76361

Неразрушающий контроль (НК) и аттестация изделий

Лекция

Физика

Диаграмма испытаний график зависимости нагрузки от абсолютной деформации образца. Начальная расчетная длина образца lo участок рабочей длины образца между нанесенными метками до испытания на которое определяется удлинение. Напряжение течения σ напряжение превышающее предел текучести определяемое отношением нагрузки к действительной для данного момента испытаний площади поперечного сечения образца при равномерном деформировании. Предел прочности σв напряжение соответствующее наибольшей нагрузке предшествующей разрыву образца.

Русский

2015-01-30

61.4 KB

0 чел.

Лекция 2.  Неразрушающий контроль (НК) и аттестация изделий.

               План лекции. Терминология, основные виды и методы НК. Стандартизация методов и средств НК и технической экспертизы. Структура и содержание типовых операций неразрушающего контроля в тяжёлом, в  т. ч.,  атомном машиностроении. 

                     Методы неразрушающего контроля классифицируются по видам применяемых физических полей,  ГОСТ  18353-79. Для каждого вида НК существенными признаками являются:

  1.  физическая сущность метода;
  2.  область применения, чувствительность;
  3.  дефектоскопические средства;
  4.  ГОСТовская технологическая схема контроля;
  5.  достоинства и недостатки метода.

        Метод цветной дефектоскопии (ЦД) основан на капиллярном характере поведения смачивающих жидкостей (пенетрантов) в несплошностях, расположенных на контролируемых  поверхностях изделий. Индикация дефектов осуществляется после смывки с поверхности пенетранта и последующего нанесения на неё проявляющей жидкости. Понимание процессов,  протекающих при ЦД, существенно облегчается при рассмотрении и анализе основополагаю-щего уравнения Лапласа.

        Магнитопорошковая дефектоскопия (МПД) применяется для обнаружения дефектов на поверхностях и в подповерхностных слоях (до 7…9 мм) изделий из ферромагнитных материалов. Возможности метода полностью определяются особенностями магнитных свойств ферромагнетиков. Дефекты обнаруживаются за счёт рассеяния на них линий магнитной индукции, наведённых в контролируемом изделии внешним намагничивающим полем. Технологическая  особенность МПД – обязательное наличие финишной операции размагничивания изделий после проведения контроля.

         В основе визуального и измерительного контроля (ВИК) лежат физические явления, связанные с оптикой глаза – бинокулярный и стереоскопический эффекты, а также особенности восприятия глазом контролируемых поверхностей по условиям контрастности, цветности и, главное, освещённости объекта. Для визуально-оптического контроля дефектоскопические средства классифицируются по их доступности к зонам контроля. Для измерительных средств первостепенное значение имеет учёт погрешностей измеряемых величин (линейных и угловых размеров, шероховатость и т. п.), а также самого мерительного инструмента.  Наибольший объём контрольных операций по проверке качества изделий в машиностроении и энергетике приходится на методы ультразвуковой дефектоскопии (УЗД). Это объясняется следующими факторами:

  1.  возможностью определения  с высокой чувствительностью внутренних дефектов в изделиях практически из любых конструкционных материалов;
  2.  обнаружением дефектов в крупногабаритных изделиях больших толщин, в т.ч. сложной пространственной конфигурации;
  3.  применимостью метода в полевых условиях, на строящихся объектах, то есть там, где использование  других видов контроля проблематично либо невозможно.

        Физика ультразвукового контроля (УЗК) основана на известном факте объяснения поведения акустических волн в контролируемых материалах по аналогии с законами геометрической  оптики. Основным методом УЗК в тяжёлом машиностроении является эхо-импульсный, суть которого заключается в способности отражения ультразвука от дефектов, а точнее, от поверхностей раздела сред с различными волновыми сопротивлениями. Диапазон применяемых для  обнаружения дефектов частот УЗ колебаний – от 0,5…0,7 до 10 МГц, источниками и приёмниками   которых служат пьезоэлектрические элементы. Существенный недостаток эхо-импульсного метода – существование неконтролируемого приповерхностного слоя материала, так называемой мёртвой зоны. Порядок её расчёта и объяснение причин возникновения приводится в.

  Рисунок 2.1 Дефект в корневом валике

  сварного соединения

        К другой большой группе методов НК, позволяющих обнаруживать внутренние дефекты в изделиях, относятся методы просвечивания оптически непрозрачных сред. Дефектация, то есть принципиальная возможность выявления дефектов, в этих видах контроля базируется на законе ослабления интенсивности излучения через сечение контролируемого объекта. По способу регистрации проникающего излучения наибольшее распространение получила ра- диографическая дефектоскопия (РГД). При изучении метода РГД необходимо уделить внимание процессам взаимодействия различного рода излучений с материалом контролируемых объектов (физическая сторона) и тому как должны обеспечиваться безопасные условия проведения РГ контроля в производственных условиях (технологическая сторона).

       Изучение методик проверки изделий на герметичность (контроль течеисканием) рекоменд-уется выполнять с использованием современных дефектоскопических средств. Определяющее значение имеют области применимости методов, которые зависят главным образом от чувствитель-ности датчиков  контроля параметров в измеритель-ных трактах регистрирующих приборов.

              Основные термины и определения НК даны в ГОСТ Р 53697 – 2009 (ISO/TS 181173 : 2005). В частности, определение дефекта звучит так  «…2.11 дефект: Дефектность или несплошность, которая может быть обнаружена методами неразрушающего контроля и которая необязательно является недопустимой».    

    Терминология разрушающих методов контроля приведены в Приложении А.

Приложение А

Терминологический словарь

Деформация (от лат. deformatio — искажение) — изменение относительного положения частиц тела, связанное с их перемещением. Деформация представляет собой результат изменения междуатомных расстояний и перегруппировки блоков атомов.

Диаграмма испытаний — график зависимости нагрузки от абсолютной деформации образца.

Динамометр (от греч . dynamis - сила и ...метр) — силомер, прибор для измерения силы или крутящего момента, состоящий из силового звена (упругого элемента) и отсчетного устройства. Динамометры разделяют по принципу действия на механические (пружинные или рычажные), гидравлические и электрические; по назначению - на образцовые и рабочие (общего назначения и специальные).

Изгиб — вид деформации, характеризующийся искривлением (изменением кривизны) оси или срединной поверхности деформируемого объекта (бруса, балки, плиты, оболочки и др.) под действием внешних сил или температуры.

Кривая упрочнения — график зависимости напряжения течения от логарифмической деформации.

Кручение — вид деформации, характеризующийся взаимным поворотом поперечных сечений стержня, вала и т. д. под влиянием моментов (пар сил), действующих в этих сечениях.

Модуль упругости E — отношение приращения напряжения к соответствующему приращению удлинения в пределах упругой деформации.

Начальная расчетная длина образца lo — участок рабочей длины образца между нанесенными метками до испытания, на которое определяется удлинение.

Напряжение течения σ — напряжение, превышающее предел текучести, определяемое отношением нагрузки к действительной для данного момента испытаний площади поперечного сечения образца при равномерном деформировании.

Осевое растягивающее усилие P — нагрузка, действующая на образец, в данный момент испытания.

Ползучесть материалов — медленная непрерывная пластическая деформация твёрдого тела под воздействием постоянной нагрузки илимеханического напряжения. Ползучести в той или иной мере подвержены все твёрдые тела — как кристаллические, так и аморфные.

Предел пропорциональности σпц — наибольшее напряжение, после которого нарушается справедливость закона Гука σ =Еε, где E - модуль продольной упругости.

Предел прочности σв — напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрыву образца.

Предел текучести физический (нижний предел текучести) σт — наименьшее напряжение, при котором образец деформируется без заметного увеличения нагрузки.

Предел текучести условный σ0.2 — напряжение, при котором пластическая деформация образца достигает 0,2% от рабочей длины образца l или начальной рабочей длины по тензометру le.

Предел упругости σу — наибольшее напряжение, которое может выдержать материал, не обнаруживая остаточных деформаций при разгружении.

Рабочая длина образца l — часть обраца с постоянной площадью поперечного сечения между его головками или участками для захвата.

Разрывная машина — служит для определения механических свойств материалов, а также для испытаний деталей, сборочных единиц и изделий путём повреждения или разрушения. Разрывная машина имеет нагружающее устройство и измерительные приборы. По виду нагружающего устройства разрывные машины разделяются на машины с гидравлическим и механическим (рычажным, одно- и многошпиндельным) нагружающим устройством. Для испытания упругих материалов (металлы, древесина, резина, полимеры, ткани и др.) применяют разрывные машины с одной или несколькими постоянными скоростями деформирования, а для испытания хрупких материалов — разрывные машины с постоянной скоростью нагружения. По направлению растягивающего усилия разрывные машины делятся на вертикальные и горизонтальные. Нагружающее устройство (механическое или гидравлическое) обеспечивает повторные циклические нагрузки. Измерительные приборы регистрируют усилия и деформации на различных стадиях испытаний. Приборы для измерения усилия могут быть механическими (рычажными, рычажно-маятниковыми, пружинными) и гидравлическими. Использование электронных схем позволяет автоматически воспроизводитьзаданный режим испытаний. Разрывные машины для испытания материалов при температуре, отличной от нормальной, снабжены печами и криокамерами (для охлаждения образца). Разрывные машины, на которых можно проводить испытания не только на растяжение, но и на сжатие, изгиб, ползучесть, длительную прочность и релаксацию, называются универсальными.

Скорость деформирования — величина изменения расстояния между установленными точками образца в единицу времени.

Скорость нагружения — величина изменения усилия (или напряжения) в единицу времени.

Твёрдость — сопротивление материала вдавливанию или царапанию. Твердость не является физической постоянной, а представляет собой сложное свойство, зависящее как от прочности и пластичности материала, так и от метода измерения.

Тензодатчик — измерительный преобразователь деформации твёрдого тела, вызываемой механическими напряжениями, в сигнал (обычно электрический), предназначенный для последующей передачи, преобразования и регистрации.

Тензометр (от лат. tensus — напряжённый и ... метр) — прибор для измерения деформаций, вызываемых механическими напряжениями в твёрдых телах. Применяется при исследовании распределения деформаций в деталях машин, конструкций и сооружений, а также при механических испытаниях материалов. Наиболее распространены электротензометры сопротивления, основным элементом которых служит тензорезисторный датчик.

Удлинение образца абсолютное Δl — приращение начальной учетной длины образца в любой момент испытания.

Удлинение образца относительное δ — отношение приращения расчетной длины образца (lk - lo) после разрыва к начальной расчетной длине lo, выраженное в процентах.

Условное номинальное напряжение — напряжение, определяемое отношением нагрузки к начальной площади поперечного сечения.

Усталость материалов — изменение механических и физических свойств материала под длительным действием циклически изменяющихся во времени напряжений и деформаций


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

9843. СССР в годы Великой отечественной войны этапы войны, решающие битвы, экономика и общество. Итоги и цены победы 43.78 KB
  СССР в годы Великой отечественной войны этапы войны, решающие битвы, экономика и общество. Итоги и цены победы. 22 июня 1941 г. Германия напала на Советский Союз без объявления войны, вместе с ней в войну вступили ее союзники: Италия, Румыния, Болга...
9844. Правление Ивана грозного: от централизации к феодальной диктатуре 37.3 KB
  Правление Ивана грозного: от централизации к феодальной диктатуре. Борьба за достижение основных стратегических целей в области внутренней и внешней политики, определившихся на рубеже XV-XVI веков, продолжалась в XVI столетии. Это столетие неразрывн...
9845. СССР в 1945-1953 гг. трудности послевоенного переустройства, ужесточение политического режима 26.22 KB
  СССР в 1945-1953 гг. трудности послевоенного переустройства, ужесточение политического режима. Война принесла огромные человеческие и материальные потери. В 1939-1945 гг. мир потерял от 55 до 75 млн. человек, т.е. в 5-7 раз больше, чем в Первую миро...
9846. Смутное время: кризис государства и общества в России в начале 17 века 33.63 KB
  Смутное время: кризис государства и общества в России в начале 17 века. XVII век является одной из наиболее сложных эпох Русской истории. Начало века - это Смутное время, которое до основания потрясло Российское государство и чуть было не привело ег...
9847. Реформы 1953-1964 гг.: первые попытки либерализации советской системы 37.18 KB
  Реформы 1953-1964 гг.: первые попытки либерализации советской системы. В сентябре 1953 г. Н.С. Хрущев был избран Первым секретарем ЦК КПСС. По какому пути могла пойти страна при новом лидере? Ответ на данный вопрос надо искать в соотношении сил в вы...
9848. Россия в новое время: складывание абсолютизма во второй половине 17 века 26.98 KB
  Россия в новое время: складывание абсолютизма во второй половине 17 века В XVII веке, начиная с Михаила Федоровича Романова (1613-1645), самодержавие активно лавировало между группировками господствующего класса, укрепляя трон и централизацию управл...
9849. ИНФОРМАЦИОННЫЕ АСПЕКТЫ УПРАВЛЕНИЯ ИНФРАСТРУКТУРОЙ И ТРУДОВЫМИ РЕСУРСАМИ РЕГИОНОВ УКРАИНЫ 137.5 KB
  Топливно-энергетический комплекс содержит группы отраслей промышленного производства, которые специализируются на добыче, обогащении, переработке и потреблении твердого минерального, жидкого и газового топлива, производстве, передаче и использовании электроэнергии, тепла.
9850. Церковный раскол в середине 17 века 25.29 KB
  Церковный раскол в середине 17 века. Русская православная церковь занимает значительное место в истории русского государства. Православие определило этническое самосознание русского народа в период борьбы с монголо-татарским игом, что вместе с общер...
9851. Послевоенные вызовы: начало холодной войны, создание ракетно-ядерного щита в СССР 22.92 KB
  Послевоенные вызовы: начало холодной войны, создание ракетно-ядерного щита в СССР. Окончание Второй мировой войны открыло новую страницу в истории человечества. Геополитическая структура мира в результате поражения Германии и ее союзников приобрела ...