Неразрушающий контроль изделия

Введение



В данной курсовой работе, я хочу рассказать о неразрушающем контроле изделия со следующими параметрами:

Вид изделия – детали и агрегаты типа оребренных и вафельных панелей, представляющие собой интегральные конструкции, состоящие из полотна (плоскопараллельной или обладающие незначительной кривизной пластины или оболочки) и ребер жесткости или стрингеров, расположенных с одной стороны полотна. Возможно проведение контроля изделия без ребер, а так же имеющие ребра с обеих сторон, при условии, что ребра с одной стороны полотна не препятствуют контролю зоны соединения полотна и ребер, расположенных с другой стороны;

Размеры изделий – до 3*7 м в плане, толщина полотна от 2 до 10;

Допустимая кривизна полотна – одинарная, радиус кривизны не менее 2 м. Допускается контроль по выпуклым криволинейным поверхностям с меньшем радиусом кривизны при условии, что обеспечивается требуемая чувствительность контроля. В этом случи рабочий стандарт образец (РСО), использующие для настройки, должен иметь такой радиус кривизны.

Материал изделия – углепластик типа КМУ-7Э и сочетания углепластика со стеклопластиком (поверхностный слой). Возможно проведение контроля из других композиционных материалов при условии, что их акустические свойства позволяют выделить контрольный отражатель Ø10 мм в полноте 5 мм в зоне соединения полотна с ребром;

Допускается наличие на поверхностях ввода ультразвуковых колебания радиопоглощающего и лакокрасочного покрытия при условии, что это покрытие позволяет обеспечить требуемую чувствительность контроля. В этом случаи РСОЮ, использующийся для настройки, должен иметь такое же покрытие.

К контролю могут подвергаться панели с двумя различными конструкциями (способами формирования) ребер.






Анализ к детали



Проведение контроля

Поисковый контроль материала полотна конструкций осуществляют с целью обнаружения дефектов путём сканирования преобразователем по всей поверхности полотна, на которую предварительно нанесена контактная жидкость. Скорость и шаг сканирования не должны превышать значений, определенных при настройке.

Поисковый контроль зоны соединения полотна с ребром осуществляют путём перемещения ПЭП параллельно линии разметки, обозначающей ось ребра. Скорость и шаг сканирования не должны превышать значений, определенных при настройке. При контроле конструкции с «тонкими» рёбрами границы зоны контроля проходят на расстоянии от оси ребра, равном толщине ребра. При контроле конструкции с «толстыми» ребрами зона контроля ограничена проекцией: рёбер на поверхность вводи. В последнем случае выход контактной поверхности ПЭП за границы этой зоны не допускается, так как это приведет к ложному срабатыванию АСД.

Для удобства и обеспечения точности перемещения ПЭП вдоль линии сканирования рекомендуется применять металлическую или деревянную линейку (под линией сканирования понимаемся траектория перемещения центра контактной поверхности ПЭП – точки выхода). Линейку прижимают к поверхности изделия и ПЭП перемещают, прижимая его край к линейке. Затем линейку смещают на величину сканирования, и выполняется следующий проход. И так до тех пор, пока очередная линия сканирования не выйдет за край зоны контроля.

При контроле материала полотна дефектоскопист должен следить за наличием акустического контакта по амплитуде донного сигнала.

Признаком: обнаружения дефекта является появление эхосигналов, вызывающих срабатывание АСД. При срабатывание АСД следует повторно просканировать место, вызвавшее срабатывание, с уменьшенным шагом и скоростью. Если: срабатывание не повторится, следует продолжить поисковый контроль. Если в стробе 1 наблюдается устойчивый эхо-сигнал от обнаруженного дефекта, добейтесь максимальной амплитуды этого эхосигнала. Если амплитуда превышает указанный уровень 40% высоты экрана, следует прекратить сканирование и перейти к браковочному контролю. Если не превышает, следует продолжить поисковый контроль.

Браковочный контроль проводят с целью определения координат и условных размеров дефектов. Дефектной считается зона» при расположении внутри которой точки выхода ПЭП амплитуда эхосигнала превышает половину амплитуды эхосигнала от КО в РСО. Под условной границей дефекта понимается линия» при расположении на которой точки выхода

ПЭП амплитуда эхосигнала равна половине амплитуды эхосигнала от КО в РСО.

Для определения положения условной границы дефекта, медленно перемещайте ПЭП от точки, в которой достигнут максимум эхосигнала, до тех пор, пока амплитуда эхосигнала не станет равной 40% шкалы, Отметьте это положение ПЭП карандашом на поверхности детали (например, обведите контактную поверхность ПЭП по контуру и отметьте точкой центр полученной окружности), Перемещаясь таким образом по найденному дефекту, отметьте положение границы дефекта. Соедините линией красным карандашом точки, соответствующие отмеченным положениям центра преобразователя,

При контроле зоны соединения ребра с полотном условная граница дефекта не может выходить из зоны контроля. Если: в этом случае при контроле конструкции с «тонкими» ребрами дефект выходит за зону контроля, за условную границу дефекта соединения ребра с полотном принимается граница зоны контроля.

Измерьте глубину залегания дефекта при помощи глубиномера дефектоскопа. Значение глубины в миллиметрах индицируется в верхнем углу экрана дефектоскопа. Для компактного дефекта глубина залегания измеряется в точке с максимальной амплитудой эхосигнала. Для протяжённого дефекта замеряются значения в нескольких точках, расположенных по всему дефекту на расстоянии 10–20 мм друг от друга, и при указании глубины залегания этого дефекта в заключении указывается минимальное и максимальное измеренные значения.

Аналогично дефектным зонам» но синим карандашом, отмечают непроконтролированные зоны.

При проведении контроля следует периодически (не реже 1 раза в час, а также после перерывов в работе) проверять настройку прибора на РСО.

5.12 Контроль материала «тонких» рёбер проводится по плоским боковым поверхностям с одной стороны ребра в зонально доступных местах. Материал «толстых» ребер контролируется с использованием ПЭП на частоту 2,5 МГц по возможности с двух сторон со стороны плоской поверхности полотна и со стороны донной поверхности ребра.

При проведении контроля ребра с его боковой поверхности в конструкции с «тонкими» ребрами часть материала ребра в зоне его соединения с полотном не будет проконтролирована. Размер этой геометрической мёртвой зоны определяется конструкцией корпуса ПЭП или радиусом галтельного перехода между ребром и полотном. При необходимости прозвучивание этой зоны может осуществляться со стороны плоской поверхности панели, как показано на рисунке 5.1, причём требуемая глубина зоны контроля  (длительность развёртки и длительность строба АСД) устанавливается при настройке в последнюю очередь, без использования РСО, путём ввода значений глубины  (в мм) в настройки прибора (параметры ДИАП и СТРОБ 1 – ДЛИТ). Контроль осуществляется за один проход сканирования, при этом ПЭП должен перемещаться строго по оси ребра по разметке или по линейке, так как смещение ПЭП с оси ребра на полотно вызовет ложное срабатывание сигнализации АСД.

По окончанию контроля удаляют остатки контактной жидкости с поверхностей изделия. Вода стирается сухой салфеткой. Ультрагель удаляется салфеткой, смоченной в воде, а затем сухой салфеткой.



Подготовка к контролю



Поступающие на контроль изделия не должны иметь натёков связующего и остатков технологических плёнок. Края должны быть механически обработаны и не иметь задиров и заусенцев. Поверхности ультразвуковых колебаний должны быть ровными, очишеными от грязи и пыли, Дефектоскоиист должен оценить пригодность изделия к контролю и при необходимости направить его на доработку. Нел и в зонах, подлежащих контролю в соответствии с ТКК, на поверхности имеются неровности» допустимые по чертежу» но не позволяющие обеспечить надёжный акустический контакт, эти зоны отмечаются на дефекторамме как непроконтролированные. Если площадь или размеры таких зон превышают значения, установленные для дефектных зон, то решение о годности изделия принимается Главным конаруктором предприятия-рзработчика лия,

Перед проведением контроля изделие следует разметить мелом или мягким карандашом, обозначив линиями на поверхности ввода положения осей рёбер и границ зон контроля. При контроле больших площадей полотна рекомендуется разбить поверхность на зоны размером около (300x300) мм.

Применяемый дефектоскоп может работать как от встроенной аккумуляторной батареи, так и от сети переменного тока 220 В. Если условия проведения контроля позволяют, следует запитыватъ прибор от сети. Для этого необходимо организовать подключение адаптера питания дефектоскопа к сети таким образом» чтобы исключить исключить прибора и обеспечить удобство работы дефектоскописта.

Рабочее место, на котором проводится контроль, должно быть оборудовано необходимыми приспособлениями и подъёмно-транспортными средствами для обеспечения удобства работы дефектоскописта. Уровень шума в помещении не должен заглушать звуковой сигнал автоматической сигнализации дефектоскопа.



Настройка оборудования



Подключить кабели преобразователя к разъемам для подключения преобразователя на корпусе дефектоскопа,

Подключить, при необходимости, адаптер питания к дефектоскопу и к сети 220 В, Включить дефектоскоп нажатием кнопки ON/OFF.

Нажать кнопку «OPTION». В появившемся меню при помощи со стрелками выбрать пункт «УСТАНОВКИ» («SETTINGS») н накнопку «ENTER» В появившемся меню установить следующие параметры (выкл, вкл):

– ЯЗЫК – Russian;

– ЕДИНИЦЫ ИЗМЕР – «мм на всю шкалу»;

– ОПЫТНЫЙ СПЕЦ – фильтр, ноль и стрела выкл;

– СИГНАЛ ВКЛ-вкл.;

– СЕТКА ВКЛ – выкл;

– ПОЛНАЯ БЛОКИР – выкл.;

– БЛОКИР НАСТР – выкл.;

– СИГНАЛ ЗАПОЛН – выкл.;

– ПИК ЗАПОЛН-выкл.;

– АЛКАЛИН ВАТ – выкл,

Нажатием кнопки OPTION войдите в меню установок прибора и отключите следующие неиспользуемые функции (если они доступны в данной модификации прибора):

– DАС;

– ВРЧ;

– В-скан;

– ИФ строб;

– АРД;

– учёт кривизны;

– плавающий строб;

– расшир. памяти.

Нажатием кнопки: OPTION выйдите из меню установок прибора.

В соответствии с руководством по эксплуатации (РЭ) дефектоскопа, установите следующие параметры работы генератора импульсов и приёмного устройства:

– детектирование импульса – «полный импульс»;

– энергия импульса – максимальная (400 В);

– демпфирование – 50 Ом;

– способ контроля – раздельно-совмещённым преобразователем

(Р/С);

– частотная фильтрация – 1,7–8,5 МГц;

– форма импульса – прямоугольный импульс;

– частота генератора («следования» в терминах РЭ) импульсов – 5 МГц.

В соответствии с РЭ дефектоскопа, установите следующие па-обработки импульсов;

– режим отсечки – выкл. (0%);

– запоминание огибающей – выкл;

– захват сигнала – выкл;

– лупа времени – выкл;

– способ измерения глубины – по пику,

Подготовьте дефектоскоп к настройке» для чего:

– задайте начальное усиление 30 дБ;

– установите сдвиг нуля на 0.00 мкс;

– установите толщину материала на 0.00 мм;

– установите скорость звука в материале 3350 м/с;

– установите диапазон развёртки на 25 мм;

– выберите режим полного экрана.

Нанесите контактную жидкость на рабочую поверхность преобразователя и установите его на плоскую (не сребрённую) поверхность полотна РСО недалеко от края в месте, под которым отсутствуют ребра и КО. Изменяя длительность развертки (RANGE), установите положение второго донного сигнала на 8–9-ое деление горизонтальной шкалы. Измерьте штангенциркулем толщину полотна в месте установки ПЭП.

Настройте глубиномер дефектоскопа в соответствии с пунктом РЭ «Настройка для раздельно-совмещённого преобразователя». При этом, в качестве донного импульса от «тонкого образца» используйте донный сигнал, а в качестве донного импульса от «толстого образца» используйте второй донный сигнал, В качестве «толщины тонкого образца» и «толщины толстого образца» следует вводить, соответственно, толщину полотна и удвоенную толщину полотна, измеренную штангенциркулем.

При настройке, а также в дальнейшем при проведении контроля раздельно-совмещённым ПЭП, на экране дефектоскопа может наблюдаться: мешающий эхоимпульс от поверхностных слоев материала. При вращении ПЭП вокруг своей оси амплитуда этого импульса изменяется.

Поворачивая ПЭП, найдите такое положение преобразования, при котором эта амплитуда минимальна, и проводите настройку и контроль, сохраняя такое положение.

Дальнейшая настройка дефектоскопа для контроля материала полотна конструкции с «тонкими» рёбрами выполняется следующим образом,

Изменяя длительность развертки (RANGE), установите положение первого донного сигнала на полотне на 8–9-ое деление горизонтальной шкалы. Установите ПЭП на любой пригодный для настройки КО Ø10 (непригодные для настройки КО отмечены на поверхности РСО крестом). Изменяя усиление, установите амплитуду сигнала от КО – 80% шкапы. Настройте строб 1 (GATE 1) таким образом, чтобы он захватывал зону от начала экрана до левого фронта донного сигнала. Установите высоту строба 1 (порог) на уровень 40% шкалы, а режим работы строба – «АСД+».

Проведите сканирование преобразователем по поверхности полотна РСО. Убедитесь в отсутствии ложных срабатываний автоматической сигнализации дефекта (АСД) дефектоскопа. Ложные срабатывания могут быть вызваны попаданием в строб донного сигнала и шума ПЭП. В этом случае откорректируйте длительность строба.

Определите максимально допустимый шаг сканирования, для чего:

– установите ПЭП на РСО в зоне залегания КО диаметром 10 мм таким образом, чтобы акустическая изоляция ПЭП (акустическая изоляция – тонкая полоска на контактной поверхности ПЭП, разделяющая его приемы) была ориентирована поперёк ребра.

– добейтесь максимальной амплитуды эхосигнала от КО. Изменяя усиление, установите её равной 80% шкалы;

– увеличьте усиление дефектоскопа на 3 дБ;

– перемещайте НЭП вдоль ребра сначала в одну, затем в другую сторону до тех пор, пока амплитуда сигнала от КО не уменьшится до высоты 80% шкалы. Отметьте карандашом положения ПЗП на РСО (обведите контактную поверхность ПЭП по контуру), в которых амплитуда эхо-сигнала составляет 80% шкалы (т, е. на 3 дБ меньше максимальной амплитуды эхосигнала от КО);

– измерьте при помощи: штангенциркуля расстояние между отмеченными положениями ПЭП. Это и будет шаг сканирования t

– уменьшите усиление дефектоскопа на 3 дБ.

Проведите сканирование РСО в зоне, где расположены КО диаметром 10 мм с шагом.» определенным в соответствии с п. 4.11.3. со скоростью 4–5 м/мин. Убедитесь в надёжном выявлении КО (по срабатыванию АСД), Если срабатывания не происходит» следует уменьшить выбранную скорость и (или) шаг сканирования, чтобы КО выявлялся, и использовать уточненные шаг и скорость в дальнейшем при проведении кон-

Настройка дефектоскопа для контроля материала полотна в конструкции с «толстыми» рёбрами: выполняется аналогично настройке для контроля полотна в конструкции с «тонкими» ребрами (п. 4.11). При этом, однако, следует иметь в виду, что эхосигнал от КО в ребре РСО будет находится на экране там же, где и донный сигнал в полотне. Поэтому при выполнении операции проверки настройки по п. 4. 11,4 следует расширить строб 1 таким образом, чтобы он захватывал сигнал от КО, и выявлять КО, перемещая ПЭП по полотну в пределах проекции ребра на поверхность ввода. Также при проверке уверенно выявляться дефекты, полученные в РСО закладкой клина с последующим его удалением. По окончании проверки следует вернуть ширину строба в положение

Настройка дефектоскопа для контроля зоны соединения полотна с ребром в конструкции с «тонкими» ребрами выполняется аналогично п. 4.11, однако при этом используется контрольный отражатель диметром 5 мм.

Настройка дефектоскопа для контроля юны соединения полотна с ребром в конструкции с «толстыми» рёбрами выполняется следующим образом.

Изменяя длительность развертки (RANGE), установите положение первого донного сигнала на полотне на 7–8-ое деление горизонтальной шкалы. Установите ПЭП на любой из КО диаметром 5 мм. Изменяя усиление, установите амплитуду сигнала от КО – 80% шкалы. Настройте строб 1 (GАТЕ 1) таким образом, чтобы он начинался от правого шума преобразователя и заканчивался на 1 большое деление шкалы правее сигнала от КО. Установите высоту строба 1 (порог) на уровень 40%.

Проведите сканирование преобразователем по полотну РСО в зоне проекции ребра на полотно. Убедитесь в отсутствии ложных срабатываний АСД дефектоскопа. Ложные срабатывания могут быть вызваны попаданием в строб донного сигнала от полотна при выходе ПЭП за край ребра.

Определите максимально допустимый шаг сканирования в соответствии с п. 4.11.3, но используя КО диаметром 5 мм.

Проведите сканирование РСО в пределах зоны проекции ребра на поверхность ввода с шагом, который получился в результате измерения по п. 4.14.3 со скоростью 4–6 м/мин. Убедитесь в надежном выявлении КО диаметром 5 мм (срабатывании АСД), Если срабатывание не происходит, следует уменьшить выбранную скорость и / или шаг сканирования, чтобы КО выявлялся» и использовать такие уточненные шаг и скорость в дальнейшем при проведении контроля.

Запишите полученную настройку в память дефектоскопа в соответствии с пунктом РЭ «Сохранение настроек прибора», В дальнейшем при проведении контроля аналогичных изделий можно загружать настройки из памяти, пропуская процедуру настройки. Однако проверку настройки (срабатывание на КО и отсутствие ложных срабатываний) с использованием РСО всё равно необходимо проводить.

Допускается проводить контроль изделий с толщиной полотна, отличающейся не более чем в 1,5 раза от толщины полотна РСО, по которому производилась настройка. В этом случае, а также при проведении контроля материала «тонких» ребер следует, при необходимости, откорректировать длительность развёртки т длительность строба АСД, установив ПЭП на контролируемое изделие и наблюдая донный сигнал.

При проведении контроля материала «толстых» ребер следует увеличить длительность развертки и длительность строба АСД, используя донный сигнал в ребре. Из-за большого затухания ультразвука донный сигнал может не наблюдаться, В этом случае следует использовать ПЭП на частоту (1,25…2,5) МГц либо увеличить длительность строба и длительность строба АСД в 2–3 раза и проводить контроль с двух сторон.



Требования к рабочему стандартному образцу



РСО должен представлять собой фрагмент полотна размером не менее (100x200) мм» изготовленный из того же материала, с теми же толщинами полотна» размерами рёбер и по той же технологии, что и контролируемое изделие. Если контролируемое изделие имеет зоны полотна с различной номинальной толщиной, отличающейся более чем в 1,5 раза, следует изготавливать один или несколько РСО с толщинами полотна, соответствующими имеющимся в изделии. Если перепад толщин полота не превышает 1,5, допускается использовать РСО с одной толщиной полотна. Места и глубины залегания КО определяют конструкторы-разработчики изделия, исходя из вероятного расположения дефектов. Если разработчиками не определено иное, следует изготавливать РСО в соответствии с изложенными ниже требованиями,

При контроле конструкции с «тонкими» рёбрами РСО должен иметь как минимум по 2 КО диаметром 5 мм и диаметром 10 мм, расположенных в зоне соединения ребра с полотном.

Расстояние между КО должно быть не менее 30 мм. Глубина залегания КО должна соответствовать глубине, на которой проходит граница раздела между слоями, формирующими только полотно, и слоями, формирующими ребро.

При контроле конструкции с «толстыми» рёбрами РСО должен иметь как минимум по 2 КО диаметром 5 мм и диаметром 10 мм, расположенных по оси ребра на глубине, равной толщине полотна.

КО могут быть получены либо фрезерованием плоскодонных отверстий в готовом бездефектном образце, либо закладкой при перед формованием между слоями кружков из плёнки ПМФ толщиной 0,1 мм,

Допускается наличие в РСО других искусственных дефектов, полученных, например, закладкой клина из стальной фольги с последующим его удалением (рисунок А, 2).

РСО должен быть аттестован в соответствии с методикой метрологической аттестации РСО должен проходить периодическую поверку не реже чем 1 раз в 2 года. При поверке измеряются те же параметры, что и при аттестации.

Толщина полотна образца, измеренные в четырёх углах, не отличаться от номинальной более чем на 0,3 мм.

Фактические условные размеры КО не должны отличаться от номинального более чем на 1 мм для КО диаметром 5 мм и 2 мм для КО диаметром 10 мм.

Амплитуды эхосигналов от КО одинакового номинального диаметра не должны отличаться от среднего значения амплитуд, измеренного по КО такого диаметра, более чем на 2 дБ.

Фактическая глубина залегания КО, измеренная ультразвуковым методом, не должна отличаться от номинальной более чем на 20%,

Образец считается пригодным к использованию (прошедшим аттестацию), если на нем имеется хотя бы по два КО каждого размера, удовлетворяющих вышеперечисленным требованиям. Допускается наличие в РСО КО, не удовлетворяющих этим требованиям. Такие КО отмечают на поверхности полотна крестом, нанесённым краской, и не используют при настройке.

Не допускается наличие в РСО дефектов, не отмеченных на эскизе, В полотне не допускается наличие эхо-сигналов с амплитудой, превышающей 50% от амплитуды эхо-сигнала от КО диаметром 10 мм, В-ю-не соединения: полотна с ребром не допускаются жосипшлы с амплитудой, превышающей 50% от амплитуды от КО Ø5 мм.

На рисунках АЗ и А4 приведены примеры вариантов изготовления РСО для контроля конструкций с «тонкими» и «толстыми» рёбрами соответственно