Сударикова Е.В. Неразрушающий контроль в производстве. Часть 1
Подождите немного. Документ загружается.
131
Форма дефекта также оказывает заметное влияние на долговеч
ность детали. Дефекты округлой формы (газовые поры и т. д.) всегда
менее опасны, чем дефекты, имеющие острые углы (трещины, зака
ты и др.), так как коэффициент концентрации напряжений у них
гораздо меньше. Особенно сильно сказывается влияние формы де
фекта при переменных нагрузках.
Наибольшее влияние на долговечность оказывает дефект, ориен
тированный таким образом, что направление растягивающих напря
жений направлено к направлению дефекта под углом, близким к 90°
(особенно если он расположен в месте максимальных напряжений).
Гораздо меньшее влияние оказывает дефект, направление которого
совпадает с направлением растягивающих усилий или близко к нему.
Детали, для которых оценивается опасность дефекта, можно по
виду нагружения разделить на три группы: нагружаемые статичес
кими нагрузками, динамическими и повторными. Причем детали
каждой группы можно еще подразделить на две подгруппы: имею
щие конструктивные концентраторы напряжений и не имеющие их.
Для деталей, имеющих конструктивные концентраторы, при оцен
ке влияния дефекта на ее работоспособность следует сопоставить сте
пень влияния конструктивного концентратора напряжений и дефек
та. Для этих деталей существенное значение имеет месторасположе
ние дефекта. При расположении дефекта в зоне концентратора на
пряжений, он может оказывать большее влияние на долговечность
детали, чем даже более опасный по его ориентировке, форме, но рас
положенный вне зоны концентрации напряжений, с меньшим уров
нем действующих напряжений.
Влияние дефекта на долговечность деталей без конструктивных
концентраторов напряжений определяется в основном местоположе
нием, ориентировкой и формой самого дефекта. При этом степень
влияния дефекта будет определяться уровнем действующих напря
жений в месте его расположения.
При оценке влияния дефекта на долговечность деталей обязатель
но следует учитывать также чувствительность материала детали к
концентраторам напряжений.
Значительное количество деталей работает при одновременном
воздействии трения и повторнопеременных нагрузок. В условиях
нормальной эксплуатации основной причиной потери работоспособ
ности таких деталей являются процессы износа и усталости. Оба эти
процесса протекают в тонких поверхностных слоях. Их интенсив
ность зависит от свойств металла поверхностных слоев и шерохова
тости поверхности. Поэтому для повышения износостойкости и ус
талостной прочности деталей большое значение имеет технология
132
обработки их поверхностей при изготовлении и ремонте, так как про
цесс зарождения и развития трещин усталости, как правило, начи
нается с поверхности.
В процессе эксплуатации качество поверхности и свойства повер
хностного слоя изменяются: в зависимости от условий трения уста
навливается другая шероховатость поверхности, металл поверхнос
тного слоя приобретает новую структуру и свойства, происходит пе
рераспределение остаточных напряжений. Все эти изменения оказы
вают влияние на выносливость деталей (положительное или отрица
тельное).
В большинстве случаев при ремонте взаимосвязь между износом
деталей и их усталостной прочностью не принимается во внимание.
Пока еще очень мало критериев (т. е. признаков), которыми можно
было бы оценивать надежность и долговечность уже работавших и
подвергшихся ремонту деталей; также недостаточно совершенна ме
тодика определения технического состояния деталей.
График зависимости коэффициента β от предела прочности стали
s при различных видах изнашивания приведен на рис. 2.6:
1
1
,
()
n
−
−
σ
β=
σ
где σ
–1
– предел выносливости испытуемого образца определенного
вида изнашивания; (σ
–1
)
n
– предел выносливости отполированного
образца.
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
40
60
80
100 120
,
: /<<
2
5
4
3
2
1
Рис. 2.6. Влияние видов изнашивания на предел усталости стали различ
ной прочности: 1 – контактное сваривание; 2 – абразивное из
нашивание; 3 – полированная поверхность; 4 – окислительное
изнашивание; 5 – тепловое изнашивание
133
При всех видах изнашивания β уменьшается с повышением проч
ности стали. Повышение прочности наиболее резко сказывается на
понижении предела выносливости образцов, получивших поврежде
ния поверхности при контактном сваривании. Для высокопрочных
сталей сваривание может снизить предел выносливости образцов до
70 %.
При режимах трения, вызывающих окислительное и тепловое
изнашивание (его начальную стадию), предел выносливости образ
цов повышается тем больше, чем меньше прочность стали. Такой
характер влияния различных видов износа на усталостную прочность
стали объясняется следующим.
Поверхность детали при контактном сваривании характеризует
ся значительной шероховатостью, глубокими вырывами металла,
наличием микротрещин, являющимися концентраторами напряже
ний. Они вызывают зарождение и развитие усталостной трещины и
усталостное разрушение детали.
Абразивный износ также сказывается отрицательно на усталост
ной прочности деталей, так как на их поверхности имеется большое
количество абразивных микронадрезов, являющихся микроконцен
траторами напряжений, причем наибольшую опасность представля
ют единичные микронадрезы, расположенные на конструктивных
концентраторах напряжений (края отверстий, галтели, острая кром
ка лопатки и т. п.).
Повышение предела выносливости при окислительном и тепло
вом износах связано с образованием благоприятной шероховатости
поверхности вследствие ликвидации рисок, надрезов и других кон
центраторов на поверхности изделия. Возможно, что повышение пре
дела выносливости при этих видах износа также связано с дополни
тельным повышением остаточных напряжений сжатия за счет диф
фузии кислорода в металл деформируемых при трении поверхност
ных слоев, вызывающей изменение химического состава и связанное
с этим увеличение удельного объема металла.
При тепловом износе пластические деформации распространяют
ся на большую глубину и вызывают большее упрочнение, чем при
окислительном.
Кроме этого, как при тепловом, так и при окислительном износах
в значительной степени уничтожаются микронадрезы (небольшие
риски, царапины, следы обработки и т. п.), что также оказывает вли
яние на повышение выносливости деталей с этими видами износа.
Повреждения поверхности деталей, характерные для начальной
стадии теплового износа, не могут служить основанием для отбра
ковки деталей из условий усталостной прочности. Налипание и раз
134
мазывание металла на поверхности без следов цветов побежалости,
за счет интенсивной пластической деформации поверхностных сло
ев, приводят к значительному повышению предела выносливости.
Окислительный износ следует рассматривать как фактор, оказы
вающий положительное влияние на выносливость детали.
2.5. Общие термины и определения
Качество продукции – совокупность свойств продукции, обуслов
ливающих ее способность удовлетворять определенные потребности
в соответствии с ее назначением.
Измерение – нахождение физической величины опытным путем с
помощью специальных технических средств.
Погрешность измерения – отклонение результата измерения от
истинного значение измеряемой величины. Абсолютная погрешность
измерения
изм
,xx xΔ= −
где x
изм
– значение, полученное при измерении; х – истинное значе
ние измеряемой величины.
Точность измерения – качество измерения, определяющее бли
зость их результатов к истинному значению измеренной величины.
Контроль (технический контроль) – проверка соответствия объек
та установленным техническим требованиям.
Вид контроля – классификационная группировка контроля по
определенному признаку.
Метод контроля – правила применения определенных принци
пов и средств контроля.
Метод неразрушающего контроля – метод контроля, при кото
ром не должна быть нарушена пригодность объекта к применению.
Система контроля – совокупность средств контроля, исполните
лей и определенных объектов контроля, взаимодействующих по прави
лам, установленным соответствующей нормативной документацией.
Средство контроля – техническое устройство, вещество и/или
материал для проведения контроля.
Исполнители – специалисты службы контроля или изготовите
ли продукции, обладающие правом самооценки (имеющие личное
клеймо).
Объект технического контроля – подвергаемая контролю про
дукция, процессы ее создания, применения, хранения, технического
обслуживания и ремонта, а также соответствующая техническая до
кументация.
135
Контролепригодность – свойство изделия, обеспечивающее воз
можность, удобство и надежность его контроля при изготовлении,
испытаниях, техническом обслуживании и ремонте.
Входной контроль – контроль продукции поставщика, поступив
шей к потребителю или заказчику, и предназначаемый для исполь
зования при изготовлении, ремонте или эксплуатации продукции.
Операционный контроль – контроль продукции или процесса во
время выполнения или после завершения технологической операции.
Приемочный контроль – контроль продукции, по результатам
которого принимается решение о ее пригодности к поставкам и/или
использованию.
Эксплуатационный контроль – контроль, осуществляемый на
стадии эксплуатации. В эксплуатационном контроле различают вход
ной, профилактический (необязательный) и текущий (обязательный)
виды контроля.
Испытание – техническая операция, заключающаяся в установ
лении одной или нескольких характеристик данной продукции, про
цесса или услуги в соответствии с установленной процедурой.
Дефект – каждое отдельное несоответствие продукции установ
ленным требованиям.
Дефектное изделие – изделие, имеющее хотя бы один дефект.
Явный дефект – дефект, для выявления которого в нормативной
документации, обязательной для данного вида контроля, предусмот
рены соответствующие правила, методы и средства.
Скрытый дефект – дефект, для выявления которого в норматив
ной документации, обязательной для данного вида контроля, не пре
дусмотрены соответствующие правила, методы и средства.
Критический дефект – дефект, при наличии которого использование
продукции по назначению практически невозможно или недопустимо.
Значительный дефект – дефект, который существенно влияет на
использование продукции по назначению и/или на ее долговечность,
но не является критическим.
Малозначительный дефект – дефект, который существенно не вли
яет на использование продукции по назначению и ее долговечность.
Исправимый дефект – дефект, исправление которого технически
возможно и экономически целесообразно.
Неисправимый дефект – дефект, исправление которого техничес
ки невозможно или экономически нецелесообразно.
Брак – продукция, передача которой потребителю не допускается
изза наличия дефектов.
Критерий приемки – критерий, по которому определяется годная
продукция.
136
Уровень приемки – установленные пределы, ниже которых про
дукция считается удовлетворяющей установленным требованиям.
Несплошность – обнаруживаемое изменение в материале, созда
ваемое в процессе производства или искусственно.
Индикаторный рисунок – изображение или сигнал от несплош
ности в форме, типичной для используемого вида НК.
Обнаружение – определение наличия несплошности.
Ложный индикаторный рисунок – индикаторный рисунок, не ука
зывающий на реальную несплошность.
Чувствительность обнаружения – способность определенного
вида НК обнаруживать несплошность.
Примечание. Чем выше чувствительность обнаружения, тем больше
способность обнаружения меньших несплошностей.
Порог обнаружения – нижний предел обнаружения индикаторно
го рисунка.
Оценка – оценка индикаторного рисунка, выявленного НК, в срав
нении с установленным уровнем.
Регистрация – представление результатов контроля, включая на
стройку приборов контроля, в форме, пригодной для хранения.
Пространственное разрешение – способность надежно различать
близко расположенные несплошности.
Отношение сигнал/шум – отношение амплитуды сигнала, созда
ваемого несплошностью в материале, к амплитуде среднего шума
фона.
Определение размера – определение габаритов несплошностей или
индикаторных рисунков для выполнения оценки.
137
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
11. Ермолов И. Н., Останин Ю. Я. Методы и средства неразрушающего
контроля качества. М.: Высшая школа, 1988. 368 с.
12. ГОСТ 16504–81. Система государственных испытаний продукции.
Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и опреде
ления. М.: Издво стандартов, 1991. 28 с.
13. ГОСТ 27.00289 Надежность в технике. Термины и определения. –
М.: Издво стандартов, 1990. 36 с.
14. Дорофеев А. Л., Казаманов Ю. Г. Электромагнитная дефектоско
пия. М.: Машиностроение, 1980. 232 с.
15. Ермолин Н. П., Жерихин И. П. Надежность электрических машин.
Л.: Энергия, 1976. 248 с.
16. Коллакот Р. Диагностика повреждений: пер. с англ. М.: Мир, 1989.
512 с.
17. Контроль качества продукции машиностроения / под ред. А. Э. Ар
теса. М.: Издво стандартов, 1974. 448 с.
18. Надежность и эффективность в технике: справочник: В 10 т. М.:
Машиностроение, 1986. Т. 1. Методология. Организация. Терминология /
под ред. А. И. Рембезы. 224 с.
19. Надежность и эффективность в технике: справочник: В 10 т. М.:
Машиностроение, 1989. Т. 6. Экспериментальная отработка и испытания /
под общ. ред. Р. С. Судакова, О. И. Тескина. 376 с.
10. Надежность и эффективность в технике: справочник: В 10 т. М.:
Машиностроение, 1989. Т. 7. Качество и надежность в производстве / под
ред. И. В. Апполонова. 280 с.
11. Неразрушающий контроль и диагностика: справочник / В. В. Клю
ев, Ф. Р. Соснин, А. В. Ковалев и др.; под ред. В. В. Клюева. – М.: Машино
строение, 2003. 656 c.
12. Технология технического контроля в машиностроении: справоч
ное пособие / под общ. ред. В. Н. Чупырина. – М.: Издво стандартов, 1990.
400 с.
Учебное издание
Сударикова Елена Васильевна
НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ
В ПРОИЗВОДСТВЕ
Часть 1
Учебное пособие
Редактор В. П. Зуева
Верстальщик Т. М. Каргапольцева
Сдано в набор 26.02.07. Подписано к печати 14.03.07.
Формат 60х84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Усл. печ. л. 8,6.
Уч. изд. л. 9,6. Тираж 100 экз. Заказ №
Редакционноиздательский центр ГУАП
190000, СанктПетербург, Б. Морская ул., 67