Учебное пособие 2170

Приведем принципиальные схемы плазменного порошкового напыления и плазменного напыления с применением проволоки, представленные на рисунках 1 и 2.

Рис. 1. Схема плазменного порошкового напыления: 1 - подвод плазмообразующего газа, 2 - катод плазмотрона, 3 - корпус катода, 4 - изолятор, 5 - корпус анода,

6 -порошковый питатель, 7 - подвод газа-носителя порошка, 8 - плазменная дуга, 9 - источник питания

Рис. 2. Схема плазменного напыления с применением проволоки: 1 - подвод плазмообразующего газа,

2 - катод плазмотрона, 3 - корпус катода, 4 - изолятор, 5 - корпус анода, 6 - механизм подачи проволоки, 7 - сплошная или порошковая проволока,

8 - плазменная дуга, 9 - источник питания

110

Средние значения режимов плазменного напыления следующие:

1)Расстояние от сопла до детали — 100...150 мм.

2)Скорость струи — 3...15 м/мин.

3)Скорость вращения детали — 10...15 м/мин.

4)Угол напыления — 60...90 градусов.

В таблицах 2 и 3 приведены рекомендуемые режимы для различных материалов.

Таблица 2 Рекомендуемые режимы для различных материалов

Упрочнение и восстановление рабочей поверхности изделий в производстве осуществляют методом плазменного напыления, в атмосфере воздуха в специальной камере. Камера изготавливается в соответствии с техническим заданием предприятия.

111

Таблица 3 Рекомендуемые режимы для различных материалов

Расходплазмообразующих газовпридавление аргона=0,7МПа

Самофлюсирующ иесяникелевые сплавы=0,5куб.м/

ч

112

Расходплазмообразующих газовпридавлении азота=0,35МПа

Самофлюсирующ иеникелевые сплавы=0,7куб.м/

ч

Новая технология финишного плазменного упрочнения (ФПУ) путем нанесения износостойкого кремнийсодержащего нанопокрытия с использованием малогабаритного, мобильного и маневренного оборудования отличается от существующих методов тем, что процесс не требует вакуума и осуществляется при обычных атмосферных условиях, что определяет его низкую трудоемкость и малые энергозатраты.

Установка ФПУ предназначена для работы в закрытых помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями на высоте до 1000 м над уровнем моря в районах умеренного климата при температуре окружающего воздуха от +10С до +350С и относительной влажности воздуха не более 65% при температуре +200С.

ФПУ подвергаются изделия из инструментальных сталей

(X12M, 40X, XВГ, У8, Р6М5, Р18), твердых сплавов (Т15К6,

Т5К10, ВК8), а также из других сталей и сплавов.

ФПУ является финишной операцией и приводится после окончательной механической, термической и абразивной обработки изделий.

ФПУ не подлежат изделия, имеющие на упрочняемых зонах следы окисления, прижоги, заусенцы, сколы, а также оксидные и органические покрытия.

Установка ФПУ предназначена для плазменного безвакуумного нанесения тонкопленочного (толщиной от 0,1 до 2 мкм)

113

алмазоподобного на основе оксикарбонитрида кремния покрытия методом финишного плазменного упрочнения на инструмент, технологическую оснастку и детали авиационной промышленности.

Литература

1.Mattox, Donald M. Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing: Film Formation, Adhesion, Surface Preparation and Contamination Control. Westwood, N.J.: Noyes Publications, 1998.

2.Ивановский Г. Ф., Петров В. И. Ионно-плазменная обработка материалов.— М.: Радио и связь, 1986.— 232 с.

3.Лащенко Г.И. Плазменное упрочнение и напыление. – К.: «Екотехнология», 2003 – 64 с.

Воронежский государственный технический университет

УДК 621

М.Н. Краснова, канд. техн. наук, доц., А.В. Облиенко, канд. техн. наук, доц., А.С. Рассказов, студент

МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ В АВИАПРОМЕ

Рассмотрены организация и методы проведения неразрушающего контроля в авиапромышленности. Раскрытие понятия неразрушающий контроль, дефект

Ключевые слова: неразрушающий контроль, авиапромышленность, методы контроля в производстве

Одной из отраслей, раньше остальных начавшей использовать методы неразрушающего контроля, является машиностроение, в частности авиастроение. Неразрушающий контроль авиационной техники - вид работ, гарантирующий безопасную эксплуатацию. Он находил все более широкое применение по мере развития методов, разработки и серийного выпуска средств неразрушающего контроля в условиях увеличивающегося календарного и назначенного ресурсов и сроков службы воздушных судов.

114

Системы сохранения летной годности воздушных судов представлена на рис. 1.

Система сохранения лётной годности воздушных судов

Рис. 1. Система сохранения лётной годности.

Разработка и изготовление средств неразрушающего контроля является заключительным этапом вышеупомянутой системы.

Из формулировки неразрушающий контроль ясно, что необходимо так произвести поверку деталей, механизмов и конструкций, чтобы их целостность сохранилась. В процессе изготовления и эксплуатации уже готовых изделий по необходимым факторам надежности. Дефектами являются любые отклонения параметров материалов, деталей и изделий от заданных [1, стр. 31]. При проверке детали или механизма опираются на технические требования (номинальные размеры, геометрическая форма, прочность, твердость, зернистость и др), приведённые в паспорте изделия, в котором указывается, какими характеристиками должно обладать изделие. В технической документации, поступающей от заказчика указывается, какие средства контроля должны быть применены к изготовленной продукции. На ответственные детали распространяется как проверка завода изготовителя, так и завода приёмщика.

При большом объеме выпуска продукции могут выделять сплошной и выборочный контроль. Под сплошным контролем

115

понимают проверку каждой единицы ответственной детали, механизма и тд., когда требуется полное соответствие заданным характеристикам, что существенно увеличивает срок эксплуатации. Выборочный контроль не обязывает осуществлять только неразрушающий контроль и оценку всей без исключения продукции, а так же даёт возможность использования разрушающего контроля (испытания на растяжение, разрыв, удар).

Так же по этапам создания и использования продукции выделяют различные виды контроля.

Рис. 2. Виды неразрушающего контроля по этапам создания

В современной промышленности методы неразрушающего контроля используются почти во всех отраслях. Полезность таких способов контроля заключается в том, что они могут проводиться без остановки производства, не изменяют эксплуатационных качеств, химических и физических свойств, действуют на объекте без разрушения его цельности.

Выделяют 9 методов неразрушающего контроля (рис. 3). Методы неразрушающего контроля основаны на дефекто-

скопии, нахождении изъянов в структуре детали, узла, механизма с помощью технических средств, получающих информацию о структуре объекта без его разрушения.

116

Рис. 3. Методы неразрушающего контроля

Для выявления дефектов используют различные виды контроля изделий и среди них важное место занимает визуальный и измерительный контроль [2, стр 7]. Может производиться без специальных технических средств: визуально или простейшими измерительными приборами до 20-ти кратного увеличения. Данный метод контроля наиболее дешёвый и является предварительным перед проведением более сложных испытаний. К инструментам, используемым при визуально-измерительном контроле, относятся штангенциркуль, угольник, линейка, рулетка, маркер по металлу, набор щупов и радиусов. Проведение этого метода могут осуществлять только квалифицированные работники с допуском к работе и аттестацией по данному профилю.

В зависимости от выявленных нарушений в структуре контролируемого объекта или необходимости проведения серьезных испытаний назначают другие методы испытаний.

Магнитные методы контроля могут применяться только к ферромагнитным материалам (чугун, сталь). Используются для выявлений дефектов в сплошности материала на поверхностном и подповерхностном слое. Метод основан на физическом явлении

117

образования магнитного поля на поверхности измеряемого объекта при его намагничивании. Высокая чувствительность, простота

ибыстрота операций популяризировали этот метод в машиностроении. Этим методом можно контролировать детали сложной формы любых размеров. Чтобы проконтролировать деталь, ее сначала намагничивают, а потом посыпают мелким железным порошком. Такой порошок могут использовать в разведенном состоянии в керосине или машинном масле. Если на поверхности испытываемого материала при его намагничивании возникают поля рассеивания и в них начинает скапливаться металлический порошок, то можно судить о дефекте. Данный метод считается высокопроизводительным, безопасным для экологии и оператора, производящего контроль. Средствами осуществления магнитного контроля являются люминесцентные магнитные порошки и суспензии, коэрцитиметры. Точность полученных данных зависит от квалификации и добросовестности работника, от качества поверхности, на которой производят измерения.

При использовании теплового метода рабочий даёт оценку целостности исследуемого объекта по изменению теплового излучения. Изменение тепловых характеристик свидетельствует о нарушении правильности эксплуатации. Тепловой контроль в современном машиностроении является перспективным и наиболее высокоэффективным. Тепловые поля, образуемые в объекте при его работе, и инфракрасные тепловые источники являются предметом исследования этого метода. По ним можно выявить поверхностные и неглубоко залегающие дефекты. Сущность метода теплового контроля в установлении связи теплового поля исследуемого объекта с термочувствительными элементами, преобразование полученной информации в сигнал и передача его на регистрирующий прибор. В качестве приборов используют инфракрасные термометры, измерители плотности тепловых потоков. Тепловой метод контроля возможно проводить на практически любых материалах. Основное достоинство - низкая трудоёмкость

иотсутствие необходимости нагружения объекта диагностирования.

Радиоволновой метод заключается в регистрации параметров электромагнитных волн радиодиапазона. Как правило, это

118

волны сверхвысокочастотного диапазона. Применяется для материалов, где затухание радиоволн мало: полупроводники, диэлектрики, магнитодиэлектрики. Амплитуда, получаемого в процессе исследования сигнала, представляет собой главный информационный параметр. Качество получаемых сигналов может ухудшаться при прохождении определённого участка объекта, что свидетельствует о наличии на нём дефектов. По собранной информации проверяющий оценивает глубину и характер залегания дефектов. В качестве регистрирующих приборов используются магнитные анализаторы, системы цифровой радиографии, портативные магнитные дефектоскопы.

Вихретоковый неразрушающий контроль использует вихревые токи, возникающие в объекте и анализе взаимодействия внешнего магнитного поля с полем вихревых токов, наводимых этим полем. Областью применения являются электропроводящие элементы: металлы, полупроводники, графит. Физический смысл данного контроля - синусоидальный ток в катушках вихретокового преобразователя возбуждает электромагнитное поле, создающее вихревые токи в электромагнитном объекте. Наводимое в катушке преобразователя ЭДС взаимодействует с создаваемыми токами изменяя своё сопротивление. Снимая показания приборов, получают о большом количестве параметров объекта контроля. В авиапроме вихретоковый метод используется для неразрушающего контроля фюзеляжей, крыльев, роторов и осей. В качестве приборов используют: вихретоковый дефектоскоп ELOTEST B300, Электромагнитные сканирующие системы TesTex, FALCON 2000 MARK II.

При использовании электрического метода неразрушающего контроля фиксируют показатели электрического поля в непосредственной близости с исследуемым объектом или в нём самом. Самым распространённым измерением является разность потенциалов и ёмкость. Отклонение показателей при проведении контроля от заданных при наведении токов говорит о нарушении целостности объекта. Метод выявляет раковины и трещины в объеме металла, определяет химический состав и степень термической обработки. Оборудованием, с помощью которого осущест-

119