Способ обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов изделий

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. Союз Сфаетскид Сециалистическик Республик(22) Заявлено 29,01.82 (21) 3383333/18-25с присоединением заявки М(23) ПриоритетОпубликовано 150383 Бюллетень Йо 10Дата опубликования описания 150383 РМ К з 6 01 й 25/72 Государственный комитет СССР о дмаи изобретений и открытий2прогрева и значительному замедлениюинтенсивности нагрева в этих точках.В результате этого известный способ 5 не обеспечивает однозначного применения для металла, имеющего большойразброс температур (400-600 С) .Целью изобретения является об.печенке стабильной чувствительни разрешающей способности способа при,контроле подогретых свыше 400-600 Сферрсиагнитных иэделийПоставленная цель достигается теМ,что согласно способу обнаружения поверхностных и подповерхностных де фектов иэделий, преимущественно прокатных ваготовок. заключающемусяв том, чтб заготовку нагревают с частотой тока, при которой глубина наг-.рева равна толщине контролируемогослоя, перемещают ее со скоростью0,4-1 м/с и регистрируют дефекты поналичию градиента температуры поверхности, поверхность изделий предварительно нагревают до температуры, со ответствующей точке магнитных пре"в ащений материала иэделия. Изобретение относится к контролю качества поверхности прокатной продукции в черной металлургии.По основному авт.св, 9 744301 известен способ обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов изделий, преимущественно прокатных заготовок, заключающийся в нагреве поверхности .заготовки. токами высо кой частоты и регистрации дефектов. по наличию градиента температуры по.верхности, при этом:нагрев заготовкиведут с частотой тока, при которой глубина нагрева равна толщине контро-. лируемого слоя, а заготовку перемещают со скоростью.0,4-1 м/с 111,Однако этот способ применим только для заготовок, имеющих .перед контролем температуру поверхности ниже 400-500 оС. 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 увеличе нию глубины проникновения тока в сталь (а, следовательно, и глубины есоститношение частот источни- .едварительного нагревапри котором его глубинаВ Причеков тока и нагрев лК 3 а. Н.Ф.Гаанилин, К.н.нлаличанакии, Э,щфу 4 т, а:Ййфщкт М.С.Марченко и Э.Г.Плинийгри4Научно-исследовательский институт металл1004847 Контрастность Скорость Номера Выявляезаготовки кадров мость Частота кГц МГц м/с Плохая Плохая 2,5 50 0,2 5 . 100 0,2 1,2 Удовлетворительная Удовлетворительная 50 1,3 15 250 0,2 20 300 0,2 20 400 0,2 60 1,4 70 1,5 Плохая Плохая 50 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, 5 при которой глубина нагрева равна толщине контролируемого слоя (0,5- 3 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, 25 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 роль- ганг 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 роль. гангу 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, перестроенную на частоты 50,60,70 кГц с колебательной мощностью 63 кВт, тиристорный преобразователь частоты СЧИ/2,4 мощность 100 кВт, частота 2,4 кГц) высокочастотную установку ВЧИ, 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/2,4. Затем одну из граней заготовки нагревают накладным индуктором, подключенным к высокочастотной установке ЛПЗдо температуры, соответствующей точке магнитных превращений (723 С).Градиент температур создают с помощью накладного индуктора и высокочастотной установки ВЧИ.Тепловое изображение поверхности заготовки получают с помощью прибора ТПН 1-22-11, имеющего электронно-оптический преобразователь с кислородно- серебряно-цезиевым фотокатодом.Данные экспериментов сведены в таблицу.1004847 Продолжение таблицы Выявляемость Частота Скоростьзаготовким/с Номера кадров Контрастность 50 5 100 . 0,3 15250 0,3 20 300 0,3 20 400 0,3 2,2 Хорошая Хорошая 60 2,3 70 2,4 50 2,5 Плохая Плохая Формула изобретения аз 1872/ Подписно ППП "Патент,од, ул.Проектная, Из таблицы видно, что оптимальными условиями для выявления дефектов являются отношение частот первой и второй стадий нагрева 100-300 и скорость перемещения заготовки,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 щ и й с я тем, что, с целью обеспечения стабильной чувствительности и разрешающей способностиспособа при контроле подогретых свыше 400-600 фС Ферромагнитных изделий.поверхность изделия предварительнонагревают до температуры, соответствующей точке магнитных превращенийматериала изделия.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем. что отношение частот источников тока предварительного нагрева и нагрева, при котором 30 его глубина равна толщине контролируемого слоя, равно 100-3041Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР 35 Р 744301, кл. 6 01 М 25/72, 1976