Technical Diagnostics and Non-Destructive Testing, 2016, №04



2016 №04 (03)

DOI of Article 10.15407/tdnk2016.04.04

2016 №04 (05)

---

Техническая диагностика и неразрушающий контроль, №4, 2016 стр. 21-26
 

Дослідження вихрострумових методів виявлення та оцінки змін структури під час шліфування виробів із теплостійкої сталі ВКС-5

В. М. Учанін¹, М. В. Сидоренко²

¹G.V. Karpenko Physico-Mechanical Institute, NASU
²Zaporozhye National Technical University

Реферат:
Розглянуто проблему виявлення та оцінки шліфувальних припалювань сталевих виробів. Запропоновано спосіб виготовлення зразків зі шліфувальними припалюваннями різної глибини на основі варіації режимів шліфування. Проведено дослідження зразків із теплостійкої сталі ВКС-5 із припалюваннями загартовування з товщиною від 2…3 до 100 мкм. Використано два вихрострумові методи, побудовані на застосуванні підвищених робочих частот (200 МГц) і визначенні змін імпедансу вихрострумового перетворювача в діапазоні робочих частот від 5,9 до 8 МГц (змінно-частотний метод). Показано кореляційні залежності показів приладів від товщини припалювання загартовування. Підтверджено високу чутливість вихрострумового методу до припалювань загартовування, особливо в випадку використання підвищених робочих частот. Сформульовано напрямки подальших досліджень. Бібліогр. 24, рис. 8.
 
Ключові слова: шліфувальні припалювання, вихрострумовий метод, вихрострумовий перетворювач
 
The problem of detection and assessment of grinding burn marks in steel products is considered. A method is proposed to prepare samples with grinding burn marks of different depth, based on variation of grinding modes. Investigation of samples from heat-resistant steel VKS-5 with hardening burn marks of thickness from 2…3 to 100 ~m was conducted. Two eddy current methods, which are based on application of higher working frequencies (200 MHz), were used, and changes of impedance of eddy current converter in working frequency range from 5.9 to 8 MHz (variable frequency method) were determined. Correlation dependencies of instrument readings on hardening burn mark thickness are shown. High sensitivity of eddy current method to hardening burn marks was confirmed, particularly in the case of application of higher working frequencies. Directions of further studies were defined. 24 References, 8 Figures.
 

1. Производство зубчатых колес газотурбинных двигателей / Ю. С. Елисеев, В. В. Крымов, И. П. Нежурин [и др.]; под ред. Ю. С. Елисеева. – М.: Высшая школа, 2001. – 493 с.
2. Ящерицын П. И. Тепловые явления при шлифовании и свойства обработанных поверхностей / П. И. Ящерицын, А. К. Цокур, М. Л. Еременко. – Минск: Наука и техника, 1973. – 184 с.
3. Лебедев В. Г. Механизм образования прижогов при шлифовании деталей из закаленных сталей / В. Г. Лебедев, Н. Н. Клименко, С. А. Аль-Аджелат // Наукові нотатки. 2013. – Вип. 40. – С. 141–143.
4. Лебедев В. Г. Фазово-структурный состав поверхностных слоев деталей при шлифовании / В. Г. Лебедев, Е. А. Луговская // Інформаційні технології в освіті, науці та виробництві. – 2015. – Вип. 3(8). – С. 204–212.
5. ISO 14104:2014. Gears – Surface temper etch inspection after grinding, chemical method, International Organization for Standardization, 2014. – 17 p.
6. А. с. 949440 СССР, МКИ G01N23/20. Способ определения поверхностных прижогов / М. А.Тихонов, А. П. Сарычев, И. С. Ульянов; опубл. 07.08.82, Бюл. № 29.
7. Пат. 2407996 Россия. Неразрушающий способ экспрессного выявления зон на поверхности металлических деталей со шлифовочными или эксплуатационными прижогами / Э. А. Кочаров, В. С. Олешко; опубл. 27.12.2010, Бюл. № 36.
8. Учанин В. Н. Оптимизация электромагнитного контроля поверхностных слоев зубчатых колес ГДТ, изготовленных из теплостойких сталей / В. Н. Учанин, М. В. Сидоренко, А. И. Вильчек // Доклады Х Межд. научн.-техн. конф. «Прогрессивные технологии жизненного цикла авиационных двигателей и энергетических установок», Алушта: сборник тезисов докладов. – Запорожье: изд-во Запорожского национального технического ун-та, 2013. – С. 106–107.
9. Суоминен Л. Обнаружение дефектов шлифования деталей из ферромагнитных материалов с использованием эффекта Баркгаузена / Л. Суоминен // В мире неразрушающего контроля. – 2011. – № 2 (52). – С. 74–78.
10. Остапенко В. Д. Применение электроиндуктивного метода для оценки физического состояния шлифованной поверхности стали / В. Д. Остапенко, В. С. Гайдамакин, О. П. Чихачев // Дефектоскопия. – 1971. – № 5. – С. 56–61.
11. А. с. 3767II СССР, МКИ G01N27/86. Способ контроля качества шлифования ферромагнитных сталей / В. Д. Остапенко, В. С. Гайдамакин, О. П. Чихачев; опубл. 5.04.1973, Бюл. № 17.
12. Остапенко В. Д. Исследование возможности контроля качества шлифования закаленных сталей токовихревым методом / В. Д. Остапенко, В. С. Гайдамакин, О. П. Чихачев. – М.: Энергия, 1971. – 173 с.
13. Мельников И. В. Неразрушающий контроль поверхностных слоев рабочих поверхностей деталей подшипников / И. В. Мельников, Е. Н. Семенов, Р. К. Трушкевич // Сб. научных трудов ВНИИПП. – 1987. – Вып. 3. – С. 146–158.
14. Zosch A. Detection of Near Surface Damages in Crank Shafts by Using Eddy Current Testing / A. Zosch, Ch. Seidel, K. Hartel // 19th World Conf. on Non-Destructive Testing. – Munich. – 2016. – Access mode: www.ndt.net.
15. Hartel K. Various Approaches to Obtain an Eddy Current Signal in Case of Overheating / K. Hartel, A. Zosch, M. Seidel, Ch. Seidel // 19th World Conf. on Non-Destructive Testing. – Munich. – 2016. – Access mode: www.ndt.net.
16. Пат. 100738 Україна. МПК G01N27/90. Спосіб виготовлення зразків для настроювання приладів контролю змін структури під час шліфування поверхні / В. М. Учанін, М. В. Сидоренко; опубл. 10.08.2015, Бюл. № 15.
17. А. с. 1753394 СССР, МКИ G 01 N 27/90. Способ получения меры для поверки приборов неразрушающего контроля / В. Н. Учанин, Ю. В. Поздняков, Ю. Н. Агапов. – № 4733631/28; опубл. 07.08.92, Бюл. № 29.
18. Uchanin V. Elevated Frequencies in Eddy Currents – New Possibilities of Thin Surface Layer Evaluation / V. Uchanin // 15th World Conference on Nondestructive Testing. – Rome. – 2000. – Access mode: www.ndt.net.
19. А. с. 1785341 СССР, МКИ G 01 N 27/90. Вихретоковый преобразователь / В. Н. Учанин, Ю. С. Грабский, И. Г. Яковенко. – № 4851379/28; заявл. 16.07.90.
20. А. с. 1663525 СССР. МКИ G 01 N 27/90. Способ вихретокового контроля тонких поверхностных слоев / В. Н. Учанин, Н. П. Калинин, Ю. С. Грабский; опубл. Бюл. № 26.
21. Учанін В. М. Розробка методів та засобів контролю пошкодженості приповерхневих шарів виробів із титанових сплавів / В. М. Учанін, О. П. Осташ // Проблеми ресурсу і безпеки експлуатації конструкцій, споруд та машин. – Київ: ІЕЗ ім. Є. О. Патона НАН України, 2006. – С. 578–582.
22. Antonelli G. Non-destructive condition assessment of serviced MCrAlY coatings / G. Antonelli // Turbine Forum: Nice-France, 2002.
23. Пат. 7175720 США, МКИ С21D1/55. Non-destructive testing method of determining the depletion of a coating / Schnell G., Antonelli K., Germerdonk (Швейцарія, Італія); – № 10/726542; заявл. 4.12.2003; опубл. 13.02.2007; НКИ 148/509. – 8 с.
24. Учанін В. М. Вихрострумовий метод виявлення та оцінки змін структури під час шліфування виробів із теплостійких сталей / В. М. Учанін, М. В. Сидоренко // Матеріали 7-ї Міжн. наук.-техн. конф. «Сучасні прилади, матеріали і технології для неруйнівного контролю і технічної діагностики машинобудівного і нафтогазопромислового обладнання». – Ів.-Франківськ: ІФНТУНГ, 2014. – С. 42–45.

 
Надійшла до редакції 02.08.2016
Подписано в печать 3.11.2016