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

Старый 07.12.2014, 13:02  
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 МавІегБсап 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).


Рис. 3. Возможные случаи расположения эксплуатационной трещины в области ультразвуковой «тени», образуемой дефектом литья в подступичной части оси
Изображения
Тип файла: jpg 00.jpg (5.4 Кб, 72 просмотров)
Тип файла: jpg 01.jpg (17.7 Кб, 74 просмотров)
Тип файла: jpg 02.jpg (41.4 Кб, 74 просмотров)
Тип файла: jpg 03.jpg (26.6 Кб, 72 просмотров)
  Ответить с цитированием
Старый 07.12.2014, 13:04  
Поделиться
#2
В мире НК
Гость
 
Сообщений: n/a
По умолчанию

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

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).

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 эхоимпульс от галтели в зоне строба отсутствует, то подступичная часть оси контроленепригодна (рис. 4б).

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 (импульс 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 MasterScan 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.


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

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. 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 04.jpg (22.5 Кб, 73 просмотров)
Тип файла: jpg 05.jpg (8.2 Кб, 73 просмотров)
Тип файла: jpg 06.jpg (16.7 Кб, 74 просмотров)
Тип файла: jpg 07.jpg (13.8 Кб, 71 просмотров)
  Ответить с цитированием
Старый 07.12.2014, 13:29  
Поделиться
#3
admin
Администратор
 
Аватар для admin
 
Регистрация: 16.04.2012
Сообщений: 4,733
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, 19 просмотров)
admin вне форума   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: 00:42. 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