния между естественно намагниченными головкой и прилегающей к ней части соединяемой детали. За величину напряженности магнитного поля рассеяния прилегающей части детали принимают или среднее значение единичных значений напряженностей магнитных полей рассеяния в различных точках, расположенных по окружности вокруг головки заклепки, или среднее значение напряженностей магнитных полей рассеяния над верхней и нижней головками заклепок. Технический результат - выявление расшатанных заклепок в клепаных соединениях на ранней стадии их расшатывания с высокой степенью достоверности. 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к магнитному неразрушающему контролю изделий и может быть использовано при выявлении расшатанных заклепок в клепаных соединениях.

Из уровня техники известен способ ультразвукового качества контроля клепаных соединений (Ультразвуковые дефектоскопы типа УЗД-НИИ М-5 и применение их при контроле качества сварных и клепаных соединений. Информационное письмо. Ленинград, ЛИИЖТа, 1961).

Выявление дефектов, а именно трещин, по данному способу осуществляют путем прозвучивания призматическим щупом, перемещающимся около заклепки таким образом, чтобы ось луча была касательна к поверхности стержня заклепки. При перемещении щупа его непрерывно поворачивают на 10-15^o от среднего положения.

Данный способ позволяет выявить интеркристаллитные трещины только в наружных листах клепаных соединений без выемки заклепок.

Недостатком данного способа является также то, что в случае соединения деталей с накладками трещины в основном листе не выявляются. Кроме того, данный способ не позволяет выявить такой дефект заклепок, как их расшатанность вследствие их деформирования в процессе работы.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому является распространенный способ выявления расшатанных заклепок в клепаных соединениях по свободному перемещению заклепок относительно соединяемых деталей под действием приложенного усилия (например, рукой).

Недостатком данного способа является то, что по данному способу можно обнаружить уже расшатанные заклепки по их свободному перемещению относительно соединяемых деталей, заклепки же с незначительным расшатыванием осязанием вручную и зрением определить невозможно, то есть раннее выявление расшатанных заклепок в клепаных соединениях по этому способу исключено.

Техническим результатом настоящего изобретения является выявление расшатанных заклепок в клепаных соединениях на ранней стадии их расшатывания с высокой степенью достоверности.

Технический результат достигается тем, что способ выявления расшатанных заклепок в клепаных соединениях, включающий выявление расшатанных заклепок, при этом выявление расшатанных заклепок осуществляют с помощью магнитных датчиков с определением разности напряженностей магнитных полей рассеяния между естественно намагниченными головкой и прилегающей к ней часть соединяемой детали, кроме того, за величину напряженности магнитного поля рассеяния прилегающей части детали принимают или среднее значение единичных значений напряженностей магнитных полей рассеяния в различных точках, расположенных по окружности вокруг головки заклепки, или среднее значение напряженностей магнитных полей рассеяния над верхней и нижней головками заклепок.

Сравнение предлагаемого технического решения с прототипом позволило установить наличие отличительных от прототипа признаков, следовательно, данное техническое решение соответствует критерию "НОВИЗНА".

Проведенные исследования уровня техники не выявили известность предлагаемого способа выявления расшатанных заклепок в клепаных соединениях, что доказывает соответствие заявляемого технического решения критерию "ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ".

В основу предлагаемого способа выявления расшатанных заклепок в клепаных соединениях заложена совокупность действия физико-механических процессов, таких как магнитоупругий, магнитомеханический эффекты, а также нарушение сплошности магнитной цепи в зоне выявляемого дефекта.

В новых заклепочных соединениях действуют все три эффекта, но величина разности напряженностей магнитных полей рассеяния заклепки и сопрягаемой части соединяемой детали не велика и примерно одинакова во всех заклепках соединения при одинаковой технологии сборки.

В процессе эксплуатации заклепочных соединений под действием различных знакопеременных сил, а также под действием остаточных напряжений сборки происходит деформирование некоторых заклепок в виде расшатывания их, при этом сопрягаемые поверхности заклепок и соединяемых деталей деформируются (сминаются), и уже на ранней стадии деформирования (расшатывания) заклепок происходит резкое изменение разности естественной намагниченности между заклепкой и соединяемой деталью за счет одновременного воздействия магнитомеханического и магнитоупругого эффектов, а также за счет разрыва сплошности магнитной цепи.

Измеряя с помощью магнитных датчиков возникающую разность напряженностей магнитных полей рассеяния между заклепкой и соединяемыми деталями, можно определить расшатанные заклепки на их ранней стадии расшатывания.

Заявляемый способ иллюстрируется на примере выявления расшатанных заклепок, фиксирующих хвостовики лопаток паровых турбин.

Устанавливают датчики на головку заклепок и на прилегающую к головке часть детали, измеряют напряженность магнитного поля рассеяния в этих точках, определяют разность измеренных величин. При величине разностей напряженностей магнитных полей рассеяния более 150 А/м заклепку относят к расшатанной, чем больше разность, тем больше степень расшатанности. В силу того, что скрепляемая деталь по окружности вокруг заклепки может быть намагничена неравномерно, чтобы повысить достоверность измерения, необходимо провести измерение напряженности на головке заклепки и в нескольких точках на соединяемой детали вокруг заклепки. Берется средняя величина и определяется разность между средней величиной напряженностей магнитных полей рассеяния на соединяемой детали и напряженностью магнитного поля рассеяния на головке заклепки.

В зависимости от вида конструкции и условия ее работы расшатанность заклепок происходит вокруг одной из ее головок, а вокруг другой может не происходить. В этом случае для определения степени общей расшатанности заклепок измерение напряженностей следует провести на обоих головках и на прилегающих к головкам частях соединяемых деталей. Определяют среднее значение напряженностей, измеренных на головках заклепки, и среднее значение напряженностей на прилегающих к головкам частях соединяемых деталей. Находят разность напряженностей магнитных полей рассеяния между этими средними величинами и определяют степень общей расшатанности заклепок.

Для каждой конструкции, работающей в различных условиях, устанавливается свой критерий расшатанности заклепок. Для этого по всем заклепкам измеряют разность напряженностей магнитных полей рассеяния, определяют среднее значение этих разностей по всем заклепкам, которое принимается за нормальное, соответствующее отсутствию расшатанности состояние клепаного соединения. Находят среднее квадратическое отклонение от среднего значения разностей напряженностей магнитных полей рассеяния и прибавляют к среднему значению разностей напряженностей тройную величину среднего квадратического отклонения, и этот результат принимают за критерий расшатанности.

Для измерения разностей напряженностей магнитного поля рассеяния на исследуемом клепаном соединении можно использовать либо один датчик, последовательно переставляя его в измеряемые точки, либо несколько датчиков, объединенных в одну конструкцию.

Предлагаемый способ выявления расшатанных заклепок в клепаных соединениях, позволяющий с высокой достоверностью выявить расшатанные заклепки на ранней стадии их расшатывания, найдет успешное промышленное применение в соответствующих отраслях промышленности.

Формула изобретения

1. Способ выявления расшатанных заклепок в клепаных соединениях, включающий выявление расшатанных заклепок, отличающийся тем, что выявление расшатанных заклепок осуществляют с помощью магнитных датчиков с определением разности напряженностей магнитных полей рассеяния между естественно намагниченными головкой заклепки и прилегающей к ней частью соединяемой детали.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что за величину напряженности магнитного поля рассеяния прилегающей части соединяемой детали принимают среднее значение единичных значений напряженностей магнитных полей рассеяния в различных точках, расположенных равномерно по окружности вокруг головки заклепки.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что за величину напряженности магнитного поля рассеяния принимают среднее значение напряженностей магнитных полей рассеяния над верхней и нижней головками заклепок.