Короткі теоретичні відомості

ЗМІСТ

Вступ ...................................................................................................................
Перелік лабораторних робіт ..............................................................................
Лабораторна робота № 1 Види дефектоскопії виробів ..................................
Лабораторна робота № 2 Дефекти металевих виробів ..................................
Лабораторна робота № 3 Дефекти зварних з'єднань і причини їх виникнення .........................................................................................................
Лабораторна робота № 4 Технологія дефектоскопії металевих конструкцій .........................................................................................................
Лабораторна робота № 5 Методи неруйнівного контролю зварних з'єднань ................................................................................................................
Лабораторна робота № 6 Методи контролю з руйнуванням зварних з'єднань ................................................................................................................
Лабораторна робота № 7 Контроль герметичності виробів ..........................
Список літератури ..............................................................................................

 

ВСТУП

Дисципліна "Діагностика та дефектоскопія матеріалів та виробів" базується на вивченні теоретичних і практичних основ методів дефектоскопія з метою виявлення дефектів виробів. Внаслідок недосконалості технології виготовлення або в результаті експлуатації в тяжких умовах у виробах з'являються різні дефекти – порушення суцільності або однорідності матеріалу, відхилення від заданого хімічного складу або структури, а також від заданих розмірів. Тому питання вивчення методів дефектоскопія як комплекс методів і засобів контролю матеріалів і виробів з метою виявлення дефектів в даний час набувають найбільшу актуальність.

При виконанні лабораторних робіт студенти мають можливість ознайомитися з основними дефектами виробів і конструкцій та методами контролю дефектів матеріалів та виробів.

 

ПЕРЕЛІК ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ

Лабораторна робота № 1

Тема. Види дефектоскопії виробів

Мета:вивчити методи, апаратуру і способи контролю якості різних виробів, відповідно і вивчення можливих видів дефектів, що є важливим завданням в машинобудуванні.

Устаткування:Мікроскоп, діоптрійні і телевізійні трубки

Короткі теоретичні відомості

Контроль якості різних металевих виробів і вивчення можливих видів дефектів є важливим завданням в машинобудуванні.

Відсутність контролю або його неякісне виконання може привести не тільки до порушення умов їх експлуатації, але і до передчасного припинення функціонування вироби і пов'язаного з цим значних матеріальних збитків, а також тяжких наслідків: вибухонебезпечної ситуації, виникнення пожежі, отруєння навколишнього середовища і трагічної загибелі людей.

Одним з основних напрямів розвитку металургії є підвищення якості продукції, що дозволяє задовольнити потреби в металі при менших обсягах виробництва.

Постійне підвищення вимог, що пред'являються до якості металів різних груп і класів, викликає необхідність розробки комплексної системи контролю якості продукції. Продукція металургії проходить комплексну перевірку в заводській лабораторії по багатьом видам контролю.

Особливу увагу привертає металографія як наука про кристалічній структурі металів і сплавів, видимої неозброєним оком і за допомогою мікроскопа, яка є найбільш інформативною і визначає необхідність проведення подальшого контролю продукції.

Візуальний метод. Найбільш простим методом дефектоскопії є візуальний – неозброєним оком або за допомогою оптичних приладів (наприклад, лупи). Для огляду внутрішніх поверхонь, глибоких порожнин і важкодоступних місць застосовують спеціальні трубки з призмами і мініатюрними освітлювачами (діоптрійні трубки) і телевізійні трубки. Використовують також лазери для контролю, наприклад якості поверхні тонкого дроту та інші Візуальна дефектоскопії дозволяє виявляти лише поверхневі дефекти (тріщини, полон і ін.) в металевих виробах і внутрішні дефекти у виробах із скла або прозорих для видимого світла пластмас. Мінімальний розмір дефектів, що виявляються неозброєним оком, складає 0,1-0,2 мм, а при використанні оптичних систем - десятки мкм

Рентгенодефектоскопія. Рентгенодефектоскопії заснована на поглинанні рентгенівських променів, що залежить від щільності середовища і атомного номера елементів, що утворюють матеріал середовища. Наявність таких дефектів, як тріщини, раковини або включення чужорідного матеріалу, призводить до того, що проходять через матеріал промені (рис. 1) послаблюються в різному ступені. Реєструючи розподіл інтенсивності проходять променів, можна визначити наявність і розташування різних неоднорідностей матеріалу.

Рисунок 1.1 – Схема рентгенівського просвічування:
1 – джерело рентгенівського випромінювання; 2 – пучок рентгенівських променів; 3 – деталь, 4 – внутрішній дефект в деталі; 5 – невидиме оком рентгенівське зображення за деталлю; 6 – реєстратор рентгенівського зображення.

Інтенсивність променів реєструють декількома методами. Фотографічними методами отримують знімок деталі на плівці. Візуальний метод заснований на спостереженні зображення деталі на флуоресціюючому екрані. Більше ефективний цей метод при використанні електронно-оптичних перетворювачів. При ксерографії методі отримують зображення на металевих пластинках, покритих шаром речовини, поверхні якого повідомлений електростатичний заряд. На пластинах, які можуть бути використані багаторазово, отримують контрастні знімки. Іонізаційний метод заснований на вимірюванні інтенсивності електромагнітного випромінювання за його іонізуючого дії, наприклад на газ. У цьому випадку індикатор можна встановлювати на достатній відстані від виробу, що дозволяє контролювати вироби, нагріті до високої температури.

Чутливість методів рентгенодефектоскопії визначається відношенням протяжності дефекту в напрямку просвічування до товщини деталі в цьому перетині і для різних матеріалів становить 1 – 10 %. Застосування рентгенодефектоскопії ефективно для деталей порівняно невеликої товщини, тому що проникаюча здатність рентгенівських променів із збільшенням їх енергії зростає незначно. Рентгенодефектоскопії застосовують для визначення раковин, грубих тріщин, ліквационних включень в литих і зварних сталевих виробах товщиною до 80 мм і в виробах з легких сплавів товщиною до 250 мм. Для цього використовують промислові рентгенівські установки з енергією випромінювання від 5-10 до 200-400 кев (1 ев = 1,60210 • 10-19 дж). Вироби великої товщини (до 500 мм) просвічують наджорстким електромагнітним випромінюванням з енергією в десятки Мев, одержуваних в бетатрон.

Гамма-дефектоскопія. Гамма-дефектоскопія має ті ж фізичні основи, що і рентгенодефектоскопії, але використовується випромінювання гамма-променів, що випускаються штучними радіоактивними ізотопами різних металів (кобальту, іридію, європію). Використовують енергію випромінювання від декількох десятків до 1 – 2 МэВ для просвічування деталей великої товщини (рис. 1.2).

Рисунок 1.2 – Гамма-дефектограма

Цей метод має суттєві переваги перед рентгенодефектоскопії: апаратура для гамма-дефектоскопії порівняно проста, джерело випромінювання компактний, що дозволяє обстежити важкодоступні ділянки виробів. Крім того, цим методом можна користуватися, коли застосування рентгенодефектоскопії утруднене (наприклад, в польових умовах). При роботі з джерелами рентгенівського і гамма-випромінювань повинна бути забезпечена біологічний захист.

Радіодефектоскопія. Радіодефектоскопія заснована на проникаючих властивостях радіохвиль сантиметрового і міліметрового діапазонів (мікрорадіоволни), дозволяє виявляти дефекти головним чином на поверхні виробів зазвичай з неметалічних матеріалів. Радіодефектоскопія металевих виробів через малу проникаючої здатності мікрорадіоволни обмежена. Цим методом визначають дефекти в сталевих листах, прутках, дроті в процесі їх виготовлення, а також вимірюють їх товщину або діаметр, товщину діелектричних покриттів і т.д. Від генератора, що працює в безперервному або імпульсному режимі, мікрорадіоволни через рупорні антени проникають у виріб і, пройшовши підсилювач прийнятих сигналів, реєструються приймальним пристроєм.

Інфрачервона дефектоскопія. Інфрачервона дефектоскопія використовує інфрачервоні (теплові) промені для виявлення непрозорих для видимого світла включень. Так зване інфрачервоне зображення дефекту отримують в проходному, відбитому або власному випромінюванні досліджуваного виробу. Цим методом контролюють вироби, що нагріваються в процесі роботи. Дефектні ділянки у виробі змінюють тепловий потік. Потік інфрачервоного випромінювання пропускають через виріб і реєструють його розподіл теплочутливим приймачем. Неоднорідність будови матеріалів можна досліджувати також методом ультрафіолетової дефектоскопії.

Магнітна дефектоскопія. Магнітна дефектоскопія заснована на дослідженні спотворень магнітного поля, що виникають в місцях дефектів у виробах з феромагнітних матеріалів. Індикатором може служити магнітний порошок (закис-окис заліза) або його суспензія в маслі з дисперсністю часток 5 – 10 мкм. При намагнічуванні вироби порошок осідає в місцях розташування дефектів (метод магнітного порошку). Поле розсіяння можна фіксувати на магнітній стрічці, яку накладають на досліджуваний виробу в місці дефекту вказують на зміни імпульсу струму, що реєструються на екрані осциллоскопа (ферозондовий метод).

 

 

Чутливість методу магнітної дефектоскопії залежить від магнітних характеристик матеріалів, що застосовуються, індикаторів, режимів намагнічення виробів. Методом магнітного порошку можна виявляти тріщини й інші дефекти на глибині до 2 мм (рис. 1.3).

Рисунок 1.3 – Тріщини, виявлені методом магнітного порошку

Магнітографічним методом контролюють головним чином зварні шви трубопроводів товщиною до 10-12 мм і виявляють тонкі тріщини і не провар. Ферозондовий метод найбільш доцільний для виявлення дефектів на глибині до 10 мм і в окремих випадках до 20 мм у виробах правильної форми. Цей метод дозволяє повністю автоматизувати контроль і розбракування. Намагнічування виробів проводиться магнітними дефектоскопами, що створюють магнітні поля достатньої напруженості. Після проведення контролю вироби ретельно розмагнічують.

Методи магнітної дефектоскопії застосовують для дослідження структури матеріалів (магнітна структурометрія) і вимірювання товщини (магнітна товщинометрія). Магнітна структурометрія заснована на визначенні основних магнітних характеристик матеріалу (коерцитивної сили, індукції, залишкової намагніченості, магнітної проникності). Ці характеристики, як правило, залежать від структурного стану сплаву, що піддається різної термічній обробці. Магнітну структурометрію застосовують для визначення структурних складових сплаву, що знаходяться в ньому в невеликій кількості і за своїми магнітним характеристикам значно відрізняються від основи сплаву, для вимірювання глибини цементації, поверхневої гарту і т.п. Магнітна товщинометрія заснована на вимірюванні сили тяжіння постійного магніту або електромагніта до поверхні виробу з феромагнітного матеріалу, на яку нанесений шар немагнітного покриття, і дозволяє визначати товщину покриття.