124390 (592938), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Для выявления поверхностных дефектов применимы все методы, но в ряде случаев наиболее эффективны из них магнитопорошковый и капиллярные. Для обнаружения подповерхностных дефектов эффективны ультразвуковой, токовихревой, магнитопорошковый, а внутренних — только ультразвуковой и методы просвечивания ионизирующими излучениями.
Условия работы детали: характер внешних нагрузок (статические, динамические, вибрационные), возможные перегрузки, внешняя среда, в которой работает деталь, возможность эрозионно-коррозионного поражения, температурные условия и др. Многие ответственные детали испытывают значительные знакопеременные нагрузки, работают в агрессивной среде, при высоких температурах и в запыленном воздухе (при работе, например, двигателей на земле). Ряд деталей подвергается эрозионно-коррозионному воздействию. Любые конструктивные или производственные дефекты могут явиться очагами усталостного разрушения, особенно при работе детали в условиях сложного напряженного состояния или воздействия агрессивных сред, ускоряющих разрушение.
Учет условий работы деталей позволяет определить критические места конструкции и обратить на эти места особое внимание при выборе метода и проведении контроля.
Технические условия на отбраковку определяют количественные критерии ее и играют важную роль при выборе методов, обеспечивающих выявление только опасных дефектов.
Например, для контроля поверхности лопаток газовых турбин вдали от кромок, где допускаются 'мелкие точечные эрозионно-коррозионные поражения и микро-растрескивание, ограничиваются лишь двумя методами: визуально-оптическим и одним из капиллярных (люминесцентным, цветным) или токовихревым. Для контроля кромок, на которых согласно ТУ не допускаются никакие нарушения сплошности материала, применяют три метода в комплексе, исходя из особенностей и технических возможностей каждого метода: капиллярным — цветным проверяют наличие на всей поверхности поверхностных трещин, пор, коррозионных поражении;
Е
сли в ТУ отсутствуют строго определенные критерии браковки или нормы на отбраковку установлены неправильно (не на основе испытаний, а исходя из страха риска), то возможна необоснованная отбраковка деталей, что может нанести экономический ущерб.
Физические свойства материала деталей — это постоянно действующий фактор, определяющий в значительной степени выбор метода НК. Так, для применения магнитопорошкового метода материал детали должен быть ферромагнитным и однородным по магнитным свойствам структуры: не должно быть, например, карбидной полосчатости, аустенитных включений, резких переходов от одной структуры к другой, различающихся магнитными свойствами. Для токовихревого контроля материал должен быть электропроводным, однородным по структуре и изотропным .по магнитным свойствам. Для ультразвукового контроля на трещины материал также должен быть однородным, мелкозернистым по структуре, должен обладать свойствами упругости и малым коэффициентом затухания ультразвуковых колебаний, а для капиллярных методов — должен быть непористым и стойким к воздействию органических растворителей.
Применение методов просвечивания ионизирующими излучениями ограничивается лишь способностью материала поглощать данное излучение и толщиной материала.
Форма и размеры контролируемых деталей. Некоторые методы (магнитный, капиллярный, просвечивание рентгеновским и γ-излучением) могут применяться для контроля большинства деталей различной формы и размеров. Детали простой формы можно проверять всеми методами, в то время как применимость некоторых методов для контроля деталей сложной формы ограничена, например ультразвукового — из-за трудности расшифровки результатов контроля и наличия мертвых зон — непрозвучиваемых участков; капиллярного — из-за трудности выполнения отдельных операций, особенно операций подготовки деталей к контролю и удаления с поверхности проникающей жидкости.
Крупногабаритные изделия контролируют, как правило, по частям.
Правильность монтажа деталей в производстве, состояние и взаимное расположение закрытых деталей в период эксплуатации в собранных агрегатах проверяют только методами просвечивания.
Зоны контроля. Контролю непосредственно на изделии подвергают отдельные зоны. Определение зон контроля является важным фактором в выборе метода, так как знание их облегчает разработку методики и обнаружение дефектов. При этом следует иметь в виду, что методом вихревых токов практически невозможно проверить зоны немагнитного материала непосредственно у неравномерно распределенных ферромагнитных масс; ультразвуковой контроль поверхностными волнами – неприменим, если в проверяемой зоне имеются резкие переходы от одного сечения к другому. Кроме того, в подлежащей ультразвуковому контролю зоне, как правило, не должно быть отверстий, заклепок, болтов и других отражателей ультразвуковой энергии. В некоторых случаях контроль таких объектов возможен при условии применения специальной методики и искательных ультразвуковых головок.
Для токовихревого контроля радиусы галтельных переходов должны быть не менее 2 мм, а для капиллярного и магнитопорошкового методов в зоне контроля не должно быть уступов с углом менее 90°, подрезов и наплывов металла. Ширина проточек, радиусы галтелей и отверстий в зоне капиллярного контроля должны быть не менее 3 мм.
Состояние и чистота обработки контролируемой поверхности. Чувствительность методов, особенно магнитопорошковых и капиллярных, зависит от чистоты обработки контролируемой поверхности и наличия на ней защитных покрытий.
Проведем сравнительный анализ некоторых методов НК табл. 1
Характерные особенности и области применения распространенных методов НК
| Метод НК | Дефекты | Область применения | Преимущества | Недостатки |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Визуально-оптический | Относительно крупные трещины, механические и коррозионные повреждения поверхности, нарушения сплошности защитных покрытий, остаточные деформации, изменения характера неразъемных соединений, течь, следы износа и др. | Осмотр деталей и узлов как снятых, так и непосредственно в конструкции | 1. Возможность осмотра больших поверхностей деталей из различных материалов, имеющих разную форму 2. Возможность проведения эффективного контроля в труднодоступных местах конструкции | 1. Низкая вероятность обнаружения мелких поверхностных дефектов 2. Зависимость выявляемости дефектов от субъективных факторов (острота зрения, усталость оператора, опыт работы) и условия контроля (освещенность, оптический контраст и др.) |
| Цветной (с применение составов) | Поверхностные открытые трещины, поры, и коррозионные поражения | Контроль деталей и улов в основном из немагнитных материалов | 1. Возможность контроля деталей, различных по размерам и форме. 2. Высокая чувствительность метода и достоверность результатов контроля 3. Простота технологии контроля. 4. Наглядность и документальность результатов контроля | 1. Необходимость удаления с контролируемой поверхности защитных покрытий, смазок, окалины и других загрязнений. 2. Относительно высокая трудоемкость ручного контроля. 3. Большая длительность процесса контр. |
| Магнитнопорошковый | Поверхностные и подповерхностные дефекты – трещины, волосовины, неметаллические включения, флокены, надрывы и др. | Контроль полуфабрикатов, деталей и узлов из ферромагнитных материалов | 1. Возможность контроля деталей различных по размерам и форме 2. Высокие чувствительность, производительность и достоверность результатов контроля 3. Простота методики контроля. 4. Документальность результатов контроля | 1. Необходимость удаления относительно толстых защитный покрытий 2. Сложность автоматизации всего процесса контроля 3. В ряде случаев затруднена расшифровка результатов контроля в связи с выявлением мнимых дефектов |
| Токовихревой | Открытые и закрытые поверхностные и подповерхностные дефекты | Контроль полуфабрикатов, деталей и узлов из электропроводных материалов. Метод эффективен для локального контроля снятых деталей и в конструкции (накладными датчиками) | 1. Возможность выявления трещин без удаления защитных покрытий, окислов и смазок 2. Возможность выявления малораскрытых трещин, перекрытых «мостиков» деформированного металла 3. Возможность безконтактного контроля 4. Большая скорость и незначительная трудоемкость ручного контроля небольших поверхностей | 1. Зависимость чувствительности метода от размеров датчика, которые ограничены возможностями технологии его изготовления. В связи с чем она по глубине распространения трещин ниже магнитного и цветного 2. Отсутствие наглядности результатов контроля (косвенные наблюдения) |
| Ультразвуковой импульсный эхо-метод | Внутренние скрытые дефекты, а также поверхностные трещины, главным образом возникающие в труднодоступных местах конструкции | Контроль полуфабрикатов, деталей и узлов из магнитных и немагнитных материалов, обладающих свойствами упругости | 1. Высокая чувствительность 2. Возможность выявления поверхностных и внутренних дефектов при одностороннем доступе к проверяемому объекту и на значительном расстоянии от места ввода ультразвуковых колебаний 3. Высокая производительность и низкая стоимость контроля 4. Относительная простота автоматизации контроля | 1. Необходимость разработки специальных методик и ультразвуковых искателей для каждой контролируемой детали 2. Относительная сложность расшифровки результатов контроля, определение места расположения, размера и характер дефектов 3. Относительная трудность, а в ряде случаев невозможность контроля деталей сложной формы и с грубой поверхностью |
| Рентгено-графический | Внутренние скрытые дефекты, дефекты закрытых деталей | Контроль полуфабрикатов деталей, узлов и агрегатов | 1. Возможность контроля деталей различной формы. Большая интенсивность излучения и возможность регулирования его энергии 2. Документальность результатов контроля | 1. Громоздкость и сложность рентгеновской аппаратуры 2. Относительно низкая чувствительность к усталостным трещинам 3. Недостаточная технологическая маневренность при просвечивании в полевых условиях и в условиях монтажа конструкции 4. Относительно низкая производительность и более высокая стоимость контроля на внутренние дефекты по сравнению с ультразвуковым методом 5. Необходимость устройства защиты работающих от рентгеновского излучения |
Из рассмотренных неразрушающих методов контроля наибольшее практическое применение находят методы акустического вида контроля.
Около 90% объектов, контролируемых акустическими методами, проверяют эхо-методом. Применяя различные типы волн, с его помощью решают задачи дефектоскопии поковок, отливок, сварных соединений, многих неметаллических материалов.
Контроль отливок. Ультразвуковой контроль отливок проводится эхо- и зеркально-теневым методами, обычно с помощью нормальных преобразователей. Дефекты литья (поры, раковины, шлаковые включения) имеют объемный характер и могут быть обнаружены при прозвучивании с разных сторон. Поэтому контроль ведут, как правило, в одном направлении по кратчайшему расстоянию от поверхности, удобной для ввода УЗК. Однако имеются опасные зоны, которые должны быть проверены в направлении, перпендикулярном к плоскости наиболее вероятного развития трещин. Кроме того, в отливках встречаются волосовидные дефекты, плохо отражающие ультразвук. О наличии таких дефектов судят по ослаблению донного сигнала.
Ввиду того, что поверхность отливок шероховатая и сложной формы, целесообразно применять специальные преобразователи для контроля грубой поверхности. Вогнутые переходные поверхности удобно контролировать преобразователями с локальной ванной в форме катка.
Ультразвуковому контролю следует подвергать стальные отливки после высокотемпературной термической обработки, измельчающей структуру. Частота ультразвуковых колебаний 1 - 2 МГц. Чувствительность дефектоскопа обычно настраивают по плоскодонным отражателям площадью 7 - 80 мм2. Удовлетворительно контролируются отливки центробежного литья (например, трубы).
Чугун контролируется хуже, чем стальные отливки. Наибольшую чувствительность удается получить при контроле отбеленного чугуна и чугуна с шаровидным графитом. Значительно хуже контролируется чугун, особенно при наличии крупных графитных включений.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
