Moyens et méthodes de contrôle. L'état des pièces et des connexions peut être déterminé par inspection, test tactile, à l'aide d'outils de mesure et d'autres méthodes.
Lors du contrôle, on révèle la destruction de la pièce (fissures, écaillage des surfaces, cassures...), la présence de dépôts (calcaire, dépôts de carbone...), les fuites d'eau, d'huile, de carburant : Par contrôle au toucher , l'usure et l'effondrement des filetages sont déterminés sur les pièces du fait du pré-serrage, de l'élasticité des joints, de la présence de bavures, de rayures, etc. Écarts des joints par rapport à un espace donné ou tension des pièces par rapport à une taille donnée, par rapport à la planéité, à la forme , profil, etc. sont déterminés à l'aide d'instruments de mesure.
Le choix des moyens de contrôle doit être basé sur la garantie des indicateurs spécifiés du processus de contrôle et sur l'analyse des coûts de mise en œuvre du contrôle pour une qualité de produit donnée. Lors du choix des moyens de contrôle, vous devez utiliser des moyens de contrôle efficaces dans des conditions spécifiques, réglementées par les normes du gouvernement, de l'industrie et de l'entreprise.
La sélection des contrôles comprend les étapes suivantes :
analyse des caractéristiques de l'objet de contrôle et des indicateurs du processus de contrôle ;
détermination de la composition préliminaire des contrôles ;
détermination de la composition finale des moyens de contrôle, de leur justification économique, élaboration de la documentation technologique.
En fonction du programme de production et de la stabilité des paramètres mesurés, des moyens de contrôle universels, mécanisés ou automatiques peuvent être utilisés. Lors des réparations, les instruments et outils de mesure universels sont les plus largement utilisés. Sur la base de leur principe de fonctionnement, ils peuvent être divisés dans les types suivants.
1. Instruments mécaniques - règles, pieds à coulisse, instruments à ressort, micromètres, etc. En règle générale, les instruments et instruments mécaniques se caractérisent par la simplicité, la grande fiabilité des mesures, mais ont une précision et des performances de contrôle relativement faibles. Lors des mesures, il est nécessaire de respecter le principe d'Abbe (principe du comparateur), selon lequel il est nécessaire que l'axe de l'échelle de l'instrument et la taille contrôlée de la pièce testée soient situés sur la même ligne droite, c'est-à-dire la mesure La ligne doit être une continuation de la ligne d'échelle. Si ce principe n'est pas respecté, alors l'inclinaison et le non-parallélisme des guides de l'appareil de mesure provoquent des erreurs de mesure importantes.
2. Instruments optiques - micromètres oculaires, microscopes de mesure, instruments de collimation et optiques à ressort, projecteurs, dispositifs d'interférence, etc. En utilisant des instruments optiques, la précision de mesure la plus élevée est obtenue. Cependant, les dispositifs de ce type sont complexes, leur configuration et leurs mesures prennent du temps, ils sont coûteux et n'ont souvent pas une grande fiabilité et durabilité.
3. Instruments pneumatiques - longueurs. Ce type d'instrument est principalement utilisé pour mesurer les dimensions externes et internes, les écarts de forme des surfaces (y compris internes), les cônes, etc. Les instruments pneumatiques ont une précision et une vitesse élevées. Un certain nombre de tâches de mesure, par exemple des mesures précises dans des trous de petit diamètre, ne peuvent être résolues qu'avec des appareils de type pneumatique. Cependant, les appareils de ce type nécessitent le plus souvent un étalonnage individuel de la balance à l'aide d'étalons.
4. Appareils électriques. Ils sont de plus en plus courants dans les équipements de contrôle et de mesure automatiques. Les perspectives des appareils sont déterminées par leur rapidité, leur capacité à documenter les résultats des mesures et leur facilité de gestion.
L'élément principal des instruments de mesure électriques est un transducteur de mesure (capteur), qui perçoit la valeur mesurée et produit un signal d'informations de mesure sous une forme pratique pour la transmission, la conversion et l'interprétation. Les convertisseurs sont classés en contact électrique (Fig. 2.1), têtes d'échelle à contact électrique, contact pneumoélectrique, photoélectrique, inductif, capacitif, radio-isotope, mécanotronique.
Types et méthodes de contrôles non destructifs. L'inspection visuelle vous permet d'identifier les violations visibles de l'intégrité de la pièce. L’inspection visuo-optique présente un certain nombre d’avantages évidents par rapport à l’inspection visuelle. La fibre optique flexible avec un manipulateur vous permet d'inspecter des zones beaucoup plus grandes inaccessibles à la visualisation ouverte. Cependant, de nombreux défauts dangereux apparaissant pendant le fonctionnement ne sont pour la plupart pas détectés par les méthodes optiques visuelles. De tels défauts comprennent tout d'abord les fissures de fatigue de petite taille, les lésions de corrosion, les transformations structurelles du matériau associées aux processus de vieillissement naturel et artificiel, etc.
Dans ces cas, des méthodes physiques de contrôles non destructifs (CND) sont utilisées. Actuellement, les principaux types de contrôles non destructifs suivants sont connus : acoustiques, magnétiques, par rayonnement, capillaires et courants de Foucault. Leurs brèves caractéristiques sont données dans le tableau. 2.3.
Chaque type de contrôle non destructif comporte plusieurs variétés. Ainsi, parmi les méthodes acoustiques, on peut distinguer un groupe de méthodes ultrasoniques, d'impédance, de vibrations libres, vélosymétriques, etc. La méthode capillaire est divisée en couleurs et luminescentes, la méthode par rayonnement en méthodes à rayons X et gamma.
Une caractéristique commune des méthodes de contrôle non destructif est que ces méthodes mesurent directement des paramètres physiques tels que la conductivité électrique, l'absorption des rayons X, la nature de la réflexion et de l'absorption des rayons X, la nature de la réflexion et de l'absorption des vibrations ultrasonores. dans les produits étudiés, etc. En modifiant les valeurs de ceux-ci Dans certains cas, les paramètres peuvent indiquer des changements dans les propriétés du matériau, qui sont très importantes pour la fiabilité opérationnelle des produits. Ainsi, un changement brusque du flux magnétique à la surface d'une pièce en acier magnétisée indique la présence d'une fissure à cet endroit ; l'apparition d'une réflexion supplémentaire de vibrations ultrasonores lors du sondage de la pièce signale une violation de l'homogénéité du matériau (par exemple, délaminages, fissures, etc.) ; en modifiant la conductivité électrique d'un matériau, on peut souvent juger d'un changement dans ses propriétés de résistance, etc. Dans tous les cas, il n'est pas possible de donner une évaluation quantitative précise du défaut détecté, car la relation entre les paramètres physiques et les paramètres à déterminer déterminé au cours du processus d'inspection (par exemple, la taille des fissures, le degré de diminution des propriétés de résistance, etc.), en règle générale, n'est pas sans ambiguïté, mais est de nature statistique avec divers degrés de corrélation. Par conséquent, les méthodes physiques de contrôle non destructif sont dans la plupart des cas plus qualitatives et moins souvent quantitatives.
Défauts typiques des pièces. Les paramètres structurels de la voiture et de ses composants dépendent de l'état des interfaces et des pièces, caractérisé par l'ajustement. Toute violation de l'ajustement est causée par : une modification de la taille et de la forme géométrique des surfaces de travail ; violation de la position relative des surfaces de travail ; dommages mécaniques, dommages chimiques et thermiques ; modifications des propriétés physiques et chimiques du matériau de la pièce.
Des modifications de la taille et de la forme géométrique des surfaces de travail des pièces résultent de leur usure. Une usure inégale provoque l'apparition de défauts de forme des surfaces de travail tels que l'ovalité, la conicité, la forme d'un tonneau, le corset. L'intensité de l'usure dépend des charges exercées sur les pièces en contact, de la vitesse de déplacement des surfaces frottantes, des conditions de température des pièces, du régime de lubrification et du degré d'agressivité environnementale.
La violation de la position relative des surfaces de travail se manifeste sous la forme de modifications de la distance entre les axes des surfaces cylindriques, d'écarts par rapport au parallélisme ou à la perpendiculaire des axes et des plans, d'écarts par rapport à la coaxialité des surfaces cylindriques. Les causes de ces violations sont l'usure inégale des surfaces de travail, les contraintes internes qui surviennent dans les pièces lors de leur fabrication et de leur réparation, les déformations résiduelles des pièces dues à l'exposition à des charges.
La position relative des surfaces de travail est le plus souvent violée dans les pièces de boîtier. Cela provoque des distorsions dans d’autres parties de l’unité, accélérant ainsi le processus d’usure.
Les dommages mécaniques aux pièces - fissures, cassures, éclats, risques et déformations (flexion, torsion, bosses) surviennent à la suite de surcharges, d'impacts et de fatigue du matériau.
Les fissures sont typiques des pièces fonctionnant sous des charges alternées cycliques. Le plus souvent, ils apparaissent à la surface des pièces aux endroits où les contraintes sont concentrées (par exemple, près des trous, dans les congés).
Les ruptures, caractéristiques des pièces moulées, et l'effritement sur les surfaces des pièces en acier cimenté se produisent à la suite de l'exposition à des charges de choc dynamiques et à la fatigue du métal.
Des risques sur les surfaces de travail des pièces apparaissent sous l'influence de particules abrasives qui contaminent le lubrifiant.
Les pièces en profilés laminés et en tôle, les arbres et les tiges fonctionnant sous des charges dynamiques sont sujets à déformation.
Des dommages chimiques et thermiques - déformations, corrosion, dépôts de carbone et tartre apparaissent lorsque la voiture est utilisée dans des conditions difficiles.
Le gauchissement des surfaces de pièces de longueur importante se produit généralement lorsqu'elles sont exposées à des températures élevées.
La corrosion est le résultat d’une exposition chimique et électrochimique à l’environnement oxydant et chimiquement actif. La corrosion se manifeste à la surface des pièces sous forme de films d'oxyde continus ou de dommages locaux (taches, cavités).
Les dépôts de carbone sont le résultat de l’utilisation d’eau dans le système de refroidissement du moteur.
Le tartre est le résultat de l’eau utilisée dans le système de refroidissement du moteur.
Une modification des propriétés physiques et mécaniques des matériaux se traduit par une diminution de la dureté et de l'élasticité des pièces. La dureté des pièces peut diminuer en raison de l'application de la structure du matériau lorsqu'elle est chauffée à des températures élevées pendant le fonctionnement. Les propriétés élastiques des ressorts et des ressorts à lames sont réduites en raison de la fatigue du matériau.
Dimensions limites et admissibles et usure des pièces. Il existe des dimensions du dessin d'exécution, des dimensions admissibles et maximales et de l'usure des pièces.
Les dimensions du dessin d'exécution sont les dimensions de la pièce indiquées par le fabricant dans les dessins d'exécution.
Les dimensions et l'usure d'une pièce sont acceptables, auxquelles elle peut être réutilisée sans réparation et fonctionnera parfaitement jusqu'à la prochaine réparation en douceur du véhicule (unité).
Les limites sont les dimensions et l'usure d'une pièce dans lesquelles son utilisation ultérieure est techniquement inacceptable ou économiquement irréalisable.
L'usure d'une pièce au cours des différentes périodes de son fonctionnement ne se produit pas uniformément, mais selon certaines courbes.
La première tranche de durée t 1 caractérise l'usure de la pièce pendant la période de rodage. Durant cette période, la rugosité de surface de la pièce obtenue lors de son traitement diminue, et le taux d'usure diminue.
La deuxième tranche de durée t 2 correspond à la période de fonctionnement normal de l'interface, où l'usure se produit de manière relativement lente et homogène.
La troisième section caractérise une période de forte augmentation de l'intensité de l'usure des surfaces, lorsque les mesures de maintenance ne peuvent plus l'empêcher. Pendant le temps T écoulé depuis le début du fonctionnement, l'interface atteint un état limite et nécessite une réparation. L'écart dans l'interface, correspondant au début de la troisième section de la courbe d'usure, détermine les valeurs d'usure maximale des pièces.
Séquence d'inspection des pièces lors de défauts. Tout d'abord, un contrôle visuel des pièces est réalisé afin de détecter les dommages visibles à l'œil nu : grosses fissures, cassures, rayures, écailles, corrosion, suie et tartre. Ensuite, les pièces sont vérifiées sur des appareils permettant de détecter les violations de la position relative des surfaces de travail et des propriétés physiques et mécaniques du matériau, ainsi que l'absence de défauts cachés (fissures invisibles). Enfin, les dimensions et la forme géométrique des surfaces de travail des pièces sont maîtrisées.
Contrôle de la position relative des surfaces de travail. L'écart d'alignement (déplacement des axes) des trous est vérifié à l'aide de dispositifs optiques, pneumatiques et indicateurs. Les dispositifs indicateurs sont les plus largement utilisés dans les réparations automobiles. Lors de la vérification des écarts par rapport à l'alignement, faites tourner le mandrin et l'indicateur indique la valeur du faux-rond radial. L'écart par rapport à l'alignement est égal à la moitié du faux-rond radial.
Le désalignement des tourillons d'arbre est contrôlé en mesurant leur faux-rond à l'aide d'indicateurs installés aux centres. Le faux-rond radial des tourillons est défini comme la différence entre les lectures de l'indicateur la plus grande et la plus petite par tour d'arbre.
L'écart par rapport au parallélisme des axes des trous est déterminé par la différence |a 1 - a 2 | distances a 1 et a 2 entre les génératrices internes des mandrins de commande de longueur L à l'aide d'un poinçon ou d'un alésage indicateur.
L'écart par rapport à la perpendiculaire des axes des trous est vérifié à l'aide d'un mandrin doté d'un indicateur ou d'une jauge, mesurant les écarts D 1 et D 2 sur une longueur L. Dans le premier cas, l'écart des axes par rapport à la perpendiculaire est déterminé comme la différence entre les lectures de l'indicateur dans deux positions opposées, dans la seconde - comme la différence entre les écarts |D 1 - D 2 |.
L'écart au parallélisme de l'axe du trou par rapport au plan est vérifié sur la dalle en modifiant l'indicateur d'écart des dimensions h 1 et h 2 le long de la longueur L. La différence de ces écarts correspond à l'écart au parallélisme de l'axe du trou et l'avion.
L'écart par rapport à la perpendiculaire de l'axe du trou par rapport au plan est déterminé au diamètre D comme la différence des lectures de l'indicateur lors de la rotation sur un mandrin par rapport à l'axe du trou ou en mesurant les espaces en deux points diamétralement opposés le long de la périphérie de la jauge. L'écart par rapport à la perpendiculaire dans ce cas est égal à la différence des résultats de mesure |D 1 -D 2 | sur diamètre D.
La surveillance des vices cachés est particulièrement nécessaire pour les pièces critiques dont dépend la sécurité des véhicules. Pour le contrôle, des méthodes de sertissage, de peinture, magnétiques, luminescentes et ultrasoniques sont utilisées.
La méthode de sertissage est utilisée pour identifier les fissures sur les pièces de carrosserie (test hydraulique) et pour vérifier l'étanchéité des canalisations, des réservoirs de carburant et des pneus (test pneumatique). J'installe la pièce de carrosserie à tester sur un support, scelle les trous externes avec des couvercles et des bouchons, après quoi de l'eau est pompée dans les cavités internes de la pièce à une pression de 0,3... 0,4 MPa. Une fuite d'eau montre l'emplacement de la fissure. Lors d'un test pneumatique, de l'air à une pression de 0,05...0,1 MPa est introduit à l'intérieur de la pièce et immergé dans un bain d'eau. Les bulles d'air qui s'échappent indiquent l'emplacement de la fissure.
La méthode de peinture est utilisée pour détecter des fissures d'une largeur d'au moins 20...30 microns. La surface de la pièce testée est dégraissée et une peinture rouge diluée avec du kérosène y est appliquée. Après avoir lavé la peinture rouge avec un solvant, recouvrez la surface de la pièce de peinture blanche. Au bout de quelques minutes, de la peinture rouge apparaîtra sur le fond blanc, pénétrant dans la fissure.
La méthode magnétique est utilisée pour contrôler les fissures cachées dans les pièces en matériaux ferromagnétiques (acier, fonte). Si une pièce est magnétisée et saupoudrée de poudre ferromagnétique sèche ou versée avec une suspension, alors leurs particules sont attirées vers les bords des fissures, comme vers les pôles d'un aimant. La largeur de la couche de poudre peut être 100 fois supérieure à la largeur de la fissure, ce qui permet de l'identifier.
Magnétisez les pièces sur les détecteurs de défauts magnétiques. Après inspection, les pièces sont démagnétisées en les faisant passer dans un solénoïde alimenté en courant alternatif.
La méthode luminescente est utilisée pour détecter des fissures d'une largeur supérieure à 10 microns dans des pièces en matériaux non magnétiques. La partie contrôlée est immergée pendant 10... 15 minutes dans un bain contenant un liquide fluorescent qui peut briller lorsqu'il est exposé aux rayons ultraviolets. Ensuite, la pièce est essuyée et une fine couche de poudre de carbonate de magnésium, de talc ou de gel de silice est appliquée sur les surfaces contrôlées. La poudre entraîne le liquide fluorescent de la fissure vers la surface de la pièce.
Ensuite, à l’aide d’un détecteur de défauts fluorescent, la pièce est exposée au rayonnement ultraviolet. La poudre imprégnée de liquide fluorescent révèle des fissures dans la pièce sous forme de lignes et de taches lumineuses.
La méthode ultrasonique, caractérisée par une très haute sensibilité, est utilisée pour détecter les fissures internes des pièces. Il existe deux méthodes de détection des défauts par ultrasons : l'ombre sonore et l'impulsion.
La méthode de l'ombre sonore se caractérise par l'emplacement d'un générateur avec un émetteur de vibrations ultrasonores d'un côté de la pièce et un récepteur de l'autre. Si, lors du déplacement du détecteur de défauts le long de la pièce, aucun défaut n'est constaté, les ondes ultrasonores atteignent le récepteur, sont converties en impulsions électriques et, via un amplificateur, atteignent l'indicateur dont la flèche est déviée. S'il y a un défaut dans le trajet des ondes sonores, elles sont réfléchies. Une ombre audible se forme derrière la zone défectueuse de la pièce et l'aiguille indicatrice ne dévie pas. Cette méthode est applicable pour tester des pièces de faible épaisseur avec un accès bidirectionnel.
La méthode par impulsions n'a aucune restriction quant au champ d'application et est plus répandue. Cela consiste dans le fait que les impulsions envoyées par l'émetteur, ayant atteint le côté opposé de la pièce, en sont réfléchies et reviennent au récepteur, dans lequel un faible électricité. Les signaux traversent un amplificateur et sont introduits dans un tube cathodique. Lorsque le générateur d'impulsions est démarré, le balayage horizontal du tube cathodique, qui représente l'axe du temps, est simultanément activé à l'aide du scanner.
Les instants de fonctionnement du générateur sont accompagnés des impulsions initiales A. En cas de défaut, l'impulsion apparaîtra à l'écran B. La nature et l'ampleur des salves à l'écran sont déchiffrées à l'aide de modèles d'impulsions de référence. La distance entre les impulsions A et B correspond à la profondeur du défaut, et la distance entre les impulsions A et C correspond à l'épaisseur de la pièce.
Le contrôle de la taille et de la forme des surfaces de travail des pièces permet d'évaluer leur usure et de décider de la possibilité de leur utilisation ultérieure. Lors du contrôle de la taille et de la forme d'une pièce, on utilise aussi bien des outils universels (pieds à coulisse, micromètres, jauges d'alésage indicatrices, poids micrométriques, etc.) que des outils et dispositifs spéciaux (jauges, rouleaux à pâtisserie, dispositifs pneumatiques, etc.).
Les joints soudés sont vérifiés pour déterminer les écarts possibles par rapport à spécifications techniques présenté pour ce type de produit. Un produit est considéré comme de haute qualité si les écarts ne dépassent pas les normes acceptables. En fonction du type de joints soudés et des autres conditions de fonctionnement, les produits après soudage sont soumis à un contrôle approprié.
L'inspection des joints soudés peut être préliminaire, lorsque la qualité des matières premières, la préparation des surfaces soudées et l'état des outillages et équipements sont vérifiés. Le contrôle préliminaire comprend également le soudage des prototypes, qui sont soumis à des tests appropriés. Parallèlement, selon les conditions opératoires, les prototypes sont soumis à un examen métallographique et à des méthodes de contrôles non destructifs ou destructifs.
Sous contrôle actuel comprendre le contrôle du respect des conditions technologiques, de la stabilité des conditions de soudage. Lors de l'inspection de routine, la qualité des coutures couche par couche et leur nettoyage sont vérifiés. Contrôle final effectué conformément aux spécifications techniques. Les défauts découverts à la suite de l'inspection sont susceptibles d'être corrigés.
Méthodes non destructives pour tester les joints soudés
Il existe dix méthodes non destructives pour tester les joints soudés, qui sont utilisées conformément aux spécifications techniques. Le type et le nombre de méthodes dépendent de l'équipement technique de la production de soudage et de la responsabilité du joint soudé.
Inspection visuelle- le type de contrôle le plus courant et le plus accessible qui ne nécessite pas de coûts matériels. Tous les types de joints soudés sont soumis à ce contrôle, malgré l'utilisation de méthodes complémentaires. Un examen externe révèle presque tous les types de défauts externes. Avec ce type de contrôle, le manque de pénétration, l'affaissement, les contre-dépouilles et autres défauts visibles sont déterminés. L'examen externe s'effectue à l'œil nu ou à l'aide d'une loupe grossissante 10x. L'inspection externe implique non seulement l'observation visuelle, mais également la mesure des joints et des joints soudés, ainsi que la mesure des bords préparés. Dans des conditions de production de masse, il existe des modèles spéciaux qui vous permettent de mesurer les paramètres des soudures avec un degré de précision suffisant.
Dans des conditions de production uniques, les joints soudés sont mesurés à l'aide d'outils de mesure universels ou de gabarits standard, dont un exemple est illustré à la Fig. 1.
Ensemble de modèles ShS-2 est un ensemble de plaques d'acier d'égale épaisseur situées sur les axes entre deux joues. Chaque essieu comporte 11 plaques pressées des deux côtés par des ressorts plats. Deux plaques sont destinées au contrôle des unités de coupe des bords, les autres sont destinées au contrôle de la largeur et de la hauteur de la couture. Ce gabarit universel peut être utilisé pour vérifier les angles de biseau, les espaces et les dimensions des joints des joints bout à bout, en T et d'angle.
L'imperméabilité des conteneurs et des récipients sous pression est vérifiée par des tests hydrauliques et pneumatiques. Les tests hydrauliques peuvent être effectués sous pression, en versant ou en versant de l'eau. Pour le test de coulée, les soudures sont séchées ou essuyées et le récipient est rempli d'eau afin qu'aucune humidité ne pénètre sur les joints. Après avoir rempli le récipient avec de l'eau, toutes les coutures sont inspectées, l'absence de coutures humides indiquera leur étanchéité.
Essais d'irrigation sous réserve de produits volumineux ayant accès aux coutures des deux côtés. Un côté du produit est arrosé avec de l'eau provenant d'un tuyau sous pression et l'étanchéité des coutures de l'autre côté est vérifiée.
Pendant l'essai hydraulique sous pression, le récipient est rempli d'eau et une surpression est créée, 1,2 à 2 fois supérieure à la pression de service. Le produit est conservé dans cet état pendant 5 à 10 minutes. L'étanchéité est vérifiée par la présence d'humidité dans le remplissage et le degré de réduction de pression. Tous types d'essais hydrauliques sont réalisés à températures positives.
Essais pneumatiques dans les cas où il est impossible d'effectuer des essais hydrauliques. Les tests pneumatiques consistent à remplir le récipient avec de l'air comprimé à une pression dépassant la pression atmosphérique de 10 à 20 kPa ou 10 à 20 % supérieure à celle de travail. Les coutures sont humidifiées avec une solution savonneuse ou le produit est immergé dans l'eau. L'absence de bulles indique une étanchéité. Il existe une option pour les tests pneumatiques avec un détecteur de fuite à l'hélium. Pour ce faire, un vide est créé à l'intérieur de la cuve et un mélange d'air et d'hélium est soufflé à l'extérieur, qui présente une perméabilité exceptionnelle. L'hélium qui pénètre à l'intérieur est aspiré et se retrouve dans un appareil spécial : un détecteur de fuite qui détecte l'hélium. L'étanchéité du récipient est jugée par la quantité d'hélium capturée. Le contrôle du vide est effectué lorsqu'il est impossible de réaliser d'autres types de tests.
L'étanchéité des coutures peut être vérifiée kérosène. Pour ce faire, un côté du joint est peint à la craie à l'aide d'un pistolet pulvérisateur et l'autre est humidifié avec du kérosène. Le kérosène a un pouvoir pénétrant élevé, donc si les coutures ne sont pas serrées, le verso deviendra sombre ou des taches apparaîtront.
Méthode chimique Le test est basé sur l’interaction de l’ammoniac avec une substance témoin. Pour ce faire, un mélange d'ammoniac (1 %) et d'air est pompé dans le récipient et les joints sont scellés avec du ruban adhésif imprégné d'une solution à 5 % de nitrate de mercure ou d'une solution de phénylphtaléine. En cas de fuite, la couleur du ruban change là où l'ammoniac pénètre.
Contrôle magnétique. Avec cette méthode d'inspection, les défauts de couture sont détectés par diffusion champ magnétique. Pour ce faire, connectez le noyau de l'électro-aimant au produit ou placez-le à l'intérieur du solénoïde. De la limaille de fer, du tartre, etc., qui réagissent au champ magnétique, sont appliqués sur la surface du joint magnétisé. Aux endroits de défauts à la surface du produit, des accumulations de poudre se forment sous la forme d'un spectre magnétique dirigé. Pour que la poudre se déplace facilement sous l'influence d'un champ magnétique, le produit est légèrement tapoté, donnant de la mobilité aux plus petits grains. Le champ de diffusion magnétique peut être enregistré avec un appareil spécial appelé détecteur de défauts magnétographique. La qualité de la connexion est déterminée par comparaison avec un échantillon de référence. La simplicité, la fiabilité et le faible coût de la méthode, et surtout sa productivité et sa sensibilité élevées, lui permettent d'être utilisée sur les chantiers de construction, notamment lors de l'installation de canalisations critiques.
Permet de détecter les défauts de la cavité du joint qui sont invisibles lors de l'inspection externe. Le cordon de soudure est éclairé par un rayonnement X ou gamma pénétrant dans le métal (Fig. 2), à cet effet l'émetteur (tube à rayons X ou installation gamma) est placé en face du cordon contrôlé, et du côté opposé - X- film rayonné installé dans une cassette résistante à la lumière.
Les rayons, traversant le métal, irradient le film, laissant des taches plus sombres dans les zones de défauts, car les zones défectueuses ont moins d'absorption. La méthode aux rayons X est plus sûre pour les travailleurs, mais son installation est trop lourde et n'est donc utilisée que dans des conditions stationnaires. Les émetteurs gamma ont une intensité importante et permettent de contrôler des métaux de plus grande épaisseur. En raison de la portabilité de l'équipement et du faible coût de la méthode, ce type de contrôle est très répandu dans les organismes d'installation. Mais le rayonnement gamma présente un grand danger s’il est manipulé avec négligence. Cette méthode ne peut donc être utilisée qu’après une formation appropriée. Les inconvénients des tests radiographiques incluent le fait que la transmission ne permet pas d'identifier les fissures qui ne sont pas situées dans la direction du faisceau principal.
Parallèlement aux méthodes de surveillance des rayonnements, ils utilisent fluoroscopie, c'est-à-dire recevoir un signal concernant les défauts sur l'écran de l'appareil. Cette méthode est plus productive et sa précision est presque aussi bonne que celle des méthodes par rayonnement.
Méthode par ultrasons(Fig. 3) fait référence aux méthodes de tests acoustiques qui détectent les défauts présentant une petite ouverture : fissures, pores de gaz et inclusions de scories, y compris ceux qui ne peuvent pas être déterminés par détection de défauts par rayonnement. Le principe de son fonctionnement repose sur la capacité des ondes ultrasonores à être réfléchies depuis l’interface entre deux milieux. La méthode la plus utilisée est la méthode piézoélectrique pour produire des ondes sonores. Cette méthode est basée sur l'excitation de vibrations mécaniques par application d'un champ électrique alternatif dans des matériaux piézoélectriques, qui utilisent du quartz, du sulfate de lithium, du titanate de baryum, etc.
Pour ce faire, à l'aide de la sonde piézométrique d'un détecteur de défauts à ultrasons placée à la surface du joint soudé, des vibrations sonores dirigées sont envoyées dans le métal. Des ultrasons avec une fréquence d'oscillation supérieure à 20 000 Hz sont introduits dans le produit par impulsions séparées selon un angle par rapport à la surface métallique. Lors de la rencontre de l'interface entre deux milieux, les vibrations ultrasonores sont réfléchies et capturées par une autre sonde. Avec un système à sonde unique, il peut s'agir de la même sonde qui a généré les signaux. Depuis la sonde réceptrice, les oscillations sont transmises à un amplificateur, puis le signal amplifié est réfléchi sur l'écran de l'oscilloscope. Pour contrôler la qualité des soudures dans les endroits difficiles d'accès sur les chantiers de construction, des détecteurs de défauts de petite taille et de conception légère sont utilisés.
Les avantages du contrôle par ultrasons des joints soudés comprennent : une plus grande capacité de pénétration, qui permet de contrôler des matériaux de grande épaisseur ; hautes performances de l'appareil et sensibilité, déterminant l'emplacement d'un défaut d'une superficie de 1 à 2 mm2. Les inconvénients du système incluent la difficulté de déterminer le type de défaut. Par conséquent, la méthode de test par ultrasons est parfois utilisée en combinaison avec des tests de rayonnement.
Méthodes de contrôle destructif des joints soudés
Les méthodes d'essais destructifs comprennent des méthodes d'essai d'échantillons de contrôle afin d'obtenir les caractéristiques requises d'un joint soudé. Ces méthodes peuvent être utilisées aussi bien sur des échantillons témoins que sur des sections découpées dans le joint lui-même. Grâce aux méthodes d'essais destructifs, l'exactitude des matériaux sélectionnés, des modes et des technologies sélectionnés est vérifiée et les qualifications du soudeur sont évaluées.
Les tests mécaniques sont l’une des principales méthodes de contrôle destructif. Sur la base de leurs données, on peut juger de la conformité du matériau de base et du joint soudé aux spécifications techniques et autres normes prévues dans cette industrie.
À essais mécaniques inclure:
- tester le joint soudé dans son ensemble dans ses différentes sections (métal soudé, métal de base, zone affectée thermiquement) pour la tension statique (à court terme) ;
- flexion statique ;
- flexion par impact (sur échantillons entaillés) ;
- pour la résistance au vieillissement mécanique ;
- mesure de la dureté du métal dans diverses zones du joint soudé.
Les échantillons de contrôle pour les essais mécaniques sont soudés à partir du même métal, en utilisant la même méthode et par le même soudeur que le produit principal. Dans des cas exceptionnels, des échantillons de contrôle sont découpés directement dans le produit contrôlé. Des variantes d'échantillons pour déterminer les propriétés mécaniques d'un joint soudé sont présentées sur la Fig. 4.
Étirement statique tester la résistance des joints soudés, la limite d'élasticité, l'allongement relatif et la contraction relative. La flexion statique est réalisée pour déterminer la ductilité du joint par l'angle de flexion avant la formation de la première fissure dans la zone de traction. Des essais de flexion statique sont effectués sur des échantillons comportant des coutures longitudinales et transversales, le renfort des coutures étant retiré au ras du métal de base.
Courbe d'impact- un test qui détermine la résistance aux chocs d'un joint soudé. Sur la base des résultats de la détermination de la dureté, on peut juger caractéristiques de résistance, les changements structurels du métal et la stabilité des soudures contre la rupture fragile. En fonction des conditions techniques, le produit peut être sujet à une rupture par impact. Pour les tuyaux de petit diamètre avec joints longitudinaux et transversaux, des tests d'aplatissement sont effectués. Une mesure de plasticité est la taille de l'espace entre les surfaces pressées lorsque la première fissure apparaît.
Etudes métallographiques des joints soudés sont réalisés pour établir la structure du métal, la qualité du joint soudé, et identifier la présence et la nature des défauts. En fonction du type de rupture, la nature de la destruction des échantillons est déterminée, la macro et la microstructure de la soudure et la zone affectée thermiquement sont étudiées et la structure du métal et sa ductilité sont jugées.
Analyse macrostructurale détermine la localisation des défauts visibles et leur nature, ainsi que les macrosections et fractures du métal. Elle s'effectue à l'œil nu ou sous une loupe avec un grossissement 20x.
Analyse microstructurale réalisée avec un grossissement de 50 à 2000 fois à l'aide de microscopes spéciaux. Avec cette méthode, il est possible de détecter les oxydes aux joints de grains, la brûlure du métal, les particules d'inclusions non métalliques, la taille des grains de métal et d'autres changements dans sa structure provoqués par le traitement thermique. Si nécessaire, une analyse chimique et spectrale des joints soudés est réalisée.
Essais spéciaux effectué pour les structures critiques. Ils tiennent compte des conditions opératoires et sont réalisés selon des méthodes développées pour ce type de produits.
Élimination des défauts de soudure
Les défauts de soudure identifiés lors du processus d'inspection et qui ne répondent pas aux spécifications techniques doivent être éliminés et si cela n'est pas possible, le produit est rejeté. DANS des structures en acier L'élimination des soudures défectueuses est réalisée par découpage à l'arc plasma ou gougeage, suivi d'un traitement avec des meules abrasives.
Les défauts des joints soumis au traitement thermique sont corrigés après trempe du joint soudé. Lors de l'élimination des défauts, certaines règles doivent être respectées :
- la longueur de la section retirée doit être plus longue que la section défectueuse de chaque côté ;
- La largeur de l'ouverture doit être telle que la largeur du joint après soudage ne dépasse pas sa double largeur avant soudage.
- le profil de l'échantillon doit garantir une pénétration fiable à n'importe quel endroit du joint ;
- la surface de chaque échantillon doit avoir des contours lisses sans saillies pointues, dépressions prononcées ni bavures ;
- Lors du soudage d'une zone défectueuse, le chevauchement des zones adjacentes du métal de base doit être assuré.
Après le soudage, la zone est nettoyée jusqu'à ce que les coques et les jeux dans le cratère soient complètement éliminés et que des transitions en douceur soient effectuées vers le métal de base. L'élimination des zones défectueuses externes et internes enfouies dans les connexions en aluminium, titane et leurs alliages doit être effectuée uniquement mécaniquement - par meulage avec des outils abrasifs ou par découpe. L'abattage suivi d'un polissage est autorisé.
Les contre-dépouilles sont éliminées en faisant surface d'une couture de fil sur toute la longueur du défaut.
Dans des cas exceptionnels, il est possible d'utiliser la fusion de petites contre-dépouilles avec des torches à arc d'argon, ce qui permet de lisser le défaut sans surfaçage supplémentaire.
L'affaissement et d'autres irrégularités dans la forme de la couture sont corrigés par un traitement mécanique de la couture sur toute sa longueur, évitant ainsi une sous-estimation de la section transversale globale.
Les cratères de couture sont soudés.
Les brûlures sont nettoyées et soudées.
Toutes les corrections des joints soudés doivent être effectuées en utilisant la même technologie et les mêmes matériaux que ceux utilisés lors de l'application du joint principal.
Les joints corrigés sont soumis à une réinspection selon des méthodes répondant aux exigences de ce type de joint soudé. Le nombre de corrections sur une même section de soudure ne doit pas dépasser trois.
Les méthodes suivantes de détection des défauts cachés sur les pièces ont été utilisées en ARP : peintures, vernis, fluorescents, magnétisation, ultrasons.
Méthode de sertissage utilisé pour détecter les défauts dans les pièces creuses. Le sertissage des pièces est réalisé à l'eau (méthode hydraulique) et à l'air comprimé (méthode pneumatique).
a) La méthode hydraulique est utilisée pour détecter les fissures sur les pièces de carrosserie (bloc et culasse). Les tests sont effectués sur des supports spéciaux support, qui assure une étanchéité complète de la pièce, qui est remplie d'eau chaude sous une pression de 0,3-0,4 MPa. La présence de fissures est jugée par les fuites d'eau.
b) La méthode pneumatique est utilisée pour les radiateurs, les réservoirs, les canalisations et autres pièces. La cavité de la pièce est remplie d'air comprimé sous pression puis immergée dans l'eau. L'emplacement des fissures est jugé par les bulles d'air qui s'échappent.
Méthode de peinture basé sur les propriétés des peintures liquides pour une diffusion mutuelle. De la peinture rouge diluée avec du kérosène est appliquée sur la surface dégraissée de la pièce. Ensuite, la peinture est lavée avec un solvant et une couche de peinture blanche est appliquée. Après quelques secondes, un motif de fissure apparaît sur un fond blanc, augmenté plusieurs fois en largeur. Des fissures allant jusqu'à 20 microns peuvent être détectées.
Méthode luminescente basé sur la propriété de certaines substances de briller lorsqu'elles sont irradiées par des rayons ultraviolets. La pièce est d'abord immergée dans un bain de liquide fluorescent (un mélange de 50 % de kérosène, 25 % d'essence, 25 % d'huile de transformateur additionné d'un colorant fluorescent). La pièce est ensuite lavée à l'eau, séchée à l'air chaud et saupoudrée de poudre de gel de silice, ce qui attire le liquide fluorescent de la fissure sur la surface de la pièce. Lorsqu'une pièce est irradiée par des rayons ultraviolets, les limites de la fissure seront détectées par une lueur. Les détecteurs de défauts luminescents sont utilisés pour détecter des fissures supérieures à 10 microns dans des pièces en matériaux non magnétiques.
Méthode de détection de défauts magnétiques largement utilisé pour la détection des défauts cachés des pièces automobiles en matériaux ferromagnétiques (acier, fonte). La pièce est d'abord magnétisée, puis coulée avec une suspension composée de 5% d'huile de transformateur et de kérosène et d'une fine poudre d'oxyde de fer. La poudre magnétique délimitera clairement les limites de la fissure, car Des bandes magnétiques se forment sur les bords de la fissure. La méthode de détection magnétique des défauts a une productivité élevée et permet de détecter des fissures jusqu'à 1 micron de large.
Méthode par ultrasons est basé sur la propriété des ultrasons de traverser des produits métalliques et d'être réfléchis depuis la limite de deux milieux, y compris depuis un défaut. Il existe 2 méthodes de détection de défauts par ultrasons : par transmission et par impulsion.
Méthode de transillumination est basé sur l'apparition d'une ombre sonore derrière un défaut, avec l'émetteur de vibrations ultrasonores situé d'un côté du défaut, et le récepteur de l'autre.
Méthode d'impulsion est basé sur le fait que les vibrations ultrasoniques, réfléchies du côté opposé de la pièce, reviendront et il y aura 2 éclats sur l'écran. S'il y a un défaut dans la pièce, des vibrations ultrasonores en seront réfléchies et un éclat intermédiaire apparaîtra sur l'écran du tube.
Le but du contrôle est d'identifier les défauts des pièces moulées et de déterminer leur conformité. composition chimique, propriétés mécaniques, structure et géométrie des pièces moulées aux exigences des spécifications techniques et des dessins. Les pièces moulées finies et les processus technologiques pour leur fabrication peuvent être soumis à un contrôle. Les méthodes de contrôle sont divisées en destructives et non destructives.
Essais destructifs peut être produit à la fois sur des échantillons spéciaux coulés simultanément avec la coulée et sur des échantillons découpés dans diverses zones de la coulée contrôlée. Ce dernier est utilisé lors de la mise au point du processus technologique ou lors des tests de contrôle et de réception. Dans ce cas, l'utilisation ultérieure du moulage aux fins prévues devient impossible. Les méthodes de contrôle destructif consistent à déterminer la composition chimique et les propriétés mécaniques du métal coulé, à étudier sa macro et sa microstructure, sa porosité, etc.
Contrôle incassable n'affecte pas les performances ultérieures des pièces moulées et elles restent entièrement utilisables. Les méthodes de contrôle non destructifs comprennent : la mesure des dimensions et de la rugosité de la surface de coulée, l'inspection visuelle de leur surface, aux rayons X, aux ultrasons, luminescents et autres méthodes spéciales contrôle.
Les pièces moulées en titane sont généralement utilisées dans les composants et assemblages critiques de diverses machines et, pour cette raison, une grande attention est accordée au contrôle des pièces moulées et aux paramètres du processus technologique de leur production. Les opérations de contrôle représentent jusqu'à 15 % des coûts de production de pièces moulées en titane. La composition chimique de l'alliage, les propriétés mécaniques du métal coulé, les défauts externes et internes de la pièce moulée, ses dimensions géométriques et sa rugosité de surface sont contrôlés. Un certain nombre d'étapes du processus de fabrication des pièces moulées sont également soumises à un contrôle.
La composition chimique de l'alliage dans les pièces moulées est contrôlée en fonction de la teneur en composants d'alliage et en impuretés. Comme on le sait, cela dépend de la composition chimique des électrodes consommables et des déchets de fonderie impliqués dans la fusion. Par conséquent, le contrôle de la composition chimique du métal coulé est généralement effectué à partir d'un groupe de masses fondues dans lesquelles un lot d'électrodes consommables et un lot de déchets avec une teneur connue en composants d'alliage et en impuretés ont été utilisés.
Le contrôle de la teneur en carbone des alliages est effectué à partir de chaque chaleur, puisque la fusion du métal est effectuée dans des creusets à crâne en graphite et que la teneur en carbone dans le métal peut varier d'une chaleur à l'autre.
Pour déterminer la teneur en composants d'alliage et en impuretés, un quantomètre de type DFS-41 est utilisé, et pour contrôler la teneur en oxygène, hydrogène et azote, les appareils EAO-201, EAN-202, EAN-14 sont utilisés respectivement.
Les propriétés mécaniques du métal coulé - résistance à la traction, limite d'élasticité, allongement, contraction transversale et résistance aux chocs - sont contrôlées après chaque fusion en testant des échantillons standards découpés dans des barres coulées avec les pièces moulées ou dans des éléments du système d'injection.
Dans le processus de maîtrise de la technologie de fabrication de pièces moulées, la dureté de la couche superficielle de la pièce moulée et la structure du métal sont également surveillées.
Après avoir été démoulées, les pièces moulées sont soumises à une inspection visuelle minutieuse. Pour les fonderies de titane, il est spécifique de contrôler la surface des pièces moulées afin d'identifier les non-soudures. Pour les détecter, on utilise des loupes, et dans les cas difficiles, un contrôle luminescent. Grâce à l'inspection visuelle, les défauts tels que les non-remplissages, les zones de formation brûlée et de rugosité accrue, les éviers externes et les blocages de surface sont également détectés.
Les défauts internes des pièces moulées en titane - cavités, pores, blocages - sont identifiés par fluoroscopie. A cet effet, des appareils à rayons X du type RUP -150/300-10 sont utilisés.
Le contrôle de la géométrie des pièces moulées et de leur rugosité de surface ne diffère pas du contrôle similaire des pièces moulées à partir d'autres alliages.
La qualité des pièces moulées (précision géométrique, qualité de surface) est fortement influencée par les matériaux de moulage initiaux - poudre de graphite et liant. La teneur en cendres de la poudre de graphite d'origine est contrôlée. La teneur en cendres ne doit pas dépasser 0,8 % et l'humidité ne doit pas dépasser 1 %. La composition des grains de la poudre de graphite est déterminée sur l'appareil 029. La composition des grains doit être conforme aux normes établies dans les instructions technologiques de cette composition à mouler.
Dans les liants organiques, le résidu sec, la densité et la viscosité sont contrôlés. Pour contrôler les mélanges de graphite prêts à compacter en termes de résistance, de perméabilité aux gaz et d'effritement, des méthodes et instruments standard des marques 084M, 042M, 056M sont utilisés.
Le traitement thermique des moules en graphite est soigneusement contrôlé en mesurant les paramètres de température.
Un contrôle particulièrement important de divers paramètres est effectué lors de la fusion du crâne sous vide des alliages de titane. Avant le début de la fusion, l'étanchéité de la chambre de travail de l'installation et la pression résiduelle sont vérifiées. La surveillance des fuites doit être effectuée au moins une fois par équipe. De plus, les fuites sont vérifiées après chaque réparation, même mineure, de la chambre du four ou du système de vide.
Avant le début de la fusion et pendant la fusion, la présence de liquide de refroidissement et sa pression à l'entrée et à la sortie des systèmes de refroidissement de tous les composants de l'installation (creuset, porte-électrode, chambre, refroidissement des pompes à vide, etc.) sont surveillées. Typiquement, les moyens de surveillance des paramètres de fonctionnement d'une installation de godille sont intégrés.
Lors du soudage de l'électrode et de sa fusion, les paramètres de l'arc électrique sont contrôlés - courant et tension. À cette fin, des dispositifs de contrôle d'enregistrement sont utilisés ainsi que des dispositifs indicateurs. Pendant cette période, la surveillance de la température du liquide de refroidissement à l'aide d'appareils d'enregistrement est également obligatoire.
Pendant le processus de fusion, il est nécessaire de surveiller les changements de pression afin de détecter à temps la dépressurisation de l'installation (entrée d'eau dans la chambre, fusion des conduites de courant, apparition de fuites, etc.). Habituellement, lors de la vidange du métal du creuset, la pression résiduelle augmente fortement, mais une telle augmentation est normale et n'a pas un caractère d'urgence.
Avant que le métal ne soit drainé, la machine centrifuge est mise en marche. Pour contrôler la vitesse de rotation de la table, un voltmètre de type M-4200 est généralement utilisé.
Les signaux provenant de nombreux dispositifs de contrôle de la fonderie sont non seulement perçus par la fonderie, mais sont également transmis aux actionneurs. Ainsi, en fonction des signaux d'une augmentation soudaine de la pression dans la chambre, d'une baisse de la pression du liquide de refroidissement ou d'une augmentation inacceptable de sa température, l'arc électrique est immédiatement désactivé. Toute une gamme d'opérations de contrôle est effectuée par des dispositifs permettant de conduire automatiquement le processus de fusion.
Lors de la maîtrise de nouveaux processus technologiques et la nomenclature de coulée, ainsi que les nouveaux équipements, utilisent divers types supplémentaires de contrôle et d'équipement correspondant.