Средства и методи за контрол. Състоянието на частите и връзките може да се определи чрез проверка, тестване на допир, използване на измервателни инструменти и други методи.
По време на проверката се разкрива разрушаване на детайла (пукнатини, начупване на повърхности, счупвания и др.), наличие на отлагания (нагар, въглеродни отлагания и др.), изтичане на вода, масло, гориво: Чрез проверка чрез допир , износването и разрушаването на резбите се определят върху части в резултат на предварително затягане, еластичност на уплътненията, наличие на неравности, драскотини и др. Отклонения на ставите от дадена междина или напрежение на части от даден размер, от плоскост, форма , профил и др. се определят с помощта на измервателни уреди.
Изборът на средства за контрол трябва да се основава на осигуряване на определени показатели на процеса на контрол и анализ на разходите за прилагане на контрол за дадено качество на продукта. Когато избирате контролни средства, трябва да използвате контролни средства, които са ефективни за специфични условия, регулирани от държавни, индустриални и корпоративни стандарти.
Изборът на контроли включва следните стъпки:
анализ на характеристиките на обекта на управление и показателите на процеса на управление;
определяне на предварителния състав на контролите;
определяне на окончателния състав на контролните средства, тяхната икономическа обосновка, изготвяне на технологична документация.
В зависимост от производствената програма и стабилността на измерваните параметри могат да се използват универсални, механизирани или автоматични средства за управление. По време на ремонтите най-широко се използват универсални измервателни уреди и инструменти. Въз основа на принципа на действие те могат да бъдат разделени на следните видове.
1. Механични инструменти - линийки, шублери, пружинни инструменти, микрометри и др. Като правило, механичните инструменти и инструменти се характеризират с простота, висока надеждност на измерванията, но имат относително ниска точност и производителност на контрол. При извършване на измервания е необходимо да се спазва принципът на Abbe (принцип на сравнение), според който е необходимо оста на скалата на инструмента и контролираният размер на изпитвания детайл да са разположени на една и съща права линия, т.е. линията трябва да бъде продължение на мащабната линия. Ако този принцип не се спазва, тогава изкривяването и непаралелността на водачите на измервателното устройство причиняват значителни грешки в измерването.
2. Оптични инструменти - окулярни микрометри, измервателни микроскопи, колимационни и пружинно-оптични инструменти, проектори, интерферентни устройства и др. С помощта на оптични инструменти се постига най-висока точност на измерване. Устройствата от този тип обаче са сложни, настройката и измерването им отнемат време, скъпи са и често нямат висока надеждност и дълготрайност.
3. Пневматични инструменти - дължини. Този тип инструменти се използват главно за измерване на външни и вътрешни размери, отклонения във формата на повърхности (включително вътрешни), конуси и др. Пневматичните инструменти имат висока точност и скорост. Редица измервателни задачи, например точни измервания в отвори с малък диаметър, могат да бъдат решени само с устройства от пневматичен тип. Но устройствата от този тип най-често изискват индивидуално калибриране на скалата с помощта на стандарти.
4. Електроуреди. Те стават все по-разпространени в оборудването за автоматично управление и измерване. Перспективите на устройствата се определят от тяхната скорост, възможността за документиране на резултатите от измерванията и лекотата на управление.
Основният елемент на електрическите измервателни уреди е измервателен преобразувател (сензор), който възприема измерената стойност и произвежда сигнал за измервателна информация във форма, удобна за предаване, преобразуване и интерпретация. Преобразувателите се класифицират в електрически контакт (фиг. 2.1), електрически контактни скални глави, пневмоелектрически контакт, фотоелектрически, индуктивни, капацитивни, радиоизотопни, механотронни.
Видове и методи за безразрушителен контрол.Визуалната проверка ви позволява да идентифицирате видими нарушения на целостта на частта. Визуално-оптичният контрол има редица очевидни предимства пред визуалния контрол. Гъвкавата фиброоптика с манипулатор ви позволява да инспектирате значително по-големи области, които са недостъпни за открито гледане. Въпреки това, много опасни дефекти, които се появяват по време на работа, най-често не се откриват чрез визуални оптични методи. Такива дефекти включват предимно малки пукнатини от умора, корозионни лезии, структурни трансформации на материала, свързани с естествени и изкуствени процеси на стареене и др.
В тези случаи се използват физични методи за безразрушителен контрол (NDT). Понастоящем са известни следните основни видове безразрушителен контрол: акустичен, магнитен, радиационен, капилярен и вихров ток. Кратката им характеристика е дадена в табл. 2.3.
Всеки вид безразрушителен контрол има няколко разновидности. По този начин сред акустичните методи може да се разграничи група от ултразвукови методи, импеданс, свободни вибрации, велосиметрични и др. Капилярният метод е разделен на цветни и луминесцентни, радиационният метод на рентгенови и гама методи.
Обща характеристика на методите за безразрушителен контрол е, че пряко измерените чрез тези методи физични параметри като електрическа проводимост, абсорбция на рентгенови лъчи, естество на отражение и абсорбция на рентгенови лъчи, естество на отражение и абсорбция на ултразвукови вибрации в изследваните продукти и т.н. Чрез промяна на стойностите на тези В някои случаи параметрите могат да показват промени в свойствата на материала, които са много важни за експлоатационната надеждност на продуктите. По този начин рязката промяна в магнитния поток върху повърхността на намагнетизирана стоманена част показва наличието на пукнатина на това място; появата на допълнително отражение на ултразвукови вибрации при озвучаване на частта сигнализира за нарушаване на хомогенността на материала (например разслоявания, пукнатини и др.); чрез промяна на електрическата проводимост на даден материал често може да се съди за промяна в неговите якостни свойства и т.н. Не във всички случаи е възможно да се даде точна количествена оценка на открития дефект, тъй като връзката между физичните параметри и параметрите, които трябва да бъдат определен по време на процеса на проверка (например размер на пукнатината, степен на намаляване на якостните свойства и т.н.), като правило, не е недвусмислен, но има статистически характер с различна степен на корелация. Следователно физическите методи за безразрушителен контрол в повечето случаи са по-качествени и по-рядко количествени.
Типични дефекти в частите. Конструктивните параметри на автомобила и неговите компоненти зависят от състоянието на интерфейсите и частите, което се характеризира с прилягане. Всяко нарушение на прилягането се дължи на: промяна в размера и геометричната форма на работните повърхности; нарушаване на взаимното разположение на работните повърхности; механични повреди, химически и термични повреди; промени във физичните и химичните свойства на материала на детайла.
Промените в размера и геометричната форма на работните повърхности на частите възникват в резултат на тяхното износване. Неравномерното износване причинява появата на такива дефекти във формата на работните повърхности като овалност, конусност, бъчвовидност, корсетност. Интензивността на износване зависи от натоварванията на свързващите части, скоростта на движение на триещите се повърхности, температурните условия на частите, режима на смазване и степента на агресивност на околната среда.
Нарушаването на относителното положение на работните повърхности се проявява под формата на промени в разстоянието между осите на цилиндричните повърхности, отклонения от паралелността или перпендикулярността на осите и равнините, отклонения от коаксиалността на цилиндричните повърхности. Причините за тези нарушения са неравномерно износване на работните повърхности, вътрешни напрежения, които възникват в частите по време на тяхното производство и ремонт, остатъчни деформации на частите поради излагане на натоварвания.
Относителното разположение на работните повърхности най-често се нарушава в частите на корпуса. Това причинява изкривявания в други части на устройството, ускорявайки процеса на износване.
Механични повреди на частите - пукнатини, счупвания, отчупвания, рискове и деформации (огъване, усукване, вдлъбнатини) възникват в резултат на претоварвания, удари и умора на материала.
Пукнатините са характерни за части, работещи при циклично редуващи се натоварвания. Най-често те се появяват на повърхността на части на места, където е концентрирано напрежение (например близо до дупки, във филета).
Счупванията, характерни за отливките, и разцепването на повърхностите на циментираните стоманени детайли възникват в резултат на излагане на динамични ударни натоварвания и поради умора на метала.
Рисковете върху работните повърхности на частите се появяват под въздействието на абразивни частици, които замърсяват смазката.
Детайли от валцовани профили и ламарина, валове и пръти, работещи при динамични натоварвания, са подложени на деформация.
Химико-термични повреди - изкривяване, корозия, нагар и котлен камък се появяват при използване на автомобила в трудни условия.
Изкривяването на повърхностите на части със значителна дължина обикновено се получава при излагане на високи температури.
Корозията е резултат от химическо и електрохимично излагане на околната окислителна и химически активна среда. Корозията се проявява върху повърхностите на частите под формата на непрекъснати оксидни филми или локални повреди (петна, кухини).
Въглеродните отлагания са резултат от използването на вода в охладителната система на двигателя.
Котленият камък е резултат от използването на вода в охладителната система на двигателя.
Промяната във физико-механичните свойства на материалите се изразява в намаляване на твърдостта и еластичността на частите. Твърдостта на частите може да намалее поради прилагането на структурата на материала при нагряване до високи температури по време на работа. Еластичните свойства на пружините и листовите пружини са намалени поради умора на материала.
Пределни и допустими размери и износване на части. Има размери на работния чертеж, допустими и максимални размери и износване на частите.
Размерите на работния чертеж са размерите на детайла, посочени от производителя в работните чертежи.
Допустими са размерите и износеността на дадена част, при които тя може да се използва повторно без ремонт и да работи безупречно до следващия безпроблемен ремонт на автомобила (блока).
Границите са размерите и износването на дадена част, при които по-нататъшното й използване е технически неприемливо или икономически неосъществимо.
Износването на дадена част през различните периоди на нейната работа не се извършва равномерно, а по определени криви.
Първият участък с продължителност t 1 характеризира износването на частта по време на периода на работа. През този период грапавостта на повърхността на детайла, получена по време на обработката му, намалява и степента на износване намалява.
Вторият участък с продължителност t 2 съответства на периода на нормална работа на интерфейса, когато износването настъпва сравнително бавно и равномерно.
Третият раздел характеризира период на рязко увеличаване на интензивността на повърхностното износване, когато мерките за поддръжка вече не могат да предотвратят това. За времето T, изминало от началото на работа, интерфейсът достига гранично състояние и изисква ремонт. Разликата в интерфейса, съответстваща на началото на третия участък от кривата на износване, определя стойностите на максималното износване на частите.
Последователност на проверка на части по време на дефекти. На първо място се извършва визуална проверка на частите, за да се открият повреди, видими с невъоръжено око: големи пукнатини, счупвания, драскотини, отчупвания, корозия, сажди и котлен камък. След това частите се проверяват на устройства за откриване на нарушения на взаимното разположение на работните повърхности и физико-механичните свойства на материала, както и за липса на скрити дефекти (невидими пукнатини). Накрая се контролират размерите и геометричната форма на работните повърхности на детайлите.
Контрол на взаимното разположение на работните повърхности. Отклонението от съосност (изместване на осите) на отворите се проверява с помощта на оптични, пневматични и индикаторни устройства. Индикаторните устройства намират най-широко приложение при ремонта на автомобили. Когато проверявате отклоненията от центровката, завъртете дорника и индикаторът показва стойността на радиалното биене. Отклонението от центровката е равно на половината от радиалното биене.
Несъосността на шийките на вала се контролира чрез измерване на радиалното им биене с помощта на индикатори, монтирани в центровете. Радиалното биене на шийките се определя като разликата между най-големите и най-малките показания на индикатора за оборот на вала.
Отклонението от паралелност на осите на отвора се определя от разликата |a 1 - a 2 | разстояния a 1 и a 2 между вътрешните образуващи на контролните дорници на дължина L с помощта на поансон или индикаторен манометър.
Отклонението от перпендикулярността на осите на отворите се проверява с помощта на дорник с индикатор или габарит, измервайки пролуките D 1 и D 2 по дължина L. В първия случай отклонението на осите от перпендикулярността се определя като разликата в показанията на индикатора в две противоположни позиции, във втората - като разлика в пропуските |D 1 - D 2 |.
Отклонението от паралелността на оста на отвора спрямо равнината се проверява върху плочата чрез промяна на индикатора за отклонение на размерите h 1 и h 2 по дължината L. Разликата в тези отклонения съответства на отклонението от паралелността на оста на отвора и самолета.
Отклонението от перпендикулярността на оста на отвора към равнината се определя при диаметър D като разлика в показанията на индикатора при въртене на дорник спрямо оста на отвора или чрез измерване на пролуките в две диаметрално противоположни точки по периферията на габарита. Отклонението от перпендикулярност в този случай е равно на разликата в резултатите от измерването |D 1 -D 2 | на диаметър D.
Мониторингът на скритите дефекти е особено необходим за критични части, от които зависи безопасността на автомобила. За контрол се използват кримпване, боя, магнитни, луминесцентни и ултразвукови методи.
Методът на кримпване се използва за идентифициране на пукнатини в частите на тялото (хидравличен тест) и за проверка на херметичността на тръбопроводи, резервоари за гориво и гуми (пневматичен тест). Инсталирам частта на тялото за тестване на стойка, запечатвам външните отвори с капаци и тапи, след което водата се изпомпва във вътрешните кухини на частта до налягане от 0,3... 0,4 MPa. Изтичането на вода показва местоположението на пукнатината. По време на пневматично изпитване във вътрешността на детайла се подава въздух под налягане от 0,05...0,1 МРа и се потапя във водна баня. Мехурчета от излизащ въздух показват местоположението на пукнатината.
Методът на боя се използва за откриване на пукнатини с ширина най-малко 20...30 микрона. Повърхността на тестваната част се обезмаслява и върху нея се нанася червена боя, разредена с керосин. След като отмиете червената боя с разтворител, покрийте повърхността на частта с бяла боя. След няколко минути на белия фон ще се появи червена боя, проникваща в пукнатината.
Магнитният метод се използва за контрол на скрити пукнатини в детайли от феромагнитни материали (стомана, чугун). Ако дадена част е магнетизирана и поръсена със сух феромагнитен прах или излята със суспензия, тогава техните частици се привличат към ръбовете на пукнатините, сякаш към полюсите на магнит. Ширината на праховия слой може да бъде 100 пъти по-голяма от ширината на пукнатината, което прави възможно идентифицирането му.
Магнетизирайте части на магнитни дефектоскопи. След проверка частите се демагнетизират чрез преминаването им през соленоид, захранван с променлив ток.
Луминесцентният метод се използва за откриване на пукнатини, по-широки от 10 микрона в части, изработени от немагнитни материали. Контролираната част се потапя за 10...15 минути във вана с флуоресцентна течност, която може да свети при излагане на ултравиолетово лъчение. След това частта се избърсва и върху контролираните повърхности се нанася тънък слой прах от магнезиев карбонат, талк или силикагел. Прахът изтегля флуоресцентната течност от пукнатината върху повърхността на детайла.
След това с помощта на флуоресцентен дефектоскоп частта се излага на ултравиолетово лъчение. Прахът, импрегниран с флуоресцентна течност, разкрива пукнатини в частта под формата на светещи линии и петна.
Ултразвуковият метод, характеризиращ се с много висока чувствителност, се използва за откриване на вътрешни пукнатини в детайли. Има два метода за ултразвукова дефектоскопия - звукова сянка и импулс.
Методът на звуковата сянка се характеризира с местоположението на генератор с излъчвател на ултразвукови вибрации от едната страна на детайла и приемник от другата. Ако при движение на дефектоскопа по детайла не се открие дефект, ултразвуковите вълни достигат до приемника, преобразуват се в електрически импулси и чрез усилвател достигат до индикатора, чиято стрелка се отклонява. Ако има дефект в пътя на звуковите вълни, те се отразяват. Зад дефектната зона на частта се образува звукова сянка и стрелката на индикатора не се отклонява. Този метод е приложим за изпитване на детайли с малка дебелина с двупосочен достъп до тях.
Импулсният метод няма ограничения за обхвата на приложение и е по-често срещан. Състои се във факта, че импулсите, изпратени от излъчвателя, достигнали противоположната страна на детайла, се отразяват от него и се връщат към приемника, при което слаб електричество. Сигналите преминават през усилвател и се подават в електроннолъчева тръба. При стартиране на генератора на импулси едновременно с помощта на скенера се включва хоризонталното сканиране на електроннолъчевата тръба, която представлява времевата ос.
Моментите на работа на генератора са придружени от начални импулси A. Ако има дефект, на екрана ще се появи импулс B. Природата и големината на изблиците на екрана се дешифрират с помощта на еталонни импулсни модели. Разстоянието между импулси A и B съответства на дълбочината на дефекта, а разстоянието между импулси A и C съответства на дебелината на детайла.
Наблюдението на размера и формата на работните повърхности на частите позволява да се оцени тяхното износване и да се вземе решение за възможността за по-нататъшното им използване. При проверка на размера и формата на част се използват както универсални инструменти (шублер, микрометри, индикаторни отвори, микрометрични тежести и др.), така и специални инструменти и устройства (мери, точилки, пневматични устройства и др.).
Заварените съединения се проверяват, за да се определят възможните отклонения от технически спецификациипредставени за този вид продукт. Един продукт се счита за висококачествен, ако отклоненията не надвишават допустимите стандарти. В зависимост от вида на заварените съединения и допълнителните условия на работа, продуктите след заваряване се подлагат на подходящ контрол.
Проверката на заварените съединения може да бъде предварителна, когато се проверява качеството на изходните материали, подготовката на заварените повърхности, състоянието на инструментите и оборудването. Предварителният контрол включва и заваряване на прототипи, които се подлагат на съответните тестове. В същото време, в зависимост от условията на работа, прототипите се подлагат на металографско изследване и методи за безразрушителен или разрушителен контрол.
Под текущ контролразбират проверка на съответствието с технологичните условия, стабилност на условията на заваряване. По време на рутинна проверка се проверява качеството на шевовете слой по слой и тяхното почистване. Финален контролизвършва в съответствие с техническите спецификации. Откритите в резултат на проверката дефекти подлежат на коригиране.
Безразрушителни методи за изпитване на заварени съединения
Има десет безразрушителни метода за изпитване на заварени съединения, които се използват в съответствие с техническите спецификации. Видът и броят на методите зависят от техническото оборудване на заваръчното производство и отговорността на завареното съединение.
Визуална инспекция- най-често срещаният и достъпен вид контрол, който не изисква материални разходи. Всички видове заварени съединения се подлагат на този контрол, въпреки използването на допълнителни методи. Външният преглед разкрива почти всички видове външни дефекти. С този вид контрол се установяват липса на проникване, провисвания, подрязвания и други дефекти, които се виждат. Външният преглед се извършва с просто око или с лупа с 10-кратно увеличение. Външната проверка включва не само визуално наблюдение, но и измерване на заварени съединения и шевове, както и измерване на подготвени ръбове. В условията на масово производство има специални шаблони, които ви позволяват да измервате параметрите на заваръчните шевове с достатъчна степен на точност.
При единични производствени условия заварените съединения се измерват с помощта на универсални измервателни инструменти или стандартни шаблони, пример за които е показан на фиг.1.
Комплект шаблони ShS-2е набор от стоманени плочи с еднаква дебелина, разположени по осите между две бузи. Всяка ос има 11 пластини, които са притиснати от двете страни с плоски пружини. Две плочи са предназначени за проверка на режещите възли, останалите са за проверка на ширината и височината на шева. Този универсален шаблон може да се използва за проверка на ъгли на скосяване, празнини и размери на шевове на челни, Т и ъглови съединения.
Непропускливостта на контейнерите и съдовете под налягане се проверява чрез хидравлични и пневматични тестове. Хидравличните тестове могат да се извършват с налягане, изливане или изливане на вода. За теста за изливане заваръчните шевове се изсушават или избърсват и контейнерът се напълва с вода, така че влагата да не попадне върху шевовете. След напълване на контейнера с вода, всички шевове се проверяват; липсата на мокри шевове ще покаже тяхната плътност.
Тестове за напояванепредмет на обемисти продукти, които имат достъп до шевовете от двете страни. Едната страна на продукта се напоява с вода от маркуч под налягане, а шевовете от другата страна се проверяват за плътност.
По време на хидравличен тестс налягане, съдът се напълва с вода и се създава свръхналягане, което е 1,2-2 пъти по-високо от работното налягане. Продуктът се държи в това състояние за 5 - 10 минути. Херметичността се проверява от наличието на влага в пълнежа и степента на намаляване на налягането. Всички видове хидравлични тестове се извършват при положителни температури.
Пневматични тестовев случаите, когато е невъзможно да се извършат хидравлични тестове. Пневматичните тестове включват пълнене на съда със сгъстен въздух при налягане, надвишаващо атмосферното с 10-20 kPa или 10-20% по-високо от работното. Шевовете се навлажняват със сапунен разтвор или продуктът се потапя във вода. Липсата на мехурчета показва стегнатост. Има възможност за пневматичен тест с хелиев теч детектор. За да направите това, вътре в съда се създава вакуум, а отвън се продухва със смес от въздух и хелий, която има изключителна пропускливост. Попадналият вътре хелий се изсмуква и попада на специален уред – теч детектор, който засича хелия. За херметичността на съда се съди по количеството уловен хелий. Вакуумният контрол се извършва, когато е невъзможно да се извършат други видове тестове.
Стегнатостта на шевовете може да се провери керосин. За да направите това, едната страна на шева е боядисана с тебешир с помощта на пистолет, а другата е навлажнена с керосин. Керосинът има висока проникваща способност, така че ако шевовете не са стегнати, обратната страна ще потъмнее или ще се появят петна.
Химичен методТестът се основава на взаимодействието на амоняк с контролно вещество. За да направите това, в съда се изпомпва смес от амоняк (1%) с въздух и шевовете се запечатват с лента, импрегнирана с 5% разтвор на живачен нитрат или разтвор на фенилфталеин. В случай на течове, цветът на лентата се променя там, където прониква амоняк.
Магнитно управление. С този метод на проверка дефектите на шевовете се откриват чрез разпръскване магнитно поле. За да направите това, свържете ядрото на електромагнита към продукта или го поставете вътре в соленоида. Върху повърхността на магнетизираната фуга се нанасят железни стружки, котлен камък и др., които реагират на магнитното поле. На места с дефекти по повърхността на продукта се образуват натрупвания от прах под формата на насочен магнитен спектър. За да се гарантира, че прахът се движи лесно под въздействието на магнитно поле, продуктът се потупва леко, придавайки подвижност на най-малките зърна. Магнитното поле на разсейване може да се регистрира със специално устройство, наречено магнитографски дефектоскоп. Качеството на връзката се определя чрез сравнение с референтна проба. Простотата, надеждността и ниската цена на метода, и най-вече неговата висока производителност и чувствителност, позволяват използването му на строителни обекти, по-специално по време на инсталирането на критични тръбопроводи.
Позволява ви да откриете дефекти в кухината на шева, които са невидими по време на външен преглед. Заваръчният шев се осветява с рентгеново или гама лъчение, проникващо в метала (фиг. 2), за тази цел излъчвателят (рентгенова тръба или гама инсталация) се поставя срещу контролирания шев, а от противоположната страна - рентгенов лъчев филм, инсталиран в светлоустойчива касета.
Лъчите, преминавайки през метала, облъчват филма, оставяйки по-тъмни петна в зоните на дефекти, тъй като дефектните зони имат по-малко абсорбция. Рентгеновият метод е по-безопасен за работниците, но инсталирането му е твърде тромаво, така че се използва само в стационарни условия. Гама излъчвателите имат значителна интензивност и ви позволяват да контролирате метал с по-голяма дебелина. Поради преносимостта на оборудването и ниската цена на метода, този тип контрол е широко разпространен в инсталационните организации. Но гама-лъчението представлява голяма опасност при небрежно боравене, така че този метод може да се използва само след подходящо обучение. Недостатъците на радиографското изследване включват факта, че предаването не позволява идентифициране на пукнатини, които не са разположени в посоката на главния лъч.
Наред с методите за радиационен мониторинг те използват флуороскопия, тоест получаване на сигнал за дефекти на екрана на устройството. Този метод е по-продуктивен и неговата точност е почти толкова добра, колкото радиационните методи.
Ултразвуков метод(Фиг. 3) се отнася до методи за акустично изпитване, които откриват дефекти с малък отвор: пукнатини, газови пори и шлакови включвания, включително такива, които не могат да бъдат определени чрез радиационна дефектоскопия. Принципът на неговото действие се основава на способността на ултразвуковите вълни да се отразяват от границата между две среди. Най-широко използваният метод е пиезоелектричният метод за производство на звукови вълни. Този метод се основава на възбуждането на механични вибрации чрез прилагане на променливо електрическо поле в пиезоелектрични материали, които използват кварц, литиев сулфат, бариев титанат и др.
За да направите това, с помощта на пиезометрична сонда на ултразвуков детектор за дефекти, поставена върху повърхността на заварената връзка, насочените звукови вибрации се изпращат в метала. Ултразвукът с честота на трептене над 20 000 Hz се въвежда в продукта в отделни импулси под ъгъл спрямо металната повърхност. При среща с интерфейса между две среди ултразвуковите вибрации се отразяват и улавят от друга сонда. При система с една сонда това може да е същата сонда, която е генерирала сигналите. От приемната сонда трептенията се подават към усилвател и след това усиленият сигнал се отразява на екрана на осцилоскопа. За контрол на качеството на заваръчните шевове в труднодостъпни места на строителните площадки се използват малки дефектоскопи с лек дизайн.
Предимствата на ултразвуковото изпитване на заварени съединения включват: по-голяма проникваща способност, което прави възможно контролирането на материали с голяма дебелина; висока производителност на устройството и чувствителност, определяща местоположението на дефект с площ от 1 - 2 mm2. Недостатъците на системата включват трудността при определяне на вида на дефекта. Поради това методът на ултразвуково изследване понякога се използва в комбинация с радиационно изследване.
Разрушителни методи за изпитване на заварени съединения
Методите за разрушително изпитване включват методи за изпитване на контролни проби, за да се получат необходимите характеристики на заварено съединение. Тези методи могат да се използват както върху контролни проби, така и върху участъци, изрязани от самата фуга. В резултат на методите за разрушително изпитване се проверява правилността на избраните материали, избраните режими и технологии и се оценява квалификацията на заварчика.
Механичното изпитване е един от основните методи за разрушително изпитване. Въз основа на техните данни може да се прецени съответствието на основния материал и завареното съединение с техническите спецификации и други стандарти, предвидени в тази индустрия.
ДА СЕ механични тестовевключват:
- изпитване на завареното съединение като цяло в различните му участъци (заварен метал, основен метал, зона на топлинно въздействие) за статично (краткотрайно) напрежение;
- статично огъване;
- ударно огъване (на назъбени проби);
- за устойчивост срещу механично стареене;
- измерване на твърдостта на метала в различни области на заваръчното съединение.
Контролните проби за механично изпитване са заварени от същия метал, по същия метод и от същия заварчик като основния продукт. В изключителни случаи контролните проби се изрязват директно от контролирания продукт. Варианти на проби за определяне на механичните свойства на заварено съединение са показани на фиг. 4.
Статично разтяганеизпитват якостта на заварените съединения, границата на провлачване, относителното удължение и относителното свиване. Статичното огъване се извършва, за да се определи пластичността на съединението чрез ъгъла на огъване преди образуването на първата пукнатина в зоната на опън. Изпитванията за статично огъване се провеждат върху проби с надлъжни и напречни шевове, като армировката на шева е отстранена наравно с основния метал.
Ударен завой- тест, който определя якостта на удар на заварено съединение. Въз основа на резултатите от определянето на твърдостта може да се прецени якостни характеристики, структурни промени в метала и стабилността на заваръчните шевове срещу крехко счупване. В зависимост от техническите условия продуктът може да бъде подложен на разрушаване при удар. За тръби с малък диаметър с надлъжни и напречни шевове се провеждат тестове за сплескване. Мярка за пластичност е размерът на празнината между пресованите повърхности при появата на първата пукнатина.
Металографски изследваниязаварени съединения се извършват, за да се установи структурата на метала, качеството на заварената връзка и да се установи наличието и естеството на дефектите. Въз основа на вида на счупването се определя естеството на разрушаване на пробите, изследва се макро- и микроструктурата на заваръчния шев и зоната на топлинно въздействие, преценява се структурата на метала и неговата пластичност.
Макроструктурен анализопределя местоположението на видимите дефекти и техния характер, както и макроразрезите и счупванията на метала. Извършва се с просто око или под лупа с 20-кратно увеличение.
Микроструктурен анализизвършва се с увеличение от 50-2000 пъти с помощта на специални микроскопи. С този метод е възможно да се открият оксиди по границите на зърната, изгаряне на метал, частици от неметални включвания, размер на метални зърна и други промени в неговата структура, причинени от топлинна обработка. При необходимост се извършва химичен и спектрален анализ на заварени съединения.
Специални тестовеизвършвани за критични структури. Те отчитат условията на работа и се извършват по методи, разработени за този тип продукти.
Отстраняване на заваръчни дефекти
Дефекти по заваряване, установени по време на процеса на проверка, които не отговарят на техническите спецификации, трябва да бъдат отстранени, а ако това не е възможно, продуктът се отхвърля. IN стоманени конструкцииОтстраняването на дефектни заварки се извършва чрез плазмено дъгово рязане или издълбаване, последвано от обработка с абразивни колела.
Дефектите в шевовете, подложени на термична обработка, се коригират след темпериране на заваръчното съединение. При отстраняване на дефекти трябва да се спазват определени правила:
- дължината на отстранения участък трябва да бъде по-дълъг от дефектния участък от всяка страна;
- Ширината на отвора трябва да бъде такава, че ширината на шева след заваряване да не надвишава двойната му ширина преди заваряването.
- профилът на пробата трябва да осигурява надеждно проникване на всяко място в шева;
- повърхността на всяка проба трябва да има гладки очертания без остри издатини, остри вдлъбнатини и неравности;
- При заваряване на дефектна зона трябва да се осигури припокриване на съседни зони на основния метал.
След заваряване зоната се почиства до пълно отстраняване на черупките и хлабавостта в кратера и плавни преходи към основния метал. Отстраняването на затрупани външни и вътрешни дефектни участъци във връзките от алуминий, титан и техните сплави трябва да се извършва само механично - чрез шлайфане с абразивни инструменти или рязане. Разрешава се рязане с последващо полиране.
Подрязванията се елиминират чрез настилане на конец по цялата дължина на дефекта.
В изключителни случаи е възможно да се използва сливане на малки подрязвания с аргоново-дъгови горелки, което позволява изглаждане на дефекта без допълнително напластяване.
Провисването и други неравности във формата на шева се коригират чрез механична обработка на шева по цялата му дължина, като се избягва подценяването на общото напречно сечение.
Кратерите на шевовете са заварени.
Изгарянията се почистват и заваряват.
Всички корекции на заварените съединения трябва да се извършват по същата технология и същите материали, които са били използвани при нанасянето на основния шев.
Коригираните шевове се подлагат на повторна проверка, като се използват методи, които отговарят на изискванията за този тип заварени съединения. Броят на корекциите на една и съща част от заваръчния шев не трябва да надвишава три.
В ARP са използвани следните методи за откриване на скрити дефекти на детайли: бои, лакове, флуоресцентни, намагнитващи, ултразвукови.
Метод на кримпванеизползвани за откриване на дефекти в кухи части. Кримпването на частите се извършва с вода (хидравличен метод) и сгъстен въздух (пневматичен метод).
а) Хидравличният метод се използва за откриване на пукнатини в частите на тялото (блок и цилиндрова глава). Тестовете се провеждат на специални стойка, която осигурява пълно уплътняване на частта, която се пълни с гореща вода под налягане 0,3-0,4 MPa. Наличието на пукнатини се оценява по изтичане на вода.
б) Пневматичният метод се използва за радиатори, резервоари, тръбопроводи и други части. Кухината на детайла се запълва със сгъстен въздух под налягане и след това се потапя във вода. За местоположението на пукнатините се съди по излизащите въздушни мехурчета.
Метод на боядисваневъз основа на свойствата на течните бои за взаимна дифузия. Червена боя, разредена с керосин, се нанася върху обезмаслената повърхност на частта. След това боята се отмива с разтворител и се нанася слой бяла боя. След няколко секунди се появява модел на пукнатина на бял фон, увеличен няколко пъти по ширина. Могат да бъдат открити пукнатини с ширина до 20 микрона.
Луминесцентен методвъз основа на свойството на някои вещества да светят при облъчване с ултравиолетови лъчи. Частта първо се потапя във вана с флуоресцентна течност (смес от 50% керосин, 25% бензин, 25% трансформаторно масло с добавяне на флуоресцентно багрило). След това частта се измива с вода, изсушава се с топъл въздух и се праши със силикагел на прах, който изтегля флуоресцентната течност от пукнатината върху повърхността на частта. Когато част се облъчи с ултравиолетови лъчи, границите на пукнатината ще бъдат открити чрез блясък. Луминесцентните дефектоскопи се използват за откриване на пукнатини, по-големи от 10 микрона в части, изработени от немагнитни материали.
Магнитен метод за дефектоскопияшироко използван при откриване на скрити дефекти в автомобилни части от феромагнитни материали (стомана, чугун). Частта първо се магнетизира, след което се излива със суспензия, състояща се от 5% трансформаторно масло и керосин и фин прах от железен оксид. Магнитният прах ясно ще очертае границите на пукнатината, т.к По краищата на пукнатината се образуват магнитни ивици. Магнитният метод за откриване на дефекти има висока производителност и ви позволява да откривате пукнатини с ширина до 1 микрон.
Ултразвуков методсе основава на свойството на ултразвука да преминава през метални изделия и да се отразява от границата на две среди, включително от дефект. Има 2 метода за ултразвукова дефектоскопия: предаване и импулс.
Метод на трансилюминациясе основава на появата на звукова сянка зад дефект, като излъчвателят на ултразвукови вибрации е разположен от едната страна на дефекта, а приемникът от другата.
Импулсен методсе основава на факта, че ултразвуковите вибрации, отразени от противоположната страна на детайла, ще се върнат обратно и ще има 2 изблика на екрана. Ако има дефект в детайла, ултразвуковите вибрации ще се отразят от него и на екрана на тръбата ще се появи междинен взрив.
Целта на контрола е да се идентифицират дефекти в отливките и да се определи съответствието химичен състав, механични свойства, структура и геометрия на отливките според изискванията на техническите спецификации и чертежи. На контрол могат да бъдат подложени както готовите отливки, така и технологичните процеси за тяхното производство. Методите за контрол се разделят на разрушителни и неразрушителни.
Разрушително изпитванемогат да бъдат произведени както върху специални проби, отлети едновременно с отливката, така и върху проби, изрязани от различни зони на контролираната отливка. Последният се използва при фина настройка на технологичния процес или при контролно-предавателни изпитания. В този случай по-нататъшното използване на отливката по предназначение става невъзможно. Разрушителните методи за изпитване включват определяне на химичния състав и механичните свойства на леярския метал, изследване на неговата макро- и микроструктура, порьозност и др.
Неудържим контролне влияе върху по-нататъшната работа на отливките и те остават напълно годни за употреба. Методите за безразрушителен контрол включват: измерване на размерите и грапавостта на повърхността на отливките, визуална проверка на повърхността им, рентгенова, ултразвукова, луминисцентна и др. специални методиконтрол.
Лятите титанови части се използват като правило в критични компоненти и възли на различни машини и поради тази причина се обръща голямо внимание на контрола на отливките и параметрите на технологичния процес на тяхното производство. Контролните операции представляват до 15% от разходите при производството на титанови отливки. Контролират се химичният състав на сплавта, механичните свойства на отливката, външните и вътрешните дефекти на отливката, нейните геометрични размери и грапавост на повърхността. На контрол подлежат и редица етапи от процеса на производство на отливките.
Химичният състав на сплавта в отливките се контролира за съдържанието на легиращи компоненти и примеси. Както е известно, това зависи от химичния състав на консумативните електроди и леярските отпадъци, участващи в топенето. Следователно, контролът на химичния състав на отлятия метал обикновено се извършва от група стопилки, в които са използвани една партида консумативни електроди и една партида отпадъци с известно съдържание на легиращи компоненти и примеси.
Контролът на сплавта за съдържание на въглерод се извършва от всяка топлина, тъй като топенето на метал се извършва в тигли с графитни черепи и съдържанието на въглерод в метала може да варира от топлина до топлина.
За определяне на съдържанието на легиращи компоненти и примеси се използва квантометър тип DFS-41, а за контрол на съдържанието на кислород, водород и азот се използват съответно устройства EAO-201, EAN-202, EAN-14.
Механичните свойства на отливката - якост на опън, граница на провлачване, удължение, напречно свиване и якост на удар - се контролират след всяко топене чрез изпитване на стандартни проби, изрязани от пръти, излети заедно с отливките, или от елементи на литниковата система.
В процеса на усвояване на технологията за производство на отливки се следи и твърдостта на повърхностния слой на отливката и структурата на метала.
След избиване от формите отливките се подлагат на внимателна визуална проверка. За титанови отливки е специфично да се контролира повърхността на отливките, за да се идентифицират незаварени шевове. За откриването им се използват лупи, а в трудни случаи и луминисцентен контрол. Чрез визуална инспекция се откриват и дефекти като незапълване, зони с образуване на изгаряне и повишена грапавост, външни мивки и повърхностни запушвания.
Вътрешните дефекти в титаниеви отливки - кухини, пори, запушвания - се идентифицират с помощта на флуороскопия. За целта се използват рентгенови апарати тип RUP -150/300-10.
Контролът на геометрията на отливките и тяхната грапавост на повърхността не се различава от подобен контрол на отливки от други сплави.
Качеството на отливките (геометрична точност, качество на повърхността) е силно повлияно от първоначалните формовъчни материали - графитен прах и свързващо вещество. Оригиналният графитен прах се контролира за съдържание на пепел. Съдържанието на пепел не трябва да надвишава 0,8%, а влажността не трябва да надвишава 1%. Съставът на зърната на графитния прах се определя на устройството 029. Съставът на зърната трябва да отговаря на стандартите, установени в технологичните инструкции за този формовъчен състав.
При органичните свързващи вещества сухият остатък, плътността и вискозитетът се контролират. За контрол на готови за уплътняване графитни смеси за якост, газопропускливост и разпадане се използват стандартни методи и инструменти от марки 084M, 042M, 056M.
Термичната обработка на графитните форми се контролира внимателно чрез измерване на температурни параметри.
Особено голямо количество контрол на различни параметри се извършва по време на вакуумно черупково топене на титанови сплави. Преди да започне топенето се проверява херметичността на работната камера на инсталацията и остатъчното налягане. Мониторингът на течове трябва да се извършва поне веднъж на смяна. В допълнение, течът се проверява след всеки, дори незначителен, ремонт на камерата на пещта или вакуумната система.
Преди началото на топенето и по време на топенето се следи наличието на охлаждаща течност и нейното налягане на входа и изхода на охладителните системи на всички компоненти на инсталацията (тигел, електрододържач, камера, охлаждане на вакуумни помпи и др.). Обикновено средствата за наблюдение на работните параметри на инсталацията на черепа са вградени.
При заваряване на електрода и неговото разтопяване се контролират параметрите на електрическата дъга - ток и напрежение. За тази цел наред с показващите устройства се използват записващи контролни устройства. През този период също е задължително да се следи температурата на охлаждащата течност с помощта на записващи устройства.
По време на процеса на топене е необходимо да се следят промените в налягането, за да се открие своевременно разхерметизиране на инсталацията (влизане на вода в камерата, топене на токопроводи, поява на течове и др.). Обикновено при източване на метал от тигела остатъчното налягане се повишава рязко, но такова увеличение е нормално и не е от авариен характер.
Преди да се източи металът, центробежната машина се включва. За контрол на скоростта на въртене на масата обикновено се използва волтметър тип M-4200.
Сигналите от много устройства за управление на топенето се възприемат не само от топилната фабрика, но също така се предават към изпълнителните механизми. По този начин, въз основа на сигнали за внезапно повишаване на налягането в камерата, спад на налягането на охлаждащата течност или неприемливо повишаване на нейната температура, електрическата дъга незабавно се изключва. Цял набор от контролни операции се извършват от устройства за автоматично провеждане на процеса на топене.
При усвояване на нов технологични процесии леярска номенклатура, както и ново оборудване, използват различни допълнителни видове контрол и съответно оборудване.