Методы контроля качества металла

Обновлено: 05.05.2024

Это совокупность методов измерения и контроля показателей качества изделия, по завершении которого нарушается пригодность объекта контроля к использованию по назначению.

Разрушающий контроль применяется для выборочных испытаний отдельных образцов изделий, и по его результатам статистическими методами делается заключение о качестве партии всей продукции, к которой относятся испытуемые образцы. Данный метод позволяет непосредственно определить контролируемые параметры или характеристики ( например, предел прочности или толщину покрытия), но не дает полной уверенности в удовлетворительном качестве всей партии. Принципиальный недостаток его заключается в выборочности, так как разрушаются одни изделия, а эксплуатируются другие. Достоверность разрушающих методов контроля зависит от однородности свойств в образцах, взятых для испытаний, и в реальных объектах, а также от сходства условий испытаний и эксплуатации.

Для кого нужна аттестация по разрушающему контролю

Для специалистов, которые взаимодействует со специальным оборудованием, осуществляет испытания, проводит калибровку аппаратов, заполняет исследовательскую документацию, определяет качество продукции, так же проводит исследования сырья, материалов и готовой продукции с целью определения их соответствия действующим стандартам и нормативам и прочее. Чтобы занимать данную должность, необходимо владеть должной квалификацией, рядом специфических знаний и навыков.

Разрушающий контроль имеет следующие методы испытаний

1. Механические статические испытания

Вид разрушающих исследований, при котором испытуемый образец подвергается единичному воздействию с определенной скоростью постоянно действующей нагрузки. К ним относят следующие испытания:

на растяжение;
на сжатие;
на изгиб.

При статических испытаниях определяют механические свойства – к примеру, прочность и пластичность. Без этих характеристик нельзя выполнить прочностной расчет конструкции.

Статические испытания на растяжение (Испытания на статическое растяжение)

Основным видом статических испытаний являются испытания на растяжение, которые стандартизированы и проводятся при повышенной, пониженной и комнатной температуре.

Методика проведения статических испытаний на растяжение заключается в подаче нагрузки на стандартизированный образец до момента его разрушения. Для испытаний используют цилиндрические или призматические образцы с определенными размерами.

Данные испытания позволяют выяснить значения следующих параметров:

предел текучести;
предел прочности;
предел упругости;
относительное удлинение и сужение.

Испытания на статическое сжатие

Испытания на сжатие применяют существенно менее часто по сравнению с растяжением, поскольку сжатие не позволяет выявить все механические параметры.

Статические испытания на сжатие выполняют на разрывной универсальной машине. Результаты испытания существенно зависят от формы и линейных размеров образцов. С целью исключения возможной потери устойчивости при испытании на сжатие используют короткие образцы. Чем больше длина образца, тем сильнее будет влияние изгиба.

В ходе испытаний на сжатие выявляют следующие показатели:

предел прочности;
предел текучести;
предел упругости;
относительное укорочение.

Испытания на статический изгиб

Испытания на статический изгиб осуществляют с целью определения предельной пластичности металла при изгибе (способности выдерживать пластическую деформацию). Данный параметр определяется углом изгиба, вызывающего в изогнутой зоне сварного шва, металла или полимера появление первой трещины, расширяющейся в ходе испытаний.

2. Механические динамические испытания

Позволяют исследовать металл, подвергая его воздействию ударной нагрузки, что обеспечивает высокую скорость деформации. В данном контексте самым часто встречающимся является испытание на ударный изгиб.

Ударная вязкость - то механическое свойство, которое определяется при динамических испытаниях.

Испытания на ударный изгиб

Способность металла поглощать энергию нагрузок называют ударной вязкостью. Это значимый показатель прочности материала. Метод испытания на ударный изгиб осуществляется путем разрушения образца, имеющего надрез - концентратор напряжений. Нагрузка производится ударом маятникового копра.

Хрупкое разрушение - один из самых критических показателей. Даже мелкая трещина увеличивается очень быстро. Главной опасностью хрупкого разрушения считается отсутствие каких-либо предвестников. Поэтому важным моментом испытания является вычисление ударной вязкости материала при образовании трещины.

Испытания склонности к механическому старению

Механическим старением называют изменение свойств стали по истечению условного периода времени. Изменения, которые фиксируются в условиях комнатной температуры, принято называть естественным старением. При этом искусственное старение производится в условиях нагрева.

3. Статическим методом измерения твердости

Называется такой, при котором индентор медленно и непрерывно вдавливается в испытуемый металл с определенным усилием.

К статическим методам относят следующие

Измерение твёрдости металлов по Бринеллю (твердомеры)

Один из старейших методов, твёрдость определяется по диаметру отпечатка, оставляемому металлическим шариком, вдавливаемым в поверхность.

Измерение твёрдости металлов по Роквеллу (твердомеры)

Это самый распространённый из методов начала XX века, твёрдость определяется по относительной глубине вдавливания металлического шарика или алмазного конуса в поверхность тестируемого материала.

Измерение твёрдости металлов по Виккерсу (твердомеры и микротвердомеры)

Самая широкая по охвату шкала, твёрдость определяется по площади отпечатка, оставляемого четырёхгранной алмазной пирамидкой, вдавливаемой в поверхность.

Измерение твёрдости металлов по Шору (твердомеры и склероскопы)

Данный метод крайне редко используется, твёрдость определяется по высоте отскока бойка от поверхности.

Измерение твёрдости металлов по Либу (твердомеры)

Это самый широко применяемый на сегодня метод в мире, твёрдость определяется как отношение скоростей до и после отскока бойка от поверхности.

4. Испытания на коррозионную стойкость

Проводят с использованием нескольких методов.

Сварные соединения из углеродистых, легированных и высоколегированных сталей, работающие в условиях химически активной среды, подвержены коррозии (разъеданию). По своему действию на металл коррозию разделяют на химическую и электрохимическую.

Испытания на коррозионную стойкость

Дефекты сварных соединений.
Образование кристаллизационных трещин.
Влияние легирующих элементов на склонность наплавленного металла к образованию трещин.
Ультразвуковой контроль сварных соединений.
Аустенитные стали.
Классификация легированных сталей.

Химическая коррозия представляет собой процесс непосредственного химического взаимодействия между металлом и средой, как, например, окисление железа на воздухе при высоких темпера турах с образованием окалины.

Электрохимическая коррозия — это разрушение металла с участием электрического тока, который возникает при работе металла в воде, растворах кислот, солей и щелочей.

Различают два вида коррозии: общая и межкристаллитная.

При общей коррозии вся поверхность металла или часть его химически взаимодействует с агрессивной средой. С течением времени поверхность разъедается и толщина металла соответственно уменьшается.

При межкристаллитной коррозии происходит разрушение металла по границам зерен. Внешне металл не меняется, но связь между зернами значительно ослабевает, и при испытании на изгиб в растянутой зоне образца образуются трещины по границам зерен.

5. Методы технологических испытаний

Технологические испытания – вид разрушающих испытаний для оценки способности материала воспринимать определенную деформацию в условиях, максимально приближенных к производственным. К технологическим испытаниям относят испытания на сплющивание, загиб, раздачу, бортование и осадку. Оценка материала по результатам технологических испытаний носит качественный характер. Она необходима для определения пригодности материала для изготовления изделий по технологии, предусматривающей значительную и сложную пластическую деформацию.

6. Методы исследования структуры материалов

Металлографические исследования – это анализ структуры металлов и сплавов на специально подготовленных шлифах при помощи оптической микроскопии. Металлографические исследования важны в таких отраслях, как металлургия, атомная и аэрокосмическая промышленность, энергетика и автомобилестроение. Во время металлографических исследований определяют количество неметаллических включений, балл зерна, глубину обезуглероженного слоя, содержание ферритной фазы и другие параметры.

7. Методы определения содержания элементов

К методам определения содержания элементов относятся спектральный анализ и стилоскопирование. Спектральный анализ – это исследование, с помощью которого в результате измерения спектров исследуемого образца качественно или количественно определяют содержание в нем интересующих элементов. Стилоскопирование – качественный спектральный анализ на наличие легирующих элементов, основанный на получении с помощью электрической дуги раскаленных паров металлов на поверхности объекта контроля с последующим анализом их спектра. Методы определения содержания элементов позволяет производить классификацию сталей и сплавов по маркам, а также проводить проверку их химического состава. Они используется в таких отраслях, как металлургия, атомная и аэрокосмическая промышленность, энергетика и машиностроение.

9. Испытание строительных конструкций

Под испытанием строительных конструкций понимается проверка механических характеристик материалов фундаментов, стен, балок, перекрытий и прочих элементов зданий, определение наличия повреждений и дефектов, выявление трещин, ширины их раскрытия, глубины, а также определение армирования конструкций.

Подразделяются на следующие виды:

Смеси бетонные.
Растворы строительные.
Цементы.
Песок для строительных работ.
Щебень и гравий.
Грунты.
Бетоны, конструкции и изделия бетонные и железобетонные.
Кирпич и камни керамические и силикатные.
Заполнители пористые неорганические для строительных работ.
Здания и сооружения.
Материалы и изделия строительные.

9.12 Дороги автомобильные

Распространяется на вновь строящиеся, реконструируемые, капитально ремонтируемые и эксплуатируемые автомобильные дороги общего пользования и дорожные сооружения на них, включая элементы обустройства (для объектов дорожного и придорожного сервиса регулируется только их расположение), а также связанные с ними процессы проектирования, строительства, реконструкции, капитального ремонта и эксплуатации автомобильных дорог и дорожных сооружений и применяемые дорожно-строительные материалы и изделия.

Неразрушающий контроль

В ходе эксплуатации или изготовления различного оборудования, его узлов и деталей, постоянно требуется оценить его состояние. Делать это необходимо без остановки, вывода из эксплуатации, разборки или взятия образцов материалов, поскольку такие действия обходятся очень дорого.

Для этого разработаны и широко применяются методы неразрушающего контроля, или non-destructive test. Обследование конструкции, механизма, детали проводят не прерывая его использования, не вызывая простоев. Периодическое обследование позволяет своевременно обнаружить предпосылки к возникновению неисправности механизма или усталости конструкции и предпринять действия по устранению причин возможных неисправностей или разрушений. Это существенно повышает безопасность эксплуатации и снижает стоимость и продолжительность внеплановых ремонтов.

С помощью неразрушающего контроля в конструкциях, узлах и деталях находят дефекты на ранней стадии их возникновения:

пористость;
растрескивание;
механические или термические напряжения;
сдвиговые деформации;
посторонние включения;
и многие другие.

Классификация методов неразрушающего контроля по ГОСТ 18353- 79

Основные методы неразрушающего контроля основаны на применении различных физических явлений и измерении характеризующих эти явления физических величин. Наиболее широко применяются следующие виды неразрушающего контроля:

ультразвуковой;
радиоволновый;
электрический;
акустический;
вихревых токов;
магнитный;
тепловой;
радиационный;
проникающими веществами;
оптический.

Общие виды неразрушающего контроля могут включать в себя несколько конкретных методов, различающихся по таким признакам, как:

способ взаимодействия с контролируемым объектом;
физические величины, измеряемые в ходе наблюдения;
способ получения и интерпретации данных.

Правильный выбор способа позволяет предприятию сэкономить средства и обеспечить высокую надежность контролируемого оборудования и конструкций.

Радиоволновой метод неразрушающего контроля

Заключается в облучении исследуемого объекта радиочастотным излучением и измерении параметров прошедшей, отраженной или рассеянной электромагнитной волны.

Он применим к диэлектрическим, полупроводниковым материалам, а также к тонкостенным металлическим оболочкам и конструкциям, в которых хорошо распространяются радиоволны. Используется для проверки однородности, габаритов и формы изделий из пластика, резины, композитных материалов. Измеряют при этом амплитудные, фазовые или поляризационные характеристики волны. Неразрушающий контроль радиоволновым методом позволяет обнаружить в массе материала неоднородности, посторонние включения, некачественные клеевые и сварные соединения и другие дефекты.

Электрический метод неразрушающего контроля

Группа методов неразрушающего контроля металлов и диэлектриков основана на измерении и интерпретации характеристик электростатического поля, приложенного к контролируемому объекту. Чаще всего измеряют электрический потенциал и емкость.

Для работы с токопроводящими материалами применяют эквипотенциальный способ, к диэлектрическим материалам чаще применяют емкостной. Термоэлектрический способ применим для достаточно точного определения химического состава материала без взятия образцов и применения дорогих масс-спектрографических установок.

Неразрушающий контроль электрический

С использованием электрических методик находят различные скрытые дефекты:

пустоты и пористость в отливках;
микротрещины в металлопрокате;
непровар и другие пороки сварки;
некачественные лакокрасочные покрытия и клеевые швы.

Акустический, или ультразвуковой контроль

Способ основан на возбуждении в конструкции колебаний определенной частоты, амплитуды, скважности импульсов и анализе отклика конструкции на эти колебания. Интерпретация результатов с помощью специализированных компьютерных программ позволяет воссоздать двумерные сечения исследуемого объекта, не разрушая его. Различают две основных группы методик акустической дефектоскопии:

Активные — установка осуществляет излучение колебаний и последующий прием отклика от конструкции.
Пассивные — осуществляется только измерение колебаний и импульсов.

Ультразвуковой неразрушающий контроль

Звуковые колебания с частотой выше 20 килогерц называют ультразвуком. Ультразвук является одним из самых популярных способов акустической дефектоскопии в промышленности и позволяет проверять качество и пространственную конфигурацию практически любых материалов. Популярность ультразвука определяется его преимуществами перед другими методами:

низкая цена оборудования;
компактность установок;
безопасность для персонала;
высокая чувствительность и пространственное разрешение.

Ультразвуковой способ мало применим к конструкциям, имеющим крупнозернистую структуру или сильно шероховатую поверхность.

Безопасность ультразвука для человека позволяет широко использовать его в медицинской диагностике, включая обследование ребенка в утробе матери и раннее определение его пола.

Вихретоковый метод неразрушающего контроля

Способ основан на наведении в исследуемом объекте вихревых (приповерхностных) токов малой интенсивности и частотой до нескольких мегагерц помещения его в электромагнитное поле, создаваемое вихретоковым преобразователями измерения. Применяется для металлов и других электропроводящих материалов. На основании неоднородностей приповерхностного вихревого поля можно судить о наличии неоднородностей и других дефектов в наружном слое металла (до глубины в несколько миллиметров). Измерения с высокой точностью определяют также дефекты лакокрасочных и защитных покрытий, нанесенных на металлическую деталь. В роли вихретокового преобразователя служить мощная катушка индуктивности, генерирующая высокочастотное электромагнитное поле. Вихревые токи, наводимые этим полем в приповерхностном слое металла, измеряют этой же катушкой (совмещенная схема) или отдельной (разнесенная схема). По пространственной картине распределения интенсивности измеренных токов определяют места неоднородностей, вносящих искажение в поле.

Вихретоковый метод неразрушающего контроля

На применении вихревых токов основано большое количество различных конструкций дефектоскопов, специализирующихся на определении толщины и однородности листов металлопроката и покрытий на конструкциях, непрерывного измерения диаметра проволоки и пруткового проката во время их производства. Применяются вихретоковые устройства, наряду с ультразвуковыми, и для определения состояния лопаток турбин и других ответственных высоконагруженных узлов.

Магнитный метод неразрушающего контроля

Эта группа методик имеет в своей физической основе измерение взаимодействия исследуемого объекта с магнитным полем. Применяются для дефектоскопии ферромагнитных материалов и сплавов. Три основных вида магнитных исследований – это:

магнитопорошковый;
феррозондовый;
магнитографический.

Чтобы обнаружить неоднородность в структуре магнитного материала, его намагничивают, а поверхность смазывают специальной суспензией или гелем, содержащим калиброванные металлические частицы. Эти частицы концентрируются вдоль силовых линий магнитного поля, простым и наглядным способом визуализируя его. В местах неоднородностей и дефектов магнитное поле искажено, и линии его будут искривлены. Магнитографические опыты проводились учеными еще в XVIII веке, но для целей дефектоскопии были приспособлены только в XX.

Тепловой метод

Тепловые методики основаны на измерении интенсивности тепловых полей, излучаемых контролируемым устройством или конструкцией. Распределение температур на поверхности и градиент их изменения отражает распределение тепла внутри объекта. В местах дефектов и неоднородностей равномерная тепловая картина будет искажена.

Использование тепловизора для неразрушающего контроля

Исследователи путем расчетов и экспериментов определили типовые изменения в тепловом портрете изделия, характерные для тех или иных дефектов, и в настоящее время распознавание таких особенностей доверяют компьютерам и нейронным сетям. Измерения тепловой картины на поверхности производят как с помощью контактных термометров, так и путем дистанционной пирометрии. С помощью теплового портрета обнаруживают дефекты сварки и пайки, нарушения герметичности сосудов, места концентрации внутренних напряжений и неисправные электронные компоненты. Самое широкое применение тепловой способ находит в электронике и приборостроении.

Радиационный метод неразрушающего контроля

Этот способ чрезвычайно эффективный, он позволяет получать информацию о самых крупных установках и конструкциях (практически без ограничения размера) путем просвечивания их проникающим ионизирующим излучением.

Радиационный метод неразрушающего контроля

Применяется в следующих диапазонах:

гамма-лучи;
рентгеновское излучение;
нейтронное излучение.

Физической основой способа является возрастание плотности потока заряженных частиц в местах скрытых дефектов. На основании сравнения интенсивности прошедшего и отраженного потока делают вывод о глубине расположения неоднородности. Применяется при определении качества сварных швов на крупных изделиях, таких, как корпуса атомных или химических реакторов, турбин, магистральных трубопроводов и их запорной арматуры.

Метод неразрушающего контроля проникающими веществами

Суть способа заключается в том, что во внутренние полости контролируемого устройства или конструкции запускают специально подготовленную жидкость, реже — химически активное или радиоактивное вещество. По его скоплению или следам и определяют место дефекта.

Различают две разновидности:

капиллярный, для нахождения поверхностных капиллярных трещин, по которым и просачивается вещество – индикатор;
течеискание — для обнаружения утечек в трубопроводах и емкостях.

Метод неразрушающего контроля проникающими веществами

Поверхность тщательно очищают, далее наносят на нее вещество-индикатор, или пенетрант. После определенной выдержки наносят вещество — проявитель и наблюдают картину дефектов визуально. В случае применения радиоактивных маркеров обнаружение дефектов производят соответствующей рентгенографической аппаратурой. Методика обладает следующими достоинствами:

высокая чувствительность;
простота применения;
наглядность представления.

Он хорошо сочетается с другими методиками и служит им для взаимной проверки.

Оптический метод неразрушающего контроля

Оптический способ дефектоскопии основан на анализе оптических эффектов, связанных с отражением, преломлением и рассеянием световых лучей поверхностью или объемом объекта.

Внешние оптические методики позволяют определять чистоту и шероховатость поверхностей, особо важную в точном машиностроении. При измерении размеров мелких деталей применяется физическое явление дифракции, шероховатость поверхностей определяется на основе интерференционных измерений.

Внутренние дефекты возможно выявить лишь для прозрачных материалов, и здесь оптическим методикам нет равных по дешевизне и эффективности.

Выгодно отличаются они своей простотой и малой трудоемкостью и при нахождении пороков поверхностей, таких, как трещины, заусенцы и забоины.

Особенности выбора метода неразрушающего контроля

В ряде отраслей промышленности, таких, как :

атомная;
химическая;
аэрокосмическая;
оборонная;

выбор способов дефектоскопии строго регламентирован государственными стандартами и нормами сертифицирующих организаций, таких, ка МАГАТЭ или Госатомнадзора.

Вне этих отраслей руководитель подразделения качества предприятия выбирает методики дефектоскопии, руководствуясь следующими параметрами:

физико-химические свойства применяемого материала;
размеры и прежде всего — толщина конструкции;
тип контролируемого объекта, соединения или конструкции;
требования технологического процесса;
стоимостные параметры того или иного способа дефектоскопии.

Универсального способа определить все дефекты и сразу не существует. При планировании стратегии качества изделия необходимо определить дефекты, наиболее значимые по степени привносимого ими риска неисправности. Далее находится та комбинация средств измерения и методик неразрушающего контроля, которая:

позволит выявить все критически значимые дефекты с заданной вероятностью;
минимизирует финансовые издержки трудозатраты;
окажет минимальное влияние на основной производственный процесс.

Средства неразрушающего контроля применяются сегодня практически на всех производствах — от авиазавода и судоверфи до авторемонтной мастерской и кондитерской фабрики. Контролируют прочность сварных швов и герметичность сосудов высокого давления, качество лакокрасочного покрытия и однородность массы для приготовления зефира в шоколаде. Экономя предприятиям средства на проведение выборочных испытаний на разрушение, применение неразрушающей дефектоскопии сказывается и на цене выпускаемых на рынок продуктов при одновременной гарантии их высокого качества.

Методы неразрушающего контроля качества

- плены образуются при разливке в изложницы и должны быть зачищены перед прокаткой.

- пережог - оплавление границ зерен (неисправимый дефект);

- перегрев, приводящий к образованию крупнозернистой структуры, может быть исправлен повторным нагревом при оптимальной температуре;

- неравномерность нагрева приводящая к искривлению раската и поломкам оборудования;

- обезуглероживание поверхности приводит к снижению твёрдости поверхностного слоя и может быть предотвращено нагревом в защитной атмосфере;

- окалинообразование - предотвращается нагревом в защитной атмосфере;

- трещины образуются вследствие ускоренного охлаждения металла или неравномерного охлаждения метала.

Тема: Методы и формы контроля качества продукции

2. По объёму контролируемой продукции

1) Приёмочный контроль продукции

2) Статистическое регулирование технологического процесса

2) Контроль технологического процесса

3) Контроль готовой продукции

4) Контроль транспортировки и хранения

1) Инспекционный (контроль ранее принятой продукции)

2) Летучий (внезапный инспекционный контроль)

1) Активный (с принятием решений по улучшению качества продукции)

2) Пассивный ( фиксируется только окончательный брак)

1) По количественному признаку

2) По качественному признаку

3. Определение твёрдости

4. Испытание на растяжение

5. Испытание на ударную вязкость

1. Визуальный контроль качества поверхности.

2. Ультразвуковой контроль предназначен для выявления внутренних дефектов(раковин, пор, неметаллических включений, флокенов, трещин).

Этот метод основан на пропускании через прокат ультразвуковых волн с частотой 4МГц. При такой частоте колебания распространяются в материале подобно лучам, почти не рассеиваясь по сторонам. Ими можно “просвечивать” материалы на глубину свыше 1 м. Ультразвук отражается на поверхности раздела разнородных сред. Поэтому ультразвук не проходит через трещины, раковины, включения, образуя акустическую тень. Для излучения и приёма ультразвука пользуются ультразвуковыми дефектоскопами, снабжёнными пьезоэлектрическим излучателями и приёмниками. Интенсивность отраженных волн фиксируется преобразователем и при усилении отраженных колебаний срабатывает маркер и помечает дефектные места на прокате синий краской

3. Электроиндуктивный контроль поверхности основан на изменении магнитного поля в месте залегания дефекта и позволяет выявлять дефекты размером не менее 0,3мм. Для этого прокат намагничивается, а затем его поверхность зондируется по спирали, изменения магнитного поля фиксируются и маркировочным устройством помечается место дефекта

На ОЭМК применяют установки «Ferster»для контроля поверхностных дефектов на обточенном металле, а установки «Волна-7» на горячекатаном металле.

4. Магнитная дефектоскопия применяется для выявления трещин, волосовин, пузырей, неметаллических включений внутри деталей. Магнитные испытания складываются из трёх основных операций: намагничивания изделий, покрытия их ферромагнитным порошком, наружного осмотра и размагничивания изделий.

У намагниченных изделий с пороками магнитные силовые линии, стремясь обогнуть места пороков, ввиду их пониженной магнитной проницаемости выходят за пределы поверхности изделия и затем входят в него, образуя неоднородное магнитное поле. Поэтому при покрывании изделий магнитными порошками частицы порошков располагаются над пороком, образуя резко очерченные рисунки.

5.Рентгеновская дефектоскопияоснована на проникновении рентгеновских лучей сквозь тела, непрозрачные для видимого света. Проходя сквозь металлы, рентгеновские лучи частично поглощаются, причём сплошным металлом лучи поглощаются сильнее, чем в тех местах, где находятся газовые, шлаковые включения или трещины. Величину, форму и род этих пороков можно наблюдать на светящемся экране, установленном по ходу лучей за исследуемой деталью. При установке на место экрана кассеты с фотопластинкой или плёнкой получают снимок исследуемого объекта. Рентгеновским исследованием можно обнаружить внутри детали даже микроскопические дефекты.

6. Люминесцентная дефектоскопия используется для выявления поверхностных дефектов. Для этого деталь или заготовку помещают в раствор люминофора, который проникает в поверхностные дефекты. После извлечения из раствора поверхность детали промывают водой и исследуют под ультрафиолетовым излучением, который вызывает свечение поверхностных дефектов.

7. Цветная дефектоскопия используется для выявления поверхностных дефектов. Для этого деталь или заготовку помещают в раствор красной краски, который проникает в поверхностные дефекты. После извлечения из раствора поверхность детали промывают водой и покрывают белой краской. В местах залегания поверхностных дефектов через слой белой краски выступает красная. Поверхностные дефекты обнаруживают визуальным осмотром изделий.

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О КОНТРОЛЕ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ И ДЕТАЛЕЙ

В пособии изложены физические основы наиболее широко применяемых в машиностроении видов неразрушающего контроля: магнитного, вихретокового, радиационного, акустического, капиллярного. Рассматриваются достоинства и недостатки каждого метода, наиболее рациональные области применения. Анализируются возможности применения некоторых методов для обнаружения дефектов структуры материалов. Пособие предназначено для кораблестроительных и машиностроительных специальностей СПбГМТУ

ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ О КОНТРОЛЕ КАЧЕСТВА МАТЕРИАЛОВ И ДЕТАЛЕЙ

Надежность и долговечность машин , механизмов, приборов, конструкций и т.д. обеспечивается в значительной степени тем, что материалы, детали этих устройств и сами устройства в целом подвергаются контролю на всех этапах изготовления и эксплуатации. Контролем в технике называется проверка соответствия продукции установленным техническим требованиям. Эти требования ( например, определенные линейные размеры, твердость, балл зернистости, допустимый размер несплошностей и др.) записываются в специальном техническом паспорте каждого изделия.

Качество продукции – это совокупность ее свойств, обусловливающих пригодность продукции удовлетворять определенные потребности в связи с ее назначением.

Дефектом называют каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям. Дефекты разделяют на явные (обнаружение которых возможно предусмотренными правилами, методами и средствами контроля) и скрытые. Их также разделяют на критические, которые делают использование продукции практически невозможным, значительные ( оказывающие существенное влияние на возможность и долговечность использования продукции) и малозначительные. Дефекты разделяют также на устранимые ( устранение которых технически возможно и экономически целесообразно) и неустранимые.

Рассмотрим некоторые разновидности технического контроля. По этапам создания и использования продукции различают контроль проектирования ( проверка технической документации поставщика, поступающей к заказчику), операционный ( контроль продукции во время выполнения или после завершения технологической операции) и приемочный (контроль продукции, по результатам которого принимают решение о ее пригодности к использованию). В эксплуатационном контроле различают входной и текущий виды контроля. Например, железнодорожные рельсы регулярно подвергаются текущему контролю.

По исполнителям контроль подразделяют на самоконтроль, контроль производственным мастером, контроль специальным отделом (ОТК) , ведомственный контроль, осуществляемый органами министерства или ведомства) и государственный надзор за качеством продукции ( например, Морской регистр).

По полноте охвата различают сплошной контроль и выборочный. Сплошному контролю подвергают только продукцию ответственного назначения, в других случаях проводят выборочный контроль.

При выборочном контроле могут применяться разрушающие методы, нарушающие пригодность продукции к применению, например, механические испытания на разрыв, удар и т.д. Неразрушающие методы контроля не нарушают пригодность продукции к применению. Как правило, неразрушающими методами контролируют всю продукцию, что резко повышает ее эксплуатационную надежность

Важность перехода от выборочного контроля к сплошному возрастает с увеличением сложности контролируемого оборудования. Это можно пояснить таким примером. Основную часть парового котла современной электростанции составляет трубная система, включающая в себя сотни тысяч отдельных труб и сварных соединений. Наличие даже одного дефектного узла, выводит станцию из строя. Поэтому, введение сплошного неразрушающего контроля трубной системы котла является необходимым условием его успешной эксплуатации

1.1.Виды и методы неразрушающего контроля

Неразрушающий контроль (НК) подразделяют на девять видов: магнитный, электрический, вихретоковый, радиоволновой, тепловой, оптический., радиационный, акустический и проникающими веществами.. Каждый вид НК подразделяется на методы. которые классифицируют, опираясь на следующие признаки:

- характер взаимодействия физических полей или веществ с контролируемым объектом

- первичный информативный параметр

- способ получения первичной информации

Первичный информативный параметр - конкретный параметр поля или вещества ( амплитуда поля, количество вещества и т.д.) , изменение которого используют для характеристики контролируемого объекта. Например, при просвечивании рентгеновским излучением наличие несплошности в объекте контроля увеличивает амплитудупрошедшего излучения.

1.2 Средства неразрушающего контроля

Каждому методу контроля соответствуют определенные средства контроля. Все средства контроля разделены на семь основных групп. В одну группу объединены оптические и тепловые приборы, а также вихретоковые и электрические.

Классификация приборов неразрушающего контроля качества материалов и изделий

Код	Приборы НК	Код	Приборы НК
Акустические для контроля методом:	Оптические и тепловые Оптические для контроля методом:
теневым	прошедшего излучения
эхо-импульсным	отраженного излучения
резонансным	собственного излучения
свободых колебаний	Тепловые для контроля методом:
эмиссионным	прошедшего излучения
импедансным	отраженного излучения
велосиметрическим	собственного излучения
Капиллярные для контроля методом:	Радиационныедля контроля методом:
цветным	рентгеновским
яркостным	гамма
люминисцентным	бета
люминисцентно-цветным	нейтронным
фильтрующихся частиц	позитронным
комбинированным	Радиоволновые для контроля методом:
Магнитные для контроля методом:	прошедшего излучения
магнитопорошковым	отраженного излучения
магнитографическим	собственного излучения
магнитоферрозондовым	Электромагнитные (вихревых токов) и электрические для контроля с использованием преобразователей:
индукционным	проходных
пондеромоторным	накладных
магнитополупроводниковым	экранных
комбинированных
для контроля электрическим методом

В классификаторе (табл. 1.1) первые четыре знака определяют общие отраслевые признаки средств НК, пятый знак обозначает основной физический метод, на основе которого создан прибор. Шестой знак определяет класс аппаратуры по основным приборным признакам.

По видам контролируемых параметров средства НК разделяют на приборы, предназначенные:

-для обнаружения дефектов типа нарушений сплошности (трещины, раковины, расслоения и т.п.) – приборы -дефектоскопы

- для контроля геометрических характеристик ( наружные и внутренние диаметры, толщина стенки, толщина покрытий, слоев, степень износа, ширина и длина изделия и т.п.)

- для измерения физико-механических и физико-химических характеристик(электрических, магнитных и структурных параметров, отклонений от заданного химического состава, измерение твердости пластичности, контроля качества упрочненных слоев, содержания и распределения ферритной фазы и т.п.) – приборы -структуроскопы

Выбор того или иного метода и прибора неразрушающего контроля зависит от параметров контролируемого ( размеры, электрические, магнитные свойства и т.п.) объекта и условий его обследования ( в заводском цеху, в установке и т.п.) Ни один из методов и приборов не является универсальным. В соответствии с назначением приборов измеряемые и определяемые параметры и дефекты разделяют на четыре группы (табл.2)

Читайте также: