Рентгеновский контроль литых деталей

(ПИ 1.2.226-83)

Рентгеновские методы дефектоскопии:рентгенографический, электрорентгенографический (ксерорентгенографический) и рентгеноскопический рекомендуется применять для обнаружения внутренних дефектов литых деталей из стали, магниевых, алюминиевых, титановых, медных и жаропрочных сплавов, на никелевой и кобальтовой основах других сплавов, а также для контроля местоположения внутренних полостей и стенок литых деталей.

Чувствительность (к выявлению дефектов) рентгеновских методов зависит от четкости и контрастности изображения литой детали, полученного на преобразователе (рентгенограмме, электрорентгенографической пластине или рентгеноскопическом светящемся экране). Четкость изображения увеличивается с улучшением оптических свойств применяемой рентгеновской трубки. Наибольшую четкость и контрастность изображения, а следовательно, и чувствительность к выявлению дефектов обеспечивается рентгенографическим методом. С его помощью в литых деталях обнаруживаются трещины, раковины, рыхлости, поры, различные включения и другие литейные дефекты макроскопических размеров.

Электрорентгенографический метод по чувствительности приближается к чувствительности рентгенографического, однако электрорентгенографические пластинки (в противоположность рентгеновской пленке) нельзя изгибать по форме контролируемой детали, поэтому этот метод применяется для контроля деталей простой формы. Рентгеноскопический метод менее чувствителен, чем рентгенографический, и поэтому он позволяет в зависимости от материала и толщины контролируемой детали, применяемой аппаратуры и режимов просвечивания обнаруживать дефекты только в два и большее число раз крупнее, чем дефекты, обнаруживаемые рентгенографическим методом.

Последовательность операций рентгеновского контроля: приемка детали от цеха (с сопроводительными документами) и запись данных в журнале; выбор оптимальных условий просвечивания; подготовка детали (включая маркировку ее участков) и рентгеновской аппаратуры к просвечиванию; непосредственно проведение просвечивания и расшифровка светотеневого изображения контролируемой детали; разбраковка детали с разметкой (на детали) дефектов, подлежащих устранению; запись результатов контроля в журнал; выдача деталей в цех с приложением соответствующей документации; хранение результатов контроля и копий документов в архиве.

Ультразвуковой контроль

 

Для акустического метода НК применяют колебания ультразвукового и звукового диапазонов частотой от 50 Гц до 50 МГц. Интенсивность колебаний обычно невелика, не превышает 1кВт/см². Такие колебания происходят в области упругих деформаций среды, где напряжения и деформации связаны пропорциональной зависимостью (область линейной акустики).

Согласно ГОСТ 23829 - 89, акустические методы делят на две большие группы: использующие излучение и прием акустических волн (активные методы) и основанные только на приеме волн (пассивные методы). В каждой из групп можно выделить методы, основанные на возникновении в объекте контроля бегущих и стоячих волн или колебаний (рис. 3.19).

Активные акустические методы, в которых применяют бегущие волны, делят на две подгруппы, использующие прохождение и отражение волн. Применяют как непрерывное, так и импульсное излучение.

К методам прохождения относятся следующие:

- теневой метод, основанный на уменьшении амплитуды прошедшей волны;

- зеркально-теневой метод, основанный на ослаблении сигнала волны под влиянием дефекта, отраженного от противоположной поверхности изделия;

- эхо-метод, регистрирующий эхо-сигналы от дефектов.

 

Акустические методы контроля

Методы, основанные на излучении и приеме упругих волн.

Методы, основанные на приеме упругих волн.

Бегущие волны

Стоячие волны (колебания)

Эхо-метод

Теневой

Зеркально-теневой

Импедансный

Резонансный

Свободных колебаний

Эмиссионный

Шумовибрационный

Рис.3.19. Классификация акустических методов контроля

Импедансный метод основан на анализе изменения механического импеданса участка поверхности контролируемого объекта, с которым взаимодействует преобразователь.

При методе свободных колебаний механическим ударом возбуждаются вибрации во всем изделии или в его части. Сущность его состоит в возбуждении через слой жидкости вынужденных колебаний изделия с частотой, близкой к резонансной. После окончания возбуждения стенка продолжает колебаться в свободном режиме. По частоте этих свободных колебаний с очень высокой точностью измеряют ее толщину.

При резонансном методе в стенке изделия с помощью преобразователя возбуждают ультразвуковые волны. Частоту колебаний моделируют и фиксируют частоты, на которых возникают резонансы, т.е. когда по толщине стенки изделия укладывается целое число полуволн ультразвука.

Наиболее характерным пассивным методом, использующим бегущие волны, является акустико-эмиссионный метод. При акустической эмиссии упругие волны излучаются самим материалом в результате внутренней динамической локальной перестройки его структуры.

Пассивными акустическими методами, основанными на возбуждении стоячих волн или колебаний объекта контроля, являются вибрационно-диагностический и шумо-диагностический. При первом анализируют параметры вибраций какой-либо отдельной детали или узла (ротора, подшипников) с помощью приемников контактного типа, при втором изучают спектр шумов работающего механизма, обычно с помощью микрофонных приемников.

Существует ряд методов, в которых используют принципы как прохождения, так и отражения звука. При теневом эхо-методе, при котором анализируют как прошедшие, так и отраженные сигналы, и сквозном эхо- методе, при котором регистрируется прошедшее излучение, главным признаком дефекта служит появление сигналов, отраженных от дефектов после зеркального отражения волны от верхней и нижней поверхностей изделия. Преимуществом последних методов является возможность выявления слабо отражающих ультразвук дефектов.

Для контроля металла применяют в основном эхо-, теневой и зеркально-теневой методы. Предпочтение отдается эхо-методу, как наиболее чувствительному и помехоустойчивому.

Тип УЗК выбирают следующим образом. Продольными и поперечными волнами контролируют изделия значительной толщины - в несколько раз большей длины волны. Поверхностными волнами выявляют дефекты на поверхности изделия; чувствительность уменьшается с увеличением глубины и практически достигает нуля на глубине, равной длине волны. Сложная форма поверхности изделий не является препятствием для контроля, поскольку поверхностная волна следует за всеми ее изгибами.

Направление УЗК должно быть таким, чтобы обеспечивалось надежное выявление наиболее опасных дефектов. Особо ответственные изделия контролируют несколько раз при различных направлениях УЗК. Поверхность, через которую вводятся УЗК, должна быть относительно ровной, не иметь выступов и выемок, мешающих перемещению преобразователя, поэтому удобнее контролировать заготовки изделий. Качество поверхности должно обеспечивать достаточно высокую стабильность акустического контакта между преобразователем и изделием, так чтобы изменение чувствительности не превышало 4 Дб. Недопустимо наличие на поверхности отслаивающейся окалины, грубых неровностей или покрытий, препятствующих прохождению УЗК.

При контроле контактным методом поверхность изделия покрывают вязкой, хорошо смачивающей жидкостью (машинным или трансформаторным маслом, глицерином, клейстером). Частоту УЗК выбирают более высокой, но с учетом влияния затухания ультразвука в материале. Поэтому с целью достижения максимальной чувствительности с увеличением толщины изделия и повышения затухания ультразвука частоту снижают. Чувствительность ультразвуковых дефектоскопов обычно выбирают выше максимального значения, необходимого для выявления дефектов. При контроле изделий с высоким уровнем структурных шумов эхо-сигнал от минимального выявляемого дефекта должен быть не менее чем на 6 Дб выше этого уровня.

Ультразвуковая дефектоскопия основана на свойстве ультразвуковых колебаний (волн) распространяться в однородном твердом теле и на его плоских и кривых поверхностях в виде лучей прямолинейно и отражаться от границ тела или нарушений сплошности (трещин, раковин, расслоений и пр.). УЗК представляют собой упругие колебания с частотой выше предела сплошности и обладают некоторыми специфическими свойствами: при определенных частотах увеличивается направленность и уменьшается угол раскрытия пучка УЗК, что позволяет рассматривать его как «ультразвуковой луч». Законы распространения УЗК (преломление и отражение) аналогичны законам геометрической оптики. Благодаря этим свойствам, а также способности проникать на большую глубину, УЗК можно применять для выявления дефектов в металлах (раковин, трещин, расслоений и рыхлот), залегающих на глубине, в толще металла, не обнаруживаемых магнитными и люминесцентными методами и не всегда обнаруживаемых рентгеновскими лучами.

Принцип работы ультразвукового импульсного дефектоскопа заключается в следующем. УЗК получают с помощью вибратора от специального импульсного генератора, вырабатывающего кратковременные импульсы переменного напряжения высокой частоты. Вибратор, преобразуя эти импульсы в упругие колебания той же частоты, периодически посылает ультразвуковые лучи в толщу металла. Дойдя до противоположной грани изделия (до «дна»), ультразвуковой луч отражается и попадает на специальный искатель, который преобразует отражение УЗК в переменное напряжение, поступающее на вход усилителя и далее на экран трубки осциллографа в виде пика. Донный сигнал виден на правой стороне экрана. Если в толще металла есть дефект, то УЗК отражается от него, а так как длина пути УЗК до дефекта меньше, чем до «дна», то дефектный сигнал на экране появится раньше «донного» сигнала (расположение «дефектного» и «донного» сигналов на экране предопределяется устройством осциллографа). Таким образом, о наличии дефекта судят по появлению «дефектного» сигнала.

Ультразвуковую дефектоскопию широко применяют для контроля слитков, подлежащих обработке давлением, фасонного литья, поковок прутков и труб, сварных соединений.

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.

Эхо-метод применяют для обнаружения грубых дефектов в слитках из различных металлов и сплавов, предназначенных для изготовления ответственных изделий. Поковки (типа роторов и дисков турбин, заготовок штампов, станин, валов, деталей самолетов, в том числе из легких сплавов, и т.п.) контролируют эхо-методом. В этих изделиях могут быть выявлены флокены, остатки усадочных раковин, инородные включения, окисные плены, ликвационные скопления и другие внутренние дефекты, которые практически невозможно обнаружить просвечиванием. Контроль ведется на частоте 2-5 МГц эхо - и зеркально-теневым методами. Для ответственных изделий предусматривается прозвучивание каждого объема в трех взаимно-перпендикулярных направлениях или близких к ним. Контроль штамповок проводится эхо - методом продольными волнами при частоте 2-5 МГц. УЗК рекомендуется направлять перпендикулярно к волокнам металла.

Оглавление

⇐ Предыдущая13141516171819202122Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: