Дипломная работа: Совершенствование системы неразрушающего контроля качества изделий на предприятиях машиностроительного профиля

1.1 Общие сведения о неразрушающем контроле и основные требования к нему

Применение НК предшествует разработка модели, отражающей изменение свойств материалов и изделий по характерным признакам. НК заключается в проверке физическим методом соответствия показателей качества контролируемой продукции установленным требованиям без нарушения ее свойств, функционирования и пригодности к применению.

Существующие средства НК предназначены для выявления дефектов типа нарушения сплошности материала изделий; оценки структуры материала изделий; контроля геометрических параметров изделий; оценки физико-химических свойств материала изделий.

НК основан на получении информации о качестве проверяемых материалов и изделий при взаимодействии их с веществами или физическими полями в виде электрических световых, звуковых или иных сигналов. Современные методы НК в соответствии с ГОСТ 18353-79 подразделяются на девять основных видов: радиационный, акустический, магнитный, вихретоковый, электрический, радиоволновой, тепловой, оптический, а также проникающими веществами (молекулярный).

Методы каждого вида НК классифицируют по характеру взаимодействия физических полей или веществ с контролируемым объектом, первичным информативным признакам и способам получения первичной информации.

·МАГНИТНЫЙ КОНТРОЛЬ – основан на анализе взаимодействия магнитного поля с контролируемым объектом. Физические основы магнитного контроля заключаются в использовании магнитных свойств материалов, в частности, размагничивающего фактора, магнитного сопротивления и преломления магнитных силовых линий.

·ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ – основан на регистрации параметров электрического поля, взаимодействующего с контролируемым объектом, или возникающего в контролируемом объекте в результате внешнего воздействия.

·ВИХРЕТОКОВЫЙ КОНТРОЛЬ – основан на взаимодействии электромагнитного поля вихретокового преобразователя с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в контролируемом изделии, плотность которых зависит от свойств материалов.

·РАДИОВОЛНОВОЙ КОНТРОЛЬ – основан на использовании взаимодействия радиоизлучений с материалами контролируемых изделий. Он наблюдается в процессе поглощения, дифракции, отражения, преломления падающей волны или взаимодействия падающей или отраженных волн. Кроме того, в радиодефектоскопии могут использоваться специфические резонансные эффекты взаимодействия радиоволнового излучения.

·ТЕПЛОВОЙ КОНТРОЛЬ – основан на регистрации изменений тепловых или температурных полей контролируемых объектов, вызванных дефектами.

·ОПТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ – основан на взаимодействии светового излучения с поверхностью контролируемого объекта. При падении света с потоком излучения на материал происходит разложение его на составляющие. В зависимости от свойств материала это разложение может быть различным.

·АКУСТИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ – основан на использовании ультразвуковых волн. Колебания в деформируемой среде распространяются в виде волны. Совокупность частиц, обладающих одинаковой фазой колебаний, образует поверхность или фронт волны. Фронт волны расположен перпендикулярно к направлению распространению волны.

·МОЛЕКУЛЯРНЫЙ (КОНТРОЛЬ ПРОНИКАЮЩИМИ ВЕЩЕСТВАМИ) – основан на проникании веществ и регистрации индикаторного рисунка открытой поверхности.

·РАДИАЦИОННЫЙ КОНТРОЛЬ – основан на регистрации и анализе ионизирующего излучения при его взаимодействии с контролируемым изделием. К ионизирующим излучениям относят рентгеновские и гамма-излучения, а также потоки заряженных или нейтральных частиц. Рентгеновское излучение является электромагнитным излучением и возникает в рентгеновской трубке при торможении ускоренных электронов. Кинетическая энергия тормозящих электронов превращается в электромагнитную энергию, излучаемую в виде фотонов.

К НК предъявляются следующие основные требования:

1) возможность осуществления эффективного контроля на различных стадиях изготовления, в эксплуатации и ремонте изделий;

2) возможность контроля качества продукции по большинству заданных параметров;

3) согласованность времени, затрачиваемого на контроль, с временем работы другого технологического оборудования;

4) высокая достоверность результатов контроля;

5) возможность механизации и автоматизации контроля технологических процессов, а также управления ими с использованием сигналов, выдаваемых средствами НК;

6) высокая надежность дефектоскопической аппаратуры и возможность использования ее в различных условиях;

7) простота методики контроля, техническая доступность средств контроля в условиях производства, ремонта и эксплуатации.

В современных условиях при большом разнообразии методов и приборов необходим тщательный анализ для выбора наиболее эффективного и экономичного НК. Принцип выбора методов НК материалов и изделий основывается на их классификационных признаках [5]. Основными признаками являются: характер взаимодействия физических полей или веществ с контролируемым объектом, первичная информационная характеристика, индикация первичной информации, окончательная информация. Каждый метод имеет свою область наиболее эффективного применения.

Для выбора методов или комплекса методов НК должны быть определены вид дефектов, подлежащих выявлению, объекты (зоны) контроля, их характеристики и условия контроля, а также должны быть заданы критерии на отбраковку. По эти данным руководствуясь табл. 4 [1], определяют возможные методы, позволяющие решить поставленную задачу. Затем, принимая во внимание критерии на отбраковку, чувствительность и специфику методов, выбирают методы и средства НК для применения. При равной чувствительности предпочтение отдается тому методу, который проще и доступнее в конкретных условиях применения, у которого выше достоверность результатов контроля и производительность.

Выбранные методы контроля полуфабрикатов фиксируются в нормативной технологической документации.

На практике в некоторых случаях могут встретиться задачи, для решения которых применение того или иного широко распространенного метода может оказаться недостаточно эффективным [4]. В этих случаях научно-исследовательские институты и заводы промышленности разрабатывают новые специальные методы, средства и методики НК.

При выборе метода или комплекса методов для дефектоскопического контроля конкретных деталей или узлов необходимо учитывать, кроме специфических особенностей и технических возможностей каждого метода, следующие основные факторы: характер (вид) дефекта и его расположение, условия роботы деталей и ТУ на отбраковку, материал детали, состояние и чистоту обработки поверхности, форму и размер детали,, зоны контроля, доступность детали и зоны контроля, условия контроля.

Характер (вид) подлежащих выявлению дефектов — важный фактор при выборе метода. В зависимости от происхождения дефекты различаются размерами, формой и средой, заполняющей их полости. Так, например, трещины имеют протяженную форму с различным раскрытием и глубиной. В полости трещин могут быть окислы, смазка, нагар и другие загрязнения. Трещины характерны резкими очертаниями, а неметаллические включения, закаты и заковы часто бывают округлой формы. Поэтому, учитывая особенности дефекта, который необходимо обнаружить, выбирают метод ПК для падежного его выявления. Так, для обнаружения поверхностных трещин с малой шириной раскрытия (0,5—5 мкм) на деталях из ферромагнитных материалов наиболее эффективным является магнитный, а из немагнитных материалов — токовихревой или капиллярный метод и совершенно непригоден, например, рентгенографический. Для выявления внутренних скрытых дефектов целесообразно применять радиационные или ультразвуковые методы.

Место расположения возможных дефектов на детали. Дефекты подразделяют на поверхностные, подповерхностные (залегающие на небольшой глубине — до 0,5—1 мм) и внутренние (залегающие на глубине более 1 мм).