Глава V

ДЕФЕКТАЦИЯ МАШИН, МЕХАНИЗМОВ И КОНСТРУКЦИИ

§44. Классификация методов дефектоскопии

Приведем перечень методов определения различных дефектов с краткой характеристикой и указанием области применения.

]. Косвенные методы опенки технического состоянии машин и механизмов — контроль основных показателей работы: мощности,

производительности, частоты вращения, давления, температуры, рас­хода топлива, электроэнергии, масла, утечки газа, что связано с коррозией, эрозией, изнашиванием, изменением упругих характеристик, ухудшением работы и балансировки движущихся часюй, изменением параметров хрележных соединений, особенностями эксплуатации и пр

2. Теплотехнические испытания — контроль мощности, удельного

расхода топлива, утечек газа, давления, температуры отработав­

ших газов.

2. Статистические методы — изучение износов, деформаций, на­рушений сплошности, аварий, разрушений с целью разработки норм предельно допустимых значении и др

3. Визуальный осмотр невооруженным глазом и с помощью

оптических увеличителей — контроль состояния наружных и с приме­нением специальных приспособлений, внутренних поверхностей деталей из любых металлов и неметаллов: обнаружение трещин, непроваров, подрезов, нор, свищей, коррозионных и эрозионных поражений.

5. Исследования структуры металловксплаоод макроскопиче­ские,микроскопические, рентгено-структурный анализ - контроль мик­рошлифов

6. Механические испытания: статические, динамические, уста­

лостные, на ползучесть при высоких температурах; испытание ме­талла на растяжение, ударный изгиб, твердость, сплющивание, срез, усталость и пр.

6. Химический анализ проб, травление поверхности растворами кислот — определение химического состава металла, контроль содер­жания вредных элементов (например, фосфора и серы), анализ металла на содержанке газов (азота, кислорода, водорода), обнаружение поверх­ностных дефектов (трещин, рисок, царапин).

Я. Обмер деталей: микрометраж, нрофилографировакие, опреде­

ление местного износа методом искусственных баз (метод отпе­чатков и вырезанных лунок); ультразвуковой метод—определение износа деталей, контроль прочных размеров, изменения формы, у»елимения мзеляных зазоров, определение степени повреждения по­верхности, утонения, отслаивания, выкрашивания и других дефектов.

9. Исследование продуктов изнашивания: весовой метод; хими­ческий анализ смазки; метод радиоактивных изотопов — контроль износа деталей.

10. Контроль на непроницаемость: гидравлические испытания (струей

воды из шланга, наливом с частичным заполнением, наливом с полным заполнением и добавочным гидравлическим давлением): испытание

керосином; пневматический метод; вакууммировзние; цветной метод; звуковые испытания; испытание химической реакции — контроль плотности и прочности сварных швов; контроль корпусов судов, паровых котлов, бал­лонов, резервуаров, цистерн, работающих под давлением; контроль дета­лей главных и вспомогательных механизмов, трубопроводов, арматуры.

И. Испытания на коррозию: качественная оценка по внешнему виду; методы гравиметрический, объемный, электрохимический, профи- лографический, определение коррозионной стойкости по изменению механических свойств — контроль степени коррозионного поражения, коррозионной стойкости металла, химического состава продуктов кор­розии, скорости коррозии, глубины коррозионного разъедания.

12. Капиллярные методы: пробы керосиновая, масляная, пара­

финовая, содовая, цветная, люминесцентная — определение только по­верхностных или подповерхностных дефектов с выходом на по­верхность у деталей из черных и цветных металлов, керамики, изделий порошковой металлургии, стекла, а также некоторых плас­тических и синтетических материалов; обнаружение трещин шири­ной раскрытия 0,01—0,03 мм и глубиной 0,03—0,04 мм и выше. Ввиду меньшей чувствительности капиллярных методов по сравне­нию с магнитными их следует применять главным образом для кон­троля деталей, изготовленных из немагнитных материалов.

12. Испытания фильтрующимися частицами — метод используют главным образом для контроля пористых материалов (керамики, огнеупоров, абразивных кругов, бетонов). Процесс определения де­фектов заключается в нанесении жидкой суспензии с частицами (цветными или люминесцентными) на пористый материал, в котором предполагаются дефекты, открытие с поверхности. В месте на­хождения дефекта поглощается жидкости больше, чем в зоне без дефекта, В промышленности используют преимущественно флуо­ресцентные частицы. Если трещина существует, то она отчетливо появляется сразу после нанесения жидкости. Жидкость, используемая для контроля, чаще всего представляет собой легкую фракцию нефти. Этот материал является наиболее подходящим с точки зрения стоимости, безопасности и скорости высыхания. Кроме того, при­меняют суспензии, приготовленные на воде, гликолях тяжелой фрак­ции нефти и спирте.

13. Магнитные методы:

магнитный порошковый контроль — позволяет обнаруживать по­верхностные дефекты (усталостные, шлифовочные, закалочные, ковоч­ные и штамповочные трещины, волосовины, флокеиы, надрывы, расслоения) деталей из ферромагнитных металлов и сплавов (же­лезо, никель, кобальт, углеродистые, низколегированные и некоторые

легированные стали). Обнаружение трещин шириной раскрытия от

1. 005 мм и протяженностью в глубь металла 0,01 мм и выше. Глубина контроля — 5—6 мм;

магнитографический метод —- контроль трещин, непроваров, шла­ковых и газовых включений сварных швов, изготовленных из фер­ромагнитных металлов при толщине металла I —16 мм;

контроль магнитными феррозондами — контроль ферромагнитных и иеферромагнитных металлов и сплавов. Метод позволяет обнару­живать дефекты на глубине до 30 мм, измерять толщины при двустороннем доступе, контролировать степень размагничивания судов, выявлять ферромагнитные примеси;

магнитная структуроскопия — контроль химического состава, струк­туры механических и физических свойств, структурной анизотропии изделий из ферромагнитных материалов;

магнитная толщинометрия — контроль толщин изделий из фер­ромагнитных материалов, контроль покрытии из магнитных и не­магнитных материалов при одностороннем доступе. Чувствительность метода примерно 4—6% измеряемой толщины;

магнитно-люминесцстный метод — область применения та же, что и при магнитном порошковом методе, но возможен контроль из­делий с темной поверхностью. Обнаружение трешин шириной рас­крытия 0,0001 мм и протяженностью в глубь металла 0,005 мм.

12. Контроль вихревыми токами — контроль изделий из цвет­ных и черных металлов, ферромагнитных и неферромагнйтных. Кро­ме обнаружения дефектов, метод позволяет определять химический состав, твердость, прочность, проводимость, места с пониженной твер­достью, толщину стенок и покрытий, степень декарбидизации и диффузии, несплошность покрытий, скорость коррозии. Обнаружение дефектов на глубине I—2мм под поверхностью.

13. Метод электросопротивления — самая широкая область примене­ния — определение наличия трещин, их глубины, а также толщины листов, стенок труб при одностороннем доступе, наличие расслоений. Чувствитель­ность зависит от калибровки ириборов, краевых эффектов материала изде­лия, его однородности, шероховатости поверхности.

14. Трибоэлектрический метод- - контроль изделий из ферромаг­нитных и неферромагнйтных материалов, а также неэлектропрово­дящих неметаллов. Обнаружение трешин шириной до 0,1 мкм, определение химического состава материала, сортировка материа­ла по маркам, контроль спаев стекла с металлом, контроль эма­лированных изделий. Метод основан на возбуждении электрических зарядов при трении двух разнородных материалов. Трибоэлектри­ческая разность потенциалов, определяемая с помощью микровольт­метра, зависит от пары используемых материалов. Приборы для сортировки, основанные на этом методе, имеют небольшие натира­ющие механизмы. Эталонный образец перемещают по гладкой и чистой поверхности контролируемого образца, Полученные таким образом напряжения сравнивают с напряжениями, возникающими при контроле уже известных материалов. Здесь также возможен нулевой метод, так как трение двух одинаковых веществ не создает электризации.

1R. Метод теплопроводности контроль качества сварки, особенно точечной, обнаружение трещин и других дефектов с . выходом на поверхность Применяется для изделий из любы», металлов и сплавов

15) Электростатический порошковый контроль изделий из эмали, стекла, пластмасс, а также покрытий на металлах.. Обнаружение грешки шириной раскрытия 2мкм и выше.

20. Термоэлектрический метод — контроль изделий из ферромаг­нитных и неферромагнитиых металлов. Обнаружение поверхностных дофекмч) (в основном трещин), определение химического состава материала, сортировкз материала по маркам, определение толщины покрытий

21. Контроль проникающим излучением: рентгеновскими лучами,

гамма-лучами, бета-лучами, нейтронами — контроль изделий из любых металлов и сплавов. Определение дефектов поковок, отливок, свар­ных соединений самой сложной конфигурации (раковин, рыхлот, ликваций, неметаллических включений, трешнн). Чувствительность кон­троля во многом зависит от расположения дефектов по отношению к направлению излучения. Диапазон контролируемых толщин — 3—250 мм, при использовании бетатронов — до ЬОО мм. Метод позволяет также определять толщины при одностороннем доступе и разиоетениость деталей с закрытыми полостями

20. Акустические методы контроля:

ультразвуком — для контроля изделий из любых металлов и сплаьо». пластмасс, керамики, бетона. Диапазон контролируемых толщин 3—1000 мм. Метод дает, возможность определять дефек­ты литья, поковок, сварных швов, готовых изделий и пр., изме­рять толщины при одностороннем доступе, определять скорость роста усталостных трещин и эксцентриситет высверленных отверстий; ис­следовать скорость коррозии, структурные превращения в металлах н зависимости от термообработки;

метод собственных колебаний — для контроля изделий из лю­бых материалов, обладаюших упругими свойствами, а следователи но, собственной резонансной частотой- Метод позволяет контро­лировать .глину, ширину, толщину, диаметр, модуль упругости, плот ность. коэффициент Пуассона, трешины. модуль сдвига, температур ную Записи «ость;

акустическая дефектация механизмов — для упрощения и допол­нения технического контроля, быстрого установления дефектных узлов и деталей механизмов, определения возможности их восстановления или необходимости замены. Возможен акустический подбор заме­няемых деталей.

23 Поляризационный метод исследования напряжений с при­менением фотоупрутих покрытий — измерение величины деформаций, их направления; распределение деформаций в конструкциях и де­талях, находящихся под воздейстнием статических и динамических нагрузок, выбор оптимальной конструкции с точки зрения прочности; определение места концентрации напряжений, надежность конструк­ции, исследование образования малых трешин, измерение деформа­ции вОлизк заклепок и силриых швов

24. Измерение деформаций датчиками электрического сопротив­ления—исследование изделий из любых материалов (металлов, бетона, клеящих составов, кирпича, резины, пластмасс). Измеряемые значе­ния деформации — от стотысячных долей миллиметра и лыше.

25. Метод хрупких покрытий—определение направления и вели­чины упругих деформаций в металле, по которым вычисляют нап­ряжения.

26. Радиотехнический метод—при контроле толщин и опреде­лении качества металлов и других материалов. При . наличии де­фекта электромагнитные поля отражаются, изменяя интерференцион­ную картину.