загрузка...
загрузка...
На головну

Засоби контролю якості промислової продукції

Дивіться також:
  1. I. Дезінтоксикаційні кошти трансфузійної терапії
  2. I. Рішення логічних задач засобами алгебри логіки
  3. I. Товарознавча характеристика овочевої продукції
  4. III. Радіорелейні засоби зв'язку
  5. ISO 9003 - Система Якості: Модель забезпечення якості при остаточному контролі і випробуваннях.
  6. IV. Оцінка якості та оплати медичних послуг.
  7. IV. Засоби створити у ворога нужду в запасах
  8. V Питання вихідного контролю
  9. V - об'єм продукції,
  10. VI. МАТЕРІАЛИ ДЛЯ КОНТРОЛЮ ЗА засвоєння теми.
  11. VIII. Вимоги до оцінювання якості освоєння основний професійної освітньої програми

У зв'язку з високим технічним рівнем сучасного виробництва до методів і засобів контролю якості продукції висувають високі вимоги по швидкодії, механізації і автоматизації контрольних операцій як при її виготовленні, так і в процесі експлуатації. Розвиток засобів контролю йде в напрямках підвищення точності вимірювань, зменшення габаритних розмірів і маси приладів, зниження вимірювальних зусиль приладів, зокрема, при лінійно-кутових вимірах, застосування нових фізичних методів вимірювань.

Перспективним напрямком розвитку вимірювальної техніки є механізація і автоматизація контрольних операцій, - як важливий засіб в підвищенні якості продукції, її надійності, а також зниження витрат на контроль, виключення впливу суб'єктивності контролю та підвищення точності.

Засоби контролю якості, що використовуються при виготовленні виробів, можуть бути розділені на три групи:

1) кошти неавтоматичного контролю;

2) автомати і автоматичні системи контролю;

3) засоби контролю автоматичних систем управління технологічними процесами.

Засоби неавтоматичного контролю використовуються для отримання інформації про один або декількох параметрах, що характеризують якість виробу. Зазвичай вони застосовуються при ручному контролі і відрізняються низькою продуктивністю і порівняно великою трудомісткістю контролю.

Автомати і автоматичні системи (лінії) контролю забезпечують отримання інформації про параметри, що всебічно характеризують якість контрольованого об'єкта. До складу таких систем можуть входити автоматичні транспортують, скануючі і сортувальні пристрої, індикатори та реєстратори різних видів. В основному ці системи призначені для разбраковки контрольованих виробів за принципом «вигідно - шлюб» або розсортування по одному або декільком параметрам. Прикладами таких систем служать автомати для сортування кульок по діаметру, автомати для контролю і сортування пальців і поршнів, лінія комплексного неруйнівного контролю сталевих прутків, що здійснює автоматичну розбракування за такими параметрами: дефекти порушення помилки, зневуглецьована ділянки, марка сталей, діаметр прутка.

Засоби контролю автоматичних систем управління технологічними процесами (АСУТП), призначені для видачі такої інформації, яка може бути використана для активного впливу на хід технологічного процесу в разі його порушення. До складу систем АСУТП, крім автоматичних ліній контролю, входять засоби обчислювальної техніки і автоматики для формування керуючих впливів.

Лінійні і кутові методи і засоби вимірювання складають 80 ... 90% від усіх існуючих в промисловості видів вимірювань. Широке поширення отримали універсальні засоби контролю, які використовуються для лінійно-кутових вимірювань.

Номенклатура вимірювальних засобів сучасного виробництва включає: вимірювальні головки; оптико-механічні прилади для вимірювання довжини; прилади для вимірювання похибок форми і взаємного розташування поверхонь; прилади для контролю шорсткості поверхні та ін.

Вимірювальні головки є багатоланковий важільний механізм, у якого лінійні переміщення вимірювального наконечника перетворюються в пропорційні кутові переміщення стрілки. Конструкція важільного механізму визначає їх розподіл на пружинні, важільно-зубчасті та зубчасті. Незалежно від конструкції механізму головки діляться на осьові, з переміщенням вимірювального стрижня 'паралельно шкалою головки, і торцеві - з переміщенням вимірювального стрижня перпендикулярно шкалою.

У вимірювальної пружинної голівці - мікрокатори використовується стрічкова спірально завита пружина. Механізм мікрокатори дозволяє отримати передавальні відносини до 10000 і більше, він не має похибки зворотного ходу, так як в ньому відсутні деталі, що зношуються. Різновидом мікрокатори є міанікатор, що представляє собою бічній індикатор, його конструкція дозволяє змінювати напрямок вимірювання. Іншим різновидом пружинного головки є мікатори, при зменшених габаритних розмірах ця головка має великі межі вимірювання. У оптікатори замість стрілки на пружині укріплено мініатюрне дзеркальце. Пучок світла від освітлювача попадаетнанего і відбивається на шкалу. У приладі є указателіполя допуску у вигляді світлофільтрів, що забарвлюють білий «зайчик» покажчика в різні кольори при виході контрольованого розміру на задані межі.

Оптико-механічні прилади для вимірювання довжини засновані на поєднанні оптичного важеля з механічною передачею. Найбільш поширеними приладами цієї групи є вертикальні і горизонтальні оптіметри. Вертикальний Оптиметри служить для вимірювання зовнішніх розмірів гладких точних виробів і калібрів, а горизонтальний - для вимірювання зовнішніх і внутрішніх розмірів. Їх можна використовувати з вимірювальними наконечниками різної форми і розмірів.

Контактні інтерферометри випускаються двох типів: вертикальні і горизонтальні. Рухоме дзеркало інтерферометра жорстко пов'язано з вимірювальним наконечником, що контактують з вимірюваним виробом. Зсув стрижня викликає пропорційне переміщення інтерференційних смуг. Длинномери служать для високоточних вимірювань зовнішніх лінійних розмірів виробів методом безпосередніх і порівняльних вимірювань. Для дистанційних лінійних вимірювань безконтактним способом служать катетометри.

Контроль похибок форми і взаємного розташування поверхонь є більш складним, ніж контроль лінійних розмірів, так як при цьому доводиться вирішувати складні просторові завдання. Прилади для контролю круглості зовнішніх і внутрішніх циліндричних поверхонь дозволяють проводити запис результатів вимірювань на спеціальну діаграму. Оптична лінійка є високоточної мірою прямолінійності, вона може застосовуватися в усіх випадках, де раніше використовувалися звичайні перевірочні або лекальні лінійки, при цьому точність вимірювань зростає в кілька разів. Карусельний плоскомер служить для контролю точних плит методом вимірювання відхилень поверхні від плоскої траєкторії чутливого елемента. Автоколіматори застосовуються для контролю непрямолинейности, взаємної непараллельности осей і поверхонь. Для цієї ж мети служать візирні прилади і рівні.

Контроль шорсткості поверхонь здійснюють за допомогою профілометри, з яких найбільш перспективним є профілограф - профілометр, що має механічний привід і забезпечує запис результатів (профілограм) на папір. Для вимірювання висоти мікронерівностей використовуються Мікроінтерферометри.

4.1 Методи неруйнівного контролю якості продукції

4.1.1 Дефекти. Причини їх появи та вплив на працездатність

Дефектом прийнято називати кожне окреме невідповідність продукції вимогам, встановленим нормативною документацією. Виріб має дефект, якщо щонайменше один з показників її якості або параметрів вийшов за граничне значення, або не виконується одна з вимог нормативної документації до ознак продукції.

Термін «дефект» застосовується при контролі якості продукції на стадії виготовлення, а також при ремонті.

Часто змішують терміни «дефект» і «несправність», які не є синонімами. Перебуваючи в несправному стані, виріб може мати один або кілька дефектів. Термін «несправність» застосовується при використанні, зберіганні, і транспортуванні виробів. Поняття «характер несправності» означає конкретне неприпустиме зміна в виробі, яке до його пошкодження перебувало в справному стані.

Слід розрізняти також терміни «дефект» і «відмова». Відмова - це подія, що полягає в порушенні працездатності об'єкта. Він може виникнути в результаті наявності у виробі одного або декількох дефектів, але не завжди поява дефекту означає, що виникла відмова, т. Е. Виріб стало непрацездатним.

Розрізняють явні і приховані дефекти.

явним прийнято вважати дефект, для виявлення якого в нормативно-технічної документації передбачені відповідні правила, методи і засоби. Багато явні дефекти виявляються при зовнішньому огляді. Якщо виявити дефект візуально неможливо, то в нормативної документації передбачена перевірка наявності або відсутності його спеціальними засобами - приладом, інструментом або шляхом розбирання контрольованого вироби, і цей дефект також відноситься до категорії явних.

дефект є прихованим, Якщо в нормативно - технічної документації не передбачені необхідні правила, методи і засоби виявлення. Зазвичай приховані дефекти виявляються вже після надходження продукції до споживача або при додаткових, раніше не передбачених перевірках.

При розробці нормативної документації, в основному при встановленні методів контролю продукції, що виготовляється і ремонтується продукції, дефекти ділять на критичні, значні і малозначні. Такий поділ грунтується, перш за все, на оцінці ступеня впливу кожного дефекту на ефективність і безпеку використання продукції за призначенням.

При наявності критичного дефекту використання продукції за призначенням стає неможливим, виходячи з вимог безпеки, або практично нездійсненно. Так, якщо в результаті непровару при зварюванні балона не забезпечується його герметичність, використання вироби стає неможливим.

З метою виявлення критичного дефекту контроль повинен бути суцільним, а в деяких випадках і неодноразовим.

Значний дефект істотно впливає на використання продукції за призначенням, і (або) на її довговічність, але не є критичним. В окремих випадках для виявлення значного дефекту допускається вибірковий контроль. Прикладом значного дефекту може служити нерівномірність зміцненого поверхневого шару колінчастого вала.

Якщо дефект не робить істотного впливу на використання продукції за призначенням і на її довговічність, то його відносять до категорії малозначних. Для його виявлення, як правило, використовують вибірковий контроль. Наявність рисок, відколів на поверхні малонавантажених деталей кваліфікується як малозначний дефект.

Дефекти, що зустрічаються в деталях машин, можуть також підрозділятися на виправні і невиправні. Віднесення дефекту до тієї чи іншої категорії визначається технічними можливостями і економічною доцільністю їх усунення.

У ряді випадків дефекти можуть мати локальний характер і виявлятися у вигляді тріщин, рисок, сторонніх включень. В інших випадках дефекти розташовуються в обмежених зонах і мають вигляд корозійних поразок, місцевого наклепу і ін. Часто зустрічаються дефекти, розподілені по всій поверхні або обсягу деталі, які проявляються в зміні хімічного складу, у невідповідності якості механічної обробки. Такі дефекти, як правило, призводять до зниження показників довговічності виробів, в ряді випадків в залежності від призначення продукції можуть класифікуватися як критичні дефекти.

Залежно від етапу виникнення дефекти поділяють на такі групи: конструктивні, виробничі і експлуатаційні.

конструктивні дефекти характеризуються невідповідністю вимогам технічного завдання або встановлених правил розробки (модернізації) продукції. Ці дефекти є наслідком помилок при конструюванні, наприклад, неправильний вибір матеріалів, посадок і т. П. Своєчасна експертиза, аналіз прийнятих конструктивних рішень дозволять усунути ці дефекти.

виробничі дефекти - Це результат невідповідності вимогам нормативно-технічної документації на виготовлення або постачання продукції. Виникнення виробничих дефектів обумовлюється зазвичай порушенням технологічного процесу при виробництві і відновленні деталей, вузлів або машин в цілому, а також неправильним призначенням умов і режимів технологічного процесу.

Виробничі дефекти виникають в результаті металургійних процесів при литві і прокаті, в процесі виготовлення деталей при механічній, термічній і інших видах обробки і нанесення покриттів, а також при складальних операціях.

Дефекти лиття і плавлення виникають в результаті порушення режимів плавки металу, неправильного розрахунку шихти, що викликає відхилення фізичних і хімічних властивостей металу виливків від заданого і призводить до зміни механічних властивостей.

Усадкові раковини, рихлоти, пористість - відкриті або закриті порожнини в тілі виливка, що мають шорстку або крупнокристалічного поверхню, іноді окислену, розташовуються в потовщених частинах виливки.

Ліквації - невідповідність хімічного складу в окремих зонах деталі. Механічні властивості в цих зонах можуть бути зниженими.

Газові, шлакові і земляні раковини і включення - зовнішні і внутрішні порожнини в литві, заповнені газом, формувальної сумішшю, шлаком. Можуть бути у вигляді сот, гніздові, поодинокі.

Тріщини ливарного походження - тріщини в відливання, що утворилися в результаті утрудненою усадки в процесі кристалізації (гарячі тріщини) або при подальшому охолодженні виливків (холодні).

Спаи або неслітін - відшарування металу виливків, що з'являються при зустрічі струменів недостатньо нагрітого металу переважно в місцях виливків малого перетину або ж внаслідок перерв струменя металу при його заливанні у форми.

Дефекти обробки тиском виникають через значні напружень в деформується матеріалі.

Флок - внутрішні тріщини, в зламі мають вигляд білих плям овальної форми на більш темному тлі, після травлення на шліфах проявляються як ниткоподібні тріщини. З'являються при підвищеному вмісті в сталях водню, який при охолодженні рідкої сталі і фазових перетвореннях прагне виділитися з-за різкого зниження розчинності.

Волосовини - порушення цілісності у вигляді тонких витягнутих уздовж напрямку деформацій заходів з прошарком включень.

Заходи, закови - порушення цілісності металу у вигляді розшарувань, складок.

Затиск - Заштамповані складка, з'являється в результаті неправильного наповнення фігури штампа металом.

Дефекти механічної обробки виникають в поверхневому шарі металу, наклепаного при оздоблювальних операціях.

Тріщини шліфувальні - найтонші розриви на поверхні у вигляді сітки або окремих ліній, зазвичай зустрічаються на матеріалах високої твердості. Виникають при різкому нагріванні поверхневого шару і подальшого охолодження при шліфуванні.

Дефекти термічної і хіміко-термічної обробки виникають через недотримання режимів: температури, часу витримки, швидкості нагріву і охолодження деталі.

Тріщини термічні - різні за величиною і орієнтуванні тріщини, що з'являються при різкому нагріванні і охолодженні (гартівні тріщини). Створюються термічні напруги від температурного перепаду по перетину, а також структурні напруги.

Водневі тріщини - мікротріщини на поверхні металу, що виникають із-за насичення поверхні воднем під дією лугів, кислот, спеціальних розчинів при травленні і електрохімічної обробки.

Обезуглероживание, коксування - зміна хімічного складу і структури металу при нагріванні. Призводить до утворення тріщин, охрупчіванію поверхневих шарів матеріалу.

Дефекти з'єднань матеріалів виникають при порушеннях режимів з'єднань.

Непровар - відсутність суцільності між матеріалом зварюваних деталей і зварного шва в результаті порушення технології зварювання; погану підготовку кромки зварювальних листів, невідповідність основного металу або електродів встановленим вимогам.

Пропал - дефект, викликаний малим зусиллям стиснення електродів при роликового або точковому зварюванні, що знижує міцність шва.

Тріщини зварювальні - тріщини в наплавленого металу, перпендикулярні осі шва, можуть поширюватися і на основний метал. Виникають від усадки при охолодженні шва.

Непроклей - відсутність зчеплення (склеювання) в окремих ділянках клейового з'єднання.

Таким чином, наявність виробничих дефектів в значній мірі визначається рівнем і якістю технологічних процесів, виглядом і способами формоутворення заготовок, способами формоутворення їх в готові вироби.

На надійність виробів впливають всі технологічні процеси, починаючи від металургійних процесів і отримання вихідних матеріалів і закінчуючи складальними операціями.

Сучасні технологічні процеси супроводжуються, як правило, значними силовими і температурними впливами на деталь при високих вимогах до точності і продуктивності праці.

Витрати енергії, необхідні для здійснення даного технологічного процесу, призводять до цілого ряду побічних явищ, які змінюють властивості виробів, створюють в них залишкові напруги, спотворюють структуру матеріалу, призводять до порушення нормальної роботи найрізноманітнішого характеру. Наприклад, при литві деталей через нерівномірне охолодження, окислення, попадання в метал різних включень і газу з'являються дефекти у вигляді тріщин, раковин, пор, ликвации і неоднорідності структури.

Аналогічні дефекти можуть виникнути і при зварюванні, причому в цьому випадку специфічний локальний характер дефектів, захоплюючих ті зони деталі, які піддаються зварюванні. Додатково виникають дефекти при взаємодії металу вироби і наплавленого металу.

При термічній і хіміко-термічній обробці металів і сплавів відбуваються складні фізико-хімічні процеси і можлива поява дефектів у вигляді гартівних тріщин, окислення, а також змін в структурі, твердості. У кристалічній решітці при цьому в результаті кристалізації і структурних змін виникають специфічні дефекти, які змінюють міцності металу і суттєво залежать від режиму термообробки.

На працездатність виробів значно впливає механічна обробка, яка надає остаточну форму і властивості деталей.

Обробка металів різанням супроводжується складними фізичними процесами, що викликають пластичне деформування, наклеп, нагрів поверхневого шару. В результаті, поверхневий шар має своєрідні фізичні властивості, які є наслідком даного методу обробки і його режимів.

Багатоетапність технологічного процесу призводить іноді до того, що наслідки чорнових операцій не завжди усуваються наступними чистовими операціями. В цьому випадку виникає так звана «технологічна спадковість», т. Е. Зберігаються геометричні, механічні та інші показники якості поверхні, властивим окремим етапам технологічного процесу.

Виріб в цьому випадку несе на собі сліди залишкових явищ технологічного процесу, які згодом можуть проявитися у вигляді відмови. По суті, ця відмова визначено технологією, яка допускає ймовірність появи дефекту в деталі.

експлуатаційні дефекти - Це дефекти деталей, вузлів, агрегатів і машин, які виникають в результаті зношування, корозії, втоми матеріалів і т. Д., А також неналежне обслуговування або експлуатації.

Найбільш часто зустрічаються дефекти, пов'язані зі зношуванням деталей машин. Зношування - процес поступової зміни розмірів тіла при терті, яка у відділенні з поверхні тертя матеріалу і (або) його залишкової деформації.

В результаті змінюються робочі параметри деталей, вузлів, агрегатів, що веде до зниження їх надійності. Характер і швидкість зношування визначаються конструктивними особливостями виробів, матеріалами, з яких вони виготовлені, технологією виробництва, а також випробовуються в процесі роботи навантаженнями і умовами експлуатації.

Дефекти можуть викликатися корозією. Корозія металів відбувається в результаті їх хімічного або електрохімічного взаємодії із зовнішнім середовищем. Процес корозії відбувається в різних умовах, і характер корозійних руйнувань (поразок) визначається як зовнішнім середовищем (вологістю, температурою, швидкістю руху, агресивністю), так і станом, властивостями самого матеріалу. Деякі види корозії показані на рис. 4.1.

суцільна корозія: А - рівномірна; б - нерівномірна;

в - структурно - виборча

місцева корозія: Г - плямами; д - виразками; е - точкова;

ж - межкристаллитная; з - внутрікрісталлітной; і - підповерхнева

Малюнок 4.1 - Види корозійних поразок

Оскільки багато виробів, як правило, працюють в умовах несприятливої зовнішньої середовища, то часто доводиться стикатися з дефектами, що виникають в результаті спільної дії процесів корозії і зношування, т. Е. Має місце корозійне зношування, процес в кілька разів більш інтенсивний, ніж окремо корозія і зношування, а, отже, і більш небезпечний.

Значна частка експлуатаційних дефектів викликається втомним процесами. Втома матеріалу - це зміна механічних і фізичних властивостей матеріалу в результаті дії циклічно змінюються в часі напружень і деформацій, що приводить до зменшення довговічності через утворення тріщин і руйнування матеріалу. Опір втоми характеризується межею витривалості - найбільшим напругою, яке може витримати матеріал без руйнування при заданому числі циклічних впливів. На опір втоми деталей впливають найрізноманітніші чинники. В першу чергу, це концентратори напружень та їх розподіл, розміри і форма деталей, вид деформації, режими навантаження, температурні умови, металургійні фактори, величина і знак залишкових напружень, стан поверхні.

Багатьом виробам доводиться працювати в умовах одночасного впливу корозійного середовища (вологість, конденсати згоряння та ін.) І циклічних навантажень, при цьому спостерігається процес корозійно-втомного руйнування матеріалів. Продукти корозії розклинюють тріщину, створюючи додаткову напругу і приводячи до інтенсивного руйнування.

Неправильне або недбале технічне обслуговування, несвоєчасне або недоброякісне виконання регламентних робіт, а також порушення правил експлуатації машин призводить найчастіше до появи серйозних дефектів, відмов машин. Перевантаження окремих елементів викликають деформації, підвищений знос машин, що також може проявитися при експлуатації у вигляді відмови.

Виявлення, вивчення і усунення дефектів, що виникають при виготовленні, а потім при експлуатації машин неможливо без широкого і цілеспрямованого впровадження методів контролю. При цьому контроль може здійснюватися на виробництві та в експлуатації.

У виробничих і експлуатаційних умовах найбільш широко використовують такі види контролю виробів:

- Контроль окремих зразків або деталей з руйнуванням;

- Контроль всіх або окремих деталей без руйнування;

- Контроль всіх або декількох деталей (або виробів) навантаженням.

Контроль з руйнуванням зразків дозволяє отримати відомості про механічні властивості матеріалів шляхом статичного або динамічного навантаження, при повторно-змінних навантаженнях, розтягу, стиску, кручення, згин, спільній дії різних умов навантаження, під дією температур і в інших умовах. Всі випробування на надійність також є руйнівними випробуваннями (контролем). Методики проведення руйнівного контролю надзвичайно різноманітні і дозволяють отримати відомості про наявність дефектів, а також визначити показники якості продукції (призначення, технологічності, надійності). Багато методи руйнівного контролю стандартизовані.

Контроль всіх або окремих деталей без руйнування (неруйнівний контроль, дефектоскопія) дозволяє підвищити надійність і безпеку роботи виробів за рахунок своєчасного виявлення дефектів в матеріалі, напівфабрикатах і деталях, машин шляхом суцільного контролю. Для ефективного використання неруйнівного контролю необхідні високий рівень розвитку методів і засобів контролю, їх повсюдна автоматизація і хороша підготовка контролерів - дефектоскопистів.

Контроль деталей навантаженням необхідний для виробів, до яких пред'являються вимоги підвищеної безпеки при експлуатації. Навантаження повинні трохи перевищувати експлуатаційні, але не приводити до повного або часткового руйнування виробів. Цей вид контролю доцільно поєднувати з неруйнівним контролем. Наприклад, труби або газові балони після випробування під тиском, кілька перевищує номінальну, піддаються неруйнівного контролю для виявлення розтину або появи тріщин, що проявилися після навантаження.

Гарантія високої якості матеріалів і виготовлених з них деталей можлива тільки при правильній організації контролю і своєчасному виявленні наявних дефектів.

4.2 Загальна характеристика методів неруйнівного контролю

Неруйнівний контроль якості продукції не повинен порушувати її придатність до використання за призначенням, тому до неруйнівного контролю відносять тільки ті методи вимірювання і визначення характеристик або властивостей матеріалів, деталей або виробів, які не впливають на їх експлуатаційні властивості.

Широке застосування методів неруйнівного контролю дозволяє уникати великих втрат часу і матеріальних витрат, а також забезпечує повну або часткову автоматизацію операцій контролю при одночасному підвищенні надійності результатів контролю.

На машинобудівних заводах руйнуванню піддається значна кількість деталей, оскільки з них виготовляють зразки для металографічних і механічних випробувань після лиття і термічної обробки, після механічної і остаточної хіміко-термічної або термічної обробки і т. Д.

Тільки комплексний розгляд доцільності застосування традиційних руйнують або неруйнуючих випробувань дасть можливість узгоджено вести роботу щодо забезпечення високого і стабільного рівня якості продукції.

Методи неруйнівного контролю засновані на отриманні інформації у вигляді електричних, світлових, звукових та інших сигналів про якість об'єктів, що перевіряються при взаємодії їх з фізичними полями (наприклад, електричними і ін.) Або речовинами.

Відповідно до ГОСТ 18353-79 всі види неруйнівного контролю поділяються на оптичний, проникаючими речовинами (капілярний і течеісканіем), магнітний, вихрострумовий, акустичний, радіаційний, електричний, радіохвильовий, тепловий.

Для ефективного використання неруйнівного контролю вони повинні забезпечувати:

- Можливість здійснення контролю на різних стадіях виготовлення, в експлуатації і при ремонті виробів;

- Можливість контролю за більшістю заданих параметрів;

узгодженість часу, що витрачається на контроль, з часом роботи технологічного обладнання;

- Високу достовірність результатів контролю;

технічну доступність засобів контролю в умовах виробництва, експлуатації, ремонту.

При створенні спеціалізованої лабораторії та виборі методів неруйнівного контролю необхідно враховувати технічні можливості засобів контролю: чутливість, роздільну здатність методу, достовірність результатів контролю, надійність і простоту технології контролю, його продуктивність, вимоги по техніці безпеки, вимоги до кваліфікації фахівців з проведення контролю.

Крім цих специфічних особливостей засобів контролю, вельми важливими є і такі чинники.

Характер підлягають виявленню дефектів. Як зазначалося, дефекти розрізняються розмірами, формою і середовищем, що заповнює порожнини дефектів. Так, тріщини мають різну глибину, протяжність і розкриття; газові, земляні раковини і включення можуть бути заповнені формувальної сумішшю, шлаком. Для надійного виявлення дефектів вибирають певний метод контролю. Поверхнево відкриті тріщини, пори, раковини, корозійні поразки добре виявляються капілярними методами: відносно великі тріщини, корозійні і механічні пошкодження - візуально-оптичним методом. Однак, якщо дефекти, навіть виходячи на поверхню, заповнені шлаком, оксидами і т. П., Їх доцільно виявляти магнітопорошкова методом або методами вихретокового контролю. При малих тріщинах та інших незначних за розмірами дефекти абсолютно непридатним виявляється рентгенографічний метод.

Місце розташування можливих дефектів вироби. Дефекти можуть бути поверхневі, підповерхневі і внутрішні (що залягають на глибині понад 1 мм). Поверхневі дефекти (пори, тріщини, корозійні поразки і ін.) Можуть бути виявлені майже будь-яким методом, але найбільш ефективні капілярні, магнітопорошкова. Для підповерхневих дефектів типу Флок, волосовин і заходів застосовні методи вихретокового, акустичного і магнітного контролю. Внутрішні приховані дефекти (включення, раковини, рихлоти і ін.) Виявляються методами радіаційного, теплового, вихретокового і акустичного контролю.

Умови роботи вироби. Облік умов роботи виробу дозволяє заздалегідь визначити найбільш слабкі місця конструкції і керуватися при виборі методу контролю характером можливих дефектів, а також ступенем відповідальності деталей. Наприклад, якщо виріб працює в умовах агресивного середовища і піддається дії знакозмінних навантажень, то руйнування може наступити в місцях, де є поверхневі дефекти: ризики, мікротріщини, ликвации і ін. Відповідно повинні бути передбачені і методи їх виявлення: візуально-оптичний, магнітопорошковий, капілярний і деякі інші.

Фізичні властивості матеріалів. Це один з вирішальних факторів при виборі методу контролю, оскільки руйнівні методи побудовані на взаємодіях фізичних полів або речовин з матеріалом контрольованого вироби. Так, магнітопорошковий метод можна застосовувати лише для феромагнітних і однорідних по своїх магнітних властивостях матеріалів, для методів акустичного контролю матеріал повинен володіти пружними властивостями і малим коефіцієнтом загасання коливань, для методів контролю проникаючими речовинами - бути стійким до впливу органічних розчинників і непористим (за винятком способу фільтруються частинок).

Форма і розміри контрольованих виробів. Цілий ряд методів застосовується для виробів різної форми і розмірів (методи радіаційного, капілярного, радиоволнового видів контролю), але такі методи, як акустичні, вихореструмо, пов'язані з труднощами розшифровки результатів контролю, якщо вироби мають складну форму. У деяких методах акустичного контролю є «мертві зони» - непрозвучіваемие ділянки, тому розмір виробу має велике значення. Багато методи контролю дозволяють контролювати по частинах великогабаритні вироби.

Стан і чистота обробки контрольованої поверхні.Чутливість багатьох методів залежить від стану поверхні. Якщо контрольована поверхня забруднена, покрита окалиною, мастилом або на ній є лакофарбові покриття, то при виявленні поверхневих і підповерхневих дефектів, багато методи стають неефективними. Це можна віднести в першу чергу до методів капілярного, оптичного, магнітного контролю.

Умови контролю та наявність доступу до контрольованого виробу. Деякі методи можна застосовувати тільки в тому випадку, якщо забезпечений доступ до виробу з двох сторін: з одного боку знаходиться джерело випромінювання, з іншого - детектор. Це методи радіаційного контролю і акустичного минулого випромінювання. Магнітні, капілярні, радіохвильової і інші види контролю вимагають одностороннього доступу, що значно розширює сферу їх використання. Методи акустичного, вихретокового, теплового видів контролю вимагають або безпосереднього контакту з деталлю, або близького розташування до неї записуючого устаткування, що не завжди можливо. Радіаційні, радіохвильові і деякі інші види контролю цього не вимагають, тому вони можуть застосовуватися для здійснення контролю у важкодоступних місцях.

Вимоги техніки безпеки також накладають суттєві обмеження на застосування тих чи інших методів контролю.

Роль неруйнівного контролю постійно зростає. Без цього високоефективного і продуктивного контролю неможливо, наприклад, розвиток авіаційної та атомної промисловості, сучасної енергетики і забезпечення безпеки руху на транспорті. Багато з неруйнівних методів контролю вже набули широкого поширення в промисловості. Цьому сприяє ускладнення конструкцій виробів і технологічних процесів їх виготовлення, збільшення напруженості елементів (з огляду на прагнення до зниження маси) та інші фактори.

На багатьох підприємствах використовуються методи капілярного, магнітного, вихрострумового, акустичного та радіаційного контролю. Теоретичні дослідження ведуться в напрямку розвитку голографії для виявлення внутрішніх дефектів, а також нових методів (наприклад, акустико-емісійного).

Велике значення для подальшого впровадження методів неруйнівного контролю має стандартизація, планомірно проводиться в цьому напрямку. Розроблено і діють такі нормативні документи.

- ГОСТ 18353-79 «Контроль неруйнівний. Класифікація видів і методів »;

- ГОСТ 18442-80 «Контроль неруйнівний. Капілярні методи »;

- ГОСТ 21105-75 «Контроль неруйнівний. Магнітопорошковий метод »;

- ГОСТ 21104-75 «Контроль неруйнівний. Магнітоферрозондовий метод »;

- ГОСТ 20415-75 «Контроль неруйнівний. Методи акустичні. Загальні положення";

- ГОСТ 23479-79 «Контроль неруйнівний. Методи оптичного виду. Загальні вимоги";

- ГОСТ 23483-79 «Контроль неруйнівний. Методи теплового виду. Загальні вимоги";

- ГОСТ 23480-79 «Контроль неруйнівний. Методи радиоволнового виду. Загальні вимоги »та ін.

4.3 Оптичні методи контролю

Оптичний неруйнівний контроль заснований на реєстрації параметрів оптичного випромінювання - електромагнітного випромінювання в діапазоні довжин хвиль від 105 до 103 мкм.

Оптичні методи використовувалися в якості неруйнівного контролю задовго до інших методів. Око людини, озброєний при необхідності лінзою або мікроскопом, виявляються досить ефективним інструментом для безконтактного виявлення всіляких поверхневих порушень поверхні.

На жаль, такі методи контролю досить суб'єктивні, вимагають спеціальної підготовки персоналу. До того ж можливості очі кожної людини різні, і навіть при використанні оптичних приладів похибка вимірювань може бути велика.

Деякі методи оптичного контролю основиваютсянапростих законах геометричної оптики, інші залежать від більш складних властивостей світла, наприклад, таких, як хвильова природа світла.

Візуально-оптичні методи контролю (Візуальний контроль за допомогою оптичних приладів) є найбільш доступними і простими методами виявлення поверхневих дефектів. Вони можуть бути використані на стадії виготовлення матеріалів і виробів, в процесі регламентних робіт і оглядів в процесі експлуатації, а також при ремонті.

Ці методи контролю доцільно використовувати при:

- Виявленні поверхневих дефектів типу тріщин, корозійних і ізносовие ушкоджень, відкритих раковин, пор та ін .;

- Пошуку місць руйнування конструкцій, течі, забруднень, залишкової деформації прихованих або віддалених елементів конструкцій;

- Аналізі характеру і причин поверхневих дефектів, виявлених яким-небудь іншим методом контролю, наприклад, контролем проникаючими речовинами;

- Виявленні відхилень форми і розмірів деталей;

- Перевірці якості обробки поверхні, її здатності, що відображає, колірних характеристик деталей.

Геометрична оптика покликана використовувати закони геометрії, тригонометрії для створення зображення, не вдаючись у подробиці про природу самих променів світла. Оптичні пристрої (лупи, бінокуляри, мікроскопи) повинні забезпечувати необхідну кратність збільшення і хорошу контрастність зображення.

Прийнято розрізняти три групи приладів, заснованих на принципі геометричної оптики: візуальні, детекторні і комбіновані.

До візуальних приладів відносять оглядові прилади, мікроскопи, лупи, ендоскопи та широкий клас приладів для вимірювання лінійних, кутових та інших розмірів і величин. Приймачем інформації в усіх візуальних приладах є очей.

У детекторних приладах приймачем променистої енергії є всілякі детектори: люмінесцирующие речовини, хімічні реагенти, наприклад, фотоемульсії, електронні прилади та ін.

Комбіновані прилади використовують поєднання, найчастіше досить складне, оптичних систем з електричними, електронними пристроями.

Якщо дослідження матеріалу або деталі неозброєним оком через оптичний прилад дозволяє визначити наявність тріщин, раковин, вказати, як розподілені шкідливі домішки по поверхні, то особливості структури також можуть бути виявлені, але з використанням більш досконалого приладу - електронного мікроскопа. Електронна мікроскопія є методом, що дозволяє встановити характер і розташування дефектів будови реальних матеріалів.

Хвильова природа світла і оптична інтерференція стали основою для створення груп приладів-інтерферометрів.

інтерферометричний метод заснований на отриманні інформації про об'єкт за освітою в площині зображення відповідного розподілу інтенсивності і фази хвильового випромінювання, що пройшов через об'єкт або відбитого їм. Він знаходить широке застосування при неруйнівному контролі з метою вимірювання нерівностей на точно оброблених поверхнях, вимірюванні товщини покриттів на металевих і скляних деталях. Контролюються зміни поверхні внаслідок різних експлуатаційних впливів: зносу, ударів, тиску, корозії, а також поверхні полірованих травлених металографічних зразків. Оцінити якість поверхні після прецизійних операцій можливо тільки шляхом інтерференції світла, оскільки принципи оптичного збільшення тут стають непридатними.

голографічний метод застосуємо для контролю деформацій, переміщення, відхилення від заданої форми об'єктів складної конфігурації, а також однорідності оптичних середовищ. Це одне з важливих напрямків оптичної дефектоскопії.

Голографічний метод заснований на реєстрації інтерференційної картини, що отримується при взаємодії опорного і розсіяного контрольованим об'єктом полів когерентних хвиль з подальшим відновленням зображення об'єкта. Голографія істотно відрізняється від традиційних методів реєстрації, здійснюваних на фотографічних матеріалах, фотоелектричних приймачах і ін., Які можуть реагувати тільки на інтенсивність коливань.

Оскільки вся інформація про форму об'єкта контролю міститься в складній світловій хвилі, що розсіюється об'єктом при його освітленні, Голографічний процес дозволяє реєструвати цю форму на голограмі в незмінному вигляді.

На рис. 4.2 зображений один із способів отримання голограми. Процес можна розділити на два етапи: реєстрація (рис. 4.2, а) і відновлення голограми (рис. 4.2, б).

Досліджуваний об'єкт поміщають на певній відстані від лазера, що генерує пучок світла. Розсіюється об'єктом світло потрапляє на фотопластинку. Цей пучок ділиться як би на дві рівні частини, одна з яких потрапляє на дзеркало, минаючи сам об'єкт, і проектується на фотопластинку (ця частина пучка називається опорною). Інша частина пучка висвітлює контрольований об'єкт, відображені світлові хвилі опромінюють ту ж фотопластинку. Самі по собі відбиті від об'єкта світлові хвилі справили б тільки однорідне засвічування емульсії, але перед реєстрацією вони «змішуються» з порцією світла, відображеної від дзеркала і йде безпосередньо від висвітлює джерела - лазера.

Дві хвилі, одна з яких має складний розподіл фази і амплітуди, а інша - однорідне, интерферируя, утворюють картину світлих і темних смуг, яка реєструється фотографічної емульсією у вигляді голограми. Зовнішній вигляд її жодним чином не має відношення до «нормального» оптичному зображенню.

Наступний етап - відновлення голограми при її висвітленні тільки прямим випромінюванням від лазера. Для цього частину світлового потоку, раніше падав на об'єкт, перекривають шторкою, а іншу частину за допомогою дзеркала направляють на голограму, вміщену на місце, де раніше знаходився сам об'єкт. Таким чином, голограма відновлюється тільки «опорним» пучком.

Тонка структура смуг на голограмі діє тепер як складна дифракційна решітка, і в той час як частина світла проходить крізь неї (так звана «дифракція нульового порядку»), інші частини пучка діфрагіруют по обидві сторони від цього напрямку (дифраговані хвилі «першого порядку») .

а - реєстрація голограми; б - відновлення голограми;

1 - лазер; 2 - лінзи; 3 - фотографічна пластинка; 4 - дзеркало;

5 - реальний об'єкт контролю; 6 - уявний об'єкт контролю;

7 - заслінка; 8 - проявлена фотопластинка

Малюнок 4.2 - Схема отримання голограми

Якщо спостерігач дивиться крізь голограму, то йому здається, що він бачить вихідний об'єкт на місці, незважаючи на те, що при відновленні голограми він прибраний. Це зображення є уявним, оскільки з нього не виходить дійсних світлових променів. Проте, оскільки формується хвиля ідентична хвилі, раніше розсіюється об'єктом контролю, можна бачити зображення з ефектом перспективи і глибини.

Отримане шляхом відновлення голограми зображення є в повній мірі «тривимірним» і може бути відтворене в будь-який час.

Голограми дозволяють, не проводячи ніяких вимірів, отримувати безпосередню якісну картину розподілу деформацій по всій поверхні контрольованого вироби в результаті додатка до нього зусиль і при зіставленні з голограмою еталонного зразка виявляти різні дефекти. Голографія застосовується також для аналізу вібрацій поверхні, що дозволяє виявити властивості матеріалу контрольованої деталі. Наприклад, зняття голограми хитається лопаті турбіни дозволило визначити пружні властивості матеріалу і виявити дефекти в ньому, а також виявити втомна напруга, оскільки відбуваються зміни в поверхневій структурі матеріалу. Слід зазначити, що до сих пір голографія, незважаючи на великі переваги, пов'язані з високою чутливістю при вимірюванні малих відхилень форми і розмірів деталей, стану поверхні і внутрішньої напруги, не отримала широкого промислового поширення. Основна область застосування її обмежується лабораторними дослідженнями.

поляризаційний метод застосовується тільки для оптично прозорих середовищ. Поляризація променя світла відбувається при його відображенні, переломленні і, особливо, подвійному переломленні і полягає в тому, що коливальний рух у всіх точках променя відбувається лише в одній площині, тоді як в природному промені коливання відбуваються в усіх напрямках, перпендикулярних до променя. Метод дозволяє здійснити контроль напруги в прозорих середовищах методом фотоупругості, знаходити відхилення товщини матеріалу.

В даний час важливим напрямком в удосконаленні методів оптичного контролю є його автоматизація. У зв'язку з цим набуває широкого поширеннятелевізійний метод, який можна застосовувати для електронно-оптичного аналізу структури речовин, вимірювання лінійних розмірів дефектів.

Контроль виробів за допомогою оптико-електронних систем аналізу зображення дозволяє автоматизувати процеси контролю, підвищити продуктивність праці, виключити контакт людини з шкідливою середовищем і збільшити об'єктивність і достовірність результатів контролю.

У оптико-електронних системах фотоелементи - електронні прилади, що перетворюють світлову енергію в електричну на основі фотоефекту, замінюють очей людини.

4.4 Капілярні методи контролю

Капілярні методи контролю засновані на капілярному проникненні індикаторних рідин в порожнині поверхневих і наскрізних несплошностей матеріалу контрольованих об'єктів, визначенні їх розташування, протяжності (для дефектів типу тріщин) і орієнтації по поверхні. Капілярні методи використовуються в заводських умовах, в лабораторіях для визначення поверхневих дефектів типу тріщин, пор, пухкостей, неспаев, волосовин і інших порушень суцільності деталей. Зазвичай ці методи застосовують для контролю виробів з неферомагнітних матеріалів, алюмінієвих, магнієвих сплавів і сплавів на основі міді, а також з пластмас, що не піддаються контролю іншими методами.

Всі методи капілярного контролю засновані на проникненні рідини в порожнині дефектів і сорбирования або дифузії її з дефекту. При цьому спостерігається різниця в кольорі або світіння між фоном (кольором або світінням всій поверхні деталі) і ділянкою поверхні над дефектом. Чим більше ця різниця, тим вище чутливість методу і тим менший дефект може бути виявлений.

Чутливість капілярних методів дефектоскопії залежить від наступних факторів: правильного вибору смачивающей рідини, званої індикаторним пенетрантом, властивостей сорбирующего речовини і якості підготовки поверхні деталі.

Основне завдання капілярних методів - заповнення порожнин дефектів, відкритих з поверхні, спеціальними індикаторними рідинами. Мікроскопічна перетин і макроскопічна протяжність тріщин уподібнює їх капілярним судинах, що володіє своєрідною здатністю «всмоктувати» змочуючі їх рідини під впливом молекулярних сил. У макрокапіллярних несплошностях рух рідини відбувається під дією капілярних сил, при цьому значну роль відіграють поверхневий натяг, полярність рідини. Поверхневий натяг рідини призводить до того, що молекули рідини прагнуть втягнутися всередину об'єму рідини, т. Е. Рідина прагне зменшити свою вільну поверхню. Величина капілярного тиску, що визначає заповнюваність порожнини дефекту рідиною, залежить від змочуваності стінок порожнини, поверхневого натягу рідини, ширини порожнини дефекту.

Для вилучення індикаторної рідини з порожнини дефекту з метою освіти індикаторного сліду і створення фону, що полегшує виявлення дефекту, застосовують проявник пенетранта.

Класифікують капілярні методи контролю за светоколо-тичних особливостей індикаторних слідів.

Серед основних видів капілярних методів контролю виділяють хроматичний - візуальне виявлення дефекту по ахроматичного індикаторного сліду в видимому випромінюванні; кольоровий - візуальне виявлення дефекту по кольоровому індикаторному сліду в видимому випромінюванні; люмінесцентний - візуальне виявлення дефекту в довгохвильовому ультрафіолетовому випромінюванні по люминесцирующий видимим випромінюванням індикаторного сліду; люмінесцентно-кольоровий - візуальне виявлення дефекту по видимому кольоровому індикаторному сліду в довгохвильовому ультрафіолетовому випромінюванні і в видимому випромінюванні.

Крім наведених основних капілярних методів можуть застосовуватися комбіновані, що поєднують різні по фізичній суті методи неруйнівного контролю, одним з яких є капілярний. Це капілярно - електростатичний, капілярно - електроіндукціонний, капілярно-магнітний, капілярно-радіаційний.

Технологічні операції при капілярному методі контролю виконуються в наступній послідовності (рис. 4.3).

Підготовка поверхні виробу до контролю. З поверхні видаляють всілякі забруднення, лакофарбові покриття, проводять знежирення і сушку контрольованої поверхні, а також видаляють сліди знежирюють і миють складів (рис. 4.3, а), так як забруднення перешкоджають проникненню дефектоскопічних матеріалів.

а - очищення поверхні; б - нанесення пенетранта; в - видалення

надлишків пенетранта з поверхні; г - нанесення проявника

пенетранта; д - прояв індикаторного малюнка

Малюнок 4.3 - Процеси капілярного методу контролю

Способи очищення поверхонь і порожнин дефектів такі:

-растворяющій - очищення промиванням, протиранням легколетучим рідкими розчинниками;

- Ультразвуковий - очищення рідкими розчинниками з використанням ультразвукового впливу;

анодно-ультразвукової - очищення травильними складами з одночасним впливом ультразвуку та електричного поля;

- Паровий - очищення в парах органічних розчинників;

- Механічний - очищення струменем абразиву (піску, дробу) або механічною обробкою поверхні (шліфування, полірування, зачистка металевими щітками);

- Хімічний - очищення травильними сумішами;

- Електрохімічний - очищення травильними складами з одночасним впливом електричного струму;

- Теплової - очищення нагріванням при високій температурі, що не викликає неприпустимих змін матеріалу вироби.

Обробка поверхні виробу Дефектоскопічний матеріалами. Дефектоскопічні матеріали - це індикаторний пенетрант, очищувач об'єкта контролю від пенетранта, гаситель пенетранта, проявник пенетранта. Обробка поверхні виробу полягає в заповненні порожнин дефектів індикаторним пенетрантом (рис. 4.3, б), видаленні надлишку пенетранта (рис. 4.3, в) і нанесенні проявника.

Для заповнення порожнин дефектів пенетрантом застосовують різні способи:

- Капілярний - мимовільне заповнення порожнин дефектів пенетрантом, що наноситься на контрольовану поверхню змочуванням, зануренням, струменем, розпиленням;

- Вакуумний - заповнення порожнин дефектів пенетрантом при тиску в їх порожнинах менш атмосферного;

- Компресорний - заповнення порожнин дефектів пенетрантом при впливі на нього надлишкового тиску;

- Ультразвуковий - заповнення порожнин дефектів пенетрантом в ультразвуковому полі з використанням ультразвукового капілярного ефекту;

- Деформаційний - заповнення порожнин дефектів пенетрантом при впливі на об'єкт контролю пружних коливань звукової частоти або статичного навантаження, що збільшує мінімальний розмір дефектів.

Надлишок індикаторного пенетранта видаляють або гасять на поверхні із застосуванням очищувача або без нього шляхом протирання або промивання поверхні, обдування струменем піску, тирсою. Гасіння проводять спеціальними речовинами для усунення люмінесценції або кольору.

Нанесення проявника пенетранта (рис. 4.3, г, д) проводять у разі, якщо цього вимагає технологія. При використанні самопроявляється пенетрантов проявник не завдають.

Як проявника пенетранта використовується:

- Порошок, що складається з сухого, переважно білого сорбенту, що поглинає пенетрант;

- Суспензія, що складається з білого сорбенту, диспергированного в летючих розчинниках, воді, сумішах;

- Фарба, що складається з пігментованого або безбарвного швидковисихаючого розчину, що поглинає пенетрант;

- Плівка, що складається з безбарвною або білої накладної стрічки з котрі виявляють, наприклад, липким шаром, що поглинає пенетрант, відокремлюваний з індикаторним слідом дефекту від контрольованої поверхні.

Проявник наносять наступними способами:

- Розпорошення - нанесення рідкого проявника струменем повітря, фреону, інертногогаза або безповітряним методом, а також в електричному полі;

- Кистьовий - нанесення рідкого проявника пензлем, щіткою;

- Занурення - нанесення рідкого проявника короткочасним зануренням або обливання їм деталі;

- Електроосадження - нанесення проявника зануренням в нього деталі з одночасним впливом електричного струму;

- Посипання - нанесення порошкоподібного проявника припудриванием, розпиленням або обсипання деталі;

- Наклеювання - притиснення липкого шару стрічки плівкового проявника до деталі з наступним її відділенням.

Прояв слідів дефектів являє собою процес утворення малюнка в місцях виявлення несправностей. Способи прояву індикаторних слідів (малюнків) дефектів такі:

- Тимчасової - витримка об'єктів на повітрі до повного прояву слідів дефекту;

- Теплової - нагрівання контрольованої поверхні;

- Вакуумний - створення вакууму над поверхнею об'єкта;

- Вібраційний - пружно-деформаційно вплив на поверхню.

Виявлення дефектів, т. Е. Спостереження і реєстрація індикаторного сліду, розшифровка результатів контролю.

Очищення деталей від дефектоскопічних матеріалів після контролю. Якщо деталь визнана придатною, з її поверхні потрібно видалити проявник, пенетрант і інші матеріали. Спосіб очищення залежить від локальності контролю, необхідної продуктивності праці, обсягу робіт та інших умов. Зазвичай користуються органічними розчинниками або водою, виробляючи протирання, промивання, анодний обробку, обдувку, випалювання в місці контролю поверхні деталі.

Найбільш широке поширення у виробничій практиці отримали наступні методи капілярної дефектоскопії.

Люмінесцентний метод. Він полягає у виявленні світіння пенетранта, що знаходиться в порожнині дефекту, під впливом зовнішнього джерела збудження. Люмінесценцію можна викликати, впливаючи на молекули різних речовин видимим світлом, невидимими ультрафіолетовими променями, рентгенівськими, гамма-променями, альфа- і бета-частинками. Такого роду люмінесценція називається фотолюмінесценції. Існують і інші види люмінесценції, хемілюмінесценція, одержувана за допомогою хімічних реакцій, термолюмінесценція - під впливом тепла, крісталлолюмінесценція - світіння кристалів. У дефектоскопії зазвичай використовують фотолюмінесценцію.

Для виявлення дефектів на поверхні деталі наносять шар люмінесцирующего речовини (пенетранта). Воно проникає в порожнини дефектів і залишається в них, а надлишок видаляється з поверхні. Послідовність технологічних операцій і їх характеристика є загальними для всіх капілярних методів.

Під впливом збуджуючих, невидимих для ока ультрафіолетових променів, люмінофор, що знаходиться в порожнині дефектів, починає світитися, завдяки чому дефекти стають видимими. На рис. 6 показана схема реєстрації дефектів за допомогою люмінесцентного методу.

Чутливість цього методу залежить від роду застосовуваного люмінесцирующего речовини і здатності проникати в найдрібніші порожнини дефектів, виду і потужності джерела збудження люмінесценції і ін.

1 - дефекти; 2 - ртутна лампа; 3 - світлофільтр

4 - люмінесценція; 5 - напрямок огляду деталі

Малюнок 4.4 - Схема люмінесцентного методу контролю

Дефекти виявляються тим краще, чим інтенсивніше люмінесценція (у різних речовин вона різна). Однак навіть при найвищій інтенсивності світіння люмінофора буває настільки слабо, що спостерігати його можна лише в затемненому приміщенні або, принаймні, загородивши контрольований виріб від прямого попадання денного світла (рис. 4.4).

При дефектоскопії використовують лише рідкі люмінесцирующие речовини, що володіють хорошими капілярними і змочуючими властивостями.

Всі вживані в промисловості люмінесцирующие речовини мають специфічні особливості, але загальним для них є наступне: основа їх - масляна, містить утворюють емульсію речовини і добре змивається водою. Вони можуть давати різні відтінки: від білого, жовто-зеленого до червоного і оранжевого, мають гарну контрастністю, що відповідає промисловим вимогам.

Кольоровий метод. Завдяки високій чутливості і відсутності необхідності використання будь-яких видів енергії, метод особливо широко використовується при ремонтах і профілактичних оглядах машин, авіаційної техніки, навантажених вузлів верстатів, турбін та ін. На ряді заводів, де пред'являють підвищені вимоги до окремих деталей і вузлів машин, є потокові лінії, частково механізовані для проведення контролю кольоровим методом.

При кольорової дефектоскопії застосовують пенетрант у вигляді розчину з добавкою барвника, який наносять на попередньо очищену від окалини, масла, стружки поверхню пензлем або зануренням деталі. Після витримки протягом 5 ... 10 хв розчин видаляють з поверхні.

Через 15 ... 20 хвилин на білому тлі в місцях розташування дефектів (тріщин, рисок, подряпин) з'являються характерні яскраві рожево-червоні смуги або плями. Тріщини виявляються як тонкі лінії, ступінь яскравості яких залежить від глибини цих тріщин. Пори проявляються у вигляді точок різної величини, а межкристаллитная корозія - у вигляді тонкої сітки. Картину, яку дають дуже малі дефекти, можна спостерігати під лупою 4 ... 7-кратного збільшення.

Цей метод має гарну контрастністю. Основним недоліком його є токсичність.

Відсутність токсичних компонентів і досить висока чутливість вигідно відрізняєлюмінесцентно-кольоровий метод контролю. Він заснований на реєстрації контрасту кольорового або люмінесцирующего індикаторного сліду на тлі поверхні контрольованого об'єкта у видимому або довгохвильовому ультрафіолетовому випромінюванні.

Тут в якості пенетранта використовують розчин емульгатора ОП-7 в спирті в співвідношенні 1: 9 з добавкою родаміну в кількості 30 г / л. Утворені індикаторні малюнки добре видно не тільки за рахунок люмінесценції під впливом ультрафіолетових променів, але і при звичайному освітленні, хоча при цьому чутливість дещо знижується. Технологічні операції ті ж, що і розглянуті раніше.

Яскравості (ахроматичний) метод заснований на реєстрації контрасту ахроматичні, т. е. чорного, сірого, безбарвного сліду на тлі поверхні контрольованого об'єкта в видимому випромінюванні. Найчастіше - це метод гасової або олійно-гасової проби, як пенетранта використовують гас, невязкую масло або їх суміш, а в якості проявника - крейда, що наноситься у вигляді порошку, водної суспензії або суспензії на основі органічних розчинників.

Контроль дефектів за допомогою крейди був першим капілярним методом, застосованим на практиці. Досліджувану деталь нагрівають в маслі (веретеном) при температурі 20 ... 120 ° С протягом 20 ... 30 хв або витримують в гасі, суміші гасу і масла при температурі 10 ... 20 ° С. Потім деталь знежирюють і промивають гарячою водою.

Підготовлену таким чином деталь покривають проявником пенетранта, краще розпиленням розчину крейди, і сушать в сушильній печі при 80 ... 100 ° С, потім охолоджують.

Якщо на поверхні є тріщини, пори, включення та інші дефекти, то просочилося масло, гас або їх суміш зроблять видимими дефекти на білій поверхні у вигляді плям. Яскравості метод часто застосовують для контролю герметичності паливних систем, різьбових і зварних з'єднань резервуарів, балонів, блоків циліндрів дизелів.

Комбіновані капілярні методи. Виявлення дефектів проводять за допомогою інструментальних методів, наприклад, магнітного, радіографічного, фотографічного і ін. В той же час, всі технологічні операції, властиві капілярним методам, зберігаються: підготовка вироби до контролю, обробка пенетрантом, очищення після контролю і ін.

4.5 Магнітні методи контролю

Магнітні методи контролю засновані на аналізі взаємодії магнітного поля з контрольованим об'єктом. Вони складаються в вимірі параметрів магнітних полів, створюваних в об'єкті шляхом його намагнічування. Розрізняють магнітопорошковий, магнітографіческіе, ферозондовий, індукційний, ефект Холла, пондеромоторного і магніторезісторний методи. Найбільшого поширення набули перші три методи.

Магнітні методи застосовують лише для контролю виробів, виготовлених з феромагнітних матеріалів, які мають здатність сильно намагнічуватися під дією зовнішніх магнітних полів і зберігати частково цю придбану ними намагніченість по видаленні зовнішнього поля. Магнітні властивості матеріалу контрольованих виробів характеризуються петлею гистерезиса. Значення магнітної індукції, що залишилася після зняття зовнішнього поля, називається залишковою індукцією, Завдяки залишкової індукції стає можливим реалізувати багато магнітні методи контролю.

Методи магнітного контролю є одним з чільних місць по використанню в виробничих умовах. Ці методи застосовуються для виявлення місць порушення цілісності матеріалу деталі, розташованих на поверхні і в підповерхневих шарах тріщин (втомних, шліфувальних, гартівних, зварювальних кувальних, штампувальних), волосовин, заходів, розшарувань (розташованих не паралельно поверхні), флокенов, непроварів в стикових з'єднаннях, неметалевих включень. Вони можуть використовуватися і для виявлення феритних включень в деталях з аустенітних сплавів.

Магнітні методи застосовують для коригування окремих технологічних процесів виготовлення деталей (шліфування термічної обробки, зварювання, кування та ін.).

а - спектр магнітних полів електромагніту; б - спектр магнітних

полів соленоїда; в - магнітне поле розсіювання;

I - дефект розташований поперек магнітних силових ліній

(Поле розсіювання велике); II - дефект розташований уздовж

магнітних силових ліній (поле розсіювання відсутня)

Малюнок 4.5 - Схема, яка пояснює фізичну сутність

методу магнітного контролю

Фізичні основи методу показані на рис. 4.5. Магнітний потік, протікаючи по деталі, вміщеній між двома полюсами магніту, що має дефект у вигляді тріщини, змушений огинати перешкоду, в результаті чого відбувається часткове розсіювання в цьому місці магнітних силових ліній (створюється поле розсіювання). Поле розсіювання реєструється за допомогою магнітного порошку, магнітної стрічки та ін.

Параметри і визначення «-- попередня | наступна --» Магнітопорошковий метод неруйнівного контролю
загрузка...
© om.net.ua