Дефектоскопия / Неразрушающий контроль в производстве (Сударикова) / НК Краткое описание всех видов НК Сударикова ч.1

Таблица 1.12. Виды дефектов, выявляемых радиационными методами

С помощью акустического НК:

–выявляют дефекты типа нарушения сплошности (раковины, поры, неметаллические включения, трещины различных видов, не провары, непропаи, дефекты многослойных конструкций и др.);

–контролируют геометрические размеры изделий (толщи′ны труб, прутков, листов и др., имеющих односторонний доступ);

–определяют физико механические свойства и структуру матери ала (механические свойства, модуль упругости, величину зерна, от клонения режимов термической и пластической обработки).

Некоторые приборы акустического НК: импульсные дефектоско пы общего назначения, ультразвуковые импульсные толщиномеры

идр.

9. НК проникающими веществами – вид НК, основанный на про никновении веществ в полости дефектов контролируемого объекта.

91

Для выявления дефектов, выходящих на поверхность, используют капиллярные методы, а сквозных дефектов – метод течеискания.

Основная область применения капиллярных методов – контроль металлических изделий, выполненных из немагнитных материалов (неферромагнитные стали, жаропрочные, алюминиевые, магниевые и другие сплавы), а также изделия из керамики, стекла, металлоке рамики, пластических и синтетических материалов. Этими метода ми выявляются шлифовочные, усталостные и термические трещи ны, волосовины, закаты, заковы, пористость, неметаллические включения, межкристаллическая коррозия, растрескивание покры тий и др. дефекты на изделиях любой формы.

Метод течеискания дает возможность выявить канал или порис тый участок изделия или элемента, за счет которых нарушается гер метичность конструкции.

1.8. Средства и устройства контроля качества продукции

Под средствами контроля понимаются различные технические устройства, вещества и материалы для проведения контроля. Ха рактеристики конкретных средств контроля принято указывать в стандартах на правила приемки и методы контроля (испытаний, ана лиза, измерений).

Существующие средства контроля достаточно разнообразны. Про ведение конкретного вида контроля обеспечивается определенными средствами контроля. С помощью средств контроля обычно выпол няются все виды контроля, не требующие оценки количественных признаков.

При визуальном и органолептическом контроле основными сред ствами контроля являются органы чувств человека, которые в кон кретных практических ситуациях усиливаются специальными сред ствами и различными устройствами (оптическими – например, лу пой, механическими, химическими и др.).

При регистрационном контроле, например, при подсчете числа единиц бракованной продукции, в качестве средств контроля могут использоваться как зрение, так и специальные счетчики.

Контроль качества по альтернативным признакам (т. е. да – нет, годен – не годен) может выполняться визуально. При этом наряду со зрением используются различного рода эталоны и образцы (для срав нения).

Распространенными средствами инструментального контроля по альтернативным и качественным признакам являются различные

предельные калибры (гладкие, резьбовые, щупы и т. д.).

92

Наиболее совершенный вид контроля – измерительный – выпол няется с помощью средств измерения – дефектоскопов, микроско пов, толщиномеров и т. д. (средства измерения одновременно явля ются также средствами контроля). Средства измерения применя ются только для оценки количественных признаков.

При контроле по количественным признакам используют пре имущественно средства измерения. Наряду с этим для контроля ка чества, например, химических, фармацевтических и других препа ратов и изделий широко применяются стандартные образцы, взаи модействие которых с контролируемыми препаратами и изделиями оценивается по результатам измерений.

Разнообразны средства контроля для неразрушающих видов кон троля, применяемых в локальной дефектоскопии при определении местонахождения дефектов и характера их проявления (локализа ция причин). К таким средствам относятся различные дефектоско пы, магнитные и вихретоковые толщиномеры, стереоскопические микроскопы, рентгенотелевизионные интроскопы, радио′метры, теп ловизоры и т.д.

Для интегральной дефектоскопии – т. е. оценки качества изде лий в обобщенном виде и прогнозировании надежности – также раз работаны соответствующие средства контроля.

Общая схема установки (устройства), соответствующая большин ству средств и методов НК, показана на рис. 1.1.

В автоматическом режиме установка работает следующим обра зом.

1 2

3 4 5 6 7 8

9

10

Рис. 1.1. Общая схема установки для НК: 1 – блок сканирования; 2 – контролер; 3 – воздействующий преобразователь; 4 – объект контроля; 5 – преобразователь, снимающий информацию; 6 – блок предварительной обработки информации; 7 – блок обработ ки и хранения информации; 8 – блок задания команды; 9 – дефек тоотметчик; 10 – направляющий механизм

93

Объект контроля 4 сканируют (последовательно обследуют) дву мя преобразователями: воздействующим на объект контроля 3 и сни мающим информацию 5. Блок сканирования 1 управляет взаимным перемещением объекта и преобразователей. Блок 6 выполняет пред варительную обработку информации – исследует на наличие дефекта принятый от блока 5 сигнал. Эта информация поступает в блок обра ботки и хранения информации 7. В блок 7 поступают также данные от блока сканирования 1 для привязки информации к контролируе мому участку объекта. В блоке 7 оценивается допустимость обнару женных объектов.

Блок 8 дает команду на отметку дефектного места дефектоотмет чиком 9 и на механизм 10, направляющий объект контроля в бунке ры годных или бракованных изделий, а также на систему управле ния технологическим процессом производства продукции с целью устранения дальнейшего брака.

Для различных методов НК представленная схема может претер певать существенные изменения. Например, преобразователи 3 и 5 могут совмещаться в одном узле. Однако позиции 3–7 присутствуют практически в каждом устройстве НК.

При меньшей степени автоматизации ряд функций рассмотрен ной схемы выполняет контролер 2.

Вприборах для ручного контроля контролер вручную выполняет сканирование, воспринимает и обрабатывает информацию от блока 7, отмечает дефекты на объекте контроля или на его чертеже, принима ет решение о годности изделия.

Вмеханизированных установках производится механическое сканирование, т. е. помимо позиций 3–7 имеется блок 1. Контролер управляет сканированием и обрабатывает информацию.

Вполуавтоматических установках производится автоматичес кое сканирование и частичная или полная автоматическая обработ ка информации.

Вавтоматических установках помимо показанных узлов часто имеется ряд дополнительных блоков. Например, вводят систему ав томатической проверки исправности работы установки, предусмат ривают средства защиты наиболее быстроизнашивающихся и нена дежных узлов и т.д.

Для повышения производительности механизированных и авто матических установок применяют многоканальные системы, т.е. с большим количеством параллельно действующих преобразователей

исоответствующих приборных блоков.

Преимущество автоматизированных установок перед приборами ручного контроля заключается:

94

1)в повышении производительности контроля;

2)в повышении надежности контроля за счет устранения зависи мости его результатов от субъективных качеств контролера (что яв ляется большим недостатком ручного контроля).

Механизированные и автоматические установки успешно приме няют для поточного контроля продукции простой формы: листов, труб, протяженных сварных швов и т.п. Применение таких устано вок для проверки индивидуально изготавливаемых изделий слож ной формы вызывает серьезные трудности не только технического, но также организационного порядка. Иногда время, необходимое для доставки объекта контроля к дефектоскопической установке (или установки к объекту), настройки и наладки аппаратуры, перекрыва ет выигрыш от сокращения времени сканирования. В будущем по явятся автоматы роботы, обладающие способностью самонастрой ки с учетом конфигурации и свойств объекта контроля. В настоящее время автоматические системы сканирования для индивидуальных изделий сложной формы широко применяют только в тех случаях, когда участие контролера невозможно по причинам техники безо пасности – например, при контроле атомных реакторов в процессе остановов атомной электростанции.

В устройствах контроля находят применение различные способы представления информации:

1)аналоговые, косвенные в виде показаний приборов или кривых на экране электронно лучевой трубки, требующие дополнительной расшифровки;

2)аналоговые с изображением конфигурации дефектов на экране трубки или твердом носителе (пленке, бумаге, самом изделии);

3)цифровые с прямым указанием данных о дефекте;

4)аналого цифровые (изображение конфигурации и месторасполо жения дефекта с цифровым указанием его важнейших параметров).

Для решения многих задач автоматизации контроля, обработки

ипредставления информации все более широкое применение нахо дит вычислительная техника. Наиболее перспективными областя ми ее применения являются следующие.

1. Оптимальный выбор контролируемых параметров изделия

с учетом его индивидуальных особенностей и автоматическийучет этих параметров при представлении результатов контроля. – На пример, при ультразвуковом контроле необходимо учитывать неров ность поверхности изделия, а также скорость и затухание ультра звуковых волн в его материале. И эти выбранные параметры затем автоматически учитываются при оценке координат и величины де фектов, выявляемых ультразвуковым эхо методом.

95

2.Наглядное и более детальное представление информации о контроле. Так, применение вычислительной томографии в радиа ционном контроле открыло возможность послойного анализа объек тов контроля по глубине. Ультразвуковая вычислительная гологра фия на порядок повысила азимутальную разрешающую способность

идала возможность многомерного изображения изделия с дефекта ми. Вычислительная техника позволяет выполнять анализ характе ра и размеров дефектов при ограниченном количестве косвенных дан ных о дефекте.

3.Общееуправлениеработойавтоматической системы НК, вклю чая загрузку и выгрузку, сканирование, проверку работоспособнос ти, оценку результатов. В части оценки результатов следует отме тить, что уже существуют системы, классифицирующие листы по баллам дефектности, рекомендующие оптимальную разрезку длин номерных труб на ряд отрезков требуемой длины с вырезкой дефект ных участков.

4.Обработка данных нескольких методов, применяемых для контроля ответственных изделий, сопоставление их результатов и итоговая оценка качества изделий. Решение статистических задач по анализу качества продукции за определенный период времени кон троля, оптимизация норм разбраковки, установление возможных причин брака.

5.Управление всем технологическим процессом изготовления изделия с учетом анализа результатов проверки по операциям и вы ходного контроля.

НоменклатурапоказателейсредствНКприводитсявГОСТ4.177–85. Перечень аппаратуры средств НК включен в «Общесоюзный клас сификатор промышленной и сельскохозяйственной продукции»

(класс 42).

96

2. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

2.1. Организационная структура службы контроля

Основной задачей службы контроля на предприятии является обеспечение высокого качества продукции путем своевременного вы явления дефектов, недопущения выпуска бракованных изделий, со ответствующего воздействия на технологический процесс. В соответ ствии с этим строится структура службы контроля.

Структура службы контроля крупного машиностроительного предприятия показана на рис. 2.1.

Все службы контроля подчиняются заместителю директора по качеству 1. Ему функционально подчинен ОТК 2. В функции служ! бы ОТК входят:

1) наблюдение за соблюдением технологического процесса в це лом,

Рис. 2.1. Организация службы контроля машиностроительного предприя тия: 1 – заместитель директора по качеству; 2 – отдел техни ческого контроля; 3 – центральная заводская лаборатория; 4 – центральная лаборатория (отдел) методов неразрушающего кон троля; 5 – лаборатория радиационного контроля; 6 – лаборато рия ультразвукового контроля; 7 – лаборатория магнитного и капиллярного контроля; 8 – лаборатория новых методов; 9 – ма стерская; 10 – лаборатории и посты центральной лаборатории НК в цехах; 11 – министерская инспекция по качеству; 12 – госу дарственные органы контроля; 13 – ведомственные институты

97

2)осуществление простых в технологическом отношении конт рольных операции (измерение размеров),

3)представление общего заключения о качестве продукции на ос новании заключения других подразделений.

Параллельно ОТК действует центральная заводская лаборатория (ЦЗЛ) 3 и центральная лаборатория (или отдел) методов НК (ЦЛМНК) 4.

ЦЗЛ 3 занимается перспективными исследовательскими работа ми, а также выполняет контроль разрушающими методами (конт роль химического состава, металлографический анализ, испытания механических свойств и т.д.).

В состав ЦЛМНК 4 входят лаборатории по основным методам кон троля: радиационным 5, ультразвуковым 6, магнитным и капилляр ным 7, а также лаборатория новых методов 8 и мастерская 9. Мас терская выполняет простой ремонт средств контроля, замену элемен тов, изготавливает приспособления для проведения операций конт роля. ЦЛМНК имеет лаборатории и посты 10 в цехах. В состав цехо вых лабораторий и постов входят специалисты по неразрушающим методам контроля. Цеховые лаборатории подчиняются начальнику ЦЛМНК, а функционально отдельные специалисты – соответствую щим лабораториям по видам контроля.

В функции службы НК входят:

1. Текущий контроль. В него входит контроль заготовок и комп лектующих изделий, поступающих с других предприятий (входной), контроль изготавливаемых изделий после отдельных технологичес ких операций (пооперационный) и сдаточный контроль выпускае мой продукции. Эту работу в основном выполняют цеховые лабора тории.

2. Разработка, совершенствование и освоение методов конт! роля изделий путем составления инструкций и карт контроля. Эта работа выполняется лабораториями по видам контроля. В инструк циях отражаются новые методики контроля. Карта контроля состав ляется на каждое индивидуальное изделие или группу однотипных изделий. В ней содержатся все необходимые сведения для того, что бы рабочий контролер мог провести дефектоскопию, не обращаясь ни к каким дополнительным документам.

3. Проверка и текущий ремонт средств контроля. Средства контроля непременно должны подвергаться периодической проверке (эта система периодической проверки называется поверкой). Кроме того, необходимо проверять (подтверждать) работоспособность средств контроля простыми средствами – либо перед каждой конт рольной операцией, либо в начале и конце смены. Простой ремонт

98

аппаратуры, замену элементов, изготовление приспособлений выпол няют мастерские ЦЛМНК.

4. Подготовка кадров контролеров. В нашей стране централи зованно подготавливают только специалистов по НК с высшим обра зованием. Подготовку специалистов среднего звена и рабочих выпол няют ведомства или сами предприятия. В тарифно квалификацион ном справочнике профессий имеются специальности рабочих по раз личным видам контроля с разрядами от первого до шестого. Подго товка рабочих низших разрядов целиком возложена на предприя тия, ведущие контроль. Подготовка рабочих высокой квалифика ции в некоторых отраслях (например, на железнодорожном транс порте) ведется централизованно. В других отраслях высококвали фицированных рабочих готовят сами предприятия, а ведомственные институты проверяют лишь контроль качества подготовки.

Все подразделения службы контроля не подчиняются руковод ству цехов, для которых нередко первоочередное значение имеют не качественные, а количественные показатели выпуска продукции.

Работу службы контроля предприятия контролируют две органи зации: инспекция по качеству министерства 11 и государственные органы 12 типа госприемки.

Методическую помощь в освоении контроля новых изделий, но вых средств контроля, а также в решении сложных технических воп росов оказывают ведомственные институты 13. Институты разраба тывают новые методики и средства контроля; обобщают статисти ческие данные по результатам контроля за определенный период; проводят проверку квалификации персонала предприятий; проверя ют правильность выполнения ОСТов и инструкций; формируют тех нические задания и требования на разработку и закупку нового обо рудования по контролю.

Головным министерством по вопросам НК является Министер ство приборостроения, средств автоматизации и систем управления. Его научно производственные объединения разрабатывают и серий но выпускают средства НК массового применения. Узкоспециализи рованные же средства контроля разрабатывают и выпускают ведом ственные институты.

Фундаментальные проблемы НК прорабатывают институты Ака демии наук и вузы. В системе АН действует научный совет по пробле мам НК, Национальный комитет по НК, издается журнал «Дефек тоскопия». Общую координацию всех работ по НК, ведущихся во всех министерствах и ведомствах, выполняет Государственный ко митет РФ по науке и технике, в котором имеются соответствующие комиссия и секция.

99

Государственные стандарты по НК выпускает Госстандарт. Его институты с привлечением институтов Министерства приборострое ния, средств автоматизации и систем управления (это министерство является головным по вопросам НК) и институтов других ведомств разрабатывают планы стандартизации, разрабатывают и усовершен ствуют стандарты, методы и средства проверки приборов контроля.

2.2. Стандартизация и метрологическое обеспечение средств и методов контроля

В настоящее время является общепризнанным, что стандарты и система стандартизации обладают очень большими потенциальны ми возможностями в деле развития техники, роста экономики и по вышения качества промышленной продукции. Возможности систе мы стандартизации чрезвычайно велики уже потому, что стандарты охватывают практически все известные виды промышленной про дукции, все стадии создания и использования продукции, приводят к упорядочению оформления и использования конструкторской и технологической документации на изделие, устанавливают единство методов контроля качества и испытаний, выбора показателей каче ства и оценок уровня качества продукции.

Одним из важнейших направлений работы по стандартизации является повышение качества промышленной продукции. В утвер ждаемые вновь стандарты на промышленную продукцию обязатель но включается расширенный перечень значений основных показате лей качества, в том числе и показатели надежности. Поэтому выпол нение требований стандарта уже гарантирует продукции установлен ный уровень качества.

С целью обеспечения высокого качества продукции стандарты раз рабатываются на основании комплексного научного подхода. Комп лексный подход заключается в согласованной и увязанной разработ ке стандартов на изделие и на все входящие в него составные части, комплектующие изделия, полуфабрикаты и материалы, которые, как правило, выпускаются разными предприятиями. Другим приме ром комплексного подхода является взаимоувязанная разработка стандартов и другой нормативной документации на различные объек ты, взаимодействующие в процессе их использования. Так, только комплексное рассмотрение стандартов на самолеты, их бортовое обо рудование, взлетно посадочные полосы, аэродромное и ремонтное оборудование, системы сигнализации и связи, системы наземного контроля за полетом и т.д., – может обеспечить достижение высоких показателей качества самолетов в процессе их эксплуатации.

100