Неразрушающие методы контроля

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГЛАВА 4. НЕРАЗРУШАЮЩИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ

Ведение

Качество продукции есть совокупность ее свойств, определяющих степень пригодности для использования по назначению. Уровень качества продукции во многом зависит от качества производственных процессов, гарантирующих стабильное удовлетворение требований потребителей к выпускаемой продукции. Отсюда следует, что система контроля качества продукции должна охватывать все этапы жизненного цикла изделий. При этом полученные результаты проверки соответствия показателей качества установленным требованиям должны послужить основанием для целенаправленного воздействия на те или иные условия технологических процессов, факторов, обеспечивающих требуемое качество продукции.

Одним из важнейших направлений контроля качества на этапах изготовления, испытаний и эксплуатации изделий являются неразрушающие методы контроля. Наиболее развитые страны тратят ежегодно колоссальные средства на производство оборудования для неразрушающих методов контроля (табл. 4.1) [1].

Таблица 4.1

Затраты на производство средств неразрушающего контроля в ведущих странах мира (млн. дол. США)

Вид неразрушающего контроля	Германия	Великобритания	Франция	Европа	США
Ультразвуковой	16,9	27,0	11,8	68,8	67,0
Вихретоковый	3,0	5,3	4,8	15,6	29,0
Проникающих жидкостей	9,5	1,4	2,4	14,8	17,0
Акустической эмиссии	0,4	0,5	0,9	2,1	4,5
Рентгеновская радиография	5,0	7,5	5,8	21,4	17,0
Гамма-радиография	2,7	1,5	1,8	6,7	4,0
Радиографические пленки	6,1	24,2	8,1	47,6	103,0
Общая радиография	13,8	32,2	15,7	75,7	124

В этой главе рассмотрены спектральные, радиационные, акустические, магнитные, вихретоковые, капиллярные, оптические и тепловые неразрушающие методы контроля. Контролю шероховатости поверхности и геометрических параметров посвящены разделы в главах 10 и 11 соответственно.

4.1 Контролепригодность конструкций летательных аппаратов с точки зрения неразрушающих методов контроля

Опыт проектирования конструкций современных летательных аппаратов показывает, что уже на этапе разработки чертежей необходимо заложить основы, предопределяющие контролепригодность и инструментальную доступность изделий с возможностью широкого применения неразрушаюших методов контроля в процессе их изготовления, испытаний и эксплуатации. При этом необходимо учитывать, что контроль летательных аппаратов в собранном виде без разборки значительно сложнее контроля отдельных его деталей, что выдвигает дополнительные требования к конструкциям, технологии и технической документации на проведение контроля [2, 3].

Под контролепригодностью конструкций (ГОСТ 18831-73) понимается свойство конструкции изделия, обеспечивающее возможность, удобство и надежность ее контроля при изготовлении, техническом обслуживании и ремонте.

Дефектоскопическая контролепригодность конструкций обеспечивается в процессе проектирования изделий и во многом определяется степенью знания конструктором возможностей и области применения методов неразрушающего контроля. При создании контролепригодной конструкции к ней предъявляется ряд требований:

инструментальная доступность;

приспособленность к контролю неразрушающими методами с учетом особенностей применяемого метода, в частности, требования к маркам, структуре, электропроводности и другим физическим свойствам металла; к параметрам, физическим и химическим свойствам защитных покрытий; к чистоте обработки поверхностей и т. д.;

минимальное время и трудоемкость контроля;

минимальный объем и стоимость контрольного оборудования.

Под инструментальной доступностью конструкции (ГОСТ 18831-73) понимается свойство конструкции изделия, обеспечивающее свободный доступ инструмента к ее поверхности при изготовлении, контроле, испытании, техническом обслуживании и ремонте.

Успешное применение неразрушающих методов контроля возможно только для инструментально доступных конструкций. При проектировании изделий рекомендуется обеспечивать доступ к контролируемым участкам со средствами неразрушающего контроля, а также возможность размещения и перемещения этих средств в соответствии с применяемыми методами контроля. При этом необходимо учитывать, что практически неразрушающий контроль осуществляется двумя или более методами по оптимальным, с точки зрения выявляемости дефектов, схемам и методикам.

Для облегчения контроля силовых элементов конструкций, в особенности в области концентрации напряжений и в вероятных зонах возникновения дефектов, рекомендуется создавать специальные места для доступа (люки, съемные панели, технологические отверстия, и т. п.). Они должны размещаться против тех мест установки узлов, агрегатов, деталей и их соединений, которые должны быть проконтролированы.

В случае создания неконтролепригодного и инструментально недоступного узла конструкции рекомендуется его спроектировать и рассчитать таким образом, чтобы полностью исключить возможность опасного для летательного аппарата разрушения при действующих эксплуатационных нагрузках в пределах установленного срока службы и ресурса. При этом необходимо учитывать возможности выявления усталостных поражений неразрушаюшими методами контроля без разборки конструкций. Для обеспечения неразрушающего контроля в процессе испытаний и эксплуатации при проектировании самолетов составляются перечни мест деталей, узлов, агрегатов и систем, требующих повышенного внимания. Места повышенного внимания определяются на основании:

- анализа уровня напряженного состояния и степени концентрации напряжений в элементах конструкций;

- анализа усталостной долговечности конструктивных элементов;

- результатов статических, усталостных, стендовых и специальных испытаний на живучесть;

- анализа отказов и неисправностей в период испытаний и эксплуатации;

- обобщения данных по исследованию разрушений конструкций;

- анализа ориентировочной трудоемкости подготовки и проведения контроля.

В перечень зон повышенного внимания обязательно должны быть включены:

- места, являющиеся расчетными по условиям обеспечения достаточной статической и усталостной прочности;

- места, в которых при испытаниях или в эксплуатации появляются трещины;

- места, в которых может появиться интенсивно развивающаяся трещина из-за возможных производственных дефектов.

В процессе испытаний и эксплуатации перечень мест повышенного внимания будет уточняться. Элементы конструкций основных агрегатов и систем летательного аппарата по степени опасности разрушения или снижения несущей способности при наличии в них повреждений подразделяются, согласно классификации ЦАГИ, на следующие категории:

1-я - основные силовые элементы без дублирования, например пояс лонжерона однолонжеронного крыла, монолитный стыковой профиль разъема, гермошпангоут фюзеляжа и др.;

2-я - внутренние силовые элементы, такие как силовой набор кессона, силовые шпангоуты, стыковочные элементы;

3-я - силовая обшивка планера самолета (верхняя и нижняя обшивки крыла в межлонжеронной части и т. п.);

4-я - элементы, подверженные воздействию акустических нагрузок, например обшивка киля, стабилизатора;

5-я - несиловые элементы, разрушение которых не приводит к потере несущей способности конструкции, а нарушает их силовые функции, например, ухудшает аэродинамические характеристики самолета (зализы, обтекатели, ленты и пр.).

Для элементов конструкций 1-, 2-, 3-й категорий по степени опасности разрушений эксплуатация с обнаруженным повреждением любого размера, как правило, не допускается. Допустимое повреждение элементов 4- и 5-й категорий определяется требованиями сохранения функциональных свойств и несущей способности узлов, агрегатов в период между ремонтами.

Дефектоскопическая контролепригодность может быть достигнута в процессе проектирования новых самолетов путем создания контролепригодных конструкций и в процессе эксплуатации существующих самолетов путем доработки конструкций в целях обеспечения возможности применения неразрушающих методов контроля.

В таблице 4.2 и на рисунках 4.1 - 4.4 приведены некоторые примеры конструктивных решений по обеспечению дефектоскопической контролепригодности.

Таблица 4.2

Примеры неконтролепригодных конструкций

Наименование и характеристика узла	Место возможного появления трещин	Оценка контролепригодности	Рекомендации по обеспечению надежности
Крепление узла навески пилона двигателя (рис. 4.1). Конструкция состоит из нескольких элементов, один из которых изготовлен из стали. Элементы соединены болтами. Гайки болтов покрыты герметиком.	Внутренние элементы конструкции у отверстий под болты крепления узла	Узел неконтролепригоден. Отсутствие доступа к контролируемым местам исключает применение оптического, электромагнитного и капиллярного методов контроля. Наличие в пакете стального элемента исключает применение рентгеновского метода	Конструкция должна быть рассчитана таким образом, чтобы полностью исключить возможность опасного для изделия разрушения при действующих нагрузках в пределах установленного срока службы и ресурса
Узел крепления двигателя к лонжерону (рис. 4.2). Конструкция состоит из нескольких элементов, скрепленных болтами, и покрыта с одной стороны герметиком. Один из элементов стальной	То же	То же	То же
Узел стыка центроплана с фюзеляжем (рис. 4.3.) Конструкция состоит из нескольких элементов, скрепленных болтами	Радиусные переходы наружных элементов	Узел неконтролепригоден из-за близкого расположения гаек и головок болтов к зоне контроля. Демонтаж болтов связан с большой трудоемкостью работ	Болты установить на расстоянии от радиусных переходов, обеспечивающем возможность проведения контроля (более 10 мм)
Кронштейн навески крышки люка (рис. 4.4.)	Стойка у отверстий под болты крепления кронштейна	Узел неконтролепригоден. Для контроля оптическим, электромагнитным и капиллярным методами отсутствует доступ к контролируемым местам	Узел необходимо спроектировать таким образом, чтобы полностью исключить возможность опасного для изделия разрушения при действующих нагрузках в пределах установленного срока службы и ресурса.

Рис. 4.1. Крепление узла навески пилона двигателя

Рис. 4.2. Узел крепления двигателя к лонжерону

В табл. 4.3 и на рис. 4.5 - 4.8 приведены некоторые примеры конструктивных решений по обеспечению дефектоскопической контролепригодности.

Таблица 4.3

Примеры конструктивных решений по обеспечению дефектоскопической контролепригодности

Наименование узла	Место возможного появления трещин	Оценка контролепригодности	Предлагаемое решение по обеспечению контролепригодности
Узел крепления панели крыла к переднему (заднему) лонжерону (рис. 4.5)	Пояс лонжерона и обшивка под болты крепления к лонжерону	Узел (рис. 4.5, а) неконтролепригоден. Из-за отсутствия доступа к месту контроля невозможно применение оптического, электромагнитного или капиллярного методов, а из-за совпадения плоскостей трещины и обреза обшивки - рентгеновского метода.	Изменение конструкции (рис. 4.5, б) дает возможность применить оптический, электромагнитный и капиллярный методы.
Узел крепления панели крыла к среднему лонжерону (рис. 4.6)	То же	То же	То же
Узел стыка обшивок фюзеляжа (рис. 4.7)	Обшивка фюзеляжа в месте перепада жесткостей	Узел (рис. 4.7, а) неконтролепригоден. Из-за отсутствия доступа трещины невозможно выявит оптическим, электромагнитным и капиллярным методами. Совпадение плоскостей развития трещин, обреза обшивки и полки стрингера исключают применение рентгеновского метода контроля	Изменение типа соединения обшивок (встык вместо внахлестку) (рис. 4.7, б) дает возможность выявить трещины оптическим, электромагнитным или капиллярным методами.
Крепление панели крыла к лонжерону (рис. 4.8)	Пояс лонжерона у отверстий под болты крепления панели	Контролируемые места (рис. 4.8, а) закрыты обшивкой. Выявление трещин малой протяжности (до 5 - 8 мм) рентгеновским методом невозможно. Отсутствие доступа не позволяет применить оптический, электромагнитный и капиллярный методы	При определенной наработке узла выполнить в обшивке выборки диаметром, большим диаметра отверстия (см. рис. 4.8, б), что позволяет применить электромагнитный и капиллярный методы. После контроля на место выборки установить специальную шайбу.

Основная задача неразрушающего контроля качества выпускаемой продукции состоит в том, чтобы, рационально используя эффективные методы и средства контроля, своевременно выявить технологические дефекты изделий, возникающие в процессе производства и при эксплуатации, определить причины, их порождающие, и разработать мероприятия, обеспечивающие бездефектный выпуск и безаварийную эксплуатацию авиационной техники.

Особое внимание должно быть обращено на обеспечение надежности и снижение трудоемкости контроля, что в немалой степени зависит от дефектоскопической технологичности и контролепригодности конструкций, то есть вопросов, которые должны быть рассмотрены и учтены при разработке новых изделий уже на ранних стадиях проектирования.



Методы неразрушающего контроля качества применимы для различных целей, например для входного контроля качества материалов и полуфабрикатов, для операционного контроля технологических процессов литья, сварки, пайки, склейки, клепки, сборки, для анализа технического состояния узлов и элементов конструкций в процессе эксплуатации изделий и т. д.

Общие требования по дефектоскопической технологичности и контролепригодности, предъявляемые к неразъемным, литым деталям и собранным узлам конструкций летательных аппаратов, состоят в следующем:

Конструкция нетехнологична и неконтролепригодна, если для ее контроля не может быть применен ни один из существующих методов неразрушающего контроля. Для увеличения надежности выявления возможных дефектов при проектировании изделий предпочтение следует отдавать конструкторским решениям, позволяющим применять наибольшее число методов контроля.

Контролепригодность может оцениваться с момента выбора материала для конструкции. Предпочтение следует отдавать материалам, дающим возможность применять наибольшее число методов контроля. Например, при замене стали ВНС-2 на ВНС-2М оказалось, что в связи с изменением магнитных свойств введение этой стали исключает возможность использования магнитных методов контроля, что в целом усложняет неразрушающий контроль деталей, увеличивает его трудоемкость и снижает надежность, особенно в условиях эксплуатации изделий.

Толщины и размеры материала конструкций, а также форма деталей должны обеспечивать возможность проведения неразрушающего контроля одним или несколькими методами по оптимальным, сточки зрения выявляемости дефектов, схемам и методикам. При этом каждым методом контроля предъявляются специфические требования по обеспечению доступа к контролируемому участку со средствами неразрушающего контроля, а также по размещению и перемещению этих средств в соответствии с оптимальными схемами. Эти требования рассматриваются ниже в соответствующих главах.

На контролепригодность конструкции влияют также характер и режимы технологического процесса ее изготовления. Например, скорость сварки влияет на образование крупнозернистой структуры металла сварного шва, вызывающей повышенное затухание УЗК, снижающей чувствительность ультразвукового метода, что вынуждает применять его в сочетании с другими методами неразрушающего контроля. Следовательно, выбор рациональной технологии изготовления деталей должен проводиться с учетом обеспечения наименьшей трудоемкости и стоимости контроля при достаточной надежности выявления возможных технологических дефектов.

При проектировании изделий необходимо вводить научно обоснованные нормы допустимых дефектов конструкций, учитывающие влияние дефектов на механические (эксплуатационные) свойства контролируемых объектов. Эта оценка должна включать в себя характеристику влияния дефектов на механическую прочность деталей в связи с различной чувствительностью неразъемного соединения и литой детали к дефектам различного характера и размеров, их расположением и ориентацией в поле напряженного состояния, условиями работы конструкции (режим, степень и длительность нагружения, влияние среды, характер и концентрация напряжений и т. д.). Четкое и обоснованное определение допустимых дефектов позволяет выбрать наиболее эффективный и экономически целесообразный метод неразрушающего контроля.

Конструкция изделий должна обеспечивать высокую производительность контроля, в частности возможность механизации и автоматизации операций установки контролируемых объектов и средств неразрушающего контроля в требуемое положение, а также взаимное перемещение их в процессе контроля в требуемое положение, а также взаимное перемещение их в процессе контроля с помощью специальных манипуляторов. При этом необходимо, чтобы разрабатываемая деталь или узел могли контролироваться на уже имеющемся разработанном оборудовании, сведения о котором содержаться в разделах по отдельным методам неразрушающего контроля. Благодаря этому может быть достигнута максимальная технологическая преемственность нового изделия.

4.2 Анализ химического состава материалов, полуфабрикатов и заготовок

Металлопродукция на металлургических предприятиях проходит сдаточный, а на машиностроительных - приемочный контроль. Между поставщиками и потребителями металла действуют определенные обязательства, техническими условиями которых оговариваются вопросы качества и методы его определения. Применение надежных и объективных методов оценки качества металлопродукции позволяет, с одной стороны, поставщику совершенствовать технологический процесс производства металла, а с другой - потребителю изучать влияние качественных показателей металла на эксплуатационные свойства изделий, а также прогнозировать повышение долговечности работы машин и агрегатов за счет улучшения качества металла. Одним из наиболее важных факторов оценки качества материалов является соответствие их химического состава требованиям стандартов.

В производственной практике применяются следующие методы контроля химического состава [3]:

- спектральный;

- по удельной электропроводности приборами типа ВЭ-22Н;

- по термоэлетродвижущей силе (т.э.д.с.) приборами типа ПМК-2;

- вихретоковый контроль приборами ВС-10П и ЭМИД-8;

- по намагничиваемости;

- по коэрцитивной силе.

В таблицах 4.4 - 4.6 приведены карты применяемости различных методов контроля для разных материалов.

Таблица 4.4

Карта применяемости методов контроля марки коррозионно-стойких сталей

Марка стали	Методы контроля
	входного	технологического
ЭИ654	1	2 и 3
ЭП 33	2 и 4	2 и /4 или 3/
ЭИ100	6, 2 и 4	2 и 4
12Х18Н10Т	2 и 3	2 и 3
65С2ВА	1 и 5	2 и 5
40Х13	1 и 2	2 и 5
95Х18	1	2 и 5
20Х13	1 и /5 или 2/	2 и 5
Х21Н5Т	1	2 и 5
ЭИ961	1 или 2	2
ЭП637/ВКС/	1 и 5	2 и 5
14Х17Н2	1 и 5	2 и 5
07Х16Н6	2 и 2	2 и 5
Х15Н5Д2Т-	1,5 или 2	2
ЭП 310	1,5 или 2	2
Примечание: 1- вихретоковый контроль; 2- контроль по т.э.д.с.; 3- контроль по намагничиваемости; 4- контроль по удельной электропроводности; 5- контроль по коэрцитивной силе; 6- спектральный контроль.

Таблица 4.5.

Карта применяемости методов контроля марки углеродистых сталей

Марка сплава	Входной контроль	Цеховой контроль
40х	1, 2	2, 3
ШХ15	2, 3	2, 3
ст. 45	4	2, 3
ст. 25	4	2, 3
38ХА	1, 2, 3	2, 3
40ХНМА	2	2
18ХНВА	2, 3	2, 3
12ХНЗА	2, 3	2, 3
30ХГСА	1, 2	2
30ХГСН2А	1, 2	2
Примечание: 1 - спектральный контроль; 2 -контроль по т. э. д. с.; 3 - контроль по коэрцитивной силе; 4 - вихретоковый контроль

Таблица 4.6

Карта применяемости методов контроля марки цветных и титановых сплавов

Алюминиевые сплавы	Медные сплавы	Титановые сплавы
марка сплава	метод контроля	марка сплава	метод контроля	марка сплава	метод контроля
01420	2	БрАЖМц 10-3, - 1,5	1, 2 и 3	ОТ4 - 0	2 или 3
АМГ6	2	БрАЖ 9-4	1, 2 или 3	ОТ4 - 1	2 или 3
АМГ5	2	БрАЖН 10 - 4 - 4 - 4	1, 2 и 3	ОТ4	2 или 3
АМГ3	1 и 2	БрОФТ	3	ВТ1-0	2 или 3
АМГ2	1 и 2	БрКМц	2 или 3	ВТ16	2 и 3
АМц	1 и 2	БрОФ 6,5 - 0,15	2 или 3	ВТ14	2 и 3
АК8	2	БрОЦ 4 - 3	2 или 3	ВТ9	1, 2 и 3
АК6	2	БрОЦС 5 -5 - 5	2 или 3	ВТ20	1,2 и 3
АК4 - 1	1, 2 т	БрБ2М	3	ВТ3 - 1	1, 2 и 3
В95Т	1, 2 т	БрБ2Т	3	ВТ6С	1 и 2
Д16Т	1, 2 т	МК	2
Д19Т	1, 2 т	М1, М2, М3	2
Д1Т	1, 2 т	ЛС59 - 1	2 или 3
Примечание: 1 - спектральный контроль; 2 - контроль по электропроводности; 3 - контроль по т. э. д. с.; 2 т - контроль по электропроводности после термообработки

Ведущее место среди других методов анализа химического состава сталей и сплавов занимают спектральные методы анализа (атомный или эмиссионный спектральный, рентгеноспектральный, атомно-абсорбционный и масс-спектральный) [4-8]. Это обусловлено их достаточной точностью, экспрессностью и чувствительностью.

Эмиссионным спектральным анализом называют метод определения состава вещества по спектру излучения его атомов, возникающего под влиянием источника возбуждения (дуги, искры и др.) [4]. Возбуждение атома происходит при переходе одного или нескольких внешних электронов на более отдаленную от ядра оболочку.

Излучение какой-либо одной длины волны, соответствующее определенному энергетическому переходу в возбужденном атоме, называют спектральной линией. Переходы атомов с разных верхних энергетических уровней на один и тот же нижний приводят к появлению серии спектральных линий.

Каждая спектральная линия имеет определенный потенциал возбуждения, равный энергии ее верхнего уровня. Поскольку атомы каждого элемента имеют специфическую систему энергетических уровней, то они способны излучать характеристические для данного элемента спектральные линии.

На рис. 4.9 представлена принципиальная схема эмиссионного спектрального анализа. Свет от источника возбуждения спектра (дуги, искры и др.) попадает на входную щель спектрального прибора, которая установлена в фокусе объектива коллиматора. Входная щель выполняется раздвижной пли постоянной ширины. Каждая точка освещенного участка входной щели посылает расходящийся пучок излучения на коллиматорный объектив. Щель расположена в плоскости, перпендикулярной оси объектива на расстоянии его главного фокуса, поэтому расходящийся пучок излучения от каждой точки щели, пройдя через объектив, становится параллельным. Параллельный пучок излучения падает на диспергирующую призму, которая отклоняет излучение различных длин волн под, разными углами. Образуется своеобразный веер световых пучков, оси которых располагаются в одной плоскости с осью исходного пучка. На пути пучков света стоит объектив камеры, собирающий их на фокальной поверхности прибора. На этой поверхности получаются параллельные друг другу изображения освещенного участка входной щели в виде узких прямоугольников, параллельных самой щели и соответствующих разным длинам волн 1<2<3, так как призма отклоняет короткие волны больше, чем длинные. При достаточно узкой входной щели характеристическое излучение атомов представлено системой отдельных, не перекрывающих друг друга полосок. Совокупность их и составляет спектр.

В зависимости от способа регистрации спектра различают визуальные, фотографические и фотоэлектрические методы эмиссионного спектрального анализа (рис. 4.9).

Рис. 4.9. Принципиальная схема эмиссионного спектрального анализа: Ф - фотоэлектронный умножитель; У - усилитель; С - самописец; 1 - электроды источника возбуждения излучения; 2 - линза; 3 - входная щель спектрального прибора; 4 - объектив коллиматора; 5 - диспергирующая призма; 6 - объектив камеры; 7 - фокальная поверхность прибора; 8 - визуальное наблюдение видимой области спектра при помощи окуляра; 9 - фотографический метод регистрации спектра; 10 - фотоэлектрический метод регистрации спектра

Визуальные методы делятся на стилоскопические и стилометрические

Стилоскопический анализ основан на визуальном сравнении интенсивностей спектральных линий анализируемого элемента (примеси) и близлежащих линий спектра основного элемента пробы. В авиационной промышленности наиболее широкое применение нашли стилоскопы «Спектр», СЛ11А, СЛП-1, СЛП-2.

Стилометрический анализ отличается тем, что более яркую линию аналитической пары ослабляют при помощи специального устройства (фотометра) до установления равенства интенсивностей обеих линий. Для стилометрического анализа применяют приборы СТ1 - СТ7.

Для реализации фотографических методов используются специальные приборы - спектрографы различных моделей: ИСП-30, КС-55, КСА-1. При этом интенсивность спектральных линий измеряют по степени почернения их изображения на фотопленке.

При фотометрическом методе световой поток аналитической спектральной линии определяемого элемента отделяют от всего остального спектра, преобразуют в электрический сигнал и измеряют его интенсивность по величине тока или напряжения. На практике используют приборы: фотоэлектрические стилометры (типа ФЭС-1), квантометры ДФС-36, ДФС-31, ДФС-41.

Рентгеноспектральный анализ. Существует три метода рентгеноспектрального анализа [4]: 1) по первичным спектрам испускания; 2) по вторичным спектрам испускания (флуоресцентный анализ); 3) по спектрам поглощения (используют относительно редко). Первичные спектры возбуждаются бомбардировкой образца потоком быстрых электронов, а вторичные - потоком рентгеновских квантов. Источником возбуждения рентгеновского излучения является рентгеновская трубка, которая испускает рентгеновские кванты, ионизирующие атомы определяемых элементов. При этом из атома удаляется один из внутренних электронов. На освободившееся место переходит один из электронов с более высоких уровней. При переходе электронов на первую оболочку появляются линии К-серии, на вторую L-серии и т. д. Длина волны () для линии, соответствующей одному и тому же переходу, уменьшается с увеличением порядкового номера элемента в Периодической системе элементов Д. И. Менделеева

Процесс рентгеноспектрального анализа можно разделить на следующие основные стадии: 1) возбуждение первичного или вторичного рентгеновского излучения анализируемой пробы; 2) разложение излучения в спектр; 3) регистрация спектральных линий; 4) определение содержания элементов по интенсивностям спектральных линий. Для регистрации рентгеновского излучения применяют фотографический метод. В настоящее время в спектральных лабораториях широко применяют отечественные рентгеновские квантометры КРФ-12, КРФ-18, РК-5975, КЭП-191, а также зарубежные VRA-2 (Германия), ARL-72000 (США) и др.

Macс-спектрометрический метод анализа [4] основан на способности потока ионов различных элементов в газообразном состоянии разделяться под действием электростатического и магнитного полей. В электрическом поперечном поле радиус кривизны траектории заряженной частицы прямо пропорционален ее энергии и обратно пропорционален напряженности поля. Следовательно, электрическое поле действует как анализатор по энергиям, но оно не способно разделять ионы по массам. В магнитном поле радиус кривизны траектории заряженной частицы прямо пропорционален моменту количества движения и обратно пропорционален напряженности поля. Комбинируя электрическое и магнитное поле, можно анализировать пучок ионов путем их разделения в соответствии с отношением массы к заряду (т/е). На этом принципе основано устройство приборов, называемых масс-спектрометрами.

Для анализа твердых образцов чаще всего в качестве источника получения положительных ионов используют искровой вакуумный разряд, в котором одним из электродов, служит анализируемый образец. Полученный поток положительных ионов анализируемой пробы ускоряется в электрическом поле. Быстро летящие ионы попадают в магнитное поле. В зависимости от массы иона m, его заряда е и соотношения ускоряющего напряжения и напряженности магнитного поля ионы начинают двигаться по траекториям различного радиуса, r.

Проходя через калиброванную щель коллектора, попадают на фотопластинку или электрический детектор. Спектр на фотопластинке представляет собой серию полос, каждая из которых соответствует ионному пучку с определенным отношением массы иона к его заряду (т/е). Серии линий располагаются в направлении уменьшения отношения т/е, причем интенсивность каждой линии уменьшается примерно в 10 раз. При качественном анализе пробы линии в спектре идентифицируют по отношению т/е. При количественном анализе измеряют степень почернения линий, образованных ионами на фотопластинке, при помощи микрофотометра. С использованием градуировочных графиков определяют концентрации определяемых элементов.

Macс-спектрометрический метод анализа используют чаще в исследовательских целях для определения низкого содержания примесей.

Атомно-абсорбционный анализ [4] основан на способности свободных атомов определяемого элемента селективно поглощать характеристическое резонансное излучение определенной для каждого элемента длины волны. Анализируемую пробу переводят в раствор обычным способом. Для наблюдения поглощения анализируемый раствор вдувают в виде аэрозоля в пламя горелки, в котором происходит термическая диссоциация молекул: МеХ Ме + Х. Большинство образующихся при этом атомов находится в нормальном невозбужденном состоянии. Они способны поглощать собственное излучение, проходящее через пламя горелки от внешнего источника излучения, например, лампы с полым катодом, изготовленным из металла определяемого элемента. В результате этого оптический электрон атома переходит на более высокий энергетический уровень, а пропускаемое через пламя излучение ослабляется. При анализе измеряют поглощение светового потока, прошедшего через пламя без пробы и после распыления в него анализируемого раствора.

В настоящее время в заводских лабораториях широкое применение получили атомно-абсорбционные спектрофотометры, среди которых известные зарубежные приборы ААС-1 (Германия), «Сатурн», «Перкин-Эльмер» (США) и др.

Дальнейшее развитие методов спектрального анализа идет в трех направлениях:

1. Повышение информативности за счет самого источника излучения.

2. Совершенствование обработки информации непосредственно в самой измерительной системе.

3. Совершенствование методов обработки результатов измерения на конечной стадии анализа.

Первое направление развивается в основном за счет разработок новых методов стабилизации параметров плазмы по объему, выделения в ней отдельных областей, каждая из которых несет вполне определенную информацию об объекте исследования.

Совершенствование измерительных трактов связано с усложнением информативного сигнала, поступающего на вход системы. Это достигается, например, путем кодирования составляющих излучение последующей обработки сигнала и выделения его на выходе в удобной для нас форме.

Развитие третьего направления связано с разработкой более совершенных методов и средств обработки результатов измерения и оценки достоверности полученных результатов.

Несмотря на кажущееся различие этих направлений, все они связаны между собой и дополняют друг друга. Развитие одного из них способствует качественному обновлению всего измерительно-вычислительного комплекса и приводит к изменению структуры анализа в целом.

Применение ЭВМ дало новый импульс для совершенствования техники и процесса спектроскопии [5, 6, 7]. В работе [7] предложен комплекс, обеспечивающий автоматизацию всего измерительного процесса с момента помещения фотопластинки на столик микрофотометра и до получения окончательного результата - процентного содержания элементов в исследуемом образце с указанием погрешности и достоверности проведенных измерений в соответствии с требованиями ГОСТа.

4.3 Радиационные методы неразрушающего контроля

контроль неразрушающий радиационный просвечивание

В основе радиационных методов обнаружения дефектов лежат законы ослабления ионизирующих излучений веществом и способы регистрации интенсивности излучения за просвечиваемым объектом [1, 9-14].

С помощью радиационных методов дефектоскопии возможно обнаружение в контролируемых объектах макроскопических дефектов - нарушений сплошности или однородности материалов, нарушений внутренней конфигурации деталей, узлов и изделий при их изготовлении или эксплуатации. Наибольшее применение в промышленности получили два основных метода радиационного неразрушающего контроля с использованием рентгеновского и гамма-излучения: радиографический, при котором теневое изображение просвечиваемых элементов конструкций регистрируется на рентгенографической пленке после ее химико-фотографической обработки, и радиоскопический, при котором изображение наблюдается непосредственно во время просвечивания на преобразователе ионизирующего излучения в видимый свет или на телевизионном экране. В качестве преобразователей изображения в этом случае используются флюороскопические экраны, сцинтилляционные кристаллы, рентгеновские электронно-оптические преобразователи изображения (РЭОП), а также передающие телевизионные трубки, чувствительные к рентгеновскому излучению (рентгеновидиконы).

Радиационный контроль деталей и изделий содержит следующие основные операции: разметку и маркировку контролируемых участков; размещение и фиксацию кассеты и рентгенографической пленкой и преобразователя излучения вплотную к контролируемому участку; размещение и фиксацию источника излучения в соответствии с рекомендуемыми схемами просвечивания на расстоянии 50-75 см от рентгенографической пленки при радиографии и 10-30 см от преобразователя изображения при радиоскопии; просвечивание. Расшифровка рентгеновских изображений и разбраковка деталей проводятся при радиографии после химико-фотографической обработки пленки по радиографическим снимкам, а при радиоскопии - непосредственно во время просвечивания по наблюдаемому изображению.

Характерные размеры дефектов, выявляемых по рентгеновским и гамма-снимкам, зависят от вида дефекта, толщины и вида материала (табл. 4.7).

Таблица 4.7

Характерные дефекты и их размеры в направлении просвечивания

Вид выявляемого дефекта	Толщина материала, мм
	2,5	10,0	20,0
Сталь
Трещины и непровары с шириной раскрытия 0,025 мм	0,1	0,2	0,3
Шлаковые включения и включения вольфрама, газовые поры	0,25	0,3	0,5
Сплавы на основе алюминия
Трещины и непровары с шириной раскрытия 0,025 мм	0,2	0,3	0,4
Окисные включения, включения вольфрама, газовые поры	0,3	0,5	1,0
Примечания: 1. Выявляемость трещин приводится в таблице при направлении просвечивания, составляющем угол с плоскостью раскрытия дефекта не более 10-15. 2. Радиографический метод рентгено и гамма-дефектоскопического контроля не выявляет мелких дефектов типа закалочных и шлифовочных трещин, а также дефектов, размеры которых (по ширине раскрытия и протяженности в направлении просвечивания) лежат за пределами чувствительности радиографического метода при оптимальных схемах и режимах просвечивания контролируемых объектов.

При углах между плоскостью раскрытия трещин и направлением просвечивания, больших 15, выявляемость трещин ухудшается. В этих случаях выявляются трещин ухудшается. В этих случаях выявляются трещины с шириной раскрытия более 0,05 мм. Трещины, заполненные продуктами окисления, маслом или другими загрязнениями, при просвечивании выявляются плохо. Трещины усталостного или нового характера с шириной раскрытия менее 0,025 мм не выявляются даже при благоприятных условиях и оптимальных режимах просвечивания.

Производительность радиографического метода контроля составляет 2 - 4 пог. м сварного шва в час или 1 - 2 м2 литья в час. При механизации и автоматизации операций просвечивания его трудоемкость снижается примерно в два раза.

Радиоскопический метод контроля не требует применения рентгенографической пленки и поэтому имеет в 3 - 5 раз меньшую трудоемкость и во столько же раз меньшую стоимость по сравнению с радиографическим. Относительная контрастная чувствительность метода характеризуется данными табл. 4.8. Разрешающая способность преобразователей изображения в 5-10 раз хуже, чем в радиографии при использовании рентгенографических пленок 1 класса.

Таблица 4.8

Относительная контрастная чувствительность при выявлении дефектов радиоскопическим методом (в %)

Тип преобразователя излучения	Предельная разрешающая способность, пар л/мм	Толщина контролируемого материала, мм
		сталь	алюминий
		2	5	15	6	15	30
Флюороскопический поликристаллический экран	3	8	12	-	15	5,5	4,5
Сцинтилляционный монокристаллический экран	5	6	3,5	9	6,2	3,2	2,5
Рентгеновский электронно-оптический преобразователь	1,2	15	8	3	5,5	2,7	2,5
Рентгеновидикон	25	3	2,5	-	2,3	2,8	-

Радиационные методы неразрушающего контроля могут применяться в процессе производства летательных аппаратов для контроля качества:

- литых заготовок корпусных деталей (отсеки, элементы фюзеляжа и т.д.), панелей (панели и элементы крыла, оперения, фюзеляжа), а также конструктивных элементов типа кронштейнов, качалок, рычагов, фланцев и т. д.;

- сварных соединений листового материала, профилей и труб (шпангоуты, нервюры, балки, трубопроводы и т. д.), сварных соединений деталей, обрабатываемых резанием (рамы, подкосы, фланцы трубопроводов и т. д.), и других деталей;

- собранных узлов и механизмов изделий, контролируемых в целях определения нарушений целостности и взаимного расположения внутренний деталей, а также в процессе эксплуатации изделий для анализа технического состояния элементов конструкции и правильности взаимного расположения деталей внутри узлов и механизмов летательных аппаратов.

Виды дефектов, которые могут быть выявлены радиационными методами, указаны в табл. 4.9.

Таблица 4.9

Дефекты, выявляемые радиационными методами

Контролируемые объекты	Виды дефектов
Слитки и отливки	Трещины, раковины, поры, рыхлоты, включения металлические и неметаллические, неслитины, ликвидации
Сварные соединения, выполненные сваркой плавлением	Трещины, непровары, поры раковины включения металлические и неметаллические подрезы, проплавы, прожоги, смещения кромок, утяжки.
Сварные соединения, выполненные точечной и роликовой сваркой	Трещины, поры, включения металлические и неметаллические, выплески. непровары (при резко выраженной неоднородности литой зоны)
Паяные соединения	Трещины, локальное отсутствие припоя, вытекание припоя из зоны пайки, поры, инородные включения
Клепаные соединения	Трещины в головке заклепки или основном материале, зазоры между телом заклепки и основным материалом, изменение формы тела заклепки
Узлы, собранные изделия	Трещины, коррозия, нарушения сборки, отклонения размеров, зазоры, перекосы, разрушение внутренних элементов, наличие посторонних объектов во внутренних полостях

Применение радиационных методов контроля должно быть обосновано соответствием требований на изготовление, приемку и эксплуатацию деталей и узлов техническим характеристикам методов по чувствительности к дефектам и производительности контроля.

При радиографическом контроле источники и энергию излучения выбирают в зависимости от толщины и плотности просвечиваемого материала по данным табл. 4.10 - 4.12, определяющих область применения радиографии.

Таблица 4.10

Область применения радиографического метода при использовании рентгеновских аппаратов

Толщина просвечиваемого материала, мм	Напряжение на рентгеновской трубке, кВ
железо	титан	алюминий	магний
0,04	0,1	0,5	1,5	20
0,4	1	5	14	40
0,7	2	12	22	50
1	3	20	35	60
2	6	38	57	80
5	10	54	80	100
7	18	59	105	120
10	24	67	120	150
21	47	100	160	200
27	57	112	200	250
33	72	132	240	300
46	106	210	310	400
150	265	430	650	1000

Таблица 4.11

Область применения радиографического метода при использовании гамма-дефектоскопов

Толщина просвечиваемого материала, мм	Закрытые радиозотопные источники
железо	титан	алюминий	магний
1 - 20	2 - 40	3 - 70	10 - 200
5 - 80	10 - 120	40 - 350	70 - 450
10 - 120	20 - 150	50 - 350	100 - 500
30 - 200	60 - 300	200 - 500	300 - 700

Таблица 4.12

Область применения радиографического метода при использовании бетатронов

Толщина просвечиваемого материала, мм	Энергия ускоренных электронов, МэВ
железо	титан	алюминий
50 - 100	90 - 190	150 - 310	6
70 - 180	130 - 350	220 - 570	9
100 - 220	190 - 430	330 - 740	18
130 - 250	250 - 490	480 - 920	25
150 - 350	290 - 680	570 - 1300	30
150 - 450	290 - 880	610 - 1800	35

Область применения радиоскопии, определяющая энергию излучения и тип преобразователя изображения в зависимости от толщины и плотности контролируемого материала, приведена в табл. 4.13.

Таблица 4.13

Область применения радиографического метода

Контролируемый материал	Толщина материала, мм	Диапазон энергий ускоренных электронов, кэВ	Преобразователь изображения
			при контроле сварных и клепаных соединений, собранных узлов и изделий	при контроле отливок, паяных соединений, собранных узлов и изделий
Алюминий	1 - 15	10 - 120	РЭОП, рентгеновидикон + ТВ	РЭОП, рентгеновидикон + ТВ, флюороскопический экран
	15 - 50	50 - 200	РЭОП + ТВ, рентгеновидикон + ТВ	РЭОП + ТВ, рентгеновидикон + ТВ, флюороскопический экран + ТВ
	1 - 6	50 - 180	РЭОП, рентгеновидикон + ТВ	РЭОП + ТВ; стинцилляционный монокристалл + ТВ
	4 - 20	140 - 250	РЭОП + ТВ, сцинтилляционный монокристалл + ТВ	- « -
Железо	20 - 100	250 - 1000	Сцинтилляционный монокристалл + ТВ	Стинцилляционный монокристалл + ТВ; РЭОП + ТВ
	Св. 100	6000 - 35000	Сцинтилляционный монокристалл + ЭОУ + ТВ
Примечание. РЭОП - рентгеновский электронно-оптический преобразователь изображения; ЭОУ - электронно-оптический усилитель изображения; ТВ - телевизионный канал связи.

Выпускаемые промышленностью источники излучения позволяют осуществлять радиографический контроль деталей и узлов изделий не только в стационарных условиях рентгеновских дефектоскопических лабораторий, но и непосредственно в цехах, на участках сборки изделий, и допускают размещение излучателей в труднодоступных местах конструкций. Кроме того, использование импульсных рентгеновских аппаратов, питающихся от источников постоянного тока напряжением 12 В, и гамма - дефектоскопов с ручным приводом ампулопровода дает возможность проводить радиографический контроль изделий в полевых условиях.

Радиоскоскопический метод контроля рекомендуется применять главным образом для контроля качества литых деталей, сварных и паяных соединений из различных сплавов. Если чувствительность и разрешающая способность радиоскопического метода не удовлетворяют требованиям по выявлению недопустимых дефектов на данную деталь или неразъемное соединение, а также если применяется многократный радиационно-дефектоскопический контроль деталей, например до и после механообработки, то радиоскопию экономически целесообразно применять как метод предварительной разбраковки деталей, а радиографию - на заключительной стадии контроля.

4.4 Акустические методы контроля

Акустический контроль основан на исследовании процесса распространения упругих колебаний в контролируемом материале [1, 9, 10, 14, 15]. При отсутствии несплошностей упругие колебания распространяются в материале прямолинейно в виде расходящегося пучка. При нарушении сплошности происходит отражение преломление, рассеяние упругих колебаний. Улавливая и анализируя колебания после взаимодействия их с несплошностями, делают заключение о наличии внутренних поверхностных несплошностей в контролируемом материале.

Для анализа процесса распространения акустических колебаний в контролируемых изделиях и соединениях используют ультразвуковые методы, отличающиеся по признаку обнаружения дефекта: теневой, зеркально-теневой, эхо-метод, резонансный и др.

Ультразвуковые методы применяются для выявления трещин, раковин, расслоений, пористости, шлаковых включений, зон неоднородности структуры, зон межкристаллитной коррозии, дефектов сварки, пайки и склейки (непроваров, непроклеев и т. д.), а также для определения толщин изделий при одностороннем доступе.

Теневой метод - метод сквозного прозвучивания; основан на посылке в контролируемое изделие упругих колебаний и регистрации изменения их интенсивности после прохождения (однократного) через материал (рис. 4.10).

При теневом методе упругие колебания вводят в изделие с одной, а принимают с другой стороны - когда контролируют продольными и поперечными волнами. При контроле нормальными и поверхностными волнами искатели располагают соосно на одной стороне изделия. Признаком наличия (обнаружения) дефекта служит резкое уменьшение интенсивности (амплитуды) прошедшей через изделие акустической волны от излучающего искателя к приемному.

Рис. 4.10. Схема прозвучивания изделий теневым методом волнами:

а) - продольными; б) - поперечными; в) - поверхностными; г) - нормальными;

1 - контролируемое изделие; 2 - излучающий искатель; 3 - дефект; 4 - приемный искатель

Теневой метод применяется, главным образом, для контроля качества листового проката малой и средней толщины, многослойных дисков, резиновых многослойных изделий, пластмасс, композиционных материалов, клееных соединений и др.

Недостатком метода является необходимость работы двумя искателями и двусторонний доступ к изделию.

Зеркально-теневой метод является разновидностью теневого метода. Контроль осуществляется лучом, зеркально отраженным от данной поверхности, то есть поверхности, противоположной той, на которой установлены излучающий и приемный искатели (рис. 4.11).

Рис. 4.11. Схема прозвучивания изделий зеркально-теневым методом волнами:

а) - продольными; б) - поперечными; 1 - контролируемое изделие; 2 - излучающий искатель; 3 - дефект; 4 - приемный искатель

При зеркально-теневом методе дефект обнаруживается по уменьшению интенсивности УЗ-колебаний (амплитуды), отраженных от донной поверхности. Чем крупнее дефект, тем больше ослабление донного эхо-импульса.

Зеркально-теневой метод применяется в основном для контроля качества сварных соединений и рельсов.

Эхо-импульсный метод основан на посылке в контролируемое изделие коротких импульсов и регистрации интенсивности и времени прихода отраженных от дефектов импульсов. При эхо-импульсном методе один и тот же искатель выполняет функции излучателя и приемника (рис. 4.12).

Рис. 4.12. Схема прозвучивания изделия эхо-импульсным методом:

а) - продольными; б) - поперечными; в) - поверхностными; г) - нормальными;

1 - контролируемое изделие; 2 - излучающий искатель-приемник; 3 - дефект

Эхо-импульсный метод позволяет не только обнаруживать дефекты, но и определять координаты их местоположения. Экран регистрирующего прибора измеряет время от момента посылки начального (зондирующего) импульса до момента появления эхо-импульса от дефекта. Время прохождения волны до дефекта пропорционально пройденному пути (если скорость волны для данного материала - постоянная величина), поэтому на экране фиксируется величина, пропорциональная глубине залегания дефекта. Контроль эхо-импульсным методом осуществляется при одностороннем доступе к изделию. Эхо-импульсный метод наиболее широко применяется в настоящее время при дефектоскопии различных крупногабаритных изделий, поковок, штамповок, проката, прессованных профилей, термообработанного литья, сварных соединений, алюминиевых, титановых сплавов.

Эхо-импульсным методом выявляются несплошности с шириной раскрытия более 0,005 - 0,01 мм. В зависимости от глубины залегания несплошности в материале, физических характеристик основного материала, а также ориентации дефекта размеры выявляемых дефектов лежат в пределах 0,5 - 5 мм2. Минимальные размеры выявляемых включений и других неоднородностей зависят соотношения акустических характеристик основного металла и включения.

Резонансный метод основан на возбуждении в изделиях постоянной толщины (листах, трубах и др.) незатухающих ультразвуковых колебаний и определении резонансных частот этих колебаний.

Частота, при которой возникают стоячие волны, то есть наступает резонанс, зависит от толщины детали, скорости распространения акустических волн. По моменту установления резонанса определяют толщину контролируемого изделия. Ультразвуковой резонансный метод используют для обнаружения дефектов в виде коррозии и для измерения толщины листов, тонкостенных труб, резервуаров и т. п. Диапазон толщин, измеряемых резонансным методом, лежит в пределах от 0,1 до 300 мм, точность измерения составляет 0,1 - 3 % от истинной толщины.

Велосиметрический метод основан на влиянии дефекта на скорость распространения изгибных волн и регистрации изменения этой скорости по фазе волны. Велосиметрический метод применяется при контроле как в одностороннем, так и двустороннем вариантах контроля, а также при контроле слоистых изделий из неметаллических и комбинированных (неметалл - металл) материалов толщиной до 50 мм. При этом выявляются дефекты (расслоения и зоны нарушения соединений между слоями изделия) площадью от 1,5 до 15 см2

Импедансный метод основан на регистрации величины акустического импеданса на контролируемом участке изделия (импендансом называется отношение возмущающей силы к вызываемой ею колебательной скорости частиц среды в точке приложения силы). Изменение импеданса на дефектном участке по сравнению с бездефектным участком определяется по изменению амплитуды или фазы силы реакции. На качественном участке импеданс системы определяется всей конструкцией и сила реакции на датчик имеет значительную величину; дефектный участок (непроклеенная обшивка) колеблется независимо от всей конструкции, и амплитуда силы реакции резко уменьшается (рис. 4.13).

Рис. 4.13. Принципиальная схема велосимметрического (а) и импедансного (б) методов контроля: 1 - контролируемое изделие; 2 - искатель; 3 - дефект; 4 - продорльно-клеблющийся стержень; 5 -приемный искатель; 6 - излучающий искатель

Импедансный метод позволяет обнаруживать нарушения жесткой связи между элементами слоистых клеевых и паяных конструкций: непроклеи, непропаи, расслоения, слабую адгезию, неполную полимеризацию и т.п.

Метод акустической эмиссии (метод эмиссии волн напряжения) основан на регистрации акустических волн в твердых телах при пластической деформации и возникновении микротрещин. Фиксируя скорость движения волн эмиссии, можно не только обнаруживать опасные дефекты, но и прогнозировать работоспособность ответственных узлов конструкций.

Сущность метода состоит в том, что на поверхности испытуемого изделия устанавливаются искатели, чувствительные к поперечным или поверхностным волнам в диапазоне частот 1 - 3 МГц. При возникновении и развитии трещин появляются импульсы эмиссии воли напряжения, которые и регистрируются установленными искателями.

Общая характеристика акустических методов представлена в табл. 4.14.

Основными требованиями к конструкциям, которые определяют дефектоскопическую технологичность ультразвукового контроля, являются:

применение для изготовления конструкций материалов с однородной внутренней структурой и небольшим коэффициентом затухания ультразвуковых колебаний, позволяющих осуществлять прозвучивание контролируемых материалов не необходимую глубину;

доступность подхода к контролируемым участкам и наличие зон надежного акустического контакта, форма и протяженность которых обеспечивают размещение искателя в переделах, необходимых для прозвучивания всего объема детали;

ровная поверхность контролируемого изделия, по которой осуществляется акустический контакт, - без выступов, вмятин, волнистостей. Шероховатость поверхности должна быть ниже Rz = 20 мкм при контактном способе и не ниже Rz = 80 мкм при иммерсионном способе контроля.

Наиболее технологичными для ультразвукового контроля являются следующие металлические полуфабрикаты, заготовки и изделия простой формы:

листовые материалы;

цилиндрические трубы, прутки, валы, оси постоянной толщины, цилиндрические заготовки, слитки поковки, штамповки;

детали прямоугольных форм типа куба и параллелепипеда.