Виды дефектов и методы контроля

Министерство  образования России

Национальный исследовательский

«ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

Факультет: Институт природных  ресурсов.

Кафедра: Транспорт и  хранение нефти и газа.

 

 

 

 

 

Виды дефектов и методы контроля

 

 

 

 

Выполнил:                                                          

студент группы                                            ________________       

 

 

 

 

Проверил:                                                          

                                                                                ________________       

 

 

 

 

 

 

 

Томск 2013г.

 

 

План:

1.1  Виды дефектов и  методы контроля.                                                        3

1.2 Метод опрессовки.                                                                                        5

1.3  Метод красок.                                                                                               6

1.4 Магнитный  метод.                                                                                        6

1.5 Люминесцентный  метод.                                                                             6

1.6  Ультразвуковой   метод.                                                                             6

2.1 Классификация акустических методов контроля                                  7

2.2 Способ звуковой  тени.                                                                                  9

2.3 Эхо-импульсный  метод ультразвуковой дефектоскопии.                    9

2.4 Условия получения максимального сигнала от дефекта.                   11

2.5  Виды  помех, появляющихся при эхо-методе.                                        11

2.6 Разрешающая  способность эхо-метода.                                                   12

2.7 Определение образа выявленного дефекта.                                           13

3. Ультразвуковой  эхо-импульсный дефектоскоп                                      14

Список  использованной литературы                                                            17           

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.1  Виды дефектов и методы контроля.

 

Характерные дефекты  деталей. Структурные параметры  механизма и его агрегатов  зависят от состояния сопряжений, деталей, которое характеризуется  посадкой. Всякое нарушение посадки вызывается: изменением размеров и геометрической формы рабочих поверхностей; нарушением взаимного расположения рабочих поверхностей; механическими повреждениями, химикотепловыми повреждениями; изменением физико-химических свойств материала детали.

Изменение размеров и геометрической формы рабочих поверхностей деталей происходит в результате их изнашивания. Неравномерное изнашивание вызывает возникновение таких дефектов формы рабочих поверхностей, как овалость, конусность, бочкообразность, корсетность. Интенсивность изнашивания зависит от нагрузок на сопряженные детали, скорости перемещения трущихся поверхностей, температурного режима работы деталей, режима смазывания, степени агрессивности окружающей среды.

Нарушение взаимного  расположения рабочих поверхностей проявляется в виде изменения расстояния между осями цилиндрических поверхностей, отклонений от параллельности или перпендикулярности осей и плоскостей, отклонений от соосности цилиндрических поверхностей. Причинами этих нарушений являются неравномерный износ рабочих поверхностей, внутренние напряжения, возникающие в деталях при их изготовлении и ремонте, остаточные деформации деталей вследствие воздействия нагрузок.

Взаимное расположение рабочих поверхностей наиболее часто  нарушается у корпусных деталей. Это вызывает перекосы других деталей агрегата, ускоряющие процесс изнашивания.

Механические повреждения  деталей - трещины, обломы, выкрашивание, риски и деформации (изгибы, скручивание, вмятины) возникают в результате перегрузок, ударов и усталости материала.

Трещины являются характерными для деталей, работающих в условиях циклических знакопеременных нагрузок. Наиболее часто они появляются на поверхности деталей в местах концентрации напряжений (например, у  отверстий, в галтелях).

Обломы, характерные для литых деталей, и выкрашивание на поверхностях стальных цементованных деталей возникают в результате воздействия динамических ударных нагрузок и вследствие усталости металла.

Риски на рабочих поверхностях деталей появляются под действием  абразивных частиц, загрязняющих смазку.

Деформациям подвержены детали из профильного проката и  листового металла, валы и стержни, работающие в условиях динамических нагрузок.

Химико-тепловые повреждения - коробление, коррозия, нагар и накипь появляются при эксплуатации автомобиля в тяжелых условиях.

Коробление поверхностей деталей значительной длины обычно возникает при воздействии высоких  температур.

Коррозия - результат  химического и электрохимического воздействия окружающей окислительной  и химически активной среды. Коррозия проявляется на поверхностях деталей в виде сплошных оксидных пленок или местных повреждений (пятен, раковин).

Нагар является результатом  использования в системе охлаждения двигателя воды.

Накипь является результатом  использования в системе охлаждения двигателя воды.

Изменение физико-механических свойств материалов выражается в  снижении твердости и упругости  деталей. Твердость деталей может  снизится вследствие применения структуры  материала при нагреве в процессе работы до высоких температур. Упругие  свойства пружин и рессор снижаются вследствие усталости материала.

Предельные и допустимые размеры и износы деталей. Различают  размеры рабочего чертежа, допустимые и предельные размеры и износы деталей.

Размерами рабочего чертежа  называются размеры детали, указанные заводом-изготовителем в рабочих чертежах.

Допустимыми называются размеры и износы детали, при которых  она может быть использована повторно без ремонта и будет безотказно работать до очередного планового ремонта  автомобиля (агрегата).

Предельными называются размеры и износы детали, при которых ее дальнейшее использование технически недопустимо или экономически нецелесообразно.

Изнашивание детали в  различные периоды ее работы происходит не равномерно, а по определенным кривым.

Первый участок продолжительностью t₁ характеризует изнашивание детали в период приработки. В этот период шероховатость поверхностей детали, полученная при ее обработке, уменьшается, а интенсивность изнашивания снижается.

Второй участок продолжительностью t₂ соответствует периоду нормальной работы сопряжения, когда изнашивание происходит сравнительно медленно и равномерно.

Третий участок характеризует  период резкого повышения интенсивности  изнашивания поверхностей, когда  мероприятия технического обслуживания препятствовать этому уже не могут. За время Т, прошедшее с начала эксплуатации, сопряжение достигает предельного состояния и требует ремонта. Зазор в сопряжении, соответствующий началу третьего участка кривой изнашивания, определяет значения предельных износов деталей.

Последовательность контроля деталей при дефектации. В первую очередь выполняют визуальный контроль деталей с целью обнаружения повреждений, видимых невооруженным глазом: крупных трещин, обломов, рисок, выкрашивания, коррозии, нагара и накипи. Затем детали проверяют на приспособлениях для обнаружения нарушений взаимного расположения рабочих поверхностей и физико-механических свойств материала, а также на отсутствие скрытых дефектов (невидимых трещин). В заключение контролируют размеры и геометрическую форму рабочих поверхностей деталей.

Контроль взаимного  расположения рабочих поверхностей. Отклонение от соосности (смещение осей) отверстий проверяют с помощью  оптических, пневматических и индикаторных приспособлений. Наибольшее применение при ремонте автомобилей нашли  индикаторные приспособления. При проверке отклонения от соосности вращают оправку, а индикатор указывает значение радиального биения. Отклонение от соосности равно половине радиального биения.

Несоосность шеек валов  контролируют замером их радиального  биения с помощью индикаторов с установкой в центрах. Радиальное биение шеек определяется как разность наибольшего и наименьшего показаний индикатора за один оборот вала.

Отклонение от параллельности осей отверстий определяют разность |а₁ – a₂| расстояний а₁ и а₂ между внутренними образующими контрольных оправок на длине L с помощью штихмасса или индикаторного нутромера.

Отклонение от перпендикулярности осей отверстий проверяют с помощью  оправки с индикатором или  калибра, измеряя зазоры Д₁ и Д₂  на длине L. В первом случае отклонение осей от перпендикулярности определяют как разность показаний индикатора в двух противоположных положениях, во втором - как разность зазоров |Д₁- Д₂|.

Отклонение от параллельности оси отверстия относительно плоскости  проверяют на плите путем изменения индикатором отклонения размеров h₁ и h₂ на длине L. Разность этих отклонений соответствует отклонению от параллельности оси отверстия и плоскости.

Отклонение от перпендикулярности оси отверстия к плоскости  определяют на диаметре D как разность показаний индикатора при вращении на оправке относительно оси отверстия  или путем измерения зазоров в двух диаметрально противоположных точках по периферии калибра. Отклонение от перпендикулярности в этом случае равно разности результатов измерений |Д₁-Д₂| на диаметре D.

Контроль скрытых дефектов особенно необходим для ответственных  деталей, от которых зависит безопасность работы. Для контроля применяют методы опрессовки, красок, магнитный, люминесцентный и ультразвуковой.

 

                                 1.2 Метод опрессовки.

 

Метод опрессовки применяют  для выявления трещин в корпусных  деталях (гидравлическое испытание) и  проверки герметичности трубопроводов, топливных баков, шин (пневматическое испытание). Корпусную деталь устанавливаю для испытания на стенд, герметизируют крышками и заглушками наружные отверстия, после чего во внутренние полости детали насосом нагнетают воду до давления 0,3... 0,4 МПа. Подтекание воды показывает местонахождение трещины. При пневматическом испытании внутрь детали подают воздух давлением 0,05... 0,1 МПа и погружают ее в ванну с водой. Пузырьки выходящего воздуха указывают местонахождение трещины.

 

                                  1.3 Метод красок.

 

Методом красок пользуются для обнаружения трещин шириной  не менее 20...30 мкм. Поверхность контролируемой детали обезжиривают и наносят на нее красную краску, разведенную керосином. Смыв красную краску растворителем, покрывают поверхность детали белой краской. Через несколько минут на белом фоне проявится красная краска, проникшая в трещину.

 

                       1.4 Магнитный метод.

 

Магнитный метод применяют  для контроля скрытых трещин в  деталях из ферромагнитных материалов (стали, чугуна). Если деталь намагнитить  и посыпать сухим ферромагнитным порошком или полить суспензией, то их частицы притягиваются к краям трещин, как к полюсам магнита. Ширина слоя порошка может в 100 раз превысить ширину трещины, что позволяет выявить ее.

Намагничивают детали на магнитных дефектоскопах. После  контроля детали размагничивают, пропуская через соленоид, питаемый переменным током.

 

                               1.5 Люминесцентный метод.

  

Люминесцентный метод  применяют для обнаружения трещин шириной более 10 мкм в деталях, изготовленных из немагнитных материалов. Контролируемую деталь погружают на 10... 15 мин в ванн с флюоресцирующей жидкостью, способной светиться при воздействии на нее ультрафиолетового излучения. Затем деталь протирают и наносят на контролируемые поверхности тонкий слой порошка углекислого магния, талька или силикагеля. Порошок вытягивает флюоресцирующую жидкость из трещины на поверхность детали.

После этого, пользуясь  люминесцентным дефектоскопом, деталь подвергают воздействию ультрафиолетового  излучения. Порошок, пропитанный флюоресцирующей  жидкостью, выявляет трещины детали в виде светящихся линий и пятен.

 

                            1.6 Ультразвуковой   метод.