Лекція 36. Тема 7.4. Методи та види контролю технології виробництва труб.

Лекція 36.

Тема 7.4.  Методи та види контролю технології виробництва труб.

       Методи контролю прокатної продукції вельми різноманітні, вони можуть бути якісними і кількісними і здійснюватися, як вже мовилося, за допомогою приладів і інструментів або шляхом візуального огляду і мати різну точність. Значну частину властивостей визначають вибірковим методом на зразках, які відбирають від партії металу з місць і по кількості, обумовлених стандартами.

       Останнім часом широкого поширення набули неруйнуючі методи контролю — ультразвукові, магнітні і ін. Неруйнуючі методи можуть бути використані як для вибіркового, так і для суцільного контролю, тобто контролю можуть бути віддані певні місця на металі, певна кількість штук або вся маса партії. Неруйнуючі методи застосовують для контролю якості поверхні прокату. Ці методи зручні і тим, що можуть застосовуватися безпосередньо в потоці, а при певному ступені автоматизації забезпечувати і сортування контрольованої продукції. Найбільшого поширення для контролю листової прокатної продукції набув ультразвуковий метод, заснований на здатності віддзеркалення ультразвукових коливань від поверхні розділу середовищ з різним акустичним опором. Вузький пучок ультразвукових коливань, введений в достатньо однорідне середовище, в ній розповсюджуватиметься прямолінійно, поки не досягне межі пружної неоднорідності (тріщини, раковини, шлакового включення або протилежної грані виробу). На межі неоднорідності ультразвукові коливання відіб'ються, утворюючи за неоднорідністю область так званої ультразвукової тіні. Для неруйнуючого контролю холоднокатаного листа застосовують цілий ряд установок. Для автоматичного контролю холоднокатаного листа в технологічному потоці призначена установка ДПХ-003, що виявляє розшарування, неметалічні включення, подряпини і інші дефекти. Її встановлюють перед летючими ножицями агрегату поперечної різки, на якому проводиться автоматичне розсортовування листів. Установка призначена для контролю листів товщиною 0,5—2,0 і шириною 900—1500 мм з швидкістю до 5 м/с.

    Металургійні і машинобудівні заводи застосовують методи неруйнуючого контролю якості металопродукції.

Методи: візуальний – заснований на проникаючих властивостях рідин, магнітний, електроіндуктивний, рентгено- і гамма- дефектоскопію, ультразвуковий метод.

     Найпростіший і дешевий метод контролю якості поверхні металу – візуальний. Йому передує повне або місцеве видалення окалини з поверхні.

Метод контролю, заснований на проникаючих властивостях рідини застосовують для виявлення дефектів на граничній заготівці, тріщин на робочих валких, для контролю якості поковок типу шайб-дисків.

Магнітні методи – застосовують для виявлення поверхневих дефектів типу тріщин, міхурів, заломів і інших несплошностей Ме.

Ультразвуковий метод контролю застосовують для виявлення раковин, тріщин, розшарувань і інших несплошностей металу.

Електроіндуктивний метод застосовують для контролю якості поверхні, що прокотила Ме структурного складу, глибину зневуглецьованого шару.

Рентгено- і гамма- дефектоскопи застосовують зварювальній і ливарній техніці, а також для визначення усадкових дефектів у момент прокатки злитків.

Магнітний метод.

   Для контролю сталевих деталей з метою виявлення дефектів без руйнування деталі, широко застосовується магнітний метод (магнітна дефектоскопія). Цим методом виявляються дрібні тріщини, раковини, волосовини і інші дефекти, розташовані на поверхні або близько біля поверхні. Суть магнітного методу полягає в наступному. Деталь намагнічують в спеціальному приладі — магнітному дефектоскопі. За наявності в деталі дефекту виникаючий при намагніченні магнітний потік розсіюється в місці розташування дефекту і виходить на поверхню.Деталь  покривають  магнітним   порошком окислу заліза (сухий метод) або поливають рідиною (суспензією), що складається з порошку окислу заліза і гасу, або деталь занурюють в суспензію (мокрий метод). Порошок окислу заліза притягується магнітним потоком, що вийшов на поверхню, тобто в тих місцях, де є дефект; в результаті невидимий дефект стає добре помітним.

Рентгенівський метод.

     Рентгенівський метод виявлення дефектів, так звана рентгенівська дефектоскопія, заснований на здатності рентгенівських променів  проникати через будь-яке тіло і в  різному ступені поглинатися при проходженні через метал різної щільності.

    Якщо на шляху рентгенівських променів помістити деталь з дефектом (тріщиною, раковиною і т. п.), то рентгенівські промені більшою мірою поглинатимуться (ослаблятися) основним металом і у меншій мірі — при проходженні через дефект. У зв'язку з цим на розташованій за деталлю рентгенівській плівці виходять світліші і темніші місця. Темні місця на плівці у вигляді крапок, ліній або плям характеризують наявність в деталі дефектів.

Рентгенівська дефектоскопія має велике значення і застосовується в заводській практиці для контролю (виявлення дефектів) литих, кованих і штампованих деталей, а також зварних з'єднань без їх руйнування.

Люмінесцентний метод.

    Люмінесценцією називають холодне свічення речовини, що викликається різними причинами: його освітленням, проходженням в нім електричного струму (у газах і парах), хімічними процесами. Якщо речовина світиться при освітленні його світлом і припиняє світитися після припинення освітлення, то таке явище свічення називається флюоресценцією. При цьому зазвичай колір променів, які викликають свічення, відрізняється від кольору променів, які випускає речовина. Наприклад, гас при освітленні його сонячними променями випускає слабке голубувате світло. На властивості деяких органічних сполук флюоресцирувати, тобто світитися під дією ультрафіолетових променів, і заснований люмінесцентний метод виявлення дефектів.

      Цим методом контролю можна виявити тільки відкриті поверхневі дефекти, наприклад мікротріщини і ін. Практично контроль люмінесцентним методом здійснюють таким чином.

      Деталь, що підлягає контролю, ретельно очищають і занурюють у ванну, що містить флюоресцирующий розчин (суміш трансформаторного масла, гасу і спеціального зелено-золотистого порошку), і витримують в нім 10—15 мин. При зануренні у ванну розчин не тільки покриває поверхню, але і проникає в мікротріщини.

      Потім флюоресцируючий розчин змивають з поверхні деталі водою, поверхню сушать на повітрі, опромінюють ультрафіолетовим світлом і оглядають її. За наявності поверхневих мікротріщин флюоресцируючий розчин, що проник в них, під дією ультрафіолетових променів світиться зеленуватим світлом і тим самим дозволяє їх виявити.

Ультразвуковий метод.

    Дефект у виробі можна виявити за допомогою звуку. Наприклад, постукуючи молотком по бандажу вагонного колеса, по звуку визначають, чи є в ньому дефект чи ні.

        Але по звуку, чутному людиною, можна виявити тільки дефекти великих розмірів. Це пояснюється тим, що людське вухо уловлює звуки, що створюються тілами, які коливаються з частотою від 16 до 20 000 коливань в секунду. Якщо тіло коливається з частотою вище 20 000 секунду, то звук від такого коливання людське вухо не уловлює. Такі нечутні звуки називаються ультразвуками.      За допомогою ультразвуків можна виявити дуже дрібні дефект в деталі, який розташований дуже глибоко. Це пояснюється тим, що частота ультразвуків дуже велика і рівна сотням тисяч або навіть мільйонам коливань в секунду; чим більше частота, тим менше довжина звукової хвилі, тим менший дефект вона може виявити. Віддзеркаленням звукових хвиль є луна. Але, луна виникає тільки в тому випадку, якщо на шляху звукових хвиль зустрічається така крупна перешкода, як ліс, гори і т.п. В інших випадках, наприклад в полі, луна не чується, оскільки в даному випадку довжина звукових хвиль, більше, ніж розмір перешкод, що зустрічаються на їх шляху, звукові хвилі їх огинають, не відбиваючись.

        Ультразвуковий метод виявлення дефектів заснований на віддзеркаленні звукових хвиль від дефекту, розташованого всередині металу. Ультразвуковий прилад для виявлення дефектів в деталях працює таким чином. Для отримання дуже високої частоти ультразвукових коливань (близько декількох мільйонів коливань в секунду) використовується пьезокварцева пластинка. Якщо таку пластинку помістити між двома металевими пластинками і підключити до них змінний струм високої частоти, то під дією змінних електричних зарядів пьезокварцева пластинка почне стискатися і розширюватися в такт з електричними коливаннями. В результаті коливань з високою частотою пьезокварцевої пластинки в повітрі утворюються ультразвукові хвилі. Такий пучок ультразвукових коливань  в досліджуваній деталі і через всю товщу металу проходить ультразвукова хвиля.

      Якщо усередині деталі є дефект (тріщина, раковина і т. п.), то нормальне розповсюдження ультразвукових хвиль порушується. Частина хвиль відбивається від дефекту, повертається до поверхні і з'являється ультразвукова луна. Решта хвиль йде далі і повертається назад до поверхні після віддзеркалення від донної частини деталі.

      Ультразвукова луна уловлюється тією ж пьезокварцевою пластинкою і порушує на металевих пластинках, між якими вона знаходиться, змінні електричні заряди. Ці заряди можна підсилити і зміряти електричним вимірювальним приладом.

     Таким чином, пьезокварцева пластинка є основним елементом в ультразвуковому дефектоскопі. Для визначення глибини залягання дефекту в деталі ультразвук посилається в деталь не безперервно, а періодично з перервами.

        За часом між посилкою ультразвука в деталь і поверненням назад (луна) і визначають глибину залягання дефекту в деталі. Для вимірювання цього часу використовують електроннопроменеву трубку. В той момент, коли на поверхню деталі прямують ультразвукові хвилі,на екрані трубки з'являється викид, при цьому електронний промінь рухається зліва направо, прокреслюючи на екрані горизонтальну лінію. Коли наповерхню деталі повертаються ультразвукові хвилі, відбиті від дефекту, на екрані з'являється викид, розташований правіше за викид.       

    При поверненні ультразвукових хвиль, відбитих від донної частини деталі

з правого боку екрану з'являється викид. Вимірюванням відстані до викиду визначають глибину залягання дефекту в деталі.

Контрольні питання.

1.Які види контролю якості продукції ви знаєте?

2.В яких цехах відбувається плавочний контроль?.

3.Хто відповідальний за виконання функцій контролю якості?

4.Які методи контролю ви знаєте?

5.Що включає контроль технологічного процесу?

6.Які дефекти продукції виявляють контролери?

7.Який відділ підприємства відповідає за контроль якості продукції?

8.Назвіть Основні операції остаточного контролю.