Восстановление маркировочных обозначений на металлических изделиях

Для восстановления удаленных обозначений на металлах применяют в основном две группы методов:

· физические;

· химические и электрохимические.

Физические методы, являясь в основном неразрушающими, наиболее предпочтительны для применения. Те из них, которые используются для восстановления обозначений, можно условно разделить на следующие группы:

1. дефектоскопические методы, которые в свою очередь подразделяются на следующие:

· гамма- и рентгеновская дефектоскопия. Метод заключается в облучении объекта гамма или рентгеновскими лучами. Выявление обозначений основано на неравномерном ослаблении рентгеновского или гамма-излучения, проходящего через участки материала с различной плотностью и структурой.

Излучение, прошедшее через уплотненные участки материала, вызывает меньшее почернение фотопленки по сравнению с участками, имеющими нормальную плотность материала. По этой же причине наблюдается уменьшенное свечение флюоресцирующего экрана, стоящего на выходе излучения, либо более слабый электрический ток, если приемником излучения служит ионизационнаый детектор. Метод позволяет регистрировать наличие и форму участков с повышенной плотностью и измененной структурой, которые соответствуют форме штрихов выявляемых обозначений.

Способы фиксации результатов в соответствии с особенностями используемого метода подразделяются на фотографический, визуальный либо с помощью ионизационного детектора. Наибольшее распространение получил фотографический метод, позволяющий зафиксировать "скрытое" маркировочное обозначение на рентгеновскую пленку, заключенную в светонепроницаемую камеру.

При визуальном методе изображение возникает на экране, покрытом специальным флюоресцирующим составом и находящемся в поле зрения наблюдателя. Визуальный метод дает возможность наблюдать выявленные обозначения без их документальной фиксации.

Рентгенографический метод может быть реализован при использовании стационарных рентгеновских комплексов (например, "Рентген-30-2") или с помощью переносных рентгеновских дефектоскопов типа "МИРА-2".

· инфракрасная дефектоскопия. В данном методе на объект направляется инфракрасное излучение. В месте набивки знаков, вследствие нарушений кристаллической решетки, отраженное излучение, фиксируемое с помощью тепловизора, будет отличаться от излучения, отраженного от областей с ненарушенной кристаллической решеткой.

· вихретоковая дефектоскопия. Метод основан на использовании вихревых токов, изменяющих свои характеристики в зависимости от свойств материала, через который они пропускаются, и может быть применен для исследования поверхности и объема электропроводящих материалов. Метод может быть реализован с использованием вихретоковых дефектоскопов ВД-81Н, ВИ-97, МВД-3, ВНИИК-04 и др. Данные приборы позволяют обнаруживать трещины, выходящие на поверхность изделия, имеющие следующие минимальные размеры: длину – 2 мм, глубину – 0,5 мм, раскрытие – 0,01 мм. Обнаружение дефектов возможно под слоем лакокрасочного покрытия толщиной до 2,5 мм.

Данным методом возможно выявление дефектов металла в виде неоднородности структуры, невидимую глазом границу раздела разнородных металлов, различий в технологических режимах изготовления точечных сварных соединений, зоны, подвергавшейся сильному нагреву, наличие немагнитных включений под слоем лакокрасочного покрытия.

При исследовании маркировочных обозначений данным методом, например, возможно выявление измененных маркировочных обозначений кузовов транспортных средствах, изготовленных путем вваривания участка панели с иной маркировкой, либо наложением на первичную маркировку фрагмента панели со вторичной маркировкой.

· магнитные толщиномеры. Предназначены для измерения толщины немагнитных покрытий (шпатлевки, олова, латуни), нанесенных на ферромагнитное основание. Примером реализации данного метода является толщиномер МТ-41НУ конструкции МНПО "Спектр". При исследовании маркировочных обозначений прибор позволяет выявить изменения маркировки, связанные с нанесением поверх первичной маркировки слоя шпатлевки, олова, латуни, эпоксидной смолы, либо иных материалов, не обладающих ферромагнитными свойствами.

Например, при исследовании маркировки кузова, измерение толщины немагнитного покрытия, нанесенного на стальную панель, производится в месте расположения маркировки, а также в нескольких точках, находящихся вне маркировочной площадки. Установление факта изменения маркировочных обозначений в этом случае возможно благодаря тому, что толщина слоя немагнитного вещества, нанесенного для сокрытия первоначальной маркировки поверх маркировочной площадки, становится заметно больше, чем за ее пределами.

2. Магнитопорошковый метод (метод магнитной суспензии) – основан на обнаружении ферромагнитными частицами рассеянных магнитных полей, возникающих из-за изменения намагниченности насыщения материала в местах набивки знаков. Причиной изменения намагниченности насыщения является деформация кристаллической решетки. При реализации метода ферромагнитные частицы втягиваются в магнитный поток рассеяния над дефектным участком в материале. При этом деформированный участок отмечается скоплением частиц.

Процесс восстановления удаленного обозначения начинается с намагничивания образца, после чего его покрывают тонким слоем сухого ферромагнитного порошка либо суспензией порошка в жидкой дисперсной среде, например в трансформаторном масле, керосине или в мыльном водном растворе с антикоррозийными добавками. Намагничивающее поле для намагничивания образца должно быть направлено поперек или под большим углом к предполагаемому направлению штрихов выявляемого обозначения, а напряженность намагничивающего поля должна соответствовать намагниченности насыщения.

Для восстановления удаленных цифровых или буквенных обозначений предпочтительно использовать комбинированное намагничивание исследуемого объекта, схема которого приведена нарис. 4

Рис. 4

Схема комбинированного намагничивания объекта при использовании магнитопорошкового метода восстановления маркировочных обозначений

Продольное намагничивание осуществляется электромагнитом, а циркулярное – путем пропускания тока через исследуемый образец.

Магнитная суспензия, используемая для восстановления обозначений, представляет собой коллоидный раствор, т.е. устойчивую взвесь частиц твердого вещества в жидкости. Основной механизм, обеспечивающий устойчивость взвеси, – броуновское движение частиц. Последнее обеспечивается при выполнении двух условий: наличии частиц достаточно малых размеров и отсутствии совместного притяжения магнитных частиц, объединение которых приводит к возникновению агрегатов и их оседанию в поле сил тяжести. Чтобы предотвратить возникновение агрегатов, частицы твердого ферромагнетика покрывают слоем поверхностно-активного вещества (ПАВ), препятствующего их чрезмерному сближению и слипанию. Таким образом, магнитная суспензия, используемая для восстановления обозначений, представляет собой устойчивую коллоидную систему, состоящую из частиц твердого ферромагнетика достаточно малых размеров (50-500 А), покрытых слоем ПАВ и распределенных в жидкости-носителе. Веществами, используемыми для получения ферромагнитных частиц, могут быть железо, восстановленное водородом, магнетит (Fe₃О₄) и т.д. Жидкостью-носителем является трансформаторное масло, керосин, вода и пр.

Последовательность приготовления магнитной суспензии может быть представлена следующим образом: 35-40% раствор едкого натра в количестве 450 мл, разбавленный 1520 мл воды, и олеиновая кислота в количестве 1520 мл подогреваются раздельно, после чего 60 мл щелочи вливается при энергичном помешивании в подогретую олеиновую кислоту. Вначале образуются хлопья, а затем при подогревании и помешивании в течение 45-60 мин образуется пастообразная масса. После остывания в теплую массу вводят вначале 2 кг магнетита, а затем антикоррозионные вещества: жидкое стекло в количестве 350 мл, бура ‑ 210 г, азотнокислый калий ‑ 70 г. Водная магнитная суспензия получается из пасты путем ее растворения в обыкновенной воде из расчета 50-75 г пасты на 1 л воды.

В качестве магнитной суспензии возможно использовать магнитную жидкость промышленного изготовления, представляющую собой коллоидную суспензию однодоменных ферромагнитных частиц, взвешенных в жидком носителе. Особенностью данных магнитных жидкостей является их устойчивость к расслоению и высокая намагниченность насыщения.

Помимо магнитных свойств описанных жидкостей, для восстановления удаленных обозначений возможно использование их оптических свойств. В этом случае тонкий слой магнитной жидкости играет роль магнитооптического датчика, в котором поляризация проходящего через жидкость света определяется внешним магнитным полем. Для восстановления удаленных обозначений датчик в виде двух плоских тонких стекол, между которыми расположена магнитная жидкость, помещают на поверхности изделия. После намагничивания изделия маркировочные обозначения наблюдают сквозь скрещенные поляроиды.

Одним из вариантов магнитопорошкового метода является магнитооптический метод, основанный на визуализации наведенных магнитных полей объектов из ферромагнитных материалов. Наведенные магнитные поля предварительно копируются на промежуточный магнитный носитель ‑ специальную стальную или магнитную ленту. Для получения копии лента накладывается на поверхность объекта, который после или до этого намагничивается с помощью мощного постоянного или электромагнита. Затем лента просматривается с помощью специального устройства, основой которого является ферритгранатовый кристалл. Изображение рельефа поверхности объекта выводится на специальный дисплей или монитор компьютера.

В настоящее время метод реализован в аппаратно-программном комплексе "Вий-3", разработанном в Национальном техническом университете Украины (лаборатория средств спецтехники РТФ НТУУ), либо в его аналоге "Зоркий".

Магнитопорошковый и магнитооптический методы позволяют выявлять дефекты поверхности объектов (например, следы абразивной обработки, зачеканивания, инородные включения, раковины, следы локального отжига), замаскированные сварные швы, маскирующиеся наслоениями ржавчины или удаленные первичные обозначения без снятия ржавчины или лакокрасочного покрытия.

Поиск по сайту: