Medios y métodos de control. El estado de las piezas y conexiones se puede determinar mediante inspección, pruebas táctiles, uso de herramientas de medición y otros métodos.
Durante la inspección se detecta destrucción de la pieza (grietas, desconchones de superficies, roturas, etc.), presencia de depósitos (incrustaciones, depósitos de carbón, etc.), fugas de agua, aceite, combustible: mediante control táctil. , el desgaste y colapso de las roscas se determinan en las piezas como resultado del preapriete, la elasticidad de las juntas, la presencia de rebabas, rayones, etc. Desviaciones de las uniones de un espacio determinado o tensión de las piezas de un tamaño determinado, de la planitud, de la forma. , perfil, etc. se determinan mediante instrumentos de medición.
La elección de los medios de control debe basarse en garantizar los indicadores especificados del proceso de control y el análisis de los costos de implementar el control para una determinada calidad del producto. Al elegir medios de control, debe utilizar medios de control que sean efectivos para condiciones específicas, regulados por estándares gubernamentales, industriales y empresariales.
La selección de controles incluye los siguientes pasos:
análisis de las características del objeto de control e indicadores del proceso de control;
determinación de la composición preliminar de los controles;
determinación de la composición final de los medios de control, su justificación económica, elaboración de documentación tecnológica.
Dependiendo del programa de producción y de la estabilidad de los parámetros medidos, se pueden utilizar medios de control universales, mecanizados o automáticos. Durante las reparaciones, los instrumentos y herramientas de medición universales son los más utilizados. Según su principio de funcionamiento, se pueden dividir en los siguientes tipos.
1. Instrumentos mecánicos: reglas, calibradores, instrumentos de resorte, micrómetros, etc. Como regla general, los instrumentos e instrumentos mecánicos se caracterizan por su simplicidad y alta confiabilidad en las mediciones, pero tienen una precisión y un rendimiento de control relativamente bajos. Al realizar mediciones, es necesario observar el principio de Abbe (principio del comparador), según el cual es necesario que el eje de la escala del instrumento y el tamaño controlado de la pieza que se está probando estén ubicados en la misma línea recta, es decir, la medición. La línea debe ser una continuación de la línea de escala. Si no se sigue este principio, la inclinación y el no paralelismo de las guías del dispositivo de medición provocan errores de medición importantes.
2. Instrumentos ópticos: micrómetros oculares, microscopios de medición, instrumentos ópticos de colimación y resorte, proyectores, dispositivos de interferencia, etc. Con el uso de instrumentos ópticos se logra la máxima precisión de medición. Sin embargo, los dispositivos de este tipo son complejos, su configuración y medición requieren mucho tiempo, son costosos y, a menudo, no tienen una alta confiabilidad y durabilidad.
3. Instrumentos neumáticos - longitudes. Este tipo de instrumento se utiliza principalmente para medir dimensiones externas e internas, desviaciones en la forma de superficies (incluidas las internas), conos, etc. Los instrumentos neumáticos se caracterizan por una alta precisión y velocidad. Varias tareas de medición, por ejemplo, mediciones precisas en orificios de pequeño diámetro, sólo pueden resolverse con dispositivos de tipo neumático. Sin embargo, los dispositivos de este tipo suelen requerir una calibración individual de la báscula utilizando estándares.
4. Electrodomésticos. Son cada vez más comunes en equipos de medición y control automático. Las perspectivas de los dispositivos están determinadas por su velocidad, la capacidad de documentar los resultados de las mediciones y su facilidad de manejo.
El elemento principal de los instrumentos de medición eléctricos es un transductor de medición (sensor), que percibe el valor medido y produce una señal de información de medición en una forma conveniente para su transmisión, conversión e interpretación. Los convertidores se clasifican en de contacto eléctrico (Fig. 2.1), cabezales de balanza de contacto eléctrico, de contacto neumoeléctrico, fotoeléctricos, inductivos, capacitivos, radioisótopos y mecanotrónicos.
Tipos y métodos de ensayos no destructivos. La inspección visual le permite identificar violaciones visibles de la integridad de la pieza. La inspección visual-óptica tiene una serie de ventajas obvias sobre la inspección visual. La fibra óptica flexible con manipulador le permite inspeccionar áreas significativamente más grandes que son inaccesibles a la visualización abierta. Sin embargo, muchos defectos peligrosos que aparecen durante el funcionamiento en su mayoría no se detectan mediante métodos ópticos visuales. Estos defectos incluyen, en primer lugar, pequeñas grietas por fatiga, daños por corrosión, transformaciones estructurales del material asociadas a procesos de envejecimiento naturales y artificiales, etc.
En estos casos se utilizan métodos físicos de ensayos no destructivos (END). Actualmente, se conocen los siguientes tipos principales de ensayos no destructivos: acústicos, magnéticos, por radiación, capilares y por corrientes parásitas. Sus breves características se dan en la tabla. 2.3.
Cada tipo de ensayo no destructivo tiene varias variedades. Así, entre los métodos acústicos se puede distinguir un grupo de métodos ultrasónicos, de impedancia, de vibraciones libres, velosimétricos, etc. El método capilar se divide en color y luminiscente, el método de radiación en rayos X y gamma.
Una característica común de los métodos de prueba no destructivos es que se miden directamente con estos métodos parámetros físicos como la conductividad eléctrica, la absorción de rayos X, la naturaleza de la reflexión y la absorción de rayos X, la naturaleza de la reflexión y la absorción de vibraciones ultrasónicas. en los productos en estudio, etc. Al cambiar los valores de estos en algunos casos, los parámetros pueden indicar cambios en las propiedades del material, que son muy importantes para la confiabilidad operativa de los productos. Así, un cambio brusco en el flujo magnético en la superficie de una pieza de acero magnetizada indica la presencia de una grieta en ese lugar; la aparición de reflejos adicionales de vibraciones ultrasónicas cuando la pieza suena indica una violación de la homogeneidad del material (por ejemplo, delaminaciones, grietas, etc.); al cambiar la conductividad eléctrica de un material, a menudo se puede juzgar un cambio en sus propiedades de resistencia, etc. No en todos los casos es posible dar una evaluación cuantitativa precisa del defecto detectado, ya que la relación entre los parámetros físicos y los parámetros a ser determinado durante el proceso de inspección (por ejemplo, el tamaño de la grieta, el grado de disminución de las propiedades de resistencia, etc.), por regla general, no es inequívoco, pero es de naturaleza estadística con diversos grados de correlación. Por lo tanto, los métodos físicos de pruebas no destructivas en la mayoría de los casos son más cualitativos y menos cuantitativos.
Defectos típicos en piezas. Los parámetros estructurales del vehículo y sus componentes dependen del estado de las interfaces y piezas, que se caracteriza por su ajuste. Cualquier violación del ajuste se debe a: un cambio en el tamaño y la forma geométrica de las superficies de trabajo; violación de la posición relativa de las superficies de trabajo; daños mecánicos, químicos y térmicos; cambios en las propiedades físicas y químicas del material de la pieza.
Los cambios en el tamaño y la forma geométrica de las superficies de trabajo de las piezas se producen como resultado de su desgaste. El desgaste desigual provoca la aparición de defectos en la forma de las superficies de trabajo como ovalidad, conicidad, forma de barril y encorsetado. La intensidad del desgaste depende de las cargas sobre las piezas acopladas, la velocidad de movimiento de las superficies de fricción, las condiciones de temperatura de las piezas, el régimen de lubricación y el grado de agresividad ambiental.
La violación de la posición relativa de las superficies de trabajo se manifiesta en forma de cambios en la distancia entre los ejes de las superficies cilíndricas, desviaciones del paralelismo o perpendicularidad de ejes y planos, desviaciones de la coaxialidad de las superficies cilíndricas. Las causas de estas violaciones son el desgaste desigual de las superficies de trabajo, las tensiones internas que surgen en las piezas durante su fabricación y reparación, las deformaciones residuales de las piezas debido a la exposición a cargas.
La posición relativa de las superficies de trabajo se viola con mayor frecuencia en las piezas de caja. Esto provoca distorsiones en otras partes de la unidad, acelerando el proceso de desgaste.
Daños mecánicos a las piezas: grietas, roturas, astillas, riesgos y deformaciones (dobladuras, torsiones, abolladuras) se producen como resultado de sobrecargas, impactos y fatiga del material.
Las grietas son típicas de piezas que funcionan bajo cargas alternas cíclicas. La mayoría de las veces aparecen en la superficie de las piezas en lugares donde se concentra la tensión (por ejemplo, cerca de agujeros, en filetes).
Las roturas, características de las piezas fundidas, y el desconchado en las superficies de las piezas de acero cementadas se producen como resultado de la exposición a cargas de choque dinámicas y debido a la fatiga del metal.
Los riesgos en las superficies de trabajo de las piezas aparecen bajo la influencia de partículas abrasivas que contaminan el lubricante.
Las piezas de perfiles laminados y chapas, ejes y varillas que funcionan bajo cargas dinámicas están sujetas a deformaciones.
Daño químico-térmico: aparecen deformaciones, corrosión, depósitos de carbón y sarro cuando el automóvil se utiliza en condiciones difíciles.
La deformación de las superficies de piezas de gran longitud suele producirse cuando se exponen a altas temperaturas.
La corrosión es el resultado de la exposición química y electroquímica al entorno oxidante y químicamente activo circundante. La corrosión se manifiesta en las superficies de las piezas en forma de películas continuas de óxido o daños locales (manchas, cavidades).
Los depósitos de carbón son el resultado del uso de agua en el sistema de enfriamiento del motor.
Las incrustaciones son el resultado del uso de agua en el sistema de enfriamiento del motor.
Un cambio en las propiedades físicas y mecánicas de los materiales se expresa en una disminución de la dureza y elasticidad de las piezas. La dureza de las piezas puede disminuir debido a la aplicación de la estructura del material cuando se calientan a altas temperaturas durante el funcionamiento. Las propiedades elásticas de muelles y ballestas se reducen debido a la fatiga del material.
Límite y dimensiones permitidas y desgaste de piezas. Hay dimensiones del plano de trabajo, dimensiones permitidas y máximas y desgaste de piezas.
Las dimensiones del plano de trabajo son las dimensiones de la pieza indicada por el fabricante en los planos de trabajo.
Son aceptables las dimensiones y el desgaste de una pieza en la que se puede reutilizar sin reparación y funcionará perfectamente hasta la próxima reparación sin problemas del vehículo (unidad).
Los límites son las dimensiones y el desgaste de una pieza en la que su uso posterior es técnicamente inaceptable o económicamente inviable.
El desgaste de una pieza durante diferentes períodos de funcionamiento no se produce de manera uniforme, sino a lo largo de determinadas curvas.
La primera sección de duración t 1 caracteriza el desgaste de la pieza durante el período de rodaje. Durante este período, la rugosidad de la superficie de la pieza obtenida durante su procesamiento disminuye y la tasa de desgaste disminuye.
La segunda sección de duración t 2 corresponde al período de funcionamiento normal de la interfaz, cuando el desgaste se produce de manera relativamente lenta y uniforme.
La tercera sección caracteriza un período de fuerte aumento en la intensidad del desgaste de la superficie, cuando las medidas de mantenimiento ya no pueden evitarlo. Durante el tiempo T transcurrido desde el inicio de la operación, la interfaz alcanza un estado límite y requiere reparación. El hueco en la interfaz, correspondiente al inicio del tercer tramo de la curva de desgaste, determina los valores del desgaste máximo de las piezas.
Secuencia de inspección de piezas durante defectos. En primer lugar, se realiza una inspección visual de las piezas para detectar daños visibles a simple vista: grandes grietas, roturas, rayones, astillas, corrosión, hollín y escamas. Luego, las piezas se verifican en dispositivos para detectar violaciones de la posición relativa de las superficies de trabajo y las propiedades físicas y mecánicas del material, así como la ausencia de defectos ocultos (grietas invisibles). Finalmente, se controlan las dimensiones y forma geométrica de las superficies de trabajo de las piezas.
Control de la posición relativa de las superficies de trabajo. La desviación de la alineación (desplazamiento de los ejes) de los orificios se comprueba mediante dispositivos ópticos, neumáticos e indicadores. Los dispositivos indicadores se utilizan más ampliamente en la reparación de automóviles. Al verificar las desviaciones de la alineación, gire el mandril y el indicador indica el valor de la desviación radial. La desviación de la alineación es igual a la mitad del descentramiento radial.
La desalineación de los muñones del eje se controla midiendo su descentramiento radial mediante indicadores instalados en los centros. El descentramiento radial de los muñones se define como la diferencia entre las lecturas del indicador más grande y más pequeña por revolución del eje.
La desviación del paralelismo de los ejes de los agujeros está determinada por la diferencia |a 1 - a 2 | distancias a 1 y a 2 entre las generatrices internas de los mandriles de control en la longitud L usando un punzón o un calibre indicador.
La desviación de la perpendicularidad de los ejes de los orificios se verifica utilizando un mandril con indicador o calibre, midiendo los espacios D 1 y D 2 en una longitud L. En el primer caso, la desviación de los ejes de la perpendicularidad se determina como la diferencia en las lecturas del indicador en dos posiciones opuestas, en la segunda, como la diferencia en las brechas |D 1 - D 2 |.
La desviación del paralelismo del eje del agujero con respecto al plano se comprueba en la losa cambiando el indicador de desviación de las dimensiones h 1 y h 2 a lo largo de L. La diferencia en estas desviaciones corresponde a la desviación del paralelismo del eje del agujero. y el avión.
La desviación de la perpendicularidad del eje del orificio al plano se determina en el diámetro D como la diferencia en las lecturas del indicador al girar sobre un mandril con respecto al eje del orificio o midiendo los espacios en dos puntos diametralmente opuestos a lo largo de la periferia del medidor. La desviación de la perpendicularidad en este caso es igual a la diferencia en los resultados de la medición |D 1 -D 2 | en el diámetro D.
La supervisión de defectos ocultos es especialmente necesaria en el caso de piezas críticas de las que depende la seguridad del vehículo. Para el control se utilizan métodos de engarzado, pintura, magnéticos, luminiscentes y ultrasónicos.
El método de engarce se utiliza para identificar grietas en partes de la carrocería (prueba hidráulica) y para comprobar la estanqueidad de tuberías, tanques de combustible y neumáticos (prueba neumática). Instalo la parte del cuerpo para realizar pruebas en un soporte, sello los orificios externos con tapas y tapones, después de lo cual se bombea agua a las cavidades internas de la pieza a una presión de 0,3... 0,4 MPa. La fuga de agua muestra la ubicación de la grieta. Durante una prueba neumática, se suministra aire a una presión de 0,05...0,1 MPa dentro de la pieza y se sumerge en un baño de agua. Las burbujas de aire que se escapan indican la ubicación de la grieta.
El método de pintura se utiliza para detectar grietas con un ancho de al menos 20...30 micrones. Se desengrasa la superficie de la pieza que se está probando y se le aplica pintura roja diluida con queroseno. Después de lavar la pintura roja con un solvente, cubra la superficie de la pieza con pintura blanca. Al cabo de unos minutos aparecerá pintura roja sobre el fondo blanco, que penetrará en la grieta.
El método magnético se utiliza para controlar grietas ocultas en piezas de materiales ferromagnéticos (acero, hierro fundido). Si una pieza se magnetiza y se rocía con polvo ferromagnético seco o se vierte con una suspensión, sus partículas son atraídas hacia los bordes de las grietas, como hacia los polos de un imán. El ancho de la capa de polvo puede ser 100 veces mayor que el ancho de la grieta, lo que permite identificarla.
Magnetice piezas en detectores de fallas magnéticos. Después de la inspección, las piezas se desmagnetizan haciéndolas pasar a través de un solenoide alimentado por corriente alterna.
El método luminiscente se utiliza para detectar grietas de más de 10 micrones en piezas fabricadas con materiales no magnéticos. La parte controlada se sumerge durante 10... 15 minutos en un baño con un líquido fluorescente que puede brillar cuando se expone a la radiación ultravioleta. Luego se limpia la pieza y se aplica una fina capa de carbonato de magnesio en polvo, talco o gel de sílice a las superficies controladas. El polvo atrae el líquido fluorescente de la grieta hacia la superficie de la pieza.
Después de esto, utilizando un detector de defectos fluorescente, la pieza se expone a la radiación ultravioleta. El polvo impregnado con líquido fluorescente revela grietas en la pieza en forma de líneas y puntos luminosos.
El método ultrasónico, caracterizado por una sensibilidad muy alta, se utiliza para detectar grietas internas en piezas. Hay dos métodos de detección de fallas por ultrasonidos: sombra de sonido y pulso.
El método de la sombra sonora se caracteriza por la ubicación de un generador con un emisor de vibraciones ultrasónicas en un lado de la pieza y un receptor en el otro. Si al mover el detector de defectos a lo largo de la pieza no se encuentra ningún defecto, las ondas ultrasónicas llegan al receptor, se convierten en impulsos eléctricos y, a través de un amplificador, llegan al indicador, cuya flecha se desvía. Si hay un defecto en el camino de las ondas sonoras, estas se reflejan. Detrás del área defectuosa de la pieza se forma una sombra audible y la aguja indicadora no se desvía. Este método es aplicable para probar piezas de pequeño espesor con acceso bidireccional a ellas.
El método del pulso no tiene restricciones en el ámbito de aplicación y es más común. Consiste en que los pulsos enviados por el emisor, habiendo llegado al lado opuesto de la pieza, se reflejan desde ella y regresan al receptor, en el que una débil electricidad. Las señales pasan a través de un amplificador y se introducen en un tubo de rayos catódicos. Cuando se inicia el generador de impulsos, mediante el escáner se activa simultáneamente la exploración horizontal del tubo de rayos catódicos, que representa el eje del tiempo.
Los momentos de funcionamiento del generador van acompañados de los impulsos iniciales A. Si hay un defecto, en la pantalla aparecerá el impulso B. La naturaleza y magnitud de las ráfagas en la pantalla se descifran utilizando patrones de impulsos de referencia. La distancia entre los pulsos A y B corresponde a la profundidad del defecto, y la distancia entre los pulsos A y C corresponde al espesor de la pieza.
El seguimiento del tamaño y la forma de las superficies de trabajo de las piezas permite evaluar su desgaste y decidir sobre la posibilidad de su uso posterior. Al comprobar el tamaño y la forma de una pieza se utilizan tanto herramientas universales (calibradores, micrómetros, calibres indicadores, pesas micrométricas, etc.) como herramientas y dispositivos especiales (medidores, rodillos, dispositivos neumáticos, etc.).
Se comprueban las uniones soldadas para determinar posibles desviaciones de especificaciones técnicas presentado para este tipo de producto. Se considera que un producto es de alta calidad si las desviaciones no exceden los estándares aceptables. Dependiendo del tipo de uniones soldadas y otras condiciones de funcionamiento, los productos después de la soldadura se someten a un control adecuado.
La inspección de uniones soldadas puede ser preliminar, cuando se verifica la calidad de los materiales de partida, la preparación de las superficies soldadas y el estado de las herramientas y equipos. El control preliminar también incluye la soldadura de los prototipos, que se someten a las pruebas adecuadas. Al mismo tiempo, dependiendo de las condiciones de funcionamiento, los prototipos se someten a exámenes metalográficos y métodos de ensayo destructivos o no destructivos.
Bajo Control actual comprender la verificación del cumplimiento de las condiciones tecnológicas, la estabilidad de las condiciones de soldadura. Durante la inspección de rutina, se verifica la calidad de las costuras capa por capa y su limpieza. controles finales realizado de acuerdo con las especificaciones técnicas. Los defectos descubiertos como resultado de la inspección están sujetos a corrección.
Métodos no destructivos para probar uniones soldadas.
Existen diez métodos no destructivos para probar uniones soldadas, que se utilizan de acuerdo con las especificaciones técnicas. El tipo y número de métodos dependen del equipamiento técnico de la producción de soldadura y de la responsabilidad de la junta soldada.
Inspección visual- el tipo de control más común y accesible que no requiere costos de material. Todos los tipos de uniones soldadas están sujetos a este control, a pesar del uso de métodos adicionales. Un examen externo revela casi todos los tipos de defectos externos. Con este tipo de control se determinan faltas de penetración, hundimientos, rebajes y otros defectos que sean visibles. El examen externo se realiza a simple vista o con una lupa de 10 aumentos. La inspección externa implica no sólo la observación visual, sino también la medición de uniones y uniones soldadas, así como la medición de los bordes preparados. En condiciones de producción en masa, existen plantillas especiales que permiten medir los parámetros de soldadura con un grado suficiente de precisión.
En condiciones de producción única, las uniones soldadas se miden utilizando herramientas de medición universales o plantillas estándar, un ejemplo de lo cual se muestra en la Fig. 1.
Conjunto de plantillas ShS-2 Es un conjunto de placas de acero de igual espesor ubicadas en los ejes entre dos mejillas. Cada eje tiene 11 placas, que están presionadas por ambos lados mediante resortes planos. Dos placas están destinadas a comprobar las unidades de corte de bordes, el resto a comprobar el ancho y la altura de la costura. Esta plantilla universal se puede utilizar para comprobar ángulos de bisel, espacios y tamaños de costura de juntas a tope, en T y de esquina.
La impermeabilidad de contenedores y recipientes a presión se comprueba mediante pruebas hidráulicas y neumáticas. Las pruebas hidráulicas se pueden realizar con presión, vertido o vertido de agua. Para la prueba de vertido, las soldaduras se secan o se secan con un paño y el recipiente se llena con agua para que no entre humedad en las uniones. Después de llenar el recipiente con agua, se inspeccionan todas las costuras, la ausencia de costuras mojadas indicará su estanqueidad.
Pruebas de riego sujeto a productos voluminosos que tienen acceso a las costuras en ambos lados. Se riega un lado del producto con agua de una manguera a presión y se comprueba la estanqueidad de las costuras del otro lado.
Durante la prueba hidráulica con presión, el recipiente se llena con agua y se crea un exceso de presión que es 1,2-2 veces mayor que la presión de trabajo. El producto se mantiene en este estado durante 5 a 10 minutos. La estanqueidad se comprueba mediante la presencia de humedad en el relleno y la cantidad de reducción de presión. Todo tipo de pruebas hidráulicas se realizan a temperaturas positivas.
Pruebas neumáticas en los casos en los que sea imposible realizar pruebas hidráulicas. Las pruebas neumáticas implican llenar el recipiente con aire comprimido a una presión que excede la presión atmosférica entre 10 y 20 kPa o entre un 10 y un 20% más que la de trabajo. Las costuras se humedecen con agua y jabón o se sumerge el producto en agua. La ausencia de burbujas indica estanqueidad. Existe la opción de realizar pruebas neumáticas con un detector de fugas de helio. Para ello, se crea un vacío en el interior del recipiente y en el exterior se sopla una mezcla de aire y helio, que tiene una permeabilidad excepcional. El helio que entra es aspirado y va a parar a un dispositivo especial: un detector de fugas que detecta el helio. La estanqueidad del recipiente se juzga por la cantidad de helio capturado. El control de vacío se realiza cuando es imposible realizar otro tipo de pruebas.
Se puede comprobar la estanqueidad de las costuras. queroseno. Para hacer esto, se pinta un lado de la costura con tiza con una pistola rociadora y el otro se humedece con queroseno. El queroseno tiene una alta capacidad de penetración, por lo que si las costuras no están apretadas, el reverso se oscurecerá o aparecerán manchas.
método químico La prueba se basa en la interacción del amoníaco con una sustancia de control. Para hacer esto, se bombea una mezcla de amoníaco (1%) con aire al recipiente y las costuras se sellan con cinta impregnada con una solución al 5% de nitrato de mercurio o una solución de fenilftaleína. En caso de fugas, el color de la cinta cambia por donde penetra el amoniaco.
control magnético. Con este método de inspección, los defectos de costura se detectan dispersando campo magnético. Para hacer esto, conecte el núcleo del electroimán al producto o colóquelo dentro del solenoide. Sobre la superficie de la junta magnetizada se aplican limaduras de hierro, incrustaciones, etc., que reaccionan al campo magnético. En los lugares de defectos en la superficie del producto, se forman acumulaciones de polvo en forma de un espectro magnético dirigido. Para que el polvo se mueva fácilmente bajo la influencia de un campo magnético, el producto se golpea ligeramente, dando movilidad a los granos más pequeños. El campo de dispersión magnética se puede registrar con un dispositivo especial llamado detector de defectos magnetográficos. La calidad de la conexión se determina comparándola con una muestra de referencia. La simplicidad, confiabilidad y bajo costo del método y, lo más importante, su alta productividad y sensibilidad, permiten su uso en obras de construcción, en particular durante la instalación de tuberías críticas.
Le permite detectar defectos en la cavidad de la costura que son invisibles durante la inspección externa. La costura de soldadura se ilumina con rayos X o radiación gamma que penetra en el metal (Fig.2), para ello se coloca un emisor (tubo de rayos X o instalación gamma) frente a la costura controlada, y en el lado opuesto - X- Película de rayos instalada en un casete a prueba de luz.
Los rayos, al atravesar el metal, irradian la película, dejando manchas más oscuras en las zonas de defectos, ya que las zonas defectuosas tienen menos absorción. El método de rayos X es más seguro para los trabajadores, pero su instalación es demasiado engorrosa, por lo que se utiliza sólo en condiciones estacionarias. Los emisores gamma tienen una intensidad significativa y permiten controlar metales de mayor espesor. Debido a la portabilidad del equipo y al bajo coste del método, este tipo de control está muy extendido en las organizaciones instaladoras. Pero la radiación gamma supone un gran peligro si se maneja sin cuidado, por lo que este método sólo puede utilizarse tras una formación adecuada. Las desventajas de las pruebas radiográficas incluyen el hecho de que la transmisión no permite identificar grietas que no estén ubicadas en la dirección del haz principal.
Junto con los métodos de monitorización de la radiación, utilizan fluoroscopia, es decir, recibir una señal sobre defectos en la pantalla del dispositivo. Este método es más productivo y su precisión es casi tan buena como la de los métodos de radiación.
Método de ultrasonido(Fig. 3) se refiere a métodos de prueba acústica que detectan defectos con una pequeña abertura: grietas, poros de gas e inclusiones de escoria, incluidos aquellos que no pueden determinarse mediante la detección de defectos por radiación. El principio de su funcionamiento se basa en la capacidad de las ondas ultrasónicas de reflejarse en la interfaz entre dos medios. El método más utilizado es el método piezoeléctrico para producir ondas sonoras. Este método se basa en la excitación de vibraciones mecánicas mediante la aplicación de un campo eléctrico alterno en materiales piezoeléctricos, que utilizan cuarzo, sulfato de litio, titanato de bario, etc.
Para ello, utilizando una sonda piezométrica de un detector de defectos ultrasónico colocada en la superficie de la junta soldada, se envían vibraciones sonoras dirigidas al metal. Se introduce en el producto ultrasonido con una frecuencia de oscilación de más de 20.000 Hz en pulsos separados en ángulo con respecto a la superficie metálica. Al encontrar la interfaz entre dos medios, las vibraciones ultrasónicas son reflejadas y capturadas por otra sonda. Con un sistema de sonda única, esta puede ser la misma sonda que generó las señales. Desde la sonda receptora, las oscilaciones se envían a un amplificador y luego la señal amplificada se refleja en la pantalla del osciloscopio. Para controlar la calidad de las soldaduras en lugares de difícil acceso en las obras de construcción, se utilizan detectores de defectos de tamaño pequeño y diseño liviano.
Las ventajas de las pruebas ultrasónicas de uniones soldadas incluyen: mayor capacidad de penetración, que permite controlar materiales de gran espesor; alto rendimiento del dispositivo y sensibilidad, determinando la ubicación de un defecto con un área de 1 - 2 mm2. Las desventajas del sistema incluyen la dificultad de determinar el tipo de defecto. Por lo tanto, el método de prueba ultrasónico se utiliza a veces en combinación con pruebas de radiación.
Métodos de ensayo destructivos para uniones soldadas.
Los métodos de prueba destructivos incluyen métodos de prueba de muestras de control para obtener las características requeridas de una junta soldada. Estos métodos se pueden utilizar tanto en muestras de control como en secciones cortadas de la propia junta. Como resultado de los métodos de prueba destructivos, se verifica la exactitud de los materiales seleccionados, los modos y tecnologías seleccionados y se evalúan las calificaciones del soldador.
Las pruebas mecánicas son uno de los principales métodos de pruebas destructivas. A partir de sus datos se puede juzgar si el material base y la junta soldada cumplen con las especificaciones técnicas y otras normas previstas en esta industria.
A pruebas mecanicas incluir:
- probar la unión soldada en su conjunto en sus distintas secciones (metal soldado, metal base, zona afectada por el calor) para detectar tensión estática (a corto plazo);
- flexión estática;
- flexión por impacto (en muestras con muescas);
- para resistencia al envejecimiento mecánico;
- Medición de la dureza del metal en diversas zonas de la unión soldada.
Las muestras de control para pruebas mecánicas se sueldan del mismo metal, utilizando el mismo método y con el mismo soldador que el producto principal. En casos excepcionales, las muestras de control se cortan directamente del producto controlado. En la Fig. 4 se muestran variantes de muestras para determinar las propiedades mecánicas de una junta soldada.
Estiramiento estático Pruebe la resistencia de las uniones soldadas, el límite elástico, el alargamiento relativo y la contracción relativa. La flexión estática se lleva a cabo para determinar la ductilidad de la junta mediante el ángulo de flexión antes de la formación de la primera grieta en la zona de tracción. Las pruebas de flexión estática se llevan a cabo en muestras con costuras longitudinales y transversales con el refuerzo de la costura retirado al ras del metal base.
Curva de impacto- una prueba que determina la resistencia al impacto de una unión soldada. Según los resultados de la determinación de la dureza, se puede juzgar características de fuerza, cambios estructurales en el metal y la estabilidad de las soldaduras frente a la fractura frágil. Dependiendo de las condiciones técnicas, el producto puede estar sujeto a rotura por impacto. Para tuberías de pequeño diámetro con costuras longitudinales y transversales se realizan pruebas de aplanamiento. Una medida de plasticidad es el tamaño del espacio entre las superficies prensadas cuando aparece la primera grieta.
Estudios metalográficos Las uniones soldadas se llevan a cabo para establecer la estructura del metal, la calidad de la unión soldada e identificar la presencia y naturaleza de los defectos. Según el tipo de fractura, se determina la naturaleza de la destrucción de las muestras, se estudia la macro y microestructura de la soldadura y la zona afectada por el calor, se juzga la estructura del metal y su ductilidad.
Análisis macroestructural Determina la ubicación de defectos visibles y su naturaleza, así como macrosecciones y fracturas del metal. Se realiza a simple vista o bajo una lupa de 20 aumentos.
Análisis microestructural Se lleva a cabo con un aumento de 50-2000 veces utilizando microscopios especiales. Con este método es posible detectar óxidos en los límites de los granos, quemaduras del metal, partículas de inclusiones no metálicas, el tamaño de los granos del metal y otros cambios en su estructura causados por el tratamiento térmico. Si es necesario, se realizan análisis químicos y espectrales de uniones soldadas.
Pruebas especiales realizado para estructuras críticas. Tienen en cuenta las condiciones de funcionamiento y se llevan a cabo según métodos desarrollados para este tipo de producto.
Eliminación de defectos de soldadura.
Se deben eliminar los defectos de soldadura identificados durante el proceso de inspección que no cumplan con las especificaciones técnicas, y si esto no es posible, se rechaza el producto. EN estructuras de acero La eliminación de soldaduras defectuosas se realiza mediante corte o ranurado por arco de plasma, seguido de procesamiento con muelas abrasivas.
Los defectos en las costuras sometidas a tratamiento térmico se corrigen después de templar la junta soldada. Al eliminar defectos, se deben seguir ciertas reglas:
- la longitud de la sección eliminada debe ser mayor que la sección defectuosa en cada lado;
- El ancho de la abertura debe ser tal que el ancho de la costura después de soldar no exceda el doble de su ancho antes de soldar.
- el perfil de la muestra debe garantizar una penetración fiable en cualquier lugar de la costura;
- la superficie de cada muestra debe tener contornos suaves sin protuberancias, depresiones afiladas ni rebabas;
- Al soldar una zona defectuosa, se debe garantizar la superposición de las zonas adyacentes del metal base.
Después de soldar, el área se limpia hasta que se eliminan por completo las cáscaras y la holgura en el cráter y se realizan transiciones suaves al metal base. La eliminación de áreas defectuosas internas y externas enterradas en conexiones de aluminio, titanio y sus aleaciones debe realizarse únicamente mecánicamente, esmerilando con herramientas abrasivas o cortando. Se permite el corte seguido del pulido.
Los cortes se eliminan recubriendo una costura de hilo a lo largo de todo el defecto.
En casos excepcionales, es posible utilizar la fusión de pequeños cortes con sopletes de arco de argón, lo que permite alisar el defecto sin necesidad de revestimiento adicional.
La flacidez y otras irregularidades en la forma de la costura se corrigen mediante el procesamiento mecánico de la costura en toda su longitud, evitando subestimar la sección transversal total.
Los cráteres de costura están soldados.
Las quemaduras se limpian y sueldan.
Todas las correcciones en las uniones soldadas deben realizarse utilizando la misma tecnología y los mismos materiales que se utilizaron al aplicar la costura principal.
Las costuras corregidas se someten a una nueva inspección utilizando métodos que cumplan con los requisitos para este tipo de unión soldada. El número de correcciones a una misma sección de soldadura no debe exceder de tres.
En ARP se han utilizado los siguientes métodos para detectar defectos ocultos en piezas: pinturas, barnices, fluorescentes, magnetización, ultrasonidos.
Método de prensado Se utiliza para detectar defectos en piezas huecas. El prensado de piezas se realiza con agua (método hidráulico) y aire comprimido (método neumático).
a) El método hidráulico se utiliza para detectar grietas en partes de la carrocería (bloque y culata). Las pruebas se llevan a cabo en especiales. soporte, que asegura el sellado completo de la pieza, que se llena con agua caliente a una presión de 0,3-0,4 MPa. La presencia de grietas se juzga por fugas de agua.
b) El método neumático se utiliza para radiadores, tanques, tuberías y otras piezas. La cavidad de la pieza se llena con aire comprimido a presión y luego se sumerge en agua. La ubicación de las grietas se determina por las burbujas de aire que se escapan.
Método de pintura basado en las propiedades de las pinturas líquidas para la difusión mutua. Se aplica pintura roja diluida con queroseno sobre la superficie desengrasada de la pieza. Luego se lava la pintura con un disolvente y se aplica una capa de pintura blanca. Después de unos segundos, aparece un patrón de grietas sobre un fondo blanco, cuyo ancho ha aumentado varias veces. Se pueden detectar grietas de hasta 20 micras de ancho.
método luminiscente basado en la propiedad de algunas sustancias de brillar cuando se irradian con rayos ultravioleta. Primero se sumerge la pieza en un baño de líquido fluorescente (una mezcla de 50% de queroseno, 25% de gasolina, 25% de aceite de transformador con la adición de un tinte fluorescente). Luego, la pieza se lava con agua, se seca con aire tibio y se pulveriza con gel de sílice en polvo, que extrae el líquido fluorescente de la grieta hacia la superficie de la pieza. Cuando una pieza se irradia con rayos ultravioleta, los límites de la grieta se detectan mediante un resplandor. Los detectores de defectos luminiscentes se utilizan para detectar grietas de más de 10 micrones en piezas fabricadas con materiales no magnéticos.
Método de detección de defectos magnéticos. ampliamente utilizado en la detección de defectos ocultos en piezas de automóviles fabricadas con materiales ferromagnéticos (acero, hierro fundido). Primero se magnetiza la pieza y luego se vierte con una suspensión que consiste en un 5% de aceite de transformador y queroseno y polvo fino de óxido de hierro. El polvo magnético delineará claramente los límites de la grieta, porque Se forman rayas magnéticas en los bordes de la grieta. El método de detección de fallas magnéticas tiene una alta productividad y permite detectar grietas de hasta 1 micrón de ancho.
Método de ultrasonido se basa en la propiedad del ultrasonido de atravesar productos metálicos y reflejarse desde el límite de dos medios, incluso desde un defecto. Existen 2 métodos de detección de fallas por ultrasonidos: transmisión y pulso.
Método de transiluminación Se basa en la aparición de una sombra sonora detrás de un defecto, con el emisor de vibraciones ultrasónicas situado en un lado del defecto y el receptor en el otro.
Método de pulso se basa en el hecho de que las vibraciones ultrasónicas, reflejadas desde el lado opuesto de la pieza, regresarán y habrá 2 ráfagas en la pantalla. Si hay un defecto en la pieza, se reflejarán vibraciones ultrasónicas y aparecerá una explosión intermedia en la pantalla del tubo.
El propósito del control es identificar defectos en las piezas fundidas y determinar el cumplimiento. composición química, propiedades mecánicas, estructura y geometría de piezas fundidas según los requisitos de especificaciones técnicas y dibujos. Pueden estar sujetos a control tanto las piezas fundidas terminadas como los procesos tecnológicos para su fabricación. Los métodos de control se dividen en destructivos y no destructivos.
Pruebas destructivas Se puede producir tanto en muestras especiales fundidas simultáneamente con la fundición como en muestras cortadas de varias áreas de la fundición controlada. Este último se utiliza al ajustar el proceso tecnológico o durante las pruebas de control y aceptación. En este caso, resulta imposible seguir utilizando la pieza fundida para el fin previsto. Los métodos de prueba destructivos implican determinar la composición química y las propiedades mecánicas del metal fundido, estudiar su macro y microestructura, porosidad, etc.
control infrenable no afecta el rendimiento posterior de las piezas fundidas y siguen siendo totalmente útiles. Los métodos de prueba no destructivos incluyen: medición del tamaño y rugosidad de la superficie de la pieza fundida, inspección visual de su superficie, rayos X, ultrasonidos, luminiscentes y otros. métodos especiales control.
Las piezas fundidas de titanio se utilizan, por regla general, en componentes y conjuntos críticos de diversas máquinas y, por esta razón, se presta mucha atención al control de las piezas fundidas y a los parámetros del proceso tecnológico de su producción. Las operaciones de control representan hasta el 15% de los costes en la producción de piezas fundidas de titanio. Se controla la composición química de la aleación, las propiedades mecánicas del metal fundido, los defectos externos e internos de la fundición, sus dimensiones geométricas y la rugosidad de la superficie. También están sujetas a control varias etapas del proceso de fabricación de la pieza fundida.
La composición química de la aleación en las piezas fundidas se controla según el contenido de componentes de la aleación e impurezas. Como se sabe, depende de la composición química de los electrodos consumibles y de los residuos de fundición involucrados en la fundición. Por lo tanto, el control de la composición química del metal fundido generalmente se lleva a cabo a partir de un grupo de masas fundidas en las que se utilizó un lote de electrodos consumibles y un lote de desechos con un contenido conocido de componentes de aleación e impurezas.
El control de la aleación para el contenido de carbono se lleva a cabo en cada calor, ya que la fundición del metal se lleva a cabo en crisoles de calavera de grafito y el contenido de carbono en el metal puede variar de un calor a otro.
Para determinar el contenido de componentes de aleación e impurezas se utiliza un cuantómetro tipo DFS-41, y para controlar el contenido de oxígeno, hidrógeno y nitrógeno se utilizan los dispositivos EAO-201, EAN-202, EAN-14, respectivamente.
Las propiedades mecánicas del metal fundido (resistencia a la tracción, límite elástico, alargamiento, contracción transversal y resistencia al impacto) se controlan después de cada fusión probando muestras estándar cortadas de barras fundidas junto con las piezas fundidas o de elementos del sistema de compuerta.
En el proceso de dominio de la tecnología de fabricación de piezas fundidas, también se controlan la dureza de la capa superficial de la pieza fundida y la estructura del metal.
Después de ser sacadas de los moldes, las piezas fundidas se someten a una cuidadosa inspección visual. Para la fundición de titanio, es específico controlar la superficie de las piezas fundidas para identificar faltas de soldadura. Para detectarlos se utilizan lupas y, en casos difíciles, control luminiscente. A través de la inspección visual también se detectan defectos como faltas de relleno, áreas de formación quemada y aumento de rugosidad, sumideros externos y bloqueos superficiales.
Los defectos internos en las piezas de fundición de titanio (cavidades, poros, obstrucciones) se identifican mediante fluoroscopia. Para ello se utilizan aparatos de rayos X del tipo RUP -150/300-10.
El control de la geometría de las piezas fundidas y la rugosidad de su superficie no difiere del control similar de piezas fundidas de otras aleaciones.
La calidad de las piezas fundidas (precisión geométrica, calidad de la superficie) está muy influenciada por los materiales de moldeo iniciales: polvo de grafito y aglutinante. El polvo de grafito original está controlado por el contenido de cenizas. El contenido de cenizas no debe exceder el 0,8% y la humedad no debe exceder el 1%. La composición granular del polvo de grafito se determina en el dispositivo 029. La composición granular debe cumplir con los estándares establecidos en las instrucciones tecnológicas para esta composición de moldeo.
En los aglutinantes orgánicos se controlan el residuo seco, la densidad y la viscosidad. Para controlar la resistencia, la permeabilidad al gas y el desmoronamiento de las mezclas de grafito listas para compactar, se utilizan métodos e instrumentos estándar de las marcas 084M, 042M, 056M.
El tratamiento térmico de los moldes de grafito se controla cuidadosamente midiendo los parámetros de temperatura.
Durante la fusión al vacío de aleaciones de titanio se lleva a cabo un control especialmente grande de diversos parámetros. Antes de que comience la fusión se comprueba la estanqueidad de la cámara de trabajo de la instalación y la presión residual. El control de fugas debe realizarse al menos una vez por turno. Además, se comprueban las fugas después de cada reparación, incluso menor, de la cámara del horno o del sistema de vacío.
Antes del inicio de la fusión y durante la fusión se controla la presencia de refrigerante y su presión en la entrada y salida de los sistemas de refrigeración de todos los componentes de la instalación (crisol, portaelectrodos, cámara, refrigeración de las bombas de vacío, etc.). Normalmente, los medios para controlar los parámetros operativos de una instalación de remo están incorporados.
Durante la soldadura del electrodo y su fusión, se controlan los parámetros del arco eléctrico: corriente y voltaje. Para ello se utilizan dispositivos de control de grabación junto con dispositivos indicadores. Durante este período también es obligatorio controlar la temperatura del refrigerante mediante dispositivos de registro.
Durante el proceso de fusión, es necesario monitorear los cambios de presión para detectar oportunamente la despresurización de la instalación (ingreso de agua a la cámara, fusión de cables de corriente, aparición de fugas, etc.). Por lo general, al drenar el metal del crisol, la presión residual aumenta bruscamente, pero tal aumento es normal y no es de emergencia.
Antes de drenar el metal, se enciende la máquina centrífuga. Para controlar la velocidad de rotación de la mesa se suele utilizar un voltímetro tipo M-4200.
Las señales de muchos dispositivos de control de la fundición no sólo son percibidas por la fundición, sino que también se transmiten a los actuadores. Así, ante señales de un aumento repentino de la presión en la cámara, una caída de la presión del refrigerante o un aumento inaceptable de su temperatura, el arco eléctrico se apaga inmediatamente. Toda una serie de operaciones de control se realizan mediante dispositivos para realizar automáticamente el proceso de fundición.
Al dominar nuevos procesos tecnológicos y nomenclatura de fundición, así como equipos nuevos, utilizan varios tipos adicionales de control y equipos correspondientes.