Неразрушающий контроль

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки РФ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный технологический университет «СТАНКИН» (ФГБОУ ВПО МГТУ «СТАНКИН»)

Тема: «Неразрушающий контроль»

Курсовая работа по: Метрологии, стандартизации и сертификации

Выполнила:

Студентка группы

Трофимова Олеся Александровна

2015 г.



Оглавление

Введение

Глава 1

1.1 Причины, вызывающие применение методов неразрушающего контроля

1.2 Спецификация и программа испытаний

Глава 2. Виды неразрушающего метода контроля

2.1 Оптический метод контроля (визуальный)

2.2 Акустические методы контроля

2.3 Магнитный контроль

2.4 Капиллярный метод контроля



Введение

За последние два-три десятилетия методы неразрушающего контроля перешли из лаборатории в производство. Методы неразрушающего контроля во всем своем многообразии широко используются для определений отклонений в структуре, незначительных изменений качества обработанной поверхности, наличия трещин или других физических дефектов, для измерения толщины материалов и покрытий, а также для определения других характеристик промышленных изделий. Ученые и инженеры многих стран внесли большой вклад в разработку и применение методов неразрушающего контроля.

Влияние дефектов на работоспособность конструкции.

При контроле качества и оценки годности материалов к эксплуатации необходимо знать влияние наружный и внутренних дефектов на прочностные характеристики конструкции. Опасность дефектов обусловлена условиями эксплуатации объекта контроля. Изучение допустимости дефекта представляет большие трудности, как с практической так и с теоретической стороны.

В большинстве случаев степень влияния того или иного вида дефекта на работу способность конструкции устанавливают испытания образцов с дефектоскопами. Установлено что усиление шва не снижает статической прочности. Однако сильно влияет на вибрационную прочность чем больше усиления шва а следовательно меньше углом перехода от основного метала к наплывам. Тем сильнее оно снижает предел выносливости. Таким образом, чрезмерное усиление шва может свести к нулю все преимущества, полученные у оптимизации технологии по утолщению качества сварного шва. Опасным наружным дефектом является подрез он не допускается в конструкциях, работающих на выносливость.



Глава 1

1.1 Причины, вызывающие применение методов неразрушающего контроля

Современные методы неразрушающего контроля используются в промышленности из следующих соображений:

1. Для обеспечения прочности изделий.

2. Для предотвращения несчастных случаев и сохранения человеческой жизни.

3. Для пользы производителя с целью

А) Удовлетворить заказчика и тем самым поддержать марку фирмы;

Б) нацелить на лучшее конструктивное решение;

В) проконтролировать ход производственных процессов;

Г) сравнить стоимость производства;

Д) сохранить качество изделий.

1.2 Спецификация и программа испытаний

Характер испытаний

Методы неразрушающего контроля должны разрабатывается для определения надежности изделия в каждом случае их применения. Каждый из этих методов имеет свою специфику. Универсального метода, служащего для контроля любого материала, детали или конструкции, нет. Но при создании метода неразрушающего контроля нужно основыатся на понимании природы и назначении материала или детали , а так же условиях их эксплуатации.

Отбор, применение и программа испытаний методами неразрушающего контроля имеют в промышленности первостепенное значение. От этого зависят производительность и качество продукции.

Надежность испытаний

Большинство методов неразрушающего контроля определяют прочность или пригодность деталей косвенным путем. Сюда входит оценка различных, но взаимосвязанных свойств. Определение наличия, местоположения и протяжности дефекта - одна сторона метода неразрушающего контроля. Другой является определение влияния этого дефекта на прочность или пригодность контролируемого объекта.



Глава 2. Виды неразрушающего метода контроля

2.1 Оптический метод контроля (визуальный)

Наиболее распространенным методом дефектации, применяемым как в эксплуатационных, так и в ремонтных предприятиях, является визуальный осмотр. Внешнему осмотру подвергаются все детали и агрегаты. Он позволяет сравнительно быстро отбраковывать часть непригодных деталей, не подвергая их другим, более сложным методам контроля.

Осмотр позволяет выявить наружные повреждения деталей, деформации, забоины, трещины, царапины, наклеп, прогар, перегрев (по цветам побежалости), повреждения покрытий, коррозию, срыв резьбы, обрыв заклепок, отрыв сварных точек и т.д.

Осмотр производится как невооруженным глазом, так и с помощью различных оптических средств: луп, микроскопов, оптических проекторов, а также специальных оптических приборов. К последним относятся эндоскопы - оптические приборы со встроенным источником света, применяемые для контроля внутренних поверхностей, скрытых от прямого контроля. Современные эндоскопы могут иметь гибкие световоды, представляющие собой жгуты из прозрачных стержней или волокон. Такие световоды позволяют осуществлять передачу изображения по криволинейному пути на расстояние до нескольких метров. Освещение осматриваемой поверхности осуществляется с помощью миниатюрных ламп, смонтированных на конце световода.

метод неразрушающий контроль

2.2 Акустические методы контроля

Акустический контроль основан на регистрации параметров упругих колебаний при прохождении их через контролируемый объект.

Наибольшее распространение в эксплуатации и в авиаремонтном производстве имеют такие разновидности акустического контроля, как эхо-метод, зеркально-теневой, импедансный.

Эхо-метод основан на использовании свойства ультразвуковых колебаний распространяться в различных материалах в виде направленных пучков и почти полностью отражаться от границ раздела двух сред, отличающихся одна от другой величиной акустического сопротивления. Отражение происходит по законам оптики (угол падения равен углу отражения).

Излучателями и приемниками ультразвуковых колебаний служат пьезоэлектрические элементы, изготовленные чаще всего из кристаллов кварца или титаната бария.

Принцип работы ультразвукового дефектоскопа состоит в том, что при помощи генератора создаются высокочастотные электрические колебания, поступающие на пьезоэлемент искательной головки, который преобразует их в ультразвуковые колебания. Одновременно сигнал от генератора поступает на дефектоскоп. На экране дефектоскопа появляется изображение в виде пика, называемое начальным импульсом.

При распространении ультразвуковых колебаний в материале детали без дефектов они доходят до ее нижней поверхности и, отражаясь, попадают на приемник головки, который преобразует их в электрические колебания. На экране дефектоскопа возникает второй пик, называемый донным или концевым импульсом. Если на пути колебаний встречается дефект, то они, отражаясь от него, вызывают возникновение третьего импульса, расположенного между начальным и концевым. По месту нахождения на экране импульса от дефекта ориентировочно определяют расстояние от поверхности до дефекта в материале детали.

Этим методом обнаруживаются такие дефекты, как нарушение сплошности (раковины, расслоение, рыхлоты, трещины и т.п.), расположенные в толще детали.

^ Импедансный акустический метод применяется для обнаружения дефектов в виде всевозможных расслоений (например, непроклея, отслаивания обшивки, паяных соединений и т.п.). Он основан на зависимости силы реакции поверхности контролируемого изделия на контактирующий с ним колеблющийся стержень. Если совершающий продольные колебания стержень соприкасается с участком изделия, имеющим хорошее соединение, то вся конструкция колеблется как единое целое, и механическое сопротивление (механический импеданс), оказываемое изделием стержню, определяется жесткостью всей конструкций. При этом сила реакции на стержень имеет значительную величину. Если стержень расположен над дефектом соединения, то сила реакции на датчик резко уменьшается, так как жесткость дефектного участка соединения меньше жесткости всей конструкции

2.3 Магнитный контроль

Магнитный метод основан на использовании явления возникновения на поверхностях намагниченной детали в местах расположения дефектов магнитных полей рассеяния. Магнитные силовые линии при наличии дефекта искривляются, при этом часть их выходит на поверхность детали, образуя по краям дефектного участка дополнительные полюса со своим магнитным полем. Для обнаружения этих полей на поверхность детали наносится магнитная суспензия или сухой ферромагнитный порошок. Частицы порошка притягиваются магнитным полем рассеяния, в результате чего в местах, где имеются дефекты, образуются полоски из осевшего порошка, определяющие границы дефектов. На сплошной поверхности магнитный порошок не задерживается.

Для намагничивания деталей могут применяться стационарные установки и переносные магнитные дефектоскопы. На стационарных установках детали зажимаются между контактными пластинами головок, перемещаемых по станине. Путем перестановки детали могут быть намагничены в различных направлениях, что позволяет надежно выявить трещины любой ориентации. С помощью переносных магнитных дефектоскопов можно контролировать небольшие детали, не снимая их с самолета в аэродромных условиях. При этом намагничивание может производиться с помощью катушки, магнитов или кабеля.

1. Продольное намагничивание - с помощью магнитов или в поле соленоида.

2. Циркулярное намагничивание, при котором непосредственно через саму деталь или через проводник, проходящий через деталь, пропускается постоянный ток (большой силы, малого напряжения). При этом в детали создается циркулярное магнитное поле, плоскость которого перпендикулярна направлению тока.

3. Тороидное намагничивание. Так контролируются кольцевые детали. Электрический ток пропускают через изолированный провод, обмотанный вокруг “кольца” детали так, чтобы “кольцо” охватывалось всеми витками обмотки.

4. Комбинированное (одновременно продольное и циркулярное) намагничивание: меняя величину и напряжение векторов продольного и циркулярного намагничивания, можно получить результирующий вектор любого направления.

По окончании контроля все детали подлежат размагничиванию. Размагничивание производится в поле катушки - соленоида, питаемой переменным током. После включения тока деталь медленно проводится через катушку.

Магнитный метод применяется как основной для контроля деталей из ферромагнитных материалов. Он позволяет выявлять поверхностные и подповерхностные дефекты: трещины, неметаллические включения, расслоения, непровары и т.д.

К достоинствам метода относятся высокая чувствительность (минимальная ширина выявляемой трещины - 0,001 мм, глубина от 0,005 мм), относительная простота и надежность применяемой аппаратуры, большая производительность контроля.

Наряду с описанным выше методом, который называется магнитопорошковым, применяются и такие разновидности магнитного контроля, как магнитографический и магнито-феррозондовый.

Феррозондовый метод основан на измерении полей рассеяния с помощью специальных датчиков-зондов.

Магнитографический метод заключается в том, что контролируемая зона намагничивается вместе с наложенной или протягиваемой по поверхности магнитной лентой, на которой фиксируются поля рассеяния.

1. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля основан на явлении притяжения частиц магнитного порошка магнитными потоками рассеяния, возникающими над дефектами в намагниченных объектах контроля.

Наличие и протяженность индикаторных рисунков, вызнанных полями рассеяния дефектов, можно регистрировать визуально или автоматическими устройствами обработки изображения.

1.2. Магнитопорошковый метод предназначен для выявления поверхностных и подповерхностных нарушений сплошности: волосовин, трещин различного происхождения, непроваров сварных соединений, флокенов, закатов, надрывов и т.п.

1.3. Магнитопорошковый метод применяют для контроля объектов из ферромагнитных материалов с магнитными свойствами, позволяющими создавать в местах нарушения сплошности магнитные поля рассеяния, достаточные для притяжения частиц магнитного порошка.

Метод может быть использован для контроля объектов с немагнитными покрытиями.

1.4. Чувствительность магнитопорошкового метода определяется магнитными характеристиками материала объекта контроля, его формой, размерами и шероховатостью поверхности, напряженностью намагничивающего поля, местоположением и ориентацией дефектов, взаимным направлением намагничивающего поля и дефекта, свойствами дефектоскопического материала, способом его нанесения на объект контроля, а также способом и условиями регистрации индикаторного рисунка выявляемых дефектов.

1.5. В зависимости от размеров выявляемых дефектов устанавливаются три условных уровня чувствительности, приведенные в табл. 1

Таблица 1

Условный уровень чувствительности	Минимальная ширина раскрытия условного дефекта, мкм	Минимальная протяженность условного дефекта, мм
А	2,0	0,5
Б	10,0
В	25,0

Примечания:

1. Условный уровень чувствительности А достигается при параметре шероховатости контролируемой поверхности R_aЈ2,5 мкм, уровни чувствительности Б и В - при R_aЈ10 мкм.

2. При выявлении подповерхностных дефектов, а также при R_a>10 мкм чувствительность метода понижается и условный уровень чувствительности не нормируется.

3. При контроле изделий с немагнитными покрытиями с увеличением толщины покрытия чувствительность метода понижается.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ДЕФЕКТОСКОПИЧЕСКИМ МАТЕРИАЛАМ

3.1. При магнитопорошковом методе контроля применяют магнитные дефектоскопические материалы: порошки, суспензии и магнитогуммированные пасты.

3.2. В зависимости от состояния контролируемой поверхности (ее цвета и шероховатости), магнитных свойств материала и требуемой чувствительности контроля используют магнитные порошки, имеющие естественную окраску, а также цветные и люминесцентные.

3.3. Основные свойства магнитных порошков, влияющих на выявляемость дефектов: дисперсность, магнитные и оптические характеристики.

Качество магнитных порошков оценивают по методикам, приведенным в отраслевой нормативно-технической документации на их поставку.

3.4. Свойства магнитной суспензии, влияющие на выявляемость дефектов, определяются составом, концентрацией и свойствами отдельных ее компонентов.

3.4.1. Концентрация магнитного порошка в суспензии должна составлять (25±5) г/л, а люминесцентного порошка - (4±1) г/л.

При контроле резьбы и объектов с использованием магнитных полей напряженностью і100 А/см концентрацию магнитного порошка уменьшают до 5 г/л.

В технически обоснованных случаях допускается устанавливать более высокие значения концентрации магнитного порошка в суспензии.

3.4.2. Вязкость дисперсионной среды суспензии не должна превышать 36Ч10^-6 м²/с (36 сСт) при температуре контроля. При вязкости носителя выше 10Ч10^-6 м²/с (10 сСт) в технической документации должно быть указано время стекания основной массы суспензии, после которого допустим осмотр изделия.

3.4.3. Дисперсионная среда суспензий с люминесцентными магнитными порошками не должна ухудшать светоколористических свойств порошка, а ее собственная люминесценция не должна искажать результаты контроля.

3.5. Магнитная суспензия не должна вызывать коррозии контролируемой поверхности.

3.6. Магнитогуммированная паста представляет собой смесь магнитного порошка и затвердевающих органических полимерных веществ.

3.7. Качество готовых дефектоскопических материалов определяют перед проведением контроля на стандартных образцах предприятий, аттестованных в установленном порядке.

Проверка магнитного порошка

К сожалению сама лично не имела опыта работы с магнитным контролем, однако проводила проверку данных дефектоскопических материалов и участвовала в написании технологии.

Перед тем как начать работу цех №12-6-3-18, обязаны принести пробу из установки для проверки вязкости и количества порошка в суспензии.

Проверяющий же должен провести проверку строго по технологии и выдать окончательное решение. Если же материалы не пригодны по вязкости или количеству порошка, то установка останавливается до тех пор пока не удовлетворит требования.



2.4 Капиллярный метод контроля

Технология капиллярной дефектоскопии.

1. Подготовка изделия к контролю.

2. Нанесение пенентранта.

3. Очистка от излишек (промежуточная очистка)

4. Нанесение проявителя.

5. Осмотр изделия на наличия выявленных индикаций

6. Анализ выявленных индикаций

7. Определение характера дефекта

8. Оформление результатов

9. Окончательна отчистка (на каждом производстве различные тех. карты из ходя от того какое оборудование имеет лаборатория но основываются на ОСТах и ГОСТах а так же методиках.)

Следы характерных дефектов

1. Сплошные или прерывистые линии различной конфигурации

2. Группа отдельных коротких линий, сетки, пятна различные полосы

3. Точки или звездочки

2я группа

Характерная индикация типичных дефектов. По особенностям красных индикаторных рисункам и их месту на детали. Можем определить вид дефекта.

Трещинами усталости - выявляются чаще в виде одиночных изломанных линий, расположенных в местах концентратах напряжения (галтели, подрезов, отверстий, узлов и т.п.)

Волосовина - выявляется в виде линий ориентировочно вдоль волокон метала, вдоль направления его деформации ( вдоль оси, болта или трубки) Если волокна метала изогнуты, волосовина следует за их направлением.

Усадочная раковина - пустоты, образующиеся в отливе из-за нарушения правильности усадки метала при её охлаждении. Вследствие нарушения равномерности охлаждения или нехватки метала в процессе затвердевания.

Дефекты литья - отложение хим состава

Размещено на Allbest.ru