Сударикова Е.В. Неразрушающий контроль в производстве. Часть 1

Подождите немного. Документ загружается.

Таблица 1.12. Виды дефектов, выявляемых радиационными методами

ялортнокткеъбОаткефеддиВ

иквилтоииктилС латем,ытолхыр,ыроп,ынивокар,ынищерТ

ен,яинечюлквеиксечиллатемениеиксечил

иицавкил,ынити

лс

,яиненидеосеынравС

йокравсеынненлопыв

меинелвалп

ем,ынивокар,ыроп,ыраворпен,ынищерТ

,яинечюлквеиксечил

латемениеиксечиллат

,ызердоп,авалпорпяинешыверп,ынижяту

коморкяинещемс,игожорп

,яиненидеосеынравС

йончечо

теынненлопыв

йокравсйовокилори

латемениеиксечиллатем,ыроп,ынищерТ

ыраворпен,икселпыв,яинечюлквеиксечил



метюивтстустооптюяледерпоыраворпен(

равсиинежарбозианцелокоголтевсиогон

дорондоенйоннежарывокзерирпик

чотйон

тнокииненемирпирпилиынозйотилитсон

)волаиретамхищюуритсар

яиненидеосеыняаП латем,ыроп,ынивокар,и

апорпен,ынищерТ

яинечюлквеиксечиллатемениеиксечил

яиненидеосеынапелК монвонсоилиикпелказеквологвынищерТ

икпелказмолетуджемырозаз,елаиретам

алетымрофеиненемзи,молаиретаммынвонсо

икпелказ

иыцинидееынчоробС

ноте

бозележ,илатед

тснокияиледзиеын

.п.тииицкур

яиненолкто,яизоррок,ынивокар,ынищерТ

тоиеинешурзар,ысокереп

,ырозаз,воремзар

то,яиледзивотнемелэхиннертунвеивтстус

,анотебяолсогонтищазынищлотяиненолк

.п.тиырутамр

аяинежолопсариворемзар

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

и др.

9. НК проникающими веществами – вид НК, основанный на про

никновении веществ в полости дефектов контролируемого объекта.

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.).

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.

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

6 7

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.

В приборах 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.

В механизированных установках производится механическое

сканирование, т. е. помимо позиций 3–7 имеется блок 1. Контролер

управляет сканированием и обрабатывает информацию.

В полуавтоматических установках производится автоматичес

кое сканирование и частичная или полная автоматическая обработ

ка информации.

В автоматических 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

и соответствующих приборных блоков.

Преимущество автоматизированных установок перед приборами

ручного контроля заключается:

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

и представления 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 автоматический учет

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.

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

и дала 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. Общее управление работой автоматической 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.

Номенклатура показателей средств НК приводится в ГОСТ 4.177–85.

Перечень аппаратуры средств НК включен в «Общесоюзный клас

сификатор промышленной и сельскохозяйственной продукции»

(класс 42).

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

5 6

7 8 9

1010

1010 10

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

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.

100

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.