Методы контроля качества изделий

Контроль (технический контроль) − проверка соответствия изделия установленным техническим требованиям.

Основные виды дефектов:

- раковины (полости округлой формы);

- трещины (нарушение сплошности в виде разрывов полимерного материала);

- инородные включения (структуры, отличающиеся по составу от основного материала);

- пористость (скопление мелких полостей округлой формы);

- отслоения (нарушения сплошности на границе наполнитель−ТЗП корпуса;

- расслоения (нарушения сплошности в толще корпуса и на границе ТЗП−корпус).

Классификация методов неразрушающего контроля изделий.
В основу классификации методов неразрушающего контроля изделий положены физические процессы взаимодействия физического поля с объектом контроля. С точки зрения физических явлений, на которых они основаны, можно выделить четыре основных вида неразрушающего контроля: радиационный, акустический, электромагнитный и оптический.

Каждый из видов контроля подразделяют на методы по рассматриваемым признакам (таблица 10). Наиболее широко для неразрушающего контроля изделий различных габаритов и конструкций используются радиационный и акустический методы. В значительно меньшей степени распространены электромагнитный и оптический методы.

Таблица 10 − Классификация методов неразрушающего контроля

изделий

2.7.3.1 Радиационный контроль

Радиационные методы контроля основаны на различии в ослаблении ионизирующего излучения или прохождении его через бездефектный и дефектный участки контролируемого изделия. Используютсяследующие виды ионизирующего излучения: гамма-излучение (радиоактивный изотоп Со⁶⁰); тормозное излучение (бетатрон); рентгеновское излучение (промышленные рентгеновские установки).

Гамма-сцинтилляционный метод.Гамма-сцинтилляционныйметод применяется при контроле вкладных и скрепленных с корпусом изделий для выявления внутренних дефектов в наполнителе (нарушений сплошности или однородности). Гамма-излучение, прошедшее через контролируемое изделие, преобразуется сцинтилляционным детектором в электрические сигналы, которые после соответствующей обработки регистрируются в виде дефектограммы. Амплитуда электрического сигнала пропорциональна интенсивности прошедшего через изделие гамма-излучения. Путем последовательного сравнения зарегистрированной в виде электрических сигналов интенсивности определяют наличие или отсутствие дефектов.

Гамма-сцинтилляционный дефектоскоп состоит из радиоизотопного источника гамма-излучения (типа РИД-41 или ГУП-Со-50-2С); электронно-регистрирующей аппаратуры (ГДСД-М, ГУЗД-2900 или ГД-700 и т.п.).

Диапазон контролируемых толщин наполнителя от 100 до 1100 мм.

Чувствительность контроля (объем минимального выявляемого дефекта) от 0,05 до 8 см³. Чувствительность указана для источника гамма-излучения радиоактивного изотопа Со-60 активностью 50 г-экв Ra при производительности контроля 2 м²/ч и отношении сигнал/шум, равном 2.

Погрешность определения глубины залегания дефекта не более 10 %.

Настройка электронно-регистрирующей аппаратуры производится с помощью имитаторов дефектов (дефектометров), изготавливаемых из материала наполнителя или из материала, отличающегося по плотности не более чем на 0,5 г/см от плотности наполнителя.

В настоящее время разработана унифицированная радиометрическая аппаратура РД-11Р, предназначенная для замены РД-10Р.

Радиографический метод контроля.Радиографический метод используется преимущественно при контроле изделий, скрепленных с корпусом, для обнаружения внутренних дефектов наполнителя и отслоений наполнителя от корпуса на участках изделия, не пригодных для контроля гамма-сцинтилляционным и ультразвуковым методами, а также для определенияконфигурации и глубины залегания дефектов, обнаруживаемых вышеуказанными штатными методами. В качестве источника тормозного излучения применяется бетатрон Б-5Д-25 с максимальной энергией излучения 25 МэВ и мощностью дозы 80 Р/мин на расстоянии 1 м от мишени. В качестве детектора излучения используется рентгенографическая пленка РТ-1 или РТ-5.

Чувствительность радиографического метода контроля сплошности и однородности наполнителя зависит от характера, местоположения и ориентации дефекта и составляет 1,5–2,5 % контролируемой толщины наполнителя. Оценка чувствительности производится с помощью имитаторов дефектов, изготавливаемых в виде дисков с центральным отверстием. Плотность материала имитатора дефекта не должна отличаться от плотности материала наполнителя более чем на ±0,1 г/см³. Выраженное в процентах отношение толщины имитатора дефекта, выявляемого при контроле (различаемого на радиографическом снимке), к контролируемой толщине наполнителя определяет чувствительность метода.

Минимальное раскрытие выявляемого отслоения зависит от диаметра изделия и составляет 0,2–0,5 мм.

Контроль осуществляется по одной из трех схем просвечивания: радиальной, диаметральной и хордовой в зависимости от цели контроля и конструкции изделия.

Контроль выборочный − количество снимков − определяется конструкторской документацией на изделие.

Рентгенографический метод.Рентгенографическому контролю подвергаются вкладные изделия с толщиной наполнителя в направлении просвечивания до 100 мм.

В качестве источников излучения используются рентгеновские аппараты, а в качестве детекторов излучения − рентгенографические пленки РТ-1, РТ-5 и РМ-1.

Чувствительность метода в зависимости от контролируемой толщины наполнителя составляет 1−2 %.

Для оценки чувствительности при контроле изделий с просвечиваемой толщиной до 70 мм применяется канавочный имитатор дефекта по ГОСТ 7512-75, а при контроле изделий с просвечиваемой толщиной от 70 до 100 мм − имитатор дефекта в виде кольца с центральным отверстием. Материал имитатора дефекта должен иметь плотность, отличающуюся не более чем на ±0,1 г/см³ от плотности наполнителя.

Рентгенографический метод может быть применен для контроля сплошности скрепления наполнителя с корпусом или покрытия с наполнителем малогабаритных изделий.

2.7.3.2 Акустический контроль

Акустический контроль основан на анализе параметров упругих колебаний, возбуждаемых в контролируемом изделии. Акустические методы неразрушающего контроля, использующие ультразвуковой диапазон частот, называются ультразвуковыми. В нашей отрасли наш-ли широкое применение теневой и зеркально-теневой ультразвуковые методы, а также ультразвуковой метод изгибных волн. Ограниченное применение имеют ультразвуковой эхо-метод и акустический спектральный и импедансный методы.

2.7.3.3 Ультразвуковые методы

Контроль сплошности и однородности изделий.Контроль сплошности и однородности изделий осуществляется с помощью униц-фицированной УЗ аппаратуры УЗД-Т-30М и унифицированных механических частей УЗД-150, УЗД-450 и УЗД-1000.

Аппаратура УЗД-Т-30М работает в импульсном режиме излучения с частотой посылок 1000 Гц.

Рабочие частоты УЗК − 80, 120, 160 и 320 кГц. Выбор частоты проводится в процессе опытной отработки изделия. Механические части обеспечивают контроль изделий диаметром от 20 до 1000 мм и длиной от 3000 до 600 мм.

Чувствительность контроля (площадь минимального выявляемого дефекта) от 0,25 до 6,0 см².

Акустический контакт создается иммерсионным способом − изделие помещается в ванну с водой. Настройка и периодическая проверка работоспособности дефектоскопа осуществляется с помощью контрольных образцов, содержащих искусственные дефекты в виде сверлений различного диаметра. Контрольный образец изготавливают из бездефектного изделия или из бездефектной его части.

Регистрация результатов контроля производится на дефектограмму.

2.7.3.4 Методы дефектоскопии

Контроль дефектоскопом ЗТА-1П.Дефектоскопом ЗТА-1П контролируется сплошность скрепления наполнителя с корпусом и покрытия с наполнителем. Дефектоскоп ЗТА-1П состоит из электронного блока и излучающего и приемного преобразователей.

Скорость контроля дефектоскопом ЗТА-1П заключается в регистрации уменьшения амплитуды импульсного УЗ сигнала, прошедшего от излучающего преобразователя к приемному через дефектный участок по сравнению с амплитудой сигнала на участке без дефекта.

Уменьшение сигнала регистрируется визуально по экрану электронно-лучевой трубки дефектоскопа.

Контроль осуществляется теневым и зеркально-теневым методами. При контроле участков сплошности конфигурации возможна комбинация теневого и зеркально-теневого методов.

При теневом методе контроля УЗ сигнал проходит через толщу изделия по прямой от ИП к ПП. На экране ЭЛТ дефектоскопа наблюдается один сигнал, являющийся рабочим.

При зеркально-теневом методе УЗсигнал от ИП приходит к ПП после отражения от границы раздела с воздухом, лежащей на пути прохождения сигнала. На экране ЭЛТ наблюдаются донный и иногда поверхностный сигналы.

При комбинации теневого и зеркально-теневого методов на экране ЭЛТ видны прямой и донный сигналы.

Наличие отслоения на пути прохождения прямого или донного сигнала приводит к резкому уменьшению амплитуды рабочего сигнала на экране ЭЛТ.

Минимальные размеры выявляемых отслоений − 30×30 мм.

Производительность контроля − 4,5 м² /ч.

Рабочая частота УЗК − (40±5) кГц.

Ввод и вывод УЗК осуществляется контактным способом. Для улучшения акустического контакта на поверхность корпуса и покрытия наносится контактная среда (водный раствор карбоксиметилцеллюлозы или глицерин). Процесс контроля состоит в сканировании поверхности корпуса и покрытия излучающим преобразователем при неподвижном ПП.

По принципу действия дефектоскоп ЗТА-1П является индикатором наличия или отсутствия отслоений и не имеет блоков измерения размеров и глубины залегания дефектов.

Контроль дефектоскопом УКП-1.Дефектоскопом УКП-1 контролируются изделия вкладного варианта с покрытием типа ЭТС, ЭТХ и ЭТЛ.

Дефектоскоп состоит из электронного блока и искательной головки. Контроль основан на использовании упругих изгибных колебаний ультразвуковой частоты. Электрические колебания с генератора электронного блока поступают на излучающий преобразователь искательной головки, который превращает их в УЗ упругие колебания.
В точке контакта ИП с поверхностью покрытия возникают изгибные волны, которые распространяются по покрытию.

Наличие отслоения покрытия от наполнителя благоприятствует возбуждению изгибных волн с большей амплитудой, чем амплитуда волн на бездефектном участке. ПП искательной головки превращает воздействующие на него изгибные колебания в электрические сигналы, которые, пройдя приемный тракт электронного блока, усиливаются, выпрямляются и фиксируются миллиамперметром электронного блока или самопишущим миллиамперметром.

Технические данные дефектоскопа УКП-1:

- контролируемая толщина покрытия − до 10 мм;

- размеры минимального выявляемого отслоения − 40×40 мм;

- рабочая частота – (40±10) кГц.

Дефектоскоп УКП-1 имеет автономное питание (две батарейки общим напряжением 9 В).

Настройка дефектоскопа для контроля и периодическая проверка его работоспособности производится с помощью стандартного образца, представляющего собой натурное изделие (или его часть) с искусственно созданными отслоениями покрытия от наполнителя, расположенными на участках с различной толщиной покрытия.

Контроль дефектоскопом УКП-1 производится автоматизированным и ручным способами. Скорость сканирования до 150 мм/с при шаге сканирования до 20 мм. Акустический контакт осуществляется сухим способом.

Контроль дефектоскопом УДМ-3.Дефектоскопом УДМ-3 контролируется сплошность скрепления покрытия из состава 230 с наполнителем. В данном случае реализуется УЗ эхо-метод.

При контроле используется раздельно-совмещенная испытательная головка с номинальной рабочей частотой УЗК 2,5 МГц. Ультразвуковые колебания вводятся в покрытие контактным способом с использованием глицерина в качестве контактной среды.

При наличии отслоения покрытия от наполнителя условия отражения УЗК от границы покрытие−наполнитель более благоприятны, чем в случае отсутствия отслоения. На экране ЭЛТ дефектоскопа появляется отраженный сигнал, и одновременно загорается сигнальная лампочка.

Чувствительность контроля (минимальное выявляемое отслоение) − круг диаметром 6 мм.

Максимальная контролируемая толщина 10 мм.

Цилиндрическая боковая поверхность контролируется механизированным способом, а торцевая – ручным способом.

Настройка дефектоскопа и периодическая проверка его работоспособности осуществляются по стандартному образцу, содержащему искусственно созданные отслоения покрытия от наполнителя.

Контроль дефектоскопом УВФД-1.Дефектоскопом УВФД-1 теневым методом контролируются органопластиковые и стеклопластиковые корпуса изделий для выявления расслоений в оболочке корпуса, ТЗП, манжете и отслоений на границах соединений указанных элементов.

Для использования дефектоскопа УВФД-1 в качестве теневой аппаратуры произведена его соответствующая доработка: испытательная головка разделена на два отдельных преобразователя, а в электронный блок дефектоскопа введен дополнительный каскад для обеспечения записи сигнала на самопишущий прибор.

Контроль обеспечивает выявление дефектов с минимальными размерами от 20×20 до 30×30 мм.

Акустический контакт обеспечивается сухим способом.

Контроль дефектоскопом ИАД-2.Дефектоскопом ИАД-2 контролируются корпуса изделий для выявления дефектов в соединении промежуточного и герметизирующего слоев с оболочкой корпуса и в самих слоях на глубине до 4 мм. Дефектоскоп реализует акустический импедансный метод, основанный на измерении силы реакции поверхности контролируемого изделия на стержень, помещенный на эту поверхность и совершающий колебания звуковой частоты.

При наличии в конструкции отслоения жесткость этого участка снижается, и, следовательно, снижается сила реакции на колеблющийся стержень, установленный на дефектный участок.

Размеры минимального выявляемого дефекта 15×15 мм.