Środki i metody kontroli. Stan części i połączeń można określić poprzez kontrolę, badanie dotykowe, użycie narzędzi pomiarowych i inne metody.
Podczas oględzin stwierdza się zniszczenie części (pęknięcia, odpryski powierzchni, pęknięcia itp.), obecność osadów (kamień, nagar itp.), wyciek wody, oleju, paliwa: Kontrola dotykowa , zużycie i zapadanie się gwintów określa się na częściach w wyniku wstępnego dokręcenia, elastyczności uszczelek, obecności zadziorów, zarysowań itp. Odchylenia połączeń od danej szczeliny lub napięcia części od zadanego rozmiaru, od płaskości, kształtu , profil itp. określa się za pomocą przyrządów pomiarowych.
Wybór środków kontroli powinien opierać się na zapewnieniu określonych wskaźników procesu kontroli i analizie kosztów wdrożenia kontroli dla danej jakości produktu. Wybierając środki kontroli, należy stosować środki kontroli skuteczne w określonych warunkach, regulowane przez standardy rządowe, branżowe i korporacyjne.
Wybór elementów sterujących obejmuje następujące kroki:
analiza charakterystyki obiektu kontroli i wskaźników procesu kontroli;
określenie wstępnego składu kontroli;
określenie ostatecznego składu środków kontroli, ich uzasadnienie ekonomiczne, przygotowanie dokumentacji technologicznej.
W zależności od programu produkcyjnego i stabilności mierzonych parametrów można zastosować uniwersalne, zmechanizowane lub automatyczne środki kontroli. Podczas napraw najczęściej wykorzystuje się uniwersalne przyrządy i narzędzia pomiarowe. Ze względu na zasadę działania można je podzielić na następujące typy.
1. Przyrządy mechaniczne - linijki, suwmiarki, przyrządy sprężynowe, mikrometry itp. Przyrządy i przyrządy mechaniczne z reguły charakteryzują się prostotą, dużą wiarygodnością pomiarów, ale mają stosunkowo niską dokładność i skuteczność sterowania. Dokonując pomiarów należy przestrzegać zasady Abbego (zasady komparatora), zgodnie z którą konieczne jest, aby oś skali przyrządu i kontrolowana wielkość badanej części znajdowały się na tej samej linii prostej, tj. linia musi być kontynuacją linii skali. W przypadku nieprzestrzegania tej zasady skośność i nierównoległość prowadnic urządzenia pomiarowego powoduje znaczne błędy pomiaru.
2. Przyrządy optyczne - mikrometry okularowe, mikroskopy pomiarowe, przyrządy kolimacyjne i sprężynowo-optyczne, rzutniki, urządzenia interferencyjne itp. Stosując przyrządy optyczne uzyskuje się najwyższą dokładność pomiaru. Urządzenia tego typu są jednak skomplikowane, ich konfiguracja i pomiary są czasochłonne, drogie i często nie charakteryzują się dużą niezawodnością i trwałością.
3. Przyrządy pneumatyczne - długości. Przyrząd tego typu stosowany jest głównie do pomiaru wymiarów zewnętrznych i wewnętrznych, odchyłek kształtu powierzchni (w tym wewnętrznych), stożków itp. Przyrządy pneumatyczne charakteryzują się dużą dokładnością i szybkością. Wiele zadań pomiarowych, na przykład dokładne pomiary w otworach o małej średnicy, można rozwiązać wyłącznie za pomocą urządzeń pneumatycznych. Jednak urządzenia tego typu najczęściej wymagają indywidualnej kalibracji wagi za pomocą wzorców.
4. Urządzenia elektryczne. Są coraz powszechniejsze w automatycznych urządzeniach kontrolno-pomiarowych. Perspektywy urządzeń zależą od ich szybkości, możliwości dokumentowania wyników pomiarów i łatwości zarządzania.
Głównym elementem elektrycznych przyrządów pomiarowych jest przetwornik pomiarowy (czujnik), który odbiera wartość mierzoną i wytwarza sygnał informacji pomiarowej w postaci dogodnej do transmisji, przetwarzania i interpretacji. Przetworniki dzielą się na styki elektryczne (ryc. 2.1), styki elektryczne, styki pneumoelektryczne, fotoelektryczne, indukcyjne, pojemnościowe, radioizotopowe, mechanotroniczne.
Rodzaje i metody badań nieniszczących. Kontrola wzrokowa pozwala zidentyfikować widoczne naruszenia integralności części. Kontrola wizualno-optyczna ma wiele oczywistych zalet w porównaniu z inspekcją wizualną. Elastyczny światłowód z manipulatorem pozwala na inspekcję znacznie większych obszarów, niedostępnych do oglądania na otwartej przestrzeni. Jednak wiele niebezpiecznych usterek pojawiających się podczas eksploatacji w większości nie jest wykrywanych metodami wizualno-optycznymi. Do takich wad zaliczają się przede wszystkim drobne pęknięcia zmęczeniowe, zmiany korozyjne, przekształcenia strukturalne materiału związane z naturalnymi i sztucznymi procesami starzenia itp.
W takich przypadkach stosuje się fizyczne metody badań nieniszczących (NDT). Obecnie znane są następujące główne rodzaje badań nieniszczących: akustyczne, magnetyczne, radiacyjne, kapilarne i prądy wirowe. Ich krótką charakterystykę podano w tabeli. 2.3.
Każdy rodzaj badań nieniszczących ma kilka odmian. Zatem wśród metod akustycznych można wyróżnić grupę metod ultradźwiękowych, impedancyjnych, drgań swobodnych, welosymetrycznych itp. Metoda kapilarna dzieli się na kolorową i luminescencyjną, metodę radiacyjną na metodę rentgenowską i gamma.
Wspólną cechą metod badań nieniszczących jest to, że bezpośrednio mierzonymi tymi metodami są parametry fizyczne, takie jak przewodność elektryczna, absorpcja promieni rentgenowskich, natura odbicia i absorpcji promieni rentgenowskich, natura odbicia i absorpcji drgań ultradźwiękowych w badanych produktach itp. Zmieniając ich wartości W niektórych przypadkach parametry mogą wskazywać na zmiany właściwości materiału, które są bardzo ważne dla niezawodności działania produktów. Zatem gwałtowna zmiana strumienia magnetycznego na powierzchni namagnesowanej części stalowej wskazuje na obecność pęknięcia w tym miejscu; pojawienie się dodatkowego odbicia wibracji ultradźwiękowych podczas sondowania części sygnalizuje naruszenie jednorodności materiału (na przykład rozwarstwienia, pęknięcia itp.); zmieniając przewodność elektryczną materiału, często można ocenić zmianę jego właściwości wytrzymałościowych itp. Nie we wszystkich przypadkach możliwa jest dokładna ilościowa ocena wykrytej wady, ponieważ związek między parametrami fizycznymi a parametrami, które mają być ustalana w procesie kontroli (np. wielkość pęknięcia, stopień pogorszenia właściwości wytrzymałościowych itp.) z reguły nie jest jednoznaczna, lecz ma charakter statystyczny o różnym stopniu korelacji. Dlatego fizyczne metody badań nieniszczących w większości przypadków mają charakter bardziej jakościowy, a rzadziej ilościowy.
Typowe wady części. Parametry konstrukcyjne samochodu i jego podzespołów zależą od stanu interfejsów i części, który charakteryzuje się dopasowaniem. Każde naruszenie dopasowania jest spowodowane: zmianą wielkości i kształtu geometrycznego powierzchni roboczych; naruszenie względnego położenia powierzchni roboczych; uszkodzenia mechaniczne, chemiczne i termiczne; zmiany właściwości fizycznych i chemicznych materiału części.
Zmiany w wielkości i kształcie geometrycznym powierzchni roboczych części powstają w wyniku ich zużycia. Nierównomierne zużycie powoduje pojawienie się takich defektów w kształcie powierzchni roboczych jak owalność, zbieżność, beczkowatość, gorset. Intensywność zużycia zależy od obciążeń współpracujących części, prędkości ruchu powierzchni trących, warunków temperaturowych części, reżimu smarowania i stopnia agresywności środowiska.
Naruszenie względnego położenia powierzchni roboczych objawia się zmianami odległości między osiami powierzchni cylindrycznych, odchyleniami od równoległości lub prostopadłości osi i płaszczyzn, odchyleniami od współosiowości powierzchni cylindrycznych. Przyczynami tych naruszeń są nierównomierne zużycie powierzchni roboczych, naprężenia wewnętrzne powstające w częściach podczas ich produkcji i naprawy, szczątkowe odkształcenia części w wyniku narażenia na obciążenia.
Względne położenie powierzchni roboczych jest najczęściej naruszane w przypadku części. Powoduje to zniekształcenia innych części urządzenia, przyspieszając proces zużycia.
Mechaniczne uszkodzenia części - pęknięcia, pęknięcia, odpryski, zagrożenia i odkształcenia (zginanie, skręcenie, wgniecenia) powstają w wyniku przeciążeń, uderzeń i zmęczenia materiału.
Pęknięcia są typowe dla części pracujących pod cyklicznymi obciążeniami zmiennymi. Najczęściej pojawiają się na powierzchni części w miejscach koncentracji naprężeń (na przykład w pobliżu otworów, w zaokrągleniach).
Pęknięcia charakterystyczne dla części odlewanych oraz odpryski na powierzchni elementów ze stali cementowej powstają w wyniku narażenia na dynamiczne obciążenia udarowe oraz na skutek zmęczenia metalu.
Zagrożenia na powierzchniach roboczych części pojawiają się pod wpływem cząstek ściernych zanieczyszczających smar.
Części wykonane z profili walcowanych i blach, wały i pręty pracujące pod obciążeniem dynamicznym ulegają odkształceniom.
Uszkodzenia chemiczno-termiczne – wypaczenia, korozja, nagary i kamień powstają, gdy samochód jest użytkowany w trudnych warunkach.
Wypaczenie powierzchni części o znacznej długości zwykle następuje pod wpływem wysokich temperatur.
Korozja jest wynikiem chemicznego i elektrochemicznego narażenia na otaczające środowisko utleniające i aktywne chemicznie. Korozja objawia się na powierzchniach części w postaci ciągłych warstw tlenków lub miejscowych uszkodzeń (plamy, ubytki).
Osady węgla powstają w wyniku wykorzystania wody w układzie chłodzenia silnika.
Kamień jest wynikiem zużycia wody w układzie chłodzenia silnika.
Zmiana właściwości fizycznych i mechanicznych materiałów wyraża się zmniejszeniem twardości i elastyczności części. Twardość części może się zmniejszyć w wyniku zastosowania struktury materiału po podgrzaniu do wysokich temperatur podczas pracy. Właściwości sprężyste resorów i resorów piórowych ulegają pogorszeniu ze względu na zmęczenie materiału.
Graniczne i dopuszczalne wymiary oraz zużycie części. Istnieją wymiary rysunku roboczego, dopuszczalne i maksymalne wymiary oraz zużycie części.
Wymiary rysunku roboczego są wymiarami części wskazanymi przez producenta na rysunkach roboczych.
Dopuszczalne są wymiary i zużycie części, przy których można ją ponownie wykorzystać bez naprawy i będzie działać bezawaryjnie aż do kolejnej sprawnej naprawy pojazdu (zespołu).
Granice to wymiary i zużycie części, przy których dalsze jej użytkowanie jest technicznie niedopuszczalne lub ekonomicznie niewykonalne.
Zużycie części w różnych okresach jej eksploatacji nie następuje równomiernie, ale wzdłuż pewnych krzywych.
Pierwsza część czasu trwania t 1 charakteryzuje zużycie części w okresie docierania. W tym okresie zmniejsza się chropowatość powierzchni części uzyskanej podczas jej obróbki i zmniejsza się szybkość zużycia.
Drugi odcinek czasu t 2 odpowiada okresowi normalnej pracy złącza, w którym zużycie następuje stosunkowo powoli i równomiernie.
Część trzecia charakteryzuje okres gwałtownego wzrostu intensywności zużycia powierzchni, kiedy zabiegi konserwacyjne nie mogą już temu zapobiec. W czasie T, jaki upłynął od rozpoczęcia pracy, interfejs osiąga stan graniczny i wymaga naprawy. Szczelina w interfejsie, odpowiadająca początkowi trzeciego odcinka krzywej zużycia, określa wartości maksymalnego zużycia części.
Kolejność kontroli części podczas defektów. W pierwszej kolejności przeprowadza się oględziny części w celu wykrycia uszkodzeń widocznych gołym okiem: dużych pęknięć, pęknięć, zarysowań, odprysków, korozji, sadzy i zgorzeliny. Następnie części są sprawdzane na urządzeniach w celu wykrycia naruszeń względnego położenia powierzchni roboczych oraz właściwości fizycznych i mechanicznych materiału, a także pod kątem braku ukrytych wad (niewidocznych pęknięć). Na koniec kontrolowane są wymiary i kształt geometryczny powierzchni roboczych części.
Kontrola względnego położenia powierzchni roboczych. Odchylenie od wyrównania (przesunięcie osi) otworów sprawdza się za pomocą urządzeń optycznych, pneumatycznych i wskaźnikowych. Wskaźniki są najczęściej stosowane w naprawach samochodów. Podczas sprawdzania odchyłek od ustawienia należy obrócić trzpień, a wskaźnik wskaże wartość bicia promieniowego. Odchylenie od ustawienia jest równe połowie bicia promieniowego.
Kontrolę niewspółosiowości czopów wałów przeprowadza się poprzez pomiar ich bicia promieniowego za pomocą wskaźników umieszczonych centralnie. Bicie promieniowe czopów definiuje się jako różnicę pomiędzy największym i najmniejszym odczytem wskaźnika na obrót wału.
Odchylenie od równoległości osi otworów określa się na podstawie różnicy |a 1 - a 2 | odległości a 1 i a 2 pomiędzy wewnętrznymi tworzącymi trzpieni kontrolnych na długości L za pomocą stempla lub miernika średnicy.
Odchylenie od prostopadłości osi otworów sprawdza się za pomocą trzpienia ze wskaźnikiem lub miernikiem, mierząc szczeliny D 1 i D 2 na długości L. W pierwszym przypadku odchylenie osi od prostopadłości określa się jako różnica wskazań wskaźników w dwóch przeciwnych pozycjach, w drugiej - jako różnica w przerwach |D 1 - D 2 |.
Odchylenie od równoległości osi otworu względem płaszczyzny sprawdza się na płycie poprzez zmianę wskaźnika odchylenia wymiarów h 1 i h 2 na długości L. Różnica w tych odchyleniach odpowiada odchyłce od równoległości osi otworu i samolot.
Odchylenie od prostopadłości osi otworu do płaszczyzny określa się na średnicy D jako różnicę wskazań wskaźnika przy obrocie na trzpieniu względem osi otworu lub poprzez pomiar szczelin w dwóch diametralnie przeciwległych punktach na obwodzie sprawdzianu. Odchylenie od prostopadłości jest w tym przypadku równe różnicy wyników pomiarów |D 1 -D 2 | na średnicy D.
Monitorowanie ukrytych usterek jest szczególnie konieczne w przypadku krytycznych części, od których zależy bezpieczeństwo pojazdu. Do kontroli stosuje się metody zaciskania, malowania, magnetyczne, luminescencyjne i ultradźwiękowe.
Metodą zaciskania można wykryć pęknięcia elementów karoserii (próba hydrauliczna) oraz sprawdzić szczelność rurociągów, zbiorników paliwa i opon (próba pneumatyczna). Instaluję część karoserii do testów na stojaku, otwory zewnętrzne zamykam zaślepkami i zatyczkami, po czym do wewnętrznych wnęk części pompuje się wodę pod ciśnieniem 0,3... 0,4 MPa. Wyciek wody wskazuje lokalizację pęknięcia. Podczas próby pneumatycznej do wnętrza części wprowadza się powietrze pod ciśnieniem 0,05...0,1 MPa i zanurza je w kąpieli wodnej. Pęcherzyki ulatniającego się powietrza wskazują lokalizację pęknięcia.
Metodą lakierniczą wykrywa się pęknięcia o szerokości co najmniej 20...30 mikronów. Powierzchnię badanej części odtłuszcza się i nakłada na nią czerwoną farbę rozcieńczoną naftą. Po zmyciu czerwonej farby rozpuszczalnikiem, pokryj powierzchnię części białą farbą. Po kilku minutach na białym tle pojawi się czerwona farba, która wniknie w szczelinę.
Metodę magnetyczną stosuje się do kontroli ukrytych pęknięć w częściach wykonanych z materiałów ferromagnetycznych (stal, żeliwo). Jeśli część zostanie namagnesowana i posypana suchym proszkiem ferromagnetycznym lub zalana zawiesiną, wówczas jej cząstki przyciągają się do krawędzi pęknięć, jak do biegunów magnesu. Szerokość warstwy proszku może być 100 razy większa niż szerokość pęknięcia, co umożliwia jej identyfikację.
Namagnesuj części w defektoskopach magnetycznych. Po kontroli części są rozmagnesowywane poprzez przepuszczanie ich przez cewkę zasilaną prądem przemiennym.
Metodę luminescencyjną stosuje się do wykrywania pęknięć szerszych niż 10 mikronów w częściach wykonanych z materiałów niemagnetycznych. Kontrolowaną część zanurza się na 10...15 minut w kąpieli z płynem fluorescencyjnym, który może świecić pod wpływem promieniowania ultrafioletowego. Następnie część przeciera się i na kontrolowane powierzchnie nakłada się cienką warstwę proszku węglanu magnezu, talku lub żelu krzemionkowego. Proszek wyciąga płyn fluorescencyjny z pęknięcia na powierzchnię części.
Następnie za pomocą defektoskopu fluorescencyjnego część poddaje się działaniu promieniowania ultrafioletowego. Proszek nasączony płynem fluorescencyjnym uwidacznia pęknięcia w części w postaci świetlistych linii i plam.
Do wykrywania pęknięć wewnętrznych części wykorzystuje się metodę ultradźwiękową, charakteryzującą się bardzo dużą czułością. Istnieją dwie metody ultradźwiękowego wykrywania wad – cień dźwiękowy i puls.
Metoda cienia dźwiękowego charakteryzuje się umiejscowieniem generatora z emiterem drgań ultradźwiękowych po jednej stronie części i odbiornikiem po drugiej. Jeżeli podczas przesuwania defektoskopu wzdłuż części nie zostanie wykryta żadna wada, fale ultradźwiękowe docierają do odbiornika, zamieniają się na impulsy elektryczne i poprzez wzmacniacz docierają do wskaźnika, którego strzałka jest odchylana. Jeśli na ścieżce fal dźwiękowych występuje defekt, są one odbijane. Za uszkodzonym obszarem części powstaje słyszalny cień, a igła wskaźnikowa nie odchyla się. Metoda ta ma zastosowanie do badania części o małej grubości z dwukierunkowym dostępem do nich.
Metoda impulsowa nie ma ograniczeń co do zakresu zastosowania i jest bardziej rozpowszechniona. Polega na tym, że impulsy wysyłane przez emiter, docierając do przeciwnej strony części, odbijają się od niej i wracają do odbiornika, w którym słaby Elektryczność. Sygnały przechodzą przez wzmacniacz i są wprowadzane do lampy elektronopromieniowej. Po uruchomieniu generatora impulsów za pomocą skanera włącza się jednocześnie poziome skanowanie kineskopu, które reprezentuje oś czasu.
Momentom pracy generatora towarzyszą początkowe impulsy A. Jeżeli wystąpi usterka, na ekranie pojawi się impuls B. Charakter i wielkość impulsów na ekranie rozszyfrowuje się za pomocą wzorców impulsów odniesienia. Odległość między impulsami A i B odpowiada głębokości wady, a odległość między impulsami A i C odpowiada grubości części.
Monitorowanie wielkości i kształtu powierzchni roboczych części pozwala ocenić ich zużycie i podjąć decyzję o możliwości ich dalszego użytkowania. Podczas sprawdzania wielkości i kształtu części stosuje się zarówno narzędzia uniwersalne (suwmiarki, mikrometry, średnicówki wskaźnikowe, odważniki mikrometryczne itp.), jak i narzędzia i urządzenia specjalne (mierniki, wałki do ciasta, urządzenia pneumatyczne itp.).
Połączenia spawane są sprawdzane w celu określenia ewentualnych odchyleń od Specyfikacja techniczna prezentowane dla tego typu produktu. Produkt uważa się za wysokiej jakości, jeżeli odchyłki nie przekraczają dopuszczalnych norm. W zależności od rodzaju złączy spawanych i dalszych warunków pracy, wyroby po spawaniu poddawane są odpowiedniej kontroli.
Kontrola złączy spawanych może mieć charakter wstępny, podczas którego sprawdzana jest jakość materiałów wyjściowych, przygotowanie powierzchni spawanych oraz stan oprzyrządowania i wyposażenia. Kontrola wstępna obejmuje także spawanie prototypów, które poddawane są odpowiednim testom. Jednocześnie, w zależności od warunków pracy, prototypy poddawane są badaniom metalograficznym oraz metodom badań nieniszczących lub niszczących.
Pod kontrola prądu rozumieć sprawdzanie zgodności z warunkami technologicznymi, stabilnością warunków spawania. Podczas rutynowej kontroli sprawdzana jest jakość połączeń warstwa po warstwie oraz ich czystość. Kontrola końcowa wykonane zgodnie ze specyfikacjami technicznymi. Wady ujawnione w wyniku przeglądu podlegają naprawie.
Nieniszczące metody badania złączy spawanych
Istnieje dziesięć nieniszczących metod badania złączy spawanych, które stosuje się zgodnie ze specyfikacjami technicznymi. Rodzaj i liczba metod zależą od wyposażenia technicznego produkcji spawalniczej i odpowiedzialności złącza spawanego.
Oględziny- najpopularniejszy i dostępny rodzaj kontroli, który nie wymaga kosztów materiałowych. Kontroli tej poddawane są wszystkie rodzaje połączeń spawanych, pomimo zastosowania dalszych metod. Badanie zewnętrzne pozwala wykryć niemal wszystkie rodzaje wad zewnętrznych. Przy tego rodzaju kontroli określa się braki penetracji, zwiotczenia, podcięcia i inne widoczne defekty. Badanie zewnętrzne przeprowadza się gołym okiem lub przy użyciu szkła powiększającego o powiększeniu 10x. Kontrola zewnętrzna obejmuje nie tylko obserwację wizualną, ale także pomiar złączy spawanych i szwów oraz pomiar przygotowanych krawędzi. W warunkach produkcji masowej istnieją specjalne szablony, które pozwalają zmierzyć parametry spoin z wystarczającą dokładnością.
W pojedynczych warunkach produkcyjnych pomiary złączy spawanych wykonuje się przy pomocy uniwersalnych przyrządów pomiarowych lub standardowych szablonów, czego przykład pokazano na rys. 1.
Zestaw szablonów ShS-2 to zespół stalowych płyt o jednakowej grubości, umieszczonych na osiach pomiędzy dwoma policzkami. Każda oś ma 11 płytek, które są dociskane z obu stron przez płaskie sprężyny. Dwie płytki służą do sprawdzania zespołów tnących krawędzi, pozostałe służą do sprawdzania szerokości i wysokości szwu. Ten uniwersalny szablon może być używany do sprawdzania kątów skosów, szczelin i rozmiarów połączeń doczołowych, teowych i narożnych.
Szczelność zbiorników i zbiorników ciśnieniowych sprawdzana jest za pomocą prób hydraulicznych i pneumatycznych. Próby hydrauliczne można przeprowadzić pod ciśnieniem, polewaniem lub polewaniem wodą. Do próby zalewania spoiny suszy się lub wyciera do sucha, a pojemnik napełnia wodą, tak aby wilgoć nie dostała się na szwy. Po napełnieniu pojemnika wodą sprawdzane są wszystkie szwy, brak mokrych szwów będzie świadczyć o ich szczelności.
Testy nawadniania z zastrzeżeniem produktów nieporęcznych, które mają dostęp do szwów po obu stronach. Jedna strona produktu jest podlewana wodą z węża pod ciśnieniem, a szwy po drugiej stronie są sprawdzane pod kątem szczelności.
Podczas próby hydraulicznej pod ciśnieniem naczynie napełnia się wodą i powstaje nadciśnienie 1,2-2 razy wyższe niż ciśnienie robocze. Produkt utrzymuje się w tym stanie przez 5 – 10 minut. Szczelność sprawdzana jest poprzez obecność wilgoci w wypełnieniu oraz stopień redukcji ciśnienia. Wszystkie rodzaje testów hydraulicznych przeprowadzane są w temperaturach dodatnich.
Próby pneumatyczne w przypadkach, gdy nie jest możliwe wykonanie prób hydraulicznych. Próby pneumatyczne polegają na napełnieniu zbiornika sprężonym powietrzem o ciśnieniu wyższym od ciśnienia atmosferycznego o 10-20 kPa lub 10-20% wyższym od roboczego. Szwy zwilża się roztworem mydła lub produkt zanurza się w wodzie. Brak pęcherzyków wskazuje na szczelność. Istnieje możliwość wykonania testów pneumatycznych detektorem nieszczelności helu. W tym celu wewnątrz naczynia wytwarza się próżnię, a na zewnątrz wdmuchuje się do niej mieszaninę powietrza i helu, która ma wyjątkową przepuszczalność. Hel, który dostanie się do środka, jest odsysany i trafia do specjalnego urządzenia – wykrywacza nieszczelności, który wykrywa hel. Szczelność naczynia ocenia się na podstawie ilości wychwyconego helu. Kontrolę podciśnienia przeprowadza się wtedy, gdy nie ma możliwości wykonania innego rodzaju badań.
Można sprawdzić szczelność szwów nafta oczyszczona. Aby to zrobić, jedną stronę szwu pomalowano kredą za pomocą pistoletu natryskowego, a drugą zwilżono naftą. Nafta ma wysoką zdolność penetracji, więc jeśli szwy nie są szczelne, odwrotna strona stanie się ciemna lub pojawią się plamy.
Metoda chemiczna Badanie opiera się na oddziaływaniu amoniaku z substancją kontrolną. W tym celu do naczynia wpompowuje się mieszaninę amoniaku (1%) z powietrzem, a szwy uszczelnia się taśmą impregnowaną 5% roztworem azotanu rtęci lub roztworem fenyloftaleiny. W przypadku nieszczelności kolor taśmy zmienia się w miejscu wnikania amoniaku.
Sterowanie magnetyczne. Dzięki tej metodzie kontroli wady szwów są wykrywane poprzez rozproszenie pole magnetyczne. W tym celu należy podłączyć rdzeń elektromagnesu do produktu lub umieścić go wewnątrz elektromagnesu. Na powierzchnię namagnesowanego złącza nanoszone są opiłki żelaza, zgorzelina itp., które reagują na pole magnetyczne. W miejscach uszkodzeń na powierzchni produktu tworzą się nagromadzenia proszku w postaci ukierunkowanego widma magnetycznego. Aby proszek mógł łatwo przemieszczać się pod wpływem pola magnetycznego, produkt jest lekko uderzany, co zapewnia mobilność najmniejszym ziarenkom. Pole rozpraszania magnetycznego można rejestrować za pomocą specjalnego urządzenia zwanego defektoskopem magnetograficznym. Jakość połączenia określa się poprzez porównanie z próbką referencyjną. Prostota, niezawodność i niski koszt metody, a co najważniejsze jej wysoka produktywność i czułość, pozwalają na jej zastosowanie na budowach, w szczególności podczas montażu krytycznych rurociągów.
Pozwala wykryć wady w zagłębieniu szwu, które są niewidoczne podczas kontroli zewnętrznej. Szew spawalniczy naświetla się wnikającym w metal promieniowaniem rentgenowskim lub gamma (rys. 2), w tym celu naprzeciw kontrolowanego szwu umieszcza się emiter (lampę rentgenowską lub instalację gamma), a po przeciwnej stronie - X- folia ray zainstalowana w światłoszczelnej kasecie.
Promienie przechodzące przez metal naświetlają folię, pozostawiając ciemniejsze plamy w obszarach defektów, ponieważ wadliwe obszary mają mniejszą absorpcję. Metoda rentgenowska jest bezpieczniejsza dla pracowników, jednak jej montaż jest zbyt uciążliwy, dlatego stosuje się ją wyłącznie w warunkach stacjonarnych. Emitery gamma mają znaczną intensywność i pozwalają kontrolować metal o większej grubości. Ze względu na przenośność sprzętu i niski koszt metody, ten rodzaj kontroli jest szeroko rozpowszechniony w organizacjach instalacyjnych. Jednak promieniowanie gamma stwarza ogromne zagrożenie, jeśli obchodzi się z nim nieostrożnie, dlatego tę metodę można stosować wyłącznie po odpowiednim przeszkoleniu. Wadą badań radiograficznych jest to, że transmisja nie pozwala na identyfikację pęknięć, które nie są zlokalizowane w kierunku belki głównej.
Oprócz metod monitorowania promieniowania stosują fluoroskopia, czyli otrzymanie sygnału o usterkach na ekranie urządzenia. Ta metoda jest bardziej produktywna, a jej dokładność jest prawie tak dobra, jak metody radiacyjne.
Metoda ultradźwiękowa(Rys. 3) odnosi się do metod badań akustycznych, które wykrywają defekty o małym otworze: pęknięcia, pory gazowe i wtrącenia żużla, w tym takie, których nie można określić metodą defektoskopii radiacyjnej. Zasada jego działania opiera się na zdolności fal ultradźwiękowych do odbijania się od powierzchni styku dwóch ośrodków. Najpowszechniej stosowaną metodą jest piezoelektryczna metoda wytwarzania fal dźwiękowych. Metoda ta opiera się na wzbudzaniu drgań mechanicznych poprzez przyłożenie zmiennego pola elektrycznego w materiałach piezoelektrycznych, w których wykorzystuje się kwarc, siarczan litu, tytanian baru itp.
W tym celu za pomocą sondy piezometrycznej defektoskopu ultradźwiękowego umieszczonej na powierzchni złącza spawanego, do metalu wprowadzane są ukierunkowane drgania dźwiękowe. Ultradźwięki o częstotliwości oscylacji powyżej 20 000 Hz wprowadzane są do produktu w oddzielnych impulsach pod kątem do powierzchni metalu. Kiedy spotykają się na styku dwóch mediów, wibracje ultradźwiękowe są odbijane i wychwytywane przez inną sondę. W przypadku systemu z jedną sondą może to być ta sama sonda, która wygenerowała sygnały. Z sondy odbiorczej oscylacje podawane są do wzmacniacza, a następnie wzmocniony sygnał jest odbijany na ekranie oscyloskopu. Do kontroli jakości spoin w trudno dostępnych miejscach na budowach stosuje się defektoskopy małogabarytowe o lekkiej konstrukcji.
Do zalet badań ultradźwiękowych złączy spawanych zalicza się: większą zdolność penetracji, co pozwala na kontrolę materiałów o dużej grubości; wysoka wydajność urządzenia i czułość pozwalająca na określenie lokalizacji wady o powierzchni 1 – 2 mm2. Do wad systemu można zaliczyć trudność w określeniu rodzaju wady. Dlatego też metoda badań ultradźwiękowych jest czasami stosowana w połączeniu z badaniami radiacyjnymi.
Metody badań niszczących złączy spawanych
Do metod badań niszczących zalicza się metody badania próbek kontrolnych w celu uzyskania wymaganych właściwości złącza spawanego. Metody te można stosować zarówno na próbkach kontrolnych, jak i na odcinkach wyciętych z samego złącza. W wyniku badań niszczących sprawdzana jest poprawność wybranych materiałów, wybranych trybów i technologii oraz oceniana jest kwalifikacja spawacza.
Badania mechaniczne są jedną z głównych metod badań niszczących. Na podstawie ich danych można ocenić zgodność materiału bazowego i złącza spawanego ze specyfikacjami technicznymi i innymi normami obowiązującymi w tej branży.
DO testy mechaniczne włączać:
- badanie złącza spawanego jako całości w jego różnych przekrojach (metal spawany, metal nieszlachetny, strefa wpływu ciepła) pod kątem naprężenia statycznego (krótkoterminowego);
- zginanie statyczne;
- zginanie udarowe (na próbkach z karbem);
- ze względu na odporność na starzenie mechaniczne;
- pomiar twardości metalu w różnych obszarach złącza spawanego.
Próbki kontrolne do badań mechanicznych spawane są z tego samego metalu, tą samą metodą i przez tego samego spawacza co produkt główny. W wyjątkowych przypadkach próbki kontrolne pobierane są bezpośrednio z kontrolowanego produktu. Warianty próbek do określania właściwości mechanicznych złącza spawanego pokazano na ryc. 4.
Rozciąganie statyczne badać wytrzymałość połączeń spawanych, granicę plastyczności, wydłużenie względne i względne skurczenie. Gięcie statyczne przeprowadza się w celu określenia plastyczności złącza na podstawie kąta zgięcia przed utworzeniem pierwszego pęknięcia w strefie rozciągania. Statyczne próby zginania przeprowadza się na próbkach ze szwami wzdłużnymi i poprzecznymi, przy usuniętym wzmocnieniu szwu równo z metalem rodzimym.
Zakręt uderzeniowy- badanie określające udarność złącza spawanego. Na podstawie wyników oznaczania twardości można ocenić cechy wytrzymałościowe, zmiany strukturalne metalu i odporność spoin na kruche pękanie. W zależności od warunków technicznych produkt może ulec pęknięciu udarowemu. W przypadku rur o małych średnicach ze szwami wzdłużnymi i poprzecznymi przeprowadza się próby spłaszczania. Miarą plastyczności jest wielkość szczeliny pomiędzy prasowanymi powierzchniami w momencie pojawienia się pierwszego pęknięcia.
Badania metalograficzne złącza spawane są wykonywane w celu ustalenia struktury metalu, jakości złącza spawanego oraz identyfikacji obecności i charakteru wad. Na podstawie rodzaju pęknięcia określa się charakter zniszczenia próbek, bada się makro- i mikrostrukturę spoiny, strefę wpływu ciepła, ocenia strukturę metalu i jego plastyczność.
Analiza makrostrukturalna określa lokalizację widocznych defektów i ich charakter, a także makroprzekroje i pęknięcia metalu. Wykonuje się go gołym okiem lub pod lupą o powiększeniu 20x.
Analiza mikrostrukturalna przeprowadzano przy powiększeniu 50-2000 razy przy użyciu specjalnych mikroskopów. Metodą tą można wykryć tlenki na granicach ziaren, wypalenie metalu, cząstki wtrąceń niemetalicznych, wielkość ziaren metalu i inne zmiany w jego strukturze spowodowane obróbką cieplną. W razie potrzeby wykonuje się analizę chemiczną i spektralną złączy spawanych.
Specjalne testy wykonywane dla struktur krytycznych. Uwzględniają warunki pracy i są przeprowadzane według metod opracowanych dla tego typu produktów.
Eliminacja wad spawalniczych
Stwierdzone w trakcie kontroli wady spawalnicze, które nie odpowiadają specyfikacjom technicznym, należy usunąć, a jeśli nie jest to możliwe, produkt zostaje odrzucony. W konstrukcje stalowe Usuwanie wadliwych spoin odbywa się poprzez cięcie lub żłobienie łukiem plazmowym, a następnie obróbkę za pomocą tarcz ściernych.
Wady szwów poddane obróbce cieplnej są korygowane po odpuszczeniu złącza spawanego. Eliminując wady, należy przestrzegać pewnych zasad:
- długość usuniętego odcinka musi być dłuższa niż wadliwa sekcja z każdej strony;
- Szerokość otworu musi być taka, aby szerokość szwu po spawaniu nie przekraczała jego podwójnej szerokości przed spawaniem.
- profil próbki powinien zapewniać niezawodną penetrację w dowolnym miejscu szwu;
- powierzchnia każdej próbki powinna mieć gładkie kontury, bez ostrych wypukłości, ostrych zagłębień i zadziorów;
- Podczas spawania wadliwego obszaru należy zapewnić zachodzenie na siebie sąsiadujących obszarów metalu podstawowego.
Po spawaniu obszar jest czyszczony aż do całkowitego usunięcia skorup i luzów w kraterze i uzyskania gładkich przejść do metalu nieszlachetnego. Usunięcie zakopanych uszkodzonych miejsc zewnętrznych i wewnętrznych w połączeniach wykonanych z aluminium, tytanu i ich stopów należy wykonywać wyłącznie mechanicznie – poprzez szlifowanie narzędziami ściernymi lub cięcie. Dopuszczalne jest wycinanie i polerowanie.
Podcięcia eliminuje się poprzez napawanie szwu nici na całej długości wady.
W wyjątkowych przypadkach istnieje możliwość fuzji niewielkich podcięć palnikami argonowymi, co pozwala na wygładzenie wady bez dodatkowego napawania.
Zwisy i inne nieregularności kształtu szwu są korygowane poprzez mechaniczną obróbkę szwu na całej długości, co pozwala uniknąć niedoszacowania całkowitego przekroju.
Kratery szwu są spawane.
Oparzenia są czyszczone i spawane.
Wszelkie poprawki w złączach spawanych muszą być wykonane przy użyciu tej samej technologii i tych samych materiałów, które zostały użyte przy nakładaniu głównego szwu.
Poprawione szwy poddawane są ponownej kontroli metodami spełniającymi wymagania dla tego typu złącza spawanego. Liczba poprawek na tym samym odcinku spoiny nie powinna przekraczać trzech.
W ARP zastosowano następujące metody wykrywania ukrytych wad części: farby, lakiery, fluorescencyjne, magnetyzacyjne, ultradźwiękowe.
Metoda zaciskania służy do wykrywania defektów w pustych częściach. Zaciskanie części odbywa się za pomocą wody (metoda hydrauliczna) i sprężonego powietrza (metoda pneumatyczna).
a) Metoda hydrauliczna służy do wykrywania pęknięć elementów nadwozia (bloku i głowicy cylindrów). Testy przeprowadzane są na specjalnych stojak, który zapewnia całkowite uszczelnienie części, która jest wypełniona gorącą wodą pod ciśnieniem 0,3-0,4 MPa. Obecność pęknięć ocenia się na podstawie wycieku wody.
b) Metodę pneumatyczną stosuje się do grzejników, zbiorników, rurociągów i innych części. Wnękę części napełnia się sprężonym powietrzem pod ciśnieniem, a następnie zanurza w wodzie. Lokalizację pęknięć ocenia się na podstawie ulatniających się pęcherzyków powietrza.
Metoda malowania w oparciu o właściwości ciekłych farb do wzajemnej dyfuzji. Na odtłuszczoną powierzchnię części nakłada się czerwoną farbę rozcieńczoną naftą. Następnie farbę zmywa się rozpuszczalnikiem i nakłada warstwę białej farby. Po kilku sekundach na białym tle pojawia się wzór pęknięcia, którego szerokość jest kilkakrotnie większa. Można wykryć pęknięcia o wielkości do 20 mikronów.
Metoda luminescencyjna opiera się na właściwości niektórych substancji do świecenia pod wpływem promieni ultrafioletowych. Część zanurza się najpierw w kąpieli cieczy fluorescencyjnej (mieszanina 50% nafty, 25% benzyny, 25% oleju transformatorowego z dodatkiem barwnika fluorescencyjnego). Następnie część myje się wodą, suszy ciepłym powietrzem i pudruje proszkiem żelu krzemionkowego, który wyciąga fluorescencyjną ciecz z pęknięcia na powierzchnię części. Kiedy część zostanie napromieniowana promieniami ultrafioletowymi, granice pęknięcia zostaną wykryte przez poświatę. Defektoskopy luminescencyjne służą do wykrywania pęknięć większych niż 10 mikronów w częściach wykonanych z materiałów niemagnetycznych.
Metoda wykrywania wad magnetycznych szeroko stosowane w wykrywaniu ukrytych wad części samochodowych wykonanych z materiałów ferromagnetycznych (stal, żeliwo). Część jest najpierw namagnesowana, następnie zalana zawiesiną składającą się z 5% oleju transformatorowego i nafty oraz drobnego proszku tlenku żelaza. Proszek magnetyczny wyraźnie zarysuje granice pęknięcia, ponieważ Na krawędziach pęknięcia tworzą się paski magnetyczne. Metoda defektoskopii magnetycznej charakteryzuje się wysoką wydajnością i umożliwia wykrywanie pęknięć o szerokości do 1 mikrona.
Metoda ultradźwiękowa opiera się na właściwości ultradźwięków, które przenikają przez produkty metalowe i odbijają się od granicy dwóch ośrodków, w tym od wady. Istnieją 2 metody ultradźwiękowego wykrywania wad: transmisyjna i impulsowa.
Metoda transiluminacyjna opiera się na pojawieniu się cienia dźwiękowego za wadą, przy czym emiter drgań ultradźwiękowych znajduje się po jednej stronie wady, a odbiornik po drugiej.
Metoda impulsowa opiera się na fakcie, że wibracje ultradźwiękowe, odbite od przeciwnej strony części, powrócą i na ekranie pojawią się 2 impulsy. Jeśli w części występuje defekt, wówczas wibracje ultradźwiękowe zostaną od niej odbite, a na ekranie lampy pojawi się pośredni wybuch.
Celem kontroli jest identyfikacja wad odlewów i stwierdzenie ich zgodności skład chemiczny, właściwości mechanicznych, budowy i geometrii odlewów zgodnie z wymaganiami specyfikacji technicznych i rysunków. Kontroli mogą podlegać zarówno gotowe odlewy, jak i procesy technologiczne ich wytwarzania. Metody kontroli dzielą się na destrukcyjne i nieniszczące.
Niszczące testy można wytwarzać zarówno na specjalnych próbkach odlanych jednocześnie z odlewem, jak i na próbkach wyciętych z różnych obszarów kontrolowanego odlewu. To drugie wykorzystuje się przy dostrajaniu procesu technologicznego lub podczas badań kontrolnych i akceptacyjnych. W takim przypadku dalsze użytkowanie odlewu zgodnie z jego przeznaczeniem staje się niemożliwe. Metody badań niszczących polegają na określeniu składu chemicznego i właściwości mechanicznych odlewanego metalu, badaniu jego makro- i mikrostruktury, porowatości itp.
Kontrola nie do zatrzymania nie wpływa na dalsze użytkowanie odlewów, a odlewy pozostają w pełni sprawne. Do metod badań nieniszczących zalicza się: pomiar wielkości i chropowatości powierzchni odlewów, oględziny wizualne ich powierzchni, badania rentgenowskie, ultradźwiękowe, luminescencyjne i inne specjalne metody kontrola.
Części odlewane z tytanu stosowane są z reguły w krytycznych elementach i zespołach różnych maszyn, dlatego też dużą wagę przywiązuje się do kontroli odlewów i parametrów procesu technologicznego ich wytwarzania. Czynności kontrolne stanowią do 15% kosztów produkcji odlewów tytanowych. Kontroluje się skład chemiczny stopu, właściwości mechaniczne odlewanego metalu, wady zewnętrzne i wewnętrzne odlewu, jego wymiary geometryczne oraz chropowatość powierzchni. Kontroli podlega także szereg etapów procesu wytwarzania odlewów.
Skład chemiczny stopu w odlewach kontrolowany jest pod kątem zawartości składników stopowych i zanieczyszczeń. Jak wiadomo, zależy to od składu chemicznego elektrod zużywalnych i odpadów odlewniczych biorących udział w wytopie. Dlatego też kontrolę składu chemicznego odlewów przeprowadza się najczęściej z grupy wytopów, w których wykorzystano jedną partię elektrod zużywalnych oraz jedną partię odpadów o znanej zawartości składników stopowych i zanieczyszczeń.
Kontrolę stopu pod kątem zawartości węgla przeprowadza się na każdym wytopie, ponieważ wytapianie metalu odbywa się w grafitowych tyglach czaszkowych, a zawartość węgla w metalu może zmieniać się w zależności od ciepła.
Do oznaczania zawartości składników stopowych i zanieczyszczeń stosuje się kwantometr typu DFS-41, a do kontroli zawartości tlenu, wodoru i azotu urządzenia odpowiednio EAO-201, EAN-202, EAN-14.
Właściwości mechaniczne odlewów - wytrzymałość na rozciąganie, granica plastyczności, wydłużenie, skurcz poprzeczny i udarność - kontrolowane są po każdym wytopie poprzez badanie próbek wzorcowych wyciętych z prętów odlewanych razem z odlewami lub z elementów układu wlewowego.
W procesie opracowywania technologii wytwarzania odlewów monitorowana jest także twardość warstwy wierzchniej odlewu oraz struktura metalu.
Po wybiciu z form odlewy poddawane są dokładnej kontroli wizualnej. W przypadku odlewów tytanowych specyficzne jest kontrolowanie powierzchni odlewów w celu identyfikacji elementów niespoinowych. Do ich wykrywania wykorzystuje się lupy, a w trudnych przypadkach kontrolę luminescencji. Podczas kontroli wzrokowej wykrywane są również defekty, takie jak brak wypełnień, obszary przypaleń i zwiększona chropowatość, zewnętrzne zagłębienia i blokady powierzchni.
Wady wewnętrzne w odlewach tytanowych - ubytki, pory, zatory - identyfikowane są za pomocą fluoroskopii. W tym celu wykorzystuje się aparaty rentgenowskie typu RUP -150/300-10.
Kontrola geometrii odlewów i chropowatości ich powierzchni nie różni się od podobnej kontroli odlewów z innych stopów.
Na jakość odlewów (dokładność geometryczna, jakość powierzchni) duży wpływ mają materiały wyjściowe do formowania – proszek grafitowy i spoiwo. Oryginalny proszek grafitowy jest kontrolowany pod kątem zawartości popiołu. Zawartość popiołu nie powinna przekraczać 0,8%, a wilgotność nie powinna przekraczać 1%. Skład ziarnowy proszku grafitowego określa się na urządzeniu 029. Skład ziarnowy musi odpowiadać normom określonym w instrukcji technologicznej tej masy formierskiej.
W spoiwach organicznych kontrolowana jest sucha pozostałość, gęstość i lepkość. Do kontroli gotowych do zagęszczenia mieszanek grafitowych pod kątem wytrzymałości, przepuszczalności gazów i kruszenia stosuje się standardowe metody i przyrządy marek 084M, 042M, 056M.
Obróbka cieplna form grafitowych jest dokładnie kontrolowana poprzez pomiar parametrów temperaturowych.
Szczególnie duża kontrola różnych parametrów odbywa się podczas próżniowego topienia czaszkowego stopów tytanu. Przed rozpoczęciem topienia sprawdzana jest szczelność komory roboczej instalacji oraz ciśnienie resztkowe. Monitorowanie wycieków należy przeprowadzać co najmniej raz na zmianę. Dodatkowo po każdej, nawet drobnej naprawie komory pieca lub układu próżniowego sprawdzana jest szczelność.
Przed rozpoczęciem topienia oraz w trakcie topienia monitorowana jest obecność chłodziwa oraz jego ciśnienie na wlocie i wylocie układów chłodzenia wszystkich elementów instalacji (tygiel, uchwyt elektrody, komora, chłodzenie pomp próżniowych itp.). Zazwyczaj środki do monitorowania parametrów pracy instalacji szalunkowej są wbudowane.
Podczas spawania elektrody i jej topienia kontrolowane są parametry łuku elektrycznego – prąd i napięcie. W tym celu stosuje się urządzenia sterujące zapisem oraz urządzenia wskazujące. W tym okresie obowiązkowe jest również monitorowanie temperatury płynu chłodzącego za pomocą urządzeń rejestrujących.
Podczas procesu topienia konieczne jest monitorowanie zmian ciśnienia, aby w porę wykryć rozszczelnienie instalacji (przedostawanie się wody do komory, topienie przewodów prądowych, występowanie wycieków itp.). Zwykle podczas spuszczania metalu z tygla ciśnienie resztkowe gwałtownie wzrasta, ale taki wzrost jest normalny i nie ma charakteru awaryjnego.
Przed spuszczeniem metalu maszyna odśrodkowa jest włączona. Do kontroli prędkości obrotowej stołu zwykle stosuje się woltomierz typu M-4200.
Sygnały z wielu urządzeń sterujących wytapianiem są odbierane nie tylko przez hutę, ale są również przekazywane do elementów wykonawczych. Zatem na podstawie sygnałów o nagłym wzroście ciśnienia w komorze, spadku ciśnienia chłodziwa lub niedopuszczalnym wzroście jego temperatury, łuk elektryczny zostaje natychmiast wyłączony. Cały szereg czynności kontrolnych realizują urządzenia do automatycznego prowadzenia procesu wytapiania.
Podczas opanowywania nowego procesy technologiczne i nomenklatura odlewnicza, a także nowy sprzęt, wykorzystują różne dodatkowe rodzaje kontroli i odpowiedni sprzęt.