|
Введение
Одним из действенных резервов повышения качества и надежности продукции машиностроения и других отраслей является неразрушающий контроль. Наибольшее развитие получила ультразвуковая дефектоскопия. По сравнению с другими методами неразрушающего контроля она обладает важными преимуществами: высокой чувствительностью к наиболее опасным дефектам типа трещин и непроваров, большой производительностью, воз-можностью вести контроль непосредственно на рабочих местах без наруше-ния технологического процесса, низкой стоимостью контроля.
Ультразвуковой контроль — один из наиболее эффективных и универ-сальных видов неразрушающего контроля и диагностики ответственных из-делий из различных металлических и неметаллических материалов, в том числе оценки их физико-механических характеристик — постоянных упруго-сти, прочности, твердости и т.п. Методы ультразвукового контроля очень многообразны. Они применяются для решения широкого круга задач во мно-гих отраслях промышленности, а также в научных исследованиях.
Ультразвуковые методы контроля позволяют получить информацию о дефектах, расположенных на значительной глубине в различных материалах, изделиях и сварных соединениях. Автоматизация ультразвукового контроля не только повышает производительность труда, но и позволяет получить объективную картину качества изделия или сварного соединения, подобную рентгенограмме. Методы ультразвуковой дефектоскопии стали основными в различных отраслях народного хозяйства: в энергетике, тяжелом и химиче-ском машиностроении, на железнодорожном транспорте, в судостроении. Ежегодно методами ультразвуковой дефектоскопии контролируются сотни тысяч метров сварных соединений металлоконструкций, десятки тысяч труб-ных соединений, котлоагрегатов, сварных стыков рельсов, оценивается каче-ство деталей сосудов и аппаратов высокого давления, поковок, труб, листо-вого проката и другой продукции. Эта работа выполняется операторами-дефектоскопистами. От их квалификации, теоретической и практической подготовки во многом зависит объективность получаемых результатов кон-троля.
Сварные соединения являются самым массовым объектом ультразву-кового контроля. Мобильность, безвредность для окружающих и персонала, высокая чувствительность к внутренним и поверхностным дефектам (в том числе плоскостным, т.е. трещинам и непроварам). Большинство ведомствен-ных документов применительно к сварным соединениям ответственного на-значения предписывает либо обязательное проведение УЗ-контроля, либо альтернативный выбор УЗ - или радиационного контроля, либо контроль обоими указанными методами. Вместе с тем сварное соединение — сложный для УЗ-контроля объект, требующий высокой квалификации дефектоскопи-ста и ответственного отношения к выполняемым операциям.
1 Анализ характеристик объекта контроля
В данном курсовом проекте необходимо разработать методику и тех-нические средства для УЗ контроля сварных швов коробки стрелы, эскиз ко-торого изображен на рисунке 1.1.
Рисунок 1.1 – Эскиз заданного изделия
Объект контроля изготовлен из стали 20 при помощи угловых сварных соединений по ГОСТ 14771-69 [15]. Материал изделия - сталь 20, микро-структура которой представляет собой зёрна со средним размером, около 20 мкм [9], являющаяся легкосвариваемой качественной низкоугле¬родистой конструкционной сталью, с содержанием углерода 0,20%, обладающая высо-кой пластичностью и невысокой прочностью, применяемой в строительстве и машиностроении. Основные характеристики стали 20 приведены в таблице 1.1, Акустические характеристики материала изделия приведены в таблице 1.2, [2].
Таблица 1.1 – Характеристики материала изделия
Марка стали Плотность ?, кг/м3 Модуль упру-гости Е, ГПа Модуль сдвига G, ГПа Средний раз-мер зерна , мкм
20 7890 204 79 35
Таблица 1.2 – Акустические характеристики материала изделия
Мате-риал Модуль
упругоси
Е, Па Модуль сдвига
G, Па Плот-ность,? кг/м3 Коэффици-ент Пуас¬сона ? Скорость звука, м/с Волновое сопро-тивление Z•106, кг/(м2•с) •
про-дольных волн попе-речных волн
Сталь20 20,6?1010 80,5?1010 7,83?10-3 0,28 5850 3230 45,6
Тип сварного соединения - угловое. К угловым соединениям относят соединения, элементы которых расположены под углом и сварены в месте примыкания их краёв. Таких соединений насчитывается 10: от У1 до У10. Сочетание толщин может быть различным. Для толщины металла от 3 до 60мм кромку примыкающего элемента скашивают под углом (45±2)? . Угло-вые соединения широко применяются в машиностроительных, а также строительных конструкциях. Различают несколько видов угловых соедине-ний: с подварочным швом (толщина металла 3-60мм), со стальной проклад-кой, без подварочного шва, с двухсторонней разделкой примыкающего эле-мента (толщина металла 8-100мм) [6].
Технология изготовления сварного соединения, представляющего со-бой коробку стрелы, заключается в следующем: четыри листа, изготовлен-ных из стали 20 (в данном случае), соединены при помощи ручной дуговой сварки в защитном газе по ГОСТ 14771-69 [15]. Дуговая сварка в защитном газе - это сварка, при которой дуга и расплавленный металл, а некоторых случаях и остывающий шов для предохранения от контакта с воздухом нахо-дятся в защитном газе, подаваемом в зону сварки с помощью специальных устройств. Этот вид сварки широко применяют при изготовлении строитель-ных конструкции и в меньшей степени при монтаже. Для сварки при изго-товлении конструкций используют в качестве защитного углекислый газ. Сварка в СО2 является основным и наиболее распространенным способом сварки плавлением на машиностроительных предприятиях. Она экономична, обеспечивает достаточно высокое качество швов, требует более низкой ква-лификации сварщика, чем ручная, позволяет выполнять швы в различных пространственных положениях [1].
Для обеспечения качественного провара и формирования сварного шва выполняют подготовку кромок под сварку. Элементами геометрической формы подготовки кромок под сварку являются угол скоса одной кроми ?, зазор между стыкуемыми кромками b, притупление с [1].
|
|
Список использованных источников
1. Контроль сварочных работ: Учебн.пособие / В.П. Куликов, В.Г. Лупачев – Мн.: Полымя, 2001. – 480 с.
2. Алешин Н.А. Ультразвуковая дефекоскопия: Справ.пособие / Н.А. Алешин, В.Г. Лупачев. – Мн.: Выш.шк., 1987.-271 с.: ил.
3. Сергеев С.С. Методические указания к самостоятельной работе для студентов специальности 1-54 01 02 “Методы и приборы контроля качества и диагностики состояния объектов”.
4. Неразрушающий контроль. Кн.2. Акустические методы контроля: Практ. пособие /И.Н.Ермолов, Н.Г. Алешин, А.И.Потапов; Под ред. В.В.Сухорукова - М.: Высш. шк., 1991 -283 с.: ил.
5. Неразрушающий контроль металлов и изделий. Справочник Под ред. Г.С.Самойловича - М.: Высш. шк., 1976 -456 с.: ил.
6. www.ndt.com.ua/standard/usesamples.shtml (зарубки)
7. Ультразвуковая дефектоскопия: 2-е изд. Выборнов Б.И. М.: Машиностроение, 1985.-256с.
8. Металловедение: Учебник для техникумов. Самохоцкий А. Н., Кунявский М. Н., Кунявская Т. М., Парфеновская Н. Г., Быстрова Н. А. – М.: Металлургия, 1990. – 416 с.
9. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник. В 2-х кн. Кн.2/ Под ред. В.В.Клюева.- М.: Машиностроение, 1986.- 352с.
10. Ультразвуковые пьезопреобразователи для неразрушающего контроля/ Под общ. ред. И.Н.Ермолова.--М.: Машиностроение, 1986, 280 с.
11. А.с. 1182383 СССР МКИ G01N 29/04 Устройство для ультразвукового контроля сварных швов продольно – поперечным сканированием / А. А. Марков, Ю. А. Корольков, А. К. Гурвич, В.А. (СССР).-№3673692/25 – 28. Заявлено 09.12.83. Опубл. 30.09.85. Бюл. №36 – 4 с.:ил.
12. Методы акустического контроля металлов/ Н.П.Алешин, В.Е.Белый и др.: Под ред. Н.П.Алешина.- М.: Машиностроение, 1989.- 456с.
13. А.с. 1107044 СССР МКИ G01N 29/04 Устройство для ультразвукового контроля сварных швов изделий / Г. Х. Зеликман, Г. Э. Ариевич, Н. Т. Азаров, В.В. Редчиц, (ФРГ).-№3598860/25 – 28. Заявлено 17.03.83. Опубл. 07.08.84. Бюл. №29 – 4 с.:ил.
14. Ручная дуговая сварка. / Б.Д.Малышев, В.И. Мельник, И.Г. Гетия, 1990, 319 с.
15. ГОСТ 14782-86 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые»Дуговая сварка в защитном газе.
16. Неразрушающий контроль: Справочник: в 7 томах под ред. В.В.Клюева. Том 3: Ультразвуковой контроль / И.Н. Ермолов, Ю.В. Ланге. - М.: Машиностроение, 2004 -864 с.: ил.
Приложение А
(обязательное)
|
На уровень вверх
Купить