Особенности и проблемы неразрушающего контроля литой заготовки - Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист
Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист
Вернуться   Неразрушающий контроль | Форум Дефектоскопист > Форум Дефектоскопист > Статьи о дефектоскопии


Старый 05.09.2015, 16:16   #1
В мире НК
Бывалый
 
Аватар для В мире НК
 
Регистрация: 10.06.2013
Сообщений: 268
Благодарил(а): 0 раз(а)
Поблагодарили: 11 раз(а)
Записей в дневнике: 1
Репутация: 15
По умолчанию Особенности и проблемы неразрушающего контроля литой заготовки

Особенности и проблемы неразрушающего контроля литой заготовки

Об авторах

Сотрудники ООО «Ультракрафт», г. Череповец:



Казюкевич Игорь Леонидович
Научный консультант по направлению УЗК литья,
специалист III уровня по акустическому виду НК

Кашин Алексей Михайлович
Технический директор,
специалист III уровня по акустическому виду НК

Ни для кого не секрет, что себестоимость заготовки гораздо меньше, чем готового изделия, и, следовательно, неудовлетворительные результаты НК заготовки не приведут к таким большим финансовым потерям, как при контроле готовой продукции. Кроме того, отсортированная заготовка во многих случаях может быть использована для производства другой продукции, тогда как отсортированный конечный продукт годится только в металлолом.

Внедрение УЗК при выполнении экспортного заказа на товарный сляб МНЛЗ

Первые попытки не экспериментального, а промышленного использования НК литой заготовки были предприняты более 10 лет назад при выполнении экспортного заказа на товарный сляб машины непрерывного литья заготовки (МНЛЗ). В конверторном и электросталеплавильном производствах столкнулись с проблемой гарантии качества макроструктуры, и было принято решение подвергнуть все слябы ультразвуковому контролю. Для проведения УЗК были использованы переносные дефектоскопы и преобразователи с частотой 0,62 МГц и эффективным диаметром пьезопластины около 50 мм. Такой диаметр пластины был выбран из соображений производительности контроля. На первых слябах конверторных плавок, выложенных на контроль, был обнаружен характерный повторяющийся дефект по центру, вытянутый по оси, одинаковой протяженности и через одинаковые промежутки. Темплет, отобранный в данном месте, после остывания распался на две части. По характеру дефекта была определена причина -неисправность роликовой секции. В электросталеплавильном производстве на первых плавках отсортировка доходила до 70 %, но постоянная корректировка технологии по результатам УЗК позволила на последних плавках снизить отсортировку до 0,16 %. Претензий от потребителя на качество металла не было, отсортированный металл был использован на других заказах.

Другим примером эффективности контроля заготовки может служить внедрение УЗК литой заготовки для производства кованых валов. Согласно техническим требованиям УЗК изделия проводится только в состоянии поставки после всех технологических операций, которые увеличивают себестоимость исходной отливки многократно. При «неуде» по УЗК проведенная работа становится нерентабельной, а изделие годится только в переплавку. Используя оборудование УЗК, провели пробную рассортировку на «уд» и «неуд» партии заготовок и запустили их все в работу для проверки эффективности контроля. В результате все изделия из заготовки «уд» - годные, а все изделия из заготовки «неуд» - брак. При ковке внутренние дефекты - в отличие от прокатки, где происходит многократное обжатие, не «завариваются», - поэтому УЗК в данном случае намного эффективнее.

Все вышесказанное можно отнести к первому этапу внедрения НК заготовки, по результатам которого были сделаны следующие предварительные выводы:

- УЗК как один из методов НК эффективен при контроле заготовки для прогнозирования результата в готовом изделии, если заготовка в дальнейшем не подвергается сильным обжатиям, изменяющим структуру металла и дефекты;

- использование низкочастотных преобразователей позволяет получать устойчивый сигнал на слябах (до 500 мм);

- УЗК слябов МНЛЗ эффективен при отработке технологии разливки путем сравнения результатов УЗК, полученных на разных режимах;

- УЗК слябов МНЛЗ эффективен для оценки исправности оборудования и настройки УНРС.

Эффективность УЗК слябов с точки зрения качества готового проката

Следующим этапом внедрения НК заготовки можно считать попытку установления корреляционных зависимостей между результатами УЗК слябов МНЛЗ и результатами УЗК в готовом прокате. Данная работа не привела к положительным результатам.

Причин этому несколько:

- использование преобразователя с большим эффективным диаметром приводит к тому, что несколько незначительных дефектов на этой площади дают такую же амплитуду отраженного сигнала, как и грубый дефект, а это приводит к ошибочному заключению о годности;

- низкая разрешающая способность преобразователей с частотой 0,62 МГц не позволяет выявлять мелкие дефекты, а, как показывают исследования проб проката, основным дефектом (не считая флокены) является трещина, в основании которой лежит неметаллическое включение, которое и является причиной образования дефекта;

- при определении коэффициента корреляции совершенно не учитывался такой технологический передел, как прокатка: ведь неметаллические включения есть в любой заготовке, однако в одном случае при прокатке они провоцируют трещину, а в другом - нет;

- при прокатке значительная часть грубых дефектов «заваривается», что тоже не увеличивает достоверность сопоставления результатов УЗК. Вывод: использование только результатов УЗК слябов МНЛЗ для снижения отсортировки в готовом прокате не даст положительного эффекта.

Выявление поверхностных дефектов

Другая область применения результатов УЗК заготовки - это снижение отсортировки в готовом прокате по поверхностным дефектам. На сегодняшний день эта задача решается с помощью осветления части поверхности сляба газовым резаком с визуальным осмотром и последующим удалением обнаруженных дефектов. Причинами образования таких дефектов, как плена и трещина на прокате являются дефекты литой заготовки: поверхностные и подповерхностные, продольные и поперечные трещины и подкорковый газовый пузырь. Для выявления таких дефектов требуется уже другая приборная база. Возможности ультразвука в данном случае ограничены тем, что он недостаточно чувствителен к поверхностным дефектам, и для эффективного решения задачи требуется применение других методов НК, например, вихретокового, или их комбинации. Проведенные промышленные испытания макета ручного многоканального вихретокового сканера для контроля сляба показали, что он позволяет выявлять поверхностные разнонаправленные трещины, даже если они находятся под слоем окалины, но он нечувствителен к дефектам, между краем которых и поверхностью металла есть зазор в несколько миллиметров. Механическая часть прибора должна обеспечивать огибание неровностей поверхности с сохранением воздушного зазора, а в идеале - иметь воздушный зазор не менее 5 мм. Определенные трудности возникли и при контроле узкой грани сляба из-за наличия грубых следов качания кристаллизатора. Все возникавшие проблемы имели в основном технический характер, а значит решаемы. Возможности ультразвука по выявлению подповерхностных дефектов также ограничены их размерами. Подкорковый газовый пузырь чаще всего имеет диаметр менее 3 мм. Уверенное выявление с помощью ультразвука таких дефектов на литой заготовке затруднено наличием структурных шумов. Их влияние на результаты контроля возрастает с ростом чувствительности контроля. При настройке чувствительности контроля на сферу диаметром 3 мм вероятность ложного срабатывания составит примерно 30 - 40 %, при настройке на 2 мм уже 60 - 70 %. При дальнейшем увеличении чувствительности получить достоверный результат контроля без мощной системы отсечки помех практически невозможно. Таким образом, обобщая все вышесказанное, можно сделать вывод, что для решения задачи контроля поверхностных и подповерхностных дефектов литой заготовки необходимо использовать комбинацию ультразвукового и вихретокового методов контроля как дополняющих друг друга и повышающих достоверность контроля.

Преимущества автоматизации процесса контроля литой заготовки

С ростом объемов производства растет и потребность в увеличении объемов НК. Ручной контроль больших объемов неэффективен, требует много места и больших трудозатрат. Встает вопрос автоматизации процесса контроля литой заготовки. Автоматизированные установки позволяют вести контроль при высоких температурах (до 600 - 1000 °С), это позволяет значительно сократить время между разливкой и проведением контроля (с 3 - 4 суток до 1 ч).

Другим несомненным плюсом автоматизированного контроля при высоких температурах является возможность использования его результатов при горячем вса-де (загрузке слитков в нагревательные колодцы при температуре поверхности слитка более 400 °С) для гарантии качества. Но, наряду с достоинствами, автоматизированный горячий контроль имеет и ряд недостатков, а именно: значительное удорожание оборудования; необходимость перепроверки результатов контроля, если металл остужался, так как на сегодня нет данных, устанавливающих, при каких температурах прекращается рост и образование дефектов. Естественно, что при таких температурах использование классических пьезоэлектрических преобразователей невозможно, и требуется использование ЭМА-преобразователей со всеми их достоинствами и недостатками, такими как невозможность возбуждения ультразвуковой волны при температурах выше точки Кюри и, следовательно, необходимость применения для этого лазера.

Проблемы, возникающие при внедрении автоматизированного НК литой заготовки, и пути их решения

0сновным препятствием для внедрения автоматизированного НК на сегодняшний день является полное отсутствие нормативно-технической базы, методик и стандартов по ультразвуковому и вихретоковому контролю литой заготовки. Вложение средств в автоматический контроль при таких условиях - очень большой риск. Оборудование будет выдавать огромный объем информации, с которым непонятно что делать, так как отсутствуют научно обоснованные и экспериментально подтвержденные критерии оценки годности литой заготовки, исходя из результатов НК.

Основные причины дефектности литой заготовки - это состояние оборудования разливки и несоблюдение технологии. Поэтому оборудование контроля должно быть комплексным и включать в себя не только средства НК, но и автоматическую систему контроля технологических параметров, влияющих на качество слитка, а также непрерывный автоматический мониторинг состояния оборудования разливки. Такой комплексный подход позволит определить степень влияния изменения параметров технологии и состояния оборудования на итоговое состояние слитка и быстро выработать критерии годности. Если состояние оборудования идеальное и ни один технологический параметр не нарушен, то полученный при этом слиток можно считать эталонным и все последующие результаты сравнивать с ним.

Заключение

Подводя итог, можно сделать следующие выводы:

1. Неразрушающий контроль литой заготовки экономически выгоден.

2. УЗК литой заготовки эффективен, если внутренняя структура слитка при дальнейшей переработке не подвергается сильным воздействиям.

3. Достоверность НК возрастает, если одновременно используются несколько методов контроля.

4. Сдерживающим фактором для широкого внедрения НК литой заготовки является отсутствие нормативно технической документации.

5. Внедрение автоматизированного высокотемпературного НК литой заготовки наиболее эффективно только при одновременном автоматическом контроле состояния оборудования и технологического процесса.
Изображения
Тип файла: jpg 00.jpg (6.2 Кб, 95 просмотров)
В мире НК вне форума   Ответить с цитированием
Старый 06.09.2015, 07:24   #2
admin
Администратор
 
Аватар для admin
 
Регистрация: 16.04.2012
Сообщений: 1,938
Благодарил(а): 53 раз(а)
Поблагодарили: 187 раз(а)
Записей в дневнике: 3
Репутация: 144
По умолчанию

Казюкевич И.Л. Особенности и проблемы неразрушающего контроля литой заготовки. − В мире НК. – Июнь 2011 г. − № 2 (52). − С. 36–37. Статья любезно предоставлена редакцией журнала «В мире НК» (http://www.ndtworld.com). Наиболее точная и достоверная версия – в прикрепленном файле.
Вложения
Тип файла: pdf 52_36-37.pdf (213.0 Кб, 37 просмотров)
admin вне форума   Ответить с цитированием
Ответ
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Olympus: передовые решения НК Olympus Ультразвуковой контроль 142 18.10.2017 17:51
Разряды дефектоскопистов? Giblib Общие вопросы 80 09.06.2016 11:21
Литература и видео по сварке AKA-Scan Общие вопросы 12 16.09.2015 23:56
Перечень работ выполняемых контроллерами 4,5,и 6-х разрядов lentay11223 Радиографический контроль 5 31.07.2013 10:58
Комплекс автоматического магнитного контроля ферромагнитных admin Статьи о дефектоскопии 1 22.01.2013 16:22


Опции темы
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.

Быстрый переход



Текущее время: 19:05. Часовой пояс GMT +3. Copyright ©2000 - 2017. Перевод: zCarot.