Особенности выявления металлургических дефектов в заготовках, выполненных литьем - Профессия «дефектоскопист» как она есть | Дефектоскопист.ру
Профессия «дефектоскопист» как она есть | Дефектоскопист.ру

Старый 06.04.2014, 00:02  
Поделиться
#1
В мире НК
Гость
 
Сообщений: n/a
По умолчанию Особенности выявления металлургических дефектов в заготовках, выполненных литьем

Особенности выявления металлургических дефектов в заготовках, выполненных литьем, и влияние дефектов на контролепригодность изделий
Об авторе
Васенев
Юрий Григорьевич
Главный специалист по НК ЗАО «Панатест», г. Москва;
к. т. н., III уровень по акустическому виду НК.

При отработке технологий УЗК изделий необходимо учитывать местоположение и ориентацию не только эксплуатационных дефектов материала, но и характеристики дефектов литья в заготовках, из которых изготавливают изделия, и которые влияют на прочностные свойства и контролепригодность изготавливаемых из слитков изделий, в частности, осей колесных пар.

Основными типами дефектов литья стальных заготовок черновых осей колесных пар являются металлургические дефекты типа строчечных скоплений глинозема, шлаковых включений, сульфидов и сульфооксидов (рис. 1). Как показали результаты УЗК осей с применением прибора MasterScan 380М и металлографические исследования материала, сульфиды и сульфооксиды обладают повышенной хрупкостью, располагаются в центральной части поперечного сечения, ориентированы вдоль оси и могут иметь протяженность, равную длине оси.


Рис. 1. Фото макрошлифа в поперечном сечении заготовки черновой оси колесной пары: дефекты литья указаны стрелками

Дефекты литья в заготовке черновой оси колесной пары при приемочном УЗК кованого стального слитка, выполняемом прямым ПЭП при его установке на торцевую поверхность заготовки (СТО РЖД 1.11.002-2008), не выявляются. Это обусловлено формой, местоположением и ориентацией дефектов относительно поверхности ввода ультразвука.
При изготовлении осей колесных пар УЗК выполняется прямым ПЭП с торца чистовой оси и наклонным ПЭП с цилиндрической поверхности оси на конечном этапе изготовления осей. Дефекты литья, ориентированные вдоль чистовой оси колесной пары, указанными вариантами контроля также не выявляются.

При вводе ультразвука с цилиндрической поверхности оси (рис. 2), выполняемом на конечном этапе изготовления, дефекты литья в средней части поперечного сечения оси выявляются.


Рис. 2. Схема контроля при вводе ультразвука прямым ПЭП с цилиндрической поверхности чистовой оси колесной пары

Однако для выявления дефектов литья выполняется большое количество технологических операций, что экономически нецелесообразно. С целью сокращения трудозатрат на изготовление оси, УЗК с целью обнаружения дефектов литья рекомендуется выполнять не на конечном этапе изготовления оси, а после предварительной обработки боковых поверхностей заготовки черновой оси.

При контроле прямым ПЭП с цилиндрической поверхности чистовой оси колесной пары дефекты материала в поверхностном слое изделия могут быть пропущены ввиду наличия так называемых «мертвых» зон, где дефекты не выявляются (рис. 2, не заштрихованный поверхностный слой глубиной до 5 мм).

Следует также отметить, что глубина «мертвой» зоны может быть уменьшена путем уменьшения длительности т зондирующего импульса генератора дефектоскопа. В дальней зоне ПЭП глубина «мертвой» зоны определяется разрешающей способностью импульсного метода контроля, значение которой определяется по формуле Ст/2, где С - скорость распространения ультразвука в материале контролируемого изделия. Поэтому при заказе ультразвукового дефектоскопа следует обращать внимание на значение длительности зондирующего импульса генератора. У прибора MasterScan 380М минимальная длительность зондирующего импульса генератора составляет 30 нс. У большинства отечественных и зарубежных ультразвуковых дефектоскопов она может быть значительно больше. Наличие пропущенного металлургического дефекта в слитке может приводить к пропуску эксплуатационных трещин при УЗК изделия. Так, например, при поиске трещин в подступичной части оси колесной пары ультразвуковая волна может отражаться от пропущенных при изготовлении оси металлургических дефектов литья и не проходить в зону формирования усталостных трещин (рис. 3). На этом рисунке синей пунктирной линией со стрелкой показана предполагаемая траектория распространения ультразвука до трещины, а сплошной синей линией со стрелкой - реальная траектория распространения ультразвука при наличии продольно ориентированного дефекта литья.


Рис. 3. Возможные случаи расположения эксплуатационной трещины в области ультразвуковой «тени», образуемой дефектом литья в подступичной части оси
Изображения
Тип файла: jpg 1.jpg (19.9 Кб, 115 просмотров)
Тип файла: jpg 2.jpg (43.4 Кб, 116 просмотров)
Тип файла: jpg 3.jpg (4.8 Кб, 115 просмотров)
Тип файла: jpg 4.jpg (41.3 Кб, 118 просмотров)
  Ответить с цитированием
Старый 06.04.2014, 00:10  
Поделиться
#2
В мире НК
Гость
 
Сообщений: n/a
По умолчанию

Для оценки контролепригодности подступичной части оси колесной пары в условиях ремонтных предприятий целесообразно ввести дополнительную операцию слежения за наличием эхо-сигнала от галтельного перехода подступичной части оси в предподступичную (рис. 4).


Рис. 4. Рекомендуемая схема оценки контролепригодности подступичной части оси при дефектоскопии колесной пары без выпрессовки колеса

Если ультразвуковой импульс отражается от галтели и наблюдается в зоне строба при установке передней грани наклонного ПЭП «2 МГц 010 45» в упор к ступице колеса, то подступичная часть оси является контролепригодной (рис. 4а). Если эхо-импульс от галтели в зоне строба отсутствует, то подступичная часть оси контроленепригодна (рис. 46).

Следует отметить, что более широкие возможности оценки контролепригодности аналогичных изделий может обеспечить ультразвуковой дефектоскоп на фазированных решетках Х-32, который позволяет одновременно следить как за импульсом акустического контакта (имульс от галтели), так и за сигналами от трещин на всей длине зоны контроля (рис. 5).


Рис. 5. Предлагаемая схема контроля подступичной части оси ультразвуковым дефектоскопом с качающимся лучом, например, дефектоскопом с ПЭП на фазированных решетках типа Х-32, без выпрессовки колес в условиях ремонта колесных пар

Результатами исследований, проведенных специалистами ЗАО «Панатест» на предприятии-изготовителе титановых слитков, установлено, что основными типами металлургических дефектов в титановых слитках, как правило, являются усадочные раковины и нитриды титана Последний из указанных типов дефектов растворяется после третьего переплава.

Усадочные раковины могут образовываться при каждом переплаве. В процессе ковки слитка, имеющего раковины или хрупкие инородные включения, могут образовываться внутренние трещины. Это требует удаления несплошностей материала до выполнения ковки слитка.

Результаты УЗК свидетельствуют о нахождении усадочных раковин в основном в средней части поперечного сечения цилиндрического титанового слитка на удалении от одного из торцов до 160 мм. С противоположного от дефектного торца титанового слитка нарушение сплошности материала, как правило, не обнаруживается.

Эти усадочные раковины уверенно выявляются дефектоскопом Master- Scan 380М и могут также быть обнаружены другими ультразвуковыми дефектоскопами в контактном варианте эхо-импульсного метода контроля с применением ПЭП совмещенного типа частотой 2 или 4 МГц при его установке на цилиндрическую поверхность слитка. Чистота обработки цилиндрической поверхности слитка должна быть не хуже Rz 40. Условная чувствительность контроля составляла 50 мм по стандартному образцу СО-1 при комнатной температуре. При настройке дефектоскопа, ввиду большого уровня затухания ультразвука в титановых слитках, вводился режим временной регулировки чувствительности.

Изображение на экране дефектоскопа, полученное при обнаружении дефекта в титановом слитке 0 330 мм, представлено на рис. 6. Внешний вид усадочной раковины, выявленной при УЗК и подтвержденной после проточки торца титанового слитка, представлен на рис. 7.


Рис. 6. Изображение на экране дефектоскопа MasterScan 380М при обнаружении усадочной раковины в средней части поперечного сечения титанового слитка


Рис. 7. Фотография усадочной раковины (показана стрелкой), выявленной в титановом слитке дефектоскопом MasterScan 380М

Таким образом, внутренние дефекты литья стальных и титановых слитков могут не только ослаблять основное сечение изготавливаемых из слитков изделий, но и приводить к контроленепригодности изделий в процессе поиска эксплуатационных дефектов. Указанные факторы требуют введения ультразвукового контроля на предприятиях-изготовителях слитков, а также приемочного контроля слитков на предприятиях- изготовителях изделий до выполнения ковки слитков.

Для повышения качества контроля подступичной части оси в условиях ремонта колесных пар без выпрессовки колес в перспективе возможно использовать ультразвуковой дефектоскоп с качающимся лучом, например, дефектоскоп с ПЭП на фазированных решетках типа Х-32
Изображения
Тип файла: jpg 5.jpg (33.5 Кб, 116 просмотров)
Тип файла: jpg 6.jpg (7.9 Кб, 113 просмотров)
Тип файла: jpg 7.jpg (16.3 Кб, 112 просмотров)
Тип файла: jpg 8.jpg (13.8 Кб, 115 просмотров)
  Ответить с цитированием
Старый 06.04.2014, 10:36  
Поделиться
#3
admin
Администратор
 
Аватар для admin
 
Регистрация: 16.04.2012
Сообщений: 4,736
Благодарил(а): 76 раз(а)
Поблагодарили: 681 раз(а)
Репутация: 639
По умолчанию

Васенов Ю.Г. Особенности выявления металлургических дефектов в заготовках, выполненных литьем, и влияние дефектов на контролепригодность изделий. − В мире НК. − Сентябрь 2009 г. − № 3 (45). − С. 64−66. Статья любезно предоставлена редакцией журнала «В мире НК» (http://www.ndtworld.com). Наиболее точная и достоверная версия – в прикрепленном файле.
Вложения
Тип файла: pdf 45_64-66.pdf (807.9 Кб, 62 просмотров)
admin на форуме   Ответить с цитированием
Ответ
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Особенности и проблемы неразрушающего контроля литой заготовки В мире НК Статьи о дефектоскопии 1 06.09.2015 07:24
Современная аппаратура для УЗК металлоконструкций admin Статьи о дефектоскопии 4 03.04.2014 09:57
НК как компонент стратегии минимизации рисков и затрат admin Статьи о дефектоскопии 3 28.01.2014 20:45
Автоматический ультразвуковой контроль сварных стыков при ст admin Статьи о дефектоскопии 3 28.01.2014 13:30
Степень объективности регистрируемых результатов ультразвуко admin Статьи о дефектоскопии 1 17.11.2012 19:14


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

VK Defektoskopist OK Defektoskopist Facebook Defektoskopist Instagram Defektoskopist YouTube Defektoskopist


Текущее время: 05:47. Часовой пояс GMT +3. Copyright ©2000 - 2020. Перевод: zCarot.
Внимание, коллеги! В целях нормальной работы форума администрация оставляет за собой право на обработку персональных данных зарегистрированных пользователей. В случае вашего несогласия просьба написать жалобу на defektoskopist.ru@gmail.com