"Методы неразрушающего контроля в авиационной промышленности"
Исследовательская работа
Автор: Кубызина Анна, Черкашин Дмитрий, студент, ГБПОУИО "Иркутский авиационный техникум", город Иркутск
В раздел среднее профессиональное образование
МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ В АВИАЦИОННОЙ
ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Черкашин Дмитрий Олегович, Кубызина Анна Александровна
Группа ТМ-15-2
Государственное бюджетное профессиональное
образовательное учреждение Иркутской области
«Иркутский авиационный техникум»
Руководитель: Бурлак Елена Евгеньевна, преподаватель ГБПОУИО «ИАТ»
Аннотация:
Работа посвящена исследованию современных методов неразрушающего контроля, используемых в авиационной промышленности. В работе освещаются основные виды и методы неразрушающего контроля, их достоинства и недостатки, области и примеры применения, сравнительная характеристика.
Цель работы:
изучить современные методы неразрушающего контроля (дефектоскопии), целесообразность использования этих методов на производстве и принципы, по которым осуществляется неразрушающий контроль.
Задачи:
1) собрать и изучить информацию о методах неразрушающего контроля применяемых в промышленности 2) дать сравнительную характеристику методам НК 3) изучить устройство и принцип действия дефектоскопов, применяемым в промышленности.
Актуальность работы
объясняется тем, что в современной промышленности в процессе производства очень часто используются дорогие материалы, технологически сложные изделия, узлы, доступ к некоторым частям которых ограничен. Для этих случаев дефектоскопия является наиболее оптимальным вариантом контроля, в связи с тем, что она не требует разрушения контролируемого образца и предусматривает возможность дальнейшей эксплуатации объекта. Применение методов дефектоскопии так же способствует значительной экономии материальных и временных ресурсов.
Методы исследования:
В процессе работы были использованы знания, полученные при посещении авиазавода, в процессе подготовки к прохождению производственной практики, специальная литература, ресурсы интернета.
1. Контроль качества материалов и деталей
От чего зависит надежность и долговечность машин, механизмов, приборов, конструкций и т.д.? Факторов надежности можно назвать много, однако в значительной степени она обеспечивается тем, что материалы, детали этих устройств и сами устройства в целом подвергаются контролю на всех этапах изготовления и эксплуатации. В данной работе мы попытались рассмотреть виды и методы неразрушающего контроля, применяемые в промышленности. Термин «контроль» в технике означает проверку соответствия продукции установленным техническим требованиям. Эти требования (например, определенные линейные размеры, толщина, твердость, зернистость и др.) регистрируются в техническом паспорте каждого изделия. По этапам создания и использования продукции различают контроль проектирования (проверка технической документации поставщика, поступающей к заказчику), операционный (контроль продукции во время выполнения или после
завершения технологической операции) и приемочный (контроль продукции, по результатам которого принимают решение о ее пригодности к использованию). По полноте охвата различают сплошной контроль и выборочный. Сплошному контролю подвергают только продукцию ответственного назначения, в других случаях проводят выборочный контроль. При выборочном контроле могут применяться разрушающие методы, нарушающие пригодность продукции к применению, например, механические испытания на разрыв, удар и т.д. Неразрушающие методы контроля не нарушают пригодность продукции к применению. Как правило, неразрушающими методами контролируют всю продукцию, что резко повышает ее эксплуатационную надежность. Важность перехода от выборочного контроля к сплошному возрастает с увеличением сложности контролируемого оборудования. (1)
1.1 Виды неразрушающего контроля
Неразрушающий контроль является областью науки и техники, которая охватывает исследования физических принципов, лежащих в основе методов, технологий и средств контроля, не ухудшающих пригодность объектов к эксплуатации и не нарушающих их целостность. Сейчас методы НК широко применяются во всех отраслях промышленности. Очень часто насколько методов применяется одновременно. Суть НМК заключена в слове «неразрушающий»: объект контроля не нужно демонтировать или приостанавливать его эксплуатацию, нет нужды осуществлять физическое вмешательство в исследуемую среду, совершенно необязательно останавливать производство, чтобы оценить качество изготавливаемой продукции. Различают девять видов неразрушающего контроля: магнитный, электрический, вихретоковый, радиоволновой, тепловой, оптический, радиационный, акустический и проникающими веществами. Каждый вид НК подразделяется на методы, которые классифицируются по следующим признакам: - характер взаимодействия физических полей или веществ с контролируемым объектом; - первичный информативный параметр - способ получения первичной информации; Первичный информативный параметр - конкретный параметр поля или вещества (амплитуда поля, количество вещества и т.д.), изменение которого характеризует контролируемый объект. Например, при просвечивании рентгеновским излучением наличие трещины в объекте контроля увеличивает амплитуду прошедшего излучения (источник информации – межгосударственный стандарт ГОСТ 18353-79 «Контроль неразрушающий»). Неразрушающие методы контроля (НМК), включаются в понятие дефектоскопия. (1)
1.2 Применение неразрушающего контроля
Областью, которая раньше остальных взяла его на вооружение неразрушающий контроль, является машиностроение и в том числе, авиастроение. Сейчас исследованиям, не требующим непосредственного вмешательства, подвергаются и производственные материалы, и уже готовые изделия. НМК используют в целях выявления неоднородностей и нарушений сплошности макроструктур объектов, отклонений в химическом составе вещества, аномалий и мельчайших дефектов деталей и в ряде других случаев. К контролируемым
параметрам относят и прочность изделия, и качество нанесённого на поверхность покрытия, и поведение деталей под и после нагрузки. Методы НК позволяют выявить изъяны самой различной природы – ржавление, растрескивание, разъедание, а также многие другие. Дефектоскопия обеспечивает возможность контроля на всех стадиях жизни продукции – от изготовления до ремонта. Результаты исследований достоверны и при этом получаются достаточно быстро. Дефектоскопические приборы – надёжны, мобильны, а главное, доступны как в условиях производства, так и эксплуатации изделий. (3 стр.74)
1.3 Достоинства неразрушающего контроля
Неразрушающие методы контроля дают уникальную возможность – испытывать именно то изделие, которое будет в последствие использоваться. Важно и то, что изделие/объект/деталь можно проверять как полностью – исследовать как целостную систему, так и испытывая только «опасные» участки, которые с точки зрения эксплуатационной надёжности вызывают наибольшие опасения. Разнообразие неразрушающих методов, каждый из которых чувствителен к определённому свойству материала, позволяет получить сведения о множестве характеристик объекта. Самое главное, что характеристики эти от воздействия на них МНК не изменятся, а объект не потеряет своих качеств (это особо важно при контроле дорогостоящей продукции). (1) Неразрушающие методы применяются не только при сдаче объекта в эксплуатацию или выпуске продукции. Их применяют и при повторных испытаниях, проводимых регулярно (текущий контроль). Часто практикуется ещё один способ применения НМК – непрерывный контроль (объекты, подверженные большим нагрузкам – например, детали и узлы автоматических линий сборки и т.д.) – могут выйти из строя в любой момент и нуждаются в постоянном наблюдении; технологический процесс при этом прерываться не должен. НМК не требуют тщательной предварительной подготовки образцов. Устройства, с помощью которых реализуются данные методы, портативны и отличаются высоким быстродействием. НМК на порядок экономичнее, чем разрушающие: они требуют затрат не только меньшего количества средств, но и меньшего количества человеко-часов.
2. Магнитные методы неразрушающего контроля
Обнаружение дефектов магнитными методами основано на том, что в намагниченном теле при наличии в нем дефектов типа трещин, раковин, инородных включений и т.п. вокруг этих дефектов возникает рассеяние поля. В зависимости от способа обнаружения поля рассеяния р азличают магнитопорошковый, магнитографический, феррозондовый и другие методы магнитного контроля.
3. Акустические методы контроля
Акустический контроль основан на анализе упругих колебаний, которые распространяются в твердом теле. У пругие колебания могут самопроизвольно возникать в теле (например, при распространении трещин), в этом случае контроль называется пассивным (эмиссионный метод). В других случаях колебания специально возбуждают в теле, тогда контроль называют активным (все остальные ме тоды акустического контроля). Н аиболее широко для неразрушающего контроля используется ультразвук, причем на частотах порядка 1 -5 МГ ц. На этих частотах становится во зможным обнаруживать дефекты
размером около 1 мм. О сновные ме тоды акустической дефектоскопии – теневой и эхо-метод. Н еудобство этого метода в том, что он требует доступа к ОК с двух сторон. Этого недостатка лишен эхо-метод или метод отражения.
4. Радиационные методы контроля
Радиационный вид НК основан на взаимодействии проникающих излучений с объектом контроля и регистрацией результатов этого взаимодействия. В неразрушающем контроле наиболее распространены электромагнитные и радиоизотопные источники излучения . По скольку утечка или распыление радиоактивного в ещества м ожет п редставлять серьезную опасность, его помещают в г ерметическую ампулу, помещаемую в контейнер из специальных материалов.
5. Капиллярные методы контроля
Капиллярный метод дефектоскопии основан на капиллярном проникновении индикаторных жидкостей в полости п оверхностных и сквозных несплошностей объекта контроля и регистрации образующихся индикаторных следов визуально или с помощью преобразователя. Э тот метод позволяет обнаруживать поверхностные дефекты значительно быстрее и чувствительнее, чем визуальный осмотр.
6. Вихретоковый контроль
При воздействии на ме таллы в нешнего эл ектромагнитного поля в них возникают в ихревые токи (токи Фуко). Э ти т оки, в свою очередь создают собственное поле, направленное навстречу внешнему. В результате взаимодействия поля в ихревых токов с п олем источника электромагнитного излучения появляется возможность получить полезную информацию о состоянии контролируемого металла.
7. Оптические методы контроля
Оптический неразрушающий контроль основан н а взаимодействии светового излучения с контролируемым объектом и регистрации результатов этого в заимодействия. В оптическом контроле используются эл ектромагнитные волны от ультрафиолетового до инфракрасного диапазонов. Оптические методы контроля условно можно разделить на три группы: 1. Визуальный и визуально-оптический методы отличаются простотой и доступностью и поэтому имеют наибольшее распространение. 2. Фо тометрический, спектральный, телевизионный, в о сновном с троятся на результатах аппаратурных измерений и обеспечивают меньшую субъективность контроля. 3. И нтерференционный, д ифракционный, поляризационный, гологр афический, рефрактометрический используют волновые с войства с вета и п озволяют производить неразрушающий контроль объектов с чувствительностью до десятых долей длин волн источника излучения.
8. Выбор методов неразрушающего контроля при дефектоскопии
При выборе ме тода НК необходимо учитывать следующие основные факторы: характер несплошности и ее расположение, чувствительность метода контроля, условия работы детали и технические условия на изделие, состояние и шероховатость поверхности, форму и размер детали, доступность детали и зоны контроля, условия контроля. О чень часто применения од ного метода
недостаточно для проверки качества изделия по требуемым параметрам. В таких случаях используют комплекс методов НК. Для об служивающего персонала наиболее опасны р адиационные ме тоды. Определенную т оксичность и меют методы капиллярные и т ечеискания при использовании некоторых типов пробных веществ и ультрафиолетовых осветителей. З аметного вл ияния на з доровье обслуживающего персонала остальных методов не установлено.
По возм ожностям автома тизации к онтроля
наиболее благоприятны вихретоковый вид контроля, магнитные ме тоды с феррозондовыми, индукционными и тому подобными тип ами п реобразователей, р адиационный радиометрический метод и некоторые виды тепловых. Главные их преимущества заключаются в о тсутствии н еобходимости прямого контакта преобразователя с изделием и представлении информации о дефектах в виде показаний приборов. По стоимости выполнения контроля к наиболее дорогим относятся методы радиографические и т ечеискания. Э то связано с длительностью операций контроля, а также необходимостью капитальных затрат н а оборудование и помещения. Н изкой производительностью т акже отличается капиллярный контроль. Е сли с равнивать, например, затраты на радиационный и УЗ контроль сварных соединений т олщиной 10..20 мм, то для УЗ контроля о ни будут в 3—5 раз меньше. Пр еимущество будет возрастать с увеличением толщины сварных соединений.(4) При сопоставлении методов НК наиболее важной характеристикой является обнаружение дефектов. Наиболее эффективным методом является УЗ. По данным отечественных и з арубежных источников, выявляемость к апиллярным и визуальным методами — 0,2; р ентгено- и гаммаграфический методы характеризуются о ценкой, бл изкой к 1,7. В то же время для УЗ метода этот коэффициент > 3,0. Список использованной литературы и источников: 1. ГОСТ 18353-79. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов Дата обращения 10.10.2015 2. ГОСТ 16504-81 Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения Дата обращения 10.10.2015 3. Афанасьев В.Б., Чернова Н.В. Современные методы неразрушающего контроля. // Успехи современного естествознания. – 2011. № 7 – С. 73-74 4. Каневский И.Н., Сальникова Е.Н. Неразрушающие методы контроля, Изд. ДВГТУ, Владивосток, 2007, 243 стр.
В раздел среднее профессиональное образование