Учебно-методический комплекс по учебной дисциплине Контроль и испытания продукции для направления специальности 1-54 01 01-01 Метрология, стандартизация и сертификация (машиностроение и приборостроение)

121

включения изделий каждой однородной партии, входящей в общую партию

изделий, выпущенных за отчетный период.

2.4Виды контроля по влиянию на объект контроля

2.4.1Сущность разрушающих и неразрушающих методов контроля

Согласно ГОСТ 16504 метод разрушающего контроля – метод контроля, при котором может быть нарушена пригодность объекта к применению.

Преимущества разрушающих методов контроля:

-Разрушающие методы контроля обычно имитируют одно или несколько рабочих условий. Следовательно, они непосредственно направлены на измерение эксплуатационной надежности;

-При разрушающих методах обычно используют измерения разрушающих нагрузок или срока службы до разрушения при данных условиях. Таким образом, они позволяют получить числовые данные,

полезные для конструирования или для разработки стандартов или

спецификаций;

-Связь между большинством измерений разрушающим контролем

иизмеряемыми свойствами материалов (особенно под нагрузкой,

имитирующей рабочие условия) обычно прямая. Следовательно,

исключаются споры по результатам испытания и их значению для эксплуатационной надежности материала или изделия;

Недостатки разрушающих методов контроля:

- Разрушающие методы контроля не применяют к объектам в эксплуатационных условиях. Следовательно, соответствие между испытываемыми объектами и объектами, применяемыми в эксплуатации

(особенно в иных условиях), должно быть доказано иным способом;

122

-Разрушающие методы контроля могут применяться только на части изделий из партии. Они, возможно, будут иметь небольшую ценность, когда свойства изменяются от детали к детали;

-Часто разрушение невозможно осуществлять на целой детали.

Испытания в этом случае ограничиваются образцом, вырезанным из детали или специального материала, обладающих свойствами материала детали,

который будет применяться в рабочих условиях;

- Единичная операция с разрушением может определить только одно или несколько свойств, которые могут влиять на надежность изделия

врабочих условиях;

-Разрушающие методы контроля затруднительно применять к детали

вусловиях эксплуатации. Обычно для этого работа прекращается и данная деталь удаляется из рабочих условий;

-Кумулятивные изменения в течение периода времени нельзя измерить на одной отдельной детали. Если несколько деталей из одной и той же партии подвергается разрушающему контролю последовательно в течение какого-то времени, то нужно доказать, что детали были одинаковыми. Если детали применяются в рабочих условиях и удаляются после различных периодов времени, необходимо доказать, что каждая была подвержена воздействию аналогичных рабочих условий, прежде чем могут быть получены обоснованные результаты;

-Когда детали изготовлены из дорогостоящего материала, стоимость замены вышедших из строя деталей может быть очень высока. При этом невозможно выполнить соответствующее количество и разновидности разрушающих методов контроля;

-Многие разрушающие методы требуют механической или другой предварительной обработки образца. Часто требуются крупногабаритные,

дающие очень точные результаты, машины. В итоге стоимость разрушающих

методов контроля может быть очень высокой, а число образцов для

123

испытаний ограниченным. Кроме того, эти испытания весьма трудоемки

имогут проводиться только работниками высокой квалификации;

-Разрушающие методы контроля требуют большой затраты человеко-

часов. Производство деталей стоит чрезвычайно дорого, если соответствующие длительные испытания применяются как основной метод контроля качества продукции.

Согласно ГОСТ 16504 метод неразрушающего контроля–метод контроля, при котором не должна быть нарушена пригодность объекта к применению.

Неразрушающие методы контроля (НМК), или дефектоскопия,–это

обобщающее название методов контроля материалов (изделий),

используемых для обнаружения нарушения сплошности или однородности макроструктуры, отклонений химического состава и других целей, не требующих разрушения образцов материала и/или изделия в целом.

Основные требования, предъявляемые к неразрушающим методам контроля:

●возможность осуществления контроля на всех стадиях изготовления, при эксплуатации и при ремонте изделий;

●возможность контроля качества продукции по большинству заданных параметров;

●согласованность времени, затрачиваемого на контроль, со временем работы другого технологического оборудования;

●высокая достоверность результатов контроля;

ивозможность использования ее в различных условиях;

●простота методик контроля, техническая доступность средств контроля в условиях производства, ремонта и эксплуатации.

124

Основными областями применения НМК являются дефектоскопия особенно ответственных деталей и устройств (атомные реакторы,

летательные аппараты, подводные и надводные плавательные средства,

космические корабли и т.п.); дефектоскопия деталей и устройств длительной эксплуатации (портовые сооружения, мосты, краны, атомные электростанции, котлы, искусственные спутники Земли); непрерывная дефектоскопия особо ответственных агрегатов и устройств (котлы атомных,

тепло- и электростанций), контроль подземных выработок; проведение исследований структуры материалов и дефектов в изделиях с целью усовершенствования технологии.

Взависимости от принципа работы НМК делятся на виды:

●акустические (ультразвуковые);

●капиллярные;

●магнитные (или магнитопорошковые);

●оптические (визуально оптические);

●радиационные;

●радиоволновые;

●тепловые;

●контроль течеисканием;

●электрические;

●электромагнитные, или токовихревые (методы вихревых токов).

Преимущества неразрушающих методов контроля:

-Неразрушающие методы контроля осуществляются непосредственно на изделиях, которые будут применяться в рабочих условиях;

-Неразрушающим методам можно подвергать любое изделие (деталь),

предназначенное для работы в реальных условиях, если это экономически обосновано, и даже тогда, когда в партии имеется большое различие между деталями;

- Неразрушающий контроль можно проводить на целой детали или на всех ее опасных участках. Многие опасные с точки зрения эксплуатационной

126

разрушающих методов контроля лишь небольшого процента деталей в целой партии;

Недостатки неразрушающих методов контроля:

- Методы обычно включают в себя косвенные измерения свойств,

не имеющих непосредственного значения при эксплуатации. Связь между этими измерениями и эксплуатационной надежностью должна быть доказана другими способами;

-Неразрушающие методы обычно качественные и редко–

количественные. Обычно они не дают возможности измерения разрушающих нагрузок и срока службы до разрушения даже косвенно. Они могут, однако,

обнаружить дефект или проследить процесс разрушения;

- Обычно требуются исследования на специальных образцах

и исследование рабочих условий для интерпретации результатов испытания.

Там, где соответствующая связь не была доказана, и в случаях, когда

осуществляют деятельность: Международный комитет по неразрушающему контролю (ICNDT), Американское общество неразрушающего контроля

(ASNT), Европейская федерация по неразрушающему контролю (EFNDT),

Российское общество по неразрушающему контролю и технической

диагностике (РОНКТД), Белорусская ассоциация неразрушающего контроля

и технической диагностики (БАНК и ТД) и другие. Целями данных

организаций являются содействие повышению качества, надежности,

долговечности и безопасности выпускаемой и эксплуатируемой продукции,

привлечению научно-технического и кадрового потенциала для создания

127

2.4.2 Основные требования к квалификации персонала,

осуществляющего неразрушающий контроль

Согласно СТБ ЕN 473 квалификация–демонстрация физических свойств, знаний, умения, подготовки и опыта, необходимых для надлежащего

выполнения задач по неразрушающему контролю.

Сертифицированному специалисту в соответствии с СТБ ЕN 473

присваивается один из трех уровней в зависимости от его квалификации.

Специалист, сертифицированный на 1-й уровень квалификации,

должен продемонстрировать компетентность проводить неразрушающий контроль в соответствии с письменными инструкциями и под наблюдением персонала 2-го или 3-го уровней. В соответствии с областью компетентности,

определенной сертификатом, персоналу 1-го уровня работодатель может

ответственности за выбор метода контроля или оборудования и за оценку результатов контроля.

Специалист, сертифицированный на 2-й уровень квалификации,

должен продемонстрировать компетентность проводить неразрушающий контроль в соответствии с утвержденными или признанными методиками.

В соответствии с областью компетентности, определенной сертификатом,

персоналу 2-го уровня работодатель может разрешить:

а) выбирать технические приемы неразрушающего контроля для применяемого метода неразрушающего контроля;

б) определять ограничения применения метода неразрушающего

должен продемонстрировать компетентность проводить неразрушающей контроль и руководить операциями неразрушающего контроля, на который

он сертифицирован. В соответствии с областью компетентности,

определенной сертификатом, персоналу 3-го уровня может быть дано

129

контроля на всех уровнях.

Специалист 3-го уровня должен продемонстрировать компетентность в оценке и толковании результатов в соответствии с существующими стандартами, нормами и техническими условиями; достаточные практические знания о применении материалов, производстве и технологии для выбора методов неразрушающего контроля, утверждения технических приемов неразрушающего контроля и определения критериев приемки, если они не установлены другим способом; общие представления о других методах неразрушающего контроля.

2.4.3Виды дефектов в структуре материалов

Сцелью выбора оптимальных методов и параметров контроля производится классификация дефектов по различным признакам: по размерам дефектов, по их количеству и форме, по месту расположения дефектов в контролируемом объекте и т.д. Размеры дефектов могут изменяться от долей миллиметров до сколь угодно большой величины.

Практически размеры дефектов лежат в пределах 0,01 мм ≤ a ≤ 1 см.

В ультразвуковой дефектоскопии, например, размер влияет на выбор рабочей частоты.

При количественной классификации дефектов различают три случая

(рис. 2.19): а – одиночные дефекты, б – групповые (множественные) дефекты,

в–сплошные дефекты (обычно в виде газовых пузырей и шлаковых включений в металлах).

При классификации дефектов по форме различают три основных случая (рис. 2.20): а–дефекты правильной формы, овальные, близкие к цилиндрической или сферической форме, без острых краев; б–дефекты чечевицеобразной формы, с острыми краями; в–дефекты произвольной,

неопределенной формы, с острыми краями–трещины, разрывы, посторонние включения.

130

Рис. 2.19. Количественная классификация дефектов:

а — одиночные; б — групповые; в — сплошные

Рис. 2.20. Основные виды дефектов по форме:

а — правильная форма; б — чечевицеобразная форма с острыми краями; в —

произвольная, неопределенная форма с острыми краями Форма дефекта определяет его опасность с точки зрения

разрушенияконструкции. Дефекты правильной формы, без острых краев,

наименее опасны, т.к. вокруг них не происходит концентрации напряжений.

Дефекты с острыми краями, как на рис. 2.20, б и в, являются концентраторами напряжений. Эти дефекты увеличиваются в процессе эксплуатации изделия по линиям концентрации механических напряжений,

что, в свою очередь, приводит к разрушению изделия.

При классификации дефектов по положению различают четыре случая (рис. 2.21): а–поверхностные дефекты, расположенные на поверхности материала, полуфабриката или изделия,–это трещины, вмятины,

посторонние включения; б–подповерхностные дефекты–это дефекты,

расположенные под поверхностью контролируемого изделия, но вблизи самой поверхности; в–объемные дефекты–это дефекты, расположенные