Контроль неразрушающий. поковки из черных и цветных металлов. Контроль качестваштампованных поковок Ультразвуковой контроль поковок гост

ГОСТ 24507-80

Группа В09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ.
ПОКОВКИ ИЗ ЧЕРНЫХ И ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

Методы ультразвуковой дефектоскопии

Non-destructive Testing.
Forgings from ferrous and non-ferrous metals.
Ultrasonic methods of slow defection

Дата введения 1982-01-01

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 30 декабря 1980 г. № 6178

ПЕРЕИЗДАНИЕ (март 1993 г.) с Изменением N 1, утвержденным в мае 1986 г. (ИУС 8-86).


Настоящий стандарт распространяется на поковки, изготовленные из черных и цветных металлов, толщиной 10 мм и более и устанавливает методы ультразвуковой дефектоскопии сплошности металла, обеспечивающие выявление дефектов типа раковин, закатов, трещин, флокенов, расслоений, неметаллических включений без определения их характера и действительных размеров.

Необходимость проведения ультразвукового контроля, его объем и нормы недопустимых дефектов должны устанавливаться в технической документации на поковки.

Общие требования к методам ультразвукового контроля - по ГОСТ 20415-82 .

Термины, применяемые в стандарте, приведены в приложении.

1. АППАРАТУРА И ИСПЫТАТЕЛЬНЫЕ ОБРАЗЦЫ

1.1. При контроле должны быть использованы: ультразвуковой импульсный дефектоскоп, преобразователи, испытательные или стандартные образцы или АРД-диаграммы, вспомогательные устройства и приспособления для обеспечения постоянных параметров контроля и регистрации результатов.

1.2. При контроле применяют дефектоскопы и преобразователи, прошедшие аттестацию, государственные испытания и периодическую поверку в установленном порядке.

1.3. При контактном контроле цилиндрических поковок диаметром 150 мм и менее наклонными преобразователями в направлении, перпендикулярном образующей, рабочая поверхность преобразователя притирается по поверхности поковки.

При контроле поковок диаметром более 150 мм могут быть использованы насадки и опоры для фиксации угла ввода.

1.4. Испытательные и стандартные образцы применяют при крупносерийном производстве поковок, однородных по затуханию ультразвука, когда колебания амплитуды донного сигнала внутри отдельных поковок не превышают 4 дБ, а от поковки к поковке - 6 дБ (при равных толщинах и одинаковой обработке поверхности) .

1.5. АРД-диаграммы применяют при мелкосерийном производстве или при контроле крупногабаритных поковок, а также в том случае, когда колебания донного сигнала превышают значения, указанные в п.1.4.

1.6. АРД-диаграммы применяют при контроле по плоским поверхностям, по вогнутым цилиндрическим поверхностям диаметром 1 м и более и по выпуклым цилиндрическим поверхностям диаметром 500 мм и более - для прямого преобразователя, и диаметром 150 мм и более - для наклонного преобразователя.

1.7. Испытательные образцы должны быть изготовлены из металла той же марки и структуры и иметь ту же обработку поверхности, что и контролируемые поковки. В испытательных образцах должны отсутствовать дефекты, обнаруживаемые методами ультразвукового контроля.

1.8. Амплитуда донного сигнала в испытательном образце должна быть не меньше амплитуды донного сигнала в поковке (при равных толщинах и равной чистоте обработки поверхности) и не должна превышать ее более чем на 6 дБ.

1.9. Допускается использовать испытательные образцы из близких типов сплавов (например, из углеродистой стали различных марок) при условии выполнения требований п.1.8.

1.10. Форма и размеры контрольных отражателей в образцах указываются в нормативно-технической документации. Рекомендуется использовать отражатели в виде плоскодонных отверстий, ориентированных по оси ультразвукового луча.

1.11. Набор отражателей в испытательных образцах должен состоять из отражателей, изготовленных на разных глубинах, из которых минимальная должна быть равна "мертвой" зоне применяемого искателя, а максимальная - максимальной толщине поковок, подлежащих контролю.

1.12. Ступени глубины должны быть такими, чтобы отношение амплитуд сигналов от одинаковых контрольных отражателей, расположенных на ближайших глубинах, находилось в диапазоне 2-4 дБ.

1.13. На каждой ступени глубины в испытательном образце должны быть изготовлены контрольные отражатели, определяющие уровень фиксации и уровень браковки. Допускается изготовление контрольных отражателей и других размеров, но при этом отношение амплитуд от двух ближайших по размерам отражателей не должно быть менее 2 дБ.

1.14. Расстояние между контрольными отражателями в испытательных образцах должно быть таким, чтобы влияние соседних отражателей на амплитуду эхо-сигнала не превышало 1 дБ.

1.15. Расстояние от контрольного отражателя до стенки испытательного образца должно удовлетворять условию: ,

где - расстояние по лучу от точки ввода до отражающей поверхности контрольного отражателя, мм;

- длина волны ультразвуковых колебаний, мм.

1.16. Площади плоскодонных отражателей должны быть выбраны из ряда (в скобках указаны соответствующие диаметры отверстий): 1 (1,1); 2 (1,6); 3 (1,9); 5 (2,5); 7 (3); 10 (3,6); 15 (4,3); 20 (5); 30 (6,2); 40 (7,2); 50 (8); 70 (9,6) мм.

1.17. Глубины залегания плоскодонных отражателей (расстояния от их торцов до поверхности ввода) должны быть выбраны из ряда: 2, 5, 10, 20, 50, 75, 100, 150, 200, 250, 325, 400, 500 мм и далее через 100 мм с погрешностью не более ±2 мм.

1.18. Испытательные образцы для контроля алюминиевых поковок изготовляются по ГОСТ 21397-81 . Допускается использование испытательных образцов-аналогов из алюминиевого сплава Д16Т для контроля других материалов с использованием пересчетных устройств.

1.19. Точность и технология изготовления контрольных отражателей для прямого преобразователя - по ГОСТ 21397-81 , для наклонного преобразователя - по ГОСТ 14782-76 .

1.20. Радиус испытательного образца должен быть равен , где - радиус поковки.

Допускается применять испытательные образцы другого радиуса при выполнении соотношения 0,9 <<1,2.

1.21. Использование испытательных образцов с плоской поверхностью ввода допускается при контроле прямым совмещенным преобразователем цилиндрических изделий диаметром более 500 мм и при контроле прямым раздельно-совмещенным преобразователем или наклонным преобразователем цилиндрических изделий диаметром более 150 мм.

1.22. АРД-диаграммы или счетные устройства должны удовлетворять следующим требованиям:

цена деления шкалы "Амплитуда сигнала" должна быть не более 2 дБ;

цена деления шкалы "Глубина залегания" должна быть не более 10 мм;

расстояния по оси ординат между кривыми, соответствующими различным размерам контрольных отражателей, должны быть не более 6 дБ и не менее 2 дБ.

2. ПОДГОТОВКА К КОНТРОЛЮ

2.1. При общей технологической подготовке производства на поковки, подлежащие ультразвуковому контролю, составляют технологические карты ультразвукового контроля.

2.2. Технологическая карта составляется на каждый типоразмер поковки. В карте указывают следующие данные:

основные данные поковки (чертеж, марка сплава, при необходимости - скорость звука и коэффициент затухания);

объем контроля;

обработку поверхностей и припуски (при необходимости указывают на эскизе);

основные параметры контроля (схема прозвучивания, типы преобразователей, углы ввода и рабочие частоты, чувствительность контроля, скорость и шаг сканирования);

требования к качеству поковок.

Допускается составление типовых карт контроля, объединенных одним или несколькими из перечисленных параметров.

2.3. Технологической картой контроля должно быть предусмотрено проведение контроля на той стадии технологического процесса, когда поковка имеет наиболее простую геометрическую форму и наибольший припуск. Допускается контроль без припуска, если обеспечивается полное прозвучивание всего объема металла. Рекомендуется проводить контроль после термической обработки поковки.

2.4. Перед контролем поверхности поковок, со стороны которых проводят прозвучивание (поверхности ввода), должны быть обработаны и иметь параметр шероховатости поверхности <10 мкм по ГОСТ 2789-73 .

Поверхности поковок, параллельные поверхностям ввода (донные поверхности), должны иметь параметр шероховатости 40 мкм по ГОСТ 2789-73 .

Допускается снижение требований к шероховатости поверхности при условии выявления недопустимых дефектов.

3. ПРОВЕДЕНИЕ КОНТРОЛЯ

3.1. Контроль поковок проводится эхо-методом и зеркально-теневым методом.

Допускается использование других методов при условии выявления недопустимых дефектов. Контроль зеркально-теневым методом осуществляется путем наблюдения за ослаблением амплитуды донного сигнала.

3.2. Схемы прозвучивания поковок различной геометрической формы устанавливаются технической документацией на контроль.

3.3. Схема прозвучивания поковок в полном объеме устанавливается таким образом, чтобы каждый элементарный объем металла был прозвучен в трех взаимно перпендикулярных направлениях или близких к ним. При этом поковки прямоугольного сечения прозвучиваются прямым преобразователем с трех перпендикулярных граней. Цилиндрические поковки прозвучиваются прямым преобразователем с торцевой и боковой поверхности, а также наклонным преобразователем с боковой поверхности в двух направлениях, перпендикулярных образующей (хордовое прозвучивание).

3.4. Если один из размеров поковки превышает другой размер в или более раз, то прямой преобразователь заменяется наклонным. При этом применяются наклонные преобразователи с возможно большим углом ввода и прозвучивание проводится вдоль наибольшего размера в двух противоположных направлениях.

Значение определяется выражением

где - диаметр пьезопластины преобразователя, мм;

- частота ультразвука, МГц;

- скорость продольных ультразвуковых колебаний в данном металле, м/с.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

3.5. На чертеже приведены примеры схем прозвучивания в полном объеме поковок простой геометрической формы, знаком указано направление излучения прямого искателя, знаком - направления движения и ориентация наклонного искателя.

Примеры прозвучивания поковок простой формы

3.6. Контроль проводят путем сканирования преобразователем поверхностей поковок, определяемых заданной схемой прозвучивания.

Скорость и шаг сканирования устанавливаются технической документацией на контроль, исходя из надежного выявления недопустимых дефектов.

3.7. Частота ультразвука указывается в технической документации на контроль. Массивные и крупнозернистые поковки рекомендуется прозвучивать на частотах 0,5-2,0 МГц, тонкие поковки с мелкозернистой структурой - на частотах 2,0-5,0 МГц.

3.8. Уровень фиксации и браковочный уровень должны соответствовать уровням, установленным технической документацией на поковки, с погрешностью не более ±2 дБ.

3.9. Поиск дефектов проводят на поисковой чувствительности, которую устанавливают:

при ручном контроле - на 6 дБ выше уровня фиксации;

при автоматическом контроле - таким, чтобы дефект, подлежащий фиксации, выявлялся не менее 9 раз из 10 опытных прозвучиваний.

3.10. При контроле фиксируют участки, в которых наблюдается хотя бы один из следующих признаков дефектов:

отраженный сигнал, амплитуда которого равна или превышает заданный уровень фиксации;

ослабление донного сигнала или ослабление прошедшего сигнала до или ниже заданного уровня фиксации.

4. ОБРАБОТКА И ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ КОНТРОЛЯ

4.1. При обнаружении дефектов оценивают их основные характеристики:

расстояние до преобразователя;

эквивалентный размер или площадь;

условные границы и (или) условную протяженность.

При необходимости выполняют классификацию дефектов на протяженные и непротяженные и определяют их пространственное местоположение.

4.2. Результаты контроля фиксируют в сертификате на поковку и заносят в специальный журнал, который оформляют по ГОСТ 12503-75 с указанием следующих дополнительных реквизитов:

уровня фиксации;

даты контроля;

фамилии или подписи оператора.

При обнаружении дефектов в журнале фиксируются их основные характеристики в соответствии с п.4.1 и (или) дефектограммы.

4.3. На основании сопоставления результатов контроля требованиям нормативно-технической документации делают заключение о годности или забраковании поковки.

4.4. В нормативно-технической документации на поковки, подлежащие ультразвуковому контролю, должны быть указаны:

уровень фиксации, недопустимый уровень ослабления донного сигнала и параметры недопустимых дефектов (минимальный эквивалентный размер или площадь, минимальная условная протяженность, минимальное количество дефектов в определенном объеме), например:

Фиксации подлежат дефекты эквивалентной площадью и более.

Не допускаются дефекты эквивалентной площадью и более.

Не допускаются дефекты условной протяженностью и более.

Не допускаются дефекты, вызывающие при контроле прямым преобразователем ослабление донного сигнала до уровня и ниже.

Не допускаются непротяженные дефекты эквивалентной площадью от до , если они образуют скопление из или более дефектов при пространственном расстоянии между наиболее удаленными дефектами, равном или меньшем толщины поковки .

Показатели технических требований к поковкам по результатам ультразвукового контроля

Прямой преобразователь

Наклонный преобразователь

Удельная

па ка- чест-

густота дефектов в

скоплении

4.5. При записи нормативных требований к качеству поковок рекомендуется указывать группу качества поковок в соответствии с таблицей. В таблице приведены значения , которые используют для вычисления недопустимого числа дефектов в скоплении размером по формуле

При вычислении округляют до целого числа в сторону уменьшения.

(Измененная редакция, Изм. № 1).

4.6. В поковках, отнесенных к группам 1, 2 и 3, не допускается ни один протяженный дефект и ни один дефект эквивалентной площадью и более. Такому условию обычно удовлетворяют металлы вакуумной выплавки. В поковках, отнесенных к группам 2, 3 и 4, допускаются мелкие непротяженные дефекты (например, неметаллические включения, имеющиеся в некоторых сталях мартеновской выплавки). В поковках, отнесенных к группе 4, допускаются некоторые протяженные дефекты, условная протяженность которых меньше 1,5.

5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

5.1. Ультразвуковые дефектоскопы являются переносными электроприемниками, поэтому при их использовании должны выполняться требования безопасности и производственной санитарии в соответствии с "Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей " и "Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей ", утвержденными Госэнергонадзором в 1969 г. с дополнениями и изменениями 1971 г.

5.2. К работе с ультразвуковыми приборами допускаются лица, прошедшие проверку знаний "Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей ". При необходимости квалификационная группа дефектоскопистов устанавливается предприятием, проводящим контроль, в зависимости от условий работы.

5.3. Мероприятия по пожарной безопасности осуществляются в соответствии с требованиями "Типовых правил пожарной безопасности для промышленных предприятий", утвержденных ГУПО МВД СССР в 1975 г. и ГОСТ 12.1.004-91 .

5.4. Участок контроля должен соответствовать требованиям СН 245-71, утвержденных Госстроем СССР, а также ГОСТ 12.1.005-88 .

5.5. При использовании на участке контроля подъемных механизмов должны быть учтены требования "Правил устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов ", утвержденных Госгортехнадзором СССР в 1969 г.

5.6. Дополнительные требования по безопасности указываются в технической документации, определяющей технологию контроля конкретных поковок и утверждаемой в установленном порядке.

5.7. При проведении контроля должны соблюдаться требования ГОСТ 12.3.002-75 и ГОСТ 12.1.003-83 .

ПРИЛОЖЕНИЕ (справочное). ТЕРМИНЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ В СТАНДАРТЕ

ПРИЛОЖЕНИЕ
Справочное

	Пояснение
Эквивалентный размер	Размер (или размеры) контрольного отражателя заданной формы, расположенного в испытательном образце на глубине, ближайшей к глубине залегания дефекта, и дающего эхо-сигнал, равный по амплитуде сигналу от дефекта
Эквивалентная площадь дефекта	Площадь торца плоскодонного сверления, расположенного в испытательном образце на глубине, ближайшей к глубине залегания дефекта, и дающего эхо-сигнал, равный по амплитуде сигналу от дефекта
Уровень фиксации	Уровень амплитуды эхо-сигнала от контрольного отражателя, заданного нормативно-технической документацией на поковки, который служит основанием для фиксации дефекта:
	по превышению сигналом этого уровня при контроле эхо-методом;
	по ослаблению донного сигнала до этого уровня при контроле зеркально-теневым методом
Браковочный уровень (применяется только при контроле эхо-методом)	Уровень амплитуды эхо-сигнала от контрольного отражателя, заданного нормативно-технической документацией на поковки, превышение которого сигналом от дефекта служит основанием для забракования поковки
Условная граница дефекта	Геометрическое место положений центра прямого преобразователя или точки ввода наклонного преобразователя на поверхности ввода, при которых амплитуда эхо-сигнала от дефекта или амплитуда донного сигнала (при контроле прямым преобразователем) равна заданному уровню фиксации
Условная протяженность дефекта	Максимальное расстояние (в данном направлении) между двумя точками, расположенными на условной границе дефекта.
	Примечание. Обозначается , мм. Условная протяженность контрольного отражателя, эквивалентного по амплитуде данному дефекту, обозначается , мм.
	Допускается определять величину как условную протяженность контрольного отражателя, определяющего браковочный уровень
Протяженный дефект	Дефект, удовлетворяющий условию >.
Непротяженный дефект	Дефект, удовлетворяющий условию .
Скорость сканирования	Скорость перемещения преобразователя по заданной траектории вдоль поверхности ввода.
Шаг сканирования	Расстояние между соседними траекториями преобразователя, например, между строками при построчном сканировании или между витками спирали при спиральном сканировании
АРД-диаграмма	Система графиков, связывающих амплитуду эхо-сигнала с расстоянием до дефекта и его эквивалентной площадью

Текст документа сверен по:
официальное издание
М.: Издательство стандартов, 1993

Контроль поковок является неотъемлемой частью технологического процесса штамповки и включает в себя проверку размеров и формы элементов и их механической прочности.

При измерениях размеров поковок необходимо соблюдать правило единства базы. Базой для измерения поковки являются точки ее поверхности, которыми поковка фиксируется в приспособлениях для обработки резанием. Для проверки размеров поковок применяют универсальные (штангенциркули, кронциркули, индикаторы и т.п.) и специальные (скобы, шаблоны и т.п.) измерительные инструменты, а также контрольные приспособления. Последние являются лучшими средствами для быстрых измерений поковок, так как позволяют производить до 1500 измерений в час с точностью 0,1н-0,2 мм.

Контроль механической прочности поковок включает химический и металлографический анализы, механические, магнитные и другие специальные испытания поковок, а также выявление внешних и внутренних дефектов.

Контроль химического состава стали производят при приемке поставляемого на завод металла, сдаче ответственных поковок, исследовании причин брака, а также при рассортировке смешанного металла, заготовок или поковок из сталей разных марок. Химический анализ (проводимый в лаборатории) позволяет с наибольшей точностью определять процентное содержание любого элемента в стали. Для этого отбирают стружку от испытуемого прутка, полуфабриката или готовой поковки, что связано с большими затратами времени, а нередко и порчей готового изделия. Поэтому химический анализ проводят лишь выборочно. При необходимости сплошного контроля применяют следующие неразрушающие методы.

Искровой и спектральный анализы металлов позволяют с достаточной производительностью и точностью без порчи материала или поковки определять соответствие или несоответствие химического состава стали заданной марке. При искровом контроле, с помощью переносной бормашинки вызывают обильный пучок искр с зачищенной поверхности поковок, заготовки или испытуемого прутка. По внешней форме и цвету искр опытный контролер может различать содержание углерода с точностью 0,05% и проверять за один час 600-И000 заготовок средней и малой массы. Метод позволяет достаточно верно различать марки стали с разным содержанием углерода или отличать конструкционные стали цементуемые от улучшаемых и последние - от инструментальных, а также различать некоторые марки стали с высоким содержанием легирующих элементов.

Спектральный анализ основан на разложении и исследовании спектра электрической дуги или искры, возбуждаемой между испытуемым металлом (поковкой) и разрядником. По яркости характерных линий в спектре определяют количественное содержание каждого элемента в стали. Наряду с применяемыми в цеховых условиях переносными и стационарными стилоскопами, для анализа используют приборы с микропроцессорами для автоматической обработки данных анализа и выдачи готовой информации.

Метод вихревых токов позволяет на основе сравнения с эталонными образцами четко и с высокой чувствительностью определять не только марку сплава, но и его твердость, наличие трещин или внутренних напряжений, структурное состояние и т.д.

Термоэлектрический метод основан на принципе действия термопары, т.е. возникновения различной по величине электродвижущей силы при контакте нагретого щупа с испытуемым металлом. По величине и знаку отклонения стрелки гальванометра, градуированного по эталонным образцам, определяют марку стали. Наиболее достоверные результаты получают при определении стали марок ЗОХГС, 18ХГМ, 40Х, а также при отделении углеродистых сталей от легированных. Металл можно проверять по зачищенным торцам прутков или деталей в стеллажах без разгрузки.

Контроль выполнения мероприятий, обеспечивающих изготовление поковок из стали заданных марок, включает следующее:

• проверку накладных, сертификатов или паспортов на поступившие в цех заготовки; металл без сопроводительных документов к производству не допускается;
• установку в штампах вставного условного клейма, отличающего данную поковку или марку стали от других, применявшихся для данной детали;
• проверку и рассортировку поступивших на приемку или на обработку резанием поковок с различными клеймами по однородным партиям;
• контроль твердости по Бринеллю после термической обработки, позволяющий установить смешивание марок стали по значительным отклонениям твердости и рассортировать поковки на статоскопе либо искровым методом.

Контроль качества термической обработки поковок включает два этапа: контроль выполнения режимов термической обработки и контроль качества поковок после нее.

Для выполнения первого этапа термические печи оборудуют пирометрами (термопарами) с самописцами, терморегуляторами, программируемыми механизмами толкания поддонов. В закалочных печах, кроме того, периодически измеряют и регистрируют температуру охлаждающей жидкости. Для регистрации режима работы печей и проходящих через них изделий постоянно ведут журнал установленной формы для каждой печи.

Второй этап осуществляют следующими методами:

• испытанием твердости по Бринеллю в процессе термической обработки как обязательной контрольной операции с фиксацией результатов в журнале и контрольной карте статистического контроля, которая выполняется выборочно;
• окончательным контролем твердости (сплошным или выборочным в зависимости от материала поковок и сложности их обработки резанием) для обеспечения нормальной обрабатываемости поковок режущим инструментом;
• металлографическим контролем поковок в лаборатории, для чего от каждой партии из числа первых проверенных по твердости отбирают две поковки с крайними значениями твердости в пределах установленной нормы, из которых вырезают шлифы для исследования под микроскопом;
• механическими испытаниями в лаборатории, которые проводят регулярно для наиболее ответственных поковок, когда это предусмотрено техническими условиями. Остальные поковки испытывают только по специальным заданиям, отбирая от партии две поковки с крайними значениями твердости.

Выявление внешних дефектов чаще всего производят визуальным осмотром поковок непосредственно у штамповочного агрегата - для отбраковки явного брака и после очистки окалины, т.е. на окончательном контроле для отбраковки скрытого брака. Для выявления внешних и внутренних дефектов поковок ответственного назначения применяют также магнитную дефектоскопию, основанную на свойстве потока магнитных силовых линий менять свое направление при встрече с дефектами и очерчивать их границы.

Люминесцентный метод выявления внешних дефектов основан на способности минеральных масел, проникших в трещины, излучать свет под действием ультрафиолетовых лучей. Метод позволяет выявлять глубокие, невидимые для глаза поверхностные трещины шириной менее 0,005 мм, из-за чего является более производительным и надежным, чем магнитный метод. Данный метод может применяться и для немагнитных материалов.

Глубину залегания внешних дефектов определяют местной выточкой шлифовальным кругом дефекта в двух-трех местах в поперечном направлении или вырубкой зубилом дефектов на крупных поковках вдоль линии дефекта до тех пор, пока снимаемая стружка не перестанет раздваиваться на линии дефекта. Глубина выточки или вырубки не должна превышать половины припуска на сторону.

Выявление внутренних скрытых дефектов и загрязненности металла производят металлографическими исследованиями согласно соответствующим государственным стандартам и техническим условиям. В цехах внутренние дефекты металла выявляют с помощью технологической пробы - осадки нагретых до конечной температуры образцов, высота которых равна удвоенному диаметру. От каждой партии металла отрезают несколько образцов (не менее двух от каждой плавки) и осаживают их до одной трети начальной высоты. При этом не должно быть нарушений сплошности осаженных образцов.

Выявление внутренних дефектов поковок ультразвуковым методом основано на отражении ультразвукового луча от поверхности внутренних дефектов. Участки поковки, подвергаемые контролю, должны быть одинакового сечения. Методы ультразвуковой дефектоскопии позволяют выявлять раковины, рыхлости, трещины, флокены, расслоения и другие несплошности в толще металла, не обнаруживаемые или не всегда обнаруживаемые другими методами неразрушающего контроля. В современных установках для автоматизированного контроля предусмотрено автоматическое сканирование, регистрация эхо-сигналов от дефектов и слежение за качеством акустического контакта прозвучивающего преобразователя и поверхности поковок.

Рентгеноскопию для контроля качества штампованных поковок применяют ограниченно.

В современном крупносерийном и массовом производстве темп штамповки настолько высок, что проводить полный контроль каждой поковки практически невозможно. В связи с этим в кузнечных цехах объемной штамповки все шире применяют так называемый статистический метод контроля поковок, представляющий собой систематическое изучение их качества; результаты изучения обрабатываются методами математической статистики. Статистический контроль осуществляют в ходе производственного процесса путем малых контрольных проб через различные промежутки времени и путем выборочной приемки продукции. Статистический анализ продукции позволяет отличить случайные причины брака поковок от закономерных и выявить главные его причины.

Преимуществом этого метода является возможность контролировать большие количества поковок по результатам измерения небольших партий, отобранных в соответствии с определенными правилами.

• ? КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ
• 1. Перечислите группы факторов, влияющие на качество штампованных поковок.
• 2. Назовите виды брака, причиной которых является качество исходного материала заготовки.
• 3. Какие виды брака, вызванные неправильным нагревом заготовок, считают неустранимыми?
• 4. Перечислите причины и приведите примеры образования зажимов при штамповке.
• 5. Для какого виды штамповки характерен дефект, называемый пресс-утя- жиной?
• 6. Какие виды брака могут возникать при неправильной очистке поковок от окалины?
• 7. Перечислите методы контроля качества штампованных поковок.
• 8. Какими методами выявляют внешние дефекты поковок?
• 9. Как выявляют внутренние дефекты штампованных поковок?
• 10. В чем заключается статистический метод контроля поковок?

Лаборатория неразрушающего контроля ТД «Спецсплав», рада предложить вам свои услуги по проведению ультразвуковых исследований качества поковок и металлопроката.

Ультразвуковой метод основан на способности ультразвуковых колебаний отражаться от поверхностей внутренних пороков металла.
При помощи УЗК выявляются раковины, трещины, расслои, свищи и рыхлоты, залегающие на глубине, в толще металла, не обнаруживаемые магнитными и люминесцентными методами и не всегда обнаруживаемые рентгеновскими лучами. Дойдя до противоположной грани изделия (до «дна»), ультразвуковой луч отражается, попадает на специальный искатель, преобразующий его в переменное напряжение, поступающее на вход усилителя, и далее на кран трубки осциллографа в виде пика (донный сигнал). Если в толще металла есть дефект, луч отражается и от него, и в стороне от донного сигнала появится дефектный сигнал (расположение дефектного и донного сигналов на экране предопределяется устройством осцилографа).

Наша лаборатория укомплектована самым современным оборудованием, которое позволяет работать с различными марками сталей и выявлять скрытые дефекты любых размеров. Кроме этого, наш штат состоит из аттестованных специалистов, прошедших специализированное обучение и имеющих подтвержденную квалификацию Ростехнадзора. Благодаря этому, мы можем проводить высококачественный ультразвуковой контроль поковок согласно всем требованиям технической документации заказчика.

Некоторые производители в целях экономии или некомпетентности игнорируют проведение неразрушающего контроля продукции или вспоминают о нём только на последней стадии — уже непосредственно перед сдачей продукции (а это приводит к дополнительной потери времени и непредусмотренным расходам, иногда очень значительным), когда контроль бывает технически неосуществим. Подобное отношение к контролю качества чаще всего приводит к аварийным ситуациям в процессе эксплуатации готовых изделий.

Общие сведения . Качество машины зависит от качества ее узлов и деталей. Большинство ответственных деталей машин изготовляют из поковок, поэтому задачей кузнечного цеха или участка является не только выпуск определенного количества поковок, но и обеспечение их высокого качества. Эта задача может быть решена только при успешной организации технического контроля в цехе, на участке и рабочем месте.

Контроль качества продукции заключается в проверке соответствия показателей качества требованиям, установленным Государственными стандартами (ГОСТами), техническими условиями (ТУ) и другими документами.

Важными критериями высокого качества являются такие технологические признаки последнего, как отсутствие недопустимых дефектов в исходном материале, а также соответствие механических свойств, структуры металла, геометрических размеров и шероховатости поверхности деталей значениям, требуемым технической документацией.

Организация технического контроля на предприятии и ее виды. Контроль качества продукции на заводе осуществляют два отдела - технического контроля и государственного контроля. Изготовленная заводом продукция может быть отправлена заказчикам только после ее приемки представителями отдела госконтроля.

Разница между отделом технического контроля (ОТК) завода и отделом госконтроля заключается в следующем. ОТК, являясь одним из подразделений предприятия, не только контролирует качество продукции, но и выясняет также причины брака и активно воздействует на службы завода с целью его предотвращения на всех этапах производства деталей, узлов и машин в целом. Отдел госконтроля, представляющий интересы заказчика, проверяет, как правило, качество окончательной продукции (трактора, автомобиля, телевизора и т.д.); он является особым подразделением Госстандарта СССР на предприятии и не подчиняется руководству последнего.

Организационная структура ОТК на предприятии зависит от характера производства, объема и типа выпускаемой продукции. На большинстве предприятий в состав ОТК входят следующие подразделения: группа входного контроля, осуществляющая контроль и приемку поступающих на завод с других предприятий металл,отливки,поковки, комплектующие изделия и др.;

центральная заводская измерительная лаборатория, которая совместно с цеховыми лабораториями осуществляет контроль за состоянием и правильностью использования контрольно-измерительного инструмента, приборов,приспособлений; группа учета и анализа брака;

бюро технического контроля (БКТ), выполняющее контроль продукции в цехах завода.

Перечисленные подразделения подчиняются ОЖ завода; Ъ их штат входят старшие контролеры, контрольные мастера и контролеры.

Перед службой технического контроля в кузнечно-штамповочном цехе стоят следующие задачи:

предупреждение появления массового брака, что достигается своевременным обнаружением отклонений от технологических и технических условий и изъятием из производства изношенных штампов, неисправного инструмента, контрольных приборов и др.;

обнаружение бракованных поковок, изъятие их из основной массы годных поковок, оформление соответствующей документации с указанием годных и бракованных поковок и конкретных виновников брака;

контроль за соблюдением установленных припусков, контроль качества термической обработки, качества поверхности и др.;

систематический учет брака, анализ причин его появления, осуществляемый на основе долгосрочного сбора данных в цехе и у потребителя.

Служба ОТК обеспечивает круглосуточный контроль кузнечного производства на основных операциях, к которым относятся: разделка исходного металла на мерные заготовки, нагрев, ковка или штамповка, термическая обработка, отделочные операции, окончательная приемка поковок.

Эффективность технического контроля зависит от правильности выбора его вида. В зависимости от исполнителя различают технический контроль сотрудниками ОТК и контроль самими рабочими (самоконтроль) . Самоконтроль, например, при ковке заключается в проверке качества изготовленной поковки самим кузнецом. Те рабочие, которым доверен самоконтроль, имеют личное клеймо качества.

Технологический процесс изготовления сложных поковок может состоять из большого количества операций. В этом случае, чтобы предупредить возникновение окончательного брака, технический контроль осуществляют поэтапно. Предварительный контроль проводят с целью проверки качества исходного материала для предотвращения его обработки в случае обнаружения дефектов. Промежуточный межоперационный контроль выполняется чаще всего контролером ОТК, но иногда и персоналом цеха. Например, отбраковка поковок с явными дефектами может выполняться самими рабочими. Окончательный контроль является обязательной операцией при сдаче готовой продукции из цеха в цех или потребителю. Принятую или забракованную продукцию клеймят соответствующими клеймами и оформляют на нее необходимую документацию.

В зависимости от типа производства и его характера (массовое, серийное, опытное и др.) применяют различные средства контроля - механизированные и автоматизированные. В единичном же производстве, например, на участке ковки детали чаще всего изготовляют на универсальном оборудовании универсальным инструментом без использования специальной оснастки. В условиях такого производства применяют ручной контроль, который выполняют универсальными методами с использованием универсального контрольно-измерительного инструмента. Оснащение единичного производства специальными контролирующими устройствами экономически нецелесообразно, к тому же квалификация контролеров должна быть высокой.

Непрерывное усовершенствование организации контроля ведет к возникновению новых его форм. К одной из них относится система бездефектного изготовления изделий и сдача их службе контроля с первого предъявления. При бездефектной системе контролируют не только качество изделий, но и качество труда рабочих, их квалификацию, условия труда. Эта система позволяет разрабатывать комплекс организационных, технических и воспитательных мероприятий, обеспечивающих бездефектную работу всех подразделений производства. Бездефектная система труда может быть внедрена на любом предприятии и любом участке производства.

При изготовлении поковок ручной ковкой важнейшими видами технического контроля являются промежуточный и окончательный.

Технический контроль в кузнечном производстве . Для выявления и предупреждения брака в кузнечном производстве в общем случае применяют следующие виды контроля поковок (заготовок, деталей): наружный осмотр; контроль геометрических размеров; контроль химического состава; контроль с помощью неразрушающих физических методов; металлографический анализ; механические испытания. Перечисленные виды контроля могут использоваться и как промежуточные и как окончательные.

Наружный осмотр (визуальный контроль) чаще всего применяют в качестве промежуточного контроля, осуществляя его у молота, пресса или наковальни для отбраковки поковок с явными дефектами. После сглаживания и очистки от окалины наружный осмотр проводят как окончательный контроль для выявления видимых невооруженным глазом поверхностных дефектов. Очистку от окалины осуществляют либо в галтовочных барабанах, либо дробью на дробеметных установках. Обдувку песком применяют крайне редко и только для очистки поковок из дорогостоящих сплавов, например титановых. Более мелкие и так называемые скрытые дефекты выявляют, подвергая поковки травлению и осматривая их с помощью лупы.

Наружным осмотром определяют и такие виды брака, как коробление, недопустимые заусенцы, а также брак, вызванный не до конца выполненными операциями по прошивке отверстий, обрезке облоя и др.

Контроль геометрических размеров поковок производится универсальным и специальным инструментом. Поковки, полученные ручной ковкой, чаще всего контролируют универсальным инструментом - штангенциркулем, кронциркулем и нутромером с секторной шкалой. При изготовлении большой серии поковок экономичнее и удобнее пользоваться специальным контрольным инструментом - скобами, шаблонами и другими контрольными приспособлениями.

Геометрические размеры сложных по форме и крупных поковок из дорогостоящих сплавов контролируют на разметочных плитах с помощью рейсмаса и разметочной линейки, а для повышенной точности измерений пользуются штангенрейсмасом (рис. 9.5). Разметка на плите является кропотливой и трудоемкой операцией, однако более экономично заранее установить пригодность поковки для механической обработки, нежели получить брак после многочисленных и дорогостоящих операций окончательной обработки.

При контроле геометрических размеров необходимо, чтобы базой для измерения служили такие точки поверхности поковки, которые в дальнейшем будут использованы в качестве баз для закрепления поковки на станке при ее механической обработке. Данное условие называют «правилом единства базы».

Высоту, ширину, длину, а также диаметр поковки измеряют линейкой, штангенциркулем, обычным кронциркулем или кронциркулем с секторной шкалой. Выбор измерительного инструмента зависит от габаритных размеров поковки и требуемой точности измерения. Контроль указанных размеров выполняют предельными скобами, прутковыми шаблонами и гребенками. Для измерения толщины стенок поковок используют кронциркули с секторной шкалой (см. рис. 5.12, б), штангенциркули, а для контроля годности детали - предельные скобы и предельные кронциркули.

Диаметры отверстий измеряют штангенциркулями и нутромерами. Годность поковок определяют по отверстиям с помощью предельных калибров и шаблонов. Контроль поковок на изгиб (кривизну) и коробление поверхностей осуществляют на плите путем измерения расстояния от контрольных поверхностей поковки до поверхности плиты. Коробление круглой поковки определяют, перекатывая ее по плите и измеряя прогиб. Контроль коробления выполняют с помощью профильных шаблонов.

Угловые размеры определяют универсальными угломерами, малками и контрольными шаблонами. Радиусы закруглений между соседни- 222 ми поверхностями поковки проверяют набором универсальных радиусных шаблонов (от 1 до 15 мм) , а также предельными шаблонами для измерения наружных и внутренних радиусов закруглений. Правильность взаимного расположения выступов и впадин на поковке определяют либо на плите, либо с помощью штангенрейсмаса, либо профильными и контурными шаблонами.

Поковки с отклонениями размеров, превышающими допустимые, являются дефектными. Те из них, которые можно исправить дополнительной ковкой, отправляют на устранение дефектов, остальные бракуют.

Контроль химического состава металла заготовок и поковок в ыполняют вследствие того, что химический состав влияет не только на эксплуатационные качества деталей, но и на режим их обработки. Поэтому несоответствие химического состава металла заготовки установленным требованиям, а также ошибочный выбор марки сплава являются недопустимыми. Контроль химического состава сплава выполняют при приемке поступающего на завод металла, при приемке поковок для наиболее ответственных деталей, при исследовании причин брака, а также в том случае, когда приготовленные для ковки заготовки одинакового размера перемещались или на них отсутствует клеймо либо бирка.

В кузнечном производстве для определения химического состава металла широко применяют химический анализ в лаборатории и спектральный анализ, а для определения марки сплава - искровой метод.

Для проведения химического анализа от используемых заготовок или поковок отбирают определенное количество стружки или маленькие кусочки металла и отправляют в лабораторию, где методами количественного анализа с высокой точностью определяют химический состав сплава. Точность определения наличия серы и фосфора, например, достигает 0,004 . . . 0,005 %, вольфрама и никеля — 0,04 . . . 0,06 %, остальных элементов - 0,02 . . . 0,04 %. К недостаткам химического анализа относятся большая продолжительность и трудоемкость его проведения. Так, для определения количества углерода требуется 5 мин, серы или фосфора - 1ч, алюминия - 2 ч, а титана - 3 … 4 ч. Недостатком рассмотренного метода является также необходимость отбора стружки, а следовательно, порчи поковок. Вследствие этого химический анализ используют при выборочном контроле, анализе брака, точной перепроверке (например, в случае преждевременной поломки детали при эксплуатации).

По сравнению с химическим спектральный анализ является более удобным, экономичным и быстрым. Этот метод менее точен, чем химический анализ, но позволяет с достаточным приближением отделить одни марки сплавов от других, причем контроль выполняется очень быстро и без порчи готовой поковки. Точность определения элементов достигает … 1 %, а затраты времени составляют от 1 до 3 мин на один анализ.

Спектральный анализ основан на разложении и исследовании спектра электрической дуги или искры, возбуждаемой искусственно между медным электродом и исследуемым сплавом. Для выполнения спектрального анализа применяют стационарный или наиболее удобный в условиях производства переносный стилоскоп (рис. 9.6). Электрическая дуга возникает между проверяемым образцом 6 и дисковым электродом 5. Луч света от душ через призмы 7, 11 и 12, линзы 8, 10 и 2, а также преломляющие призмы 3 и 4 попадает в окуляр 1, через который наблюдают и анализируют спектр. Цвет и концентрация линий последнего позволяют с помощью прилагаемого к прибору атласа определить присутствие элемента и приближенное процентное его содержание в сплаве. Стилоскоп массой 3 кг легко переносить за рукоятку 9; его производительность достигает 60 . . . 100 анализов в час. Стилоскоп позволяет проводить контрольные анализы как мелких, так и крупных поковок, а также контролировать детали непосредственно на машинах без их разборки.

Эффективным способом определения марки сплава является искровой метод. При его применении марку сплава устанавливают визуально по виду искр, образующихся во время абразивной обработки поковки шлифовальным кругом или бормашинкой (см. рис. 3.4). Несмотря на то что этот метод является весьма приближенным, опытные контролеры в течение 1 ч определяют марку сплава 600 … 1000 образцов.