Controlul Semifabricatelor Si Pieselor Prin Metoda Examinarea Ultrasonica

Controlul semifabricatelor și pieselor prin metoda examinarea ultrasonică

CUPRINS

Argument……………………………………………………………………………………………………………………3

Cap.I. Defectele pieselor………………………………………………………………………..5

1.1. Defectele pieselor turnate ………………………………………………………………….5

1.2.Defectele produselor laminate, extrudate și trase…………………………………………..5

1.3.Defecte specific materialelor compozite și altor material……………………………….…8

Cap.II. Metode de examinare nedistructive………………………………………………….10

2.1. Încercări nedistructive………………………………………………………………….…10

2.2. Clasificarea metodelor…………………………………………………………………….9

2.3. Metoda de examinare nedistructivă – EXAMINAREA ULTRASONICĂ………………11

Cap.III. Norme de S.S.M. și P.S.I. în laboratoare de cercetare………………………………16

Bibliografie……………………………………………………………………………………18

În acest proiect am prezentat modul de detectare a defectelor, utilizând o metodă modernă – examinarea ultrasonică.

Principalele competențe vizate de acest proiect sunt:

Gândire critică și rezolvare de problema.

Utilizarea calculatorului și prelucrarea informației.

Comunicare.

Dezvoltarea carierei profesionale.

Procesarea datelor numerice.

Planificarea și organizarea producției.

Sănătatea și securitatea muncii.

Sisteme de transmitere a mișcării.

Tehnici de măsurare în domeniu.

Întreținere planificată.

Asamblări mecanice.

Detectarea defectelor.

Mașini și utilaje industriale.

Exploatarea mașinilor, utilajelor și instalațiilor.

Ungerea sistemelor tehnice.

Lucrări de întreținere și reparații.

Documentația tehnologică.

Prin defect al unei piese turnate se înțelege orice abatere de la formă, dimensiuni, masă, aspect exterior, compactitate, structură, compoziție chimică sau  proprietăți mecanice și fizice prescrise în standardele respective sau în alte documente tehnice normative.

La fel ca pentru orice alt produs, noțiunea de defect al unei piese turnate este relativă și convențională. În funcție de destinație, în standarde sau în alte documente tehnice normative de produs, aceeași abatere poate fi considerată sau nu ca defect inadmisibil, defect admisibil sau remediabil. În standard, pentru fiecare tip de defect s-a stabilit termenul ce trebuie să fie utilizat de către toți cei implicați, folosirea sinonimelor nefiind, de regulă, acceptată.

Prin defect de laminare se înțelege orice abatere de la dimensiunile, forma, masa, aspectul exterior, mini-structura sau proprietățile funcționale prevăzute de standarde, norme tehnice sau condiții contractuale.

Defectele produselor laminate pot avea diverse proveniențe: lingourile turnate folosite apoi la laminare; nerespectarea tehnologiei de laminare. Defectele provenite din tehnologia de laminare pot avea următoarele cauze: încălzirea incorectă  a lingourilor; reglarea necorespunzătoare a cilindrilor laminorului; calitatea inferioară a ghidajelor și instalarea necorespunzătoare a lor; uzura pronunțată  a calibrelor; regim termic de încălzire și de răcire necorespunzător după laminare.

Defectele specifice compozitelor metalice sunt: micro-cavități de contracție, sufluri, aglomerări de particule sau fibre discontinue, segregații ale materialului dispersat, deteriorarea materialului complementar  prin procese de dizolvare și topire sau în urma unor reacții chimice intense la interfață; fragmentarea fibrelor în timpul infiltrării sau al amestecării cu matricea în stare semisolidă; fisuri, crăpături la cald, din cauza tensiunilor interne apărute la răcirea aliajelor turnate, respectiv frânării contracției; porozitatea, specifică materialelor compozite obținute prin tehnica metalurgiei  pulberilor.

Examinarea ultrasonică se utilizează la fisuri, goluri, incluziuni, nepătrunderi, delaminări, măsurări de grosimi etc.

Fenomenul fizic de bază al metodei este reflexia și refracția undelor ultrasonore. Modul de aplicare este următorul: introducerea undelor ultrasonore în materialul controlat, cu ajutorul unui traductor piezoelectric și reflexia acestora pe suprafața discontinuităților; reflexiile sunt înregistrate de același traductor sau de un altul, amplificate și redate pe ecranul unui osciloscop. Indicația de defect se realizează prin semnale luminoase pe ecranul osciloscopului.

Materialul obiectului controlat sunt metale și aliaje (aluminiu și aliajele lui, zirconiu, oțel carbon sau slab aliat; mai greu oțel inoxidabil, alame, bronzuri), materiale plastice, materiale compozite, betoane (în prezent, cu tehnici speciale, aproape orice material folosit în domeniul tehnic.

Ultrasunetele (US) sunt vibrații mecanice care se transmit în diverse medii, sub formă de unde elastice (sinonim unde ultrasonore), cu frecvențe cuprinse între 16 kHz și 104 MHz. În domeniul examinărilor nedistructive, sunt folosite uzual frecvențele cuprinse între 0,5 și 30 MHz. În funcție de modul în care se propagă, undele ultrasonore pot fi: longitudinale, transversale și de suprafață. Atunci când un fascicul de unde ultrasonore trece dintr-un mediu în altul, cu proprietăți acustice diferite, se produc fenomene de reflexie și refracție, asemănătoare celor cunoscute din domeniul opticii, pentru care este valabilă legea Snell – Descartes. Ultrasunetele utilizate în defectoscopie sunt produse în exclusivitate prin efect piezoelectric. Dintre materialele naturale (cristalul de cuarț) sau sintetice, care prezintă acest efect, cel mai folosit este titanatul de bariu, material sintetic presat sub formă de pastile de diferite forme, denumite impropriu, dar uzual, "cristale". O particularitate importantă a examinării cu ultrasunete este aceea ca se pot examina produse cu grosime sau lungime foarte mare (și peste 10 m), ceea ce nici o altă metodă nu permite.

Ca echipament de bază se folosește un defectoscop, traductoare, cabluri de legătură, cuplant, etaloane, blocuri de calibrare. Aparatul electronic care permite examinarea cu ajutorul ultrasunetelor se numește defectoscop ultrasonic.

CAP.I. DEFECTELE PIESELOR

1.1. Defectele pieselor turnate

Prin defect al unei piese turnate se înțelege orice abatere de la formă, dimensiuni, masă, aspect exterior, compactitate, structură, compoziție chimică sau  proprietăți mecanice și fizice prescrise în standardele respective sau în alte documente tehnice normative.

(STAS 782-79 Defectele pieselor turnate. Clasificare și terminologie)

Referitor la cauzele posibile, trebuie remarcat faptul că în standard sunt  precizate doar cauzele cele mai probabile la nivelul unei anumite tehnologii de turnare. Este imposibil de precizat o singură cauză pentru fiecare defect. Cu excepția câtorva defecte care sunt rezultatul unei tehnologii de turnare evident greșite, imperfecțiunile se datoresc de cele mai multe ori unui concurs de împrejurări și nu unei cauze bine determinate. S-au stabilit 8 categorii de bază, fiecare fiind identificată printr-o literă:

A – Excrescențe metalice

B – Goluri (cavități)

C – Discontinuități – crăpături

D – Defecte de suprafață

E – Piesă turnată  incomplet

F – Dimensiuni sau configurații necorespunzătoare

G – Incluziuni și defecte de structură

  H-Compoziție chimică, proprietăți fizice și mecanice necorespunzătoare.

Fiecare categorie este împărțită în grupe și subgrupe, notate prin cifre. În cadrul fiecărei subgrupe, se precizează printr-o a treia cifră fiecare defect în parte. Deci, un simbol cuprinde o literă și trei cifre. Anumite defecte se pot încadra logic în mai multe categorii. Crustele, de exemplu, sunt excrescențe metalice (categoria A), dar cu toate acestea sunt clasificate ca subgrupa (D230) la defecte de suprafață. Deși cauzele care determină apariția defectelor nu constituie în standard un criteriu de clasificare, cunoașterea acestora facilitează  identificarea defectelor, încadrarea exactă într-o categorie sau alta precum și posibilitatea comunicării  personalului din compartimentul de control cu toate persoanele implicate în fabricarea unui produs. Cauzele apariției defectelor în piesele turnate pot fi grupate în următoarele categorii:

– defecte de material, determinate de materialul turnat, de puritatea acestuia și de particularitățile pe care le are la turnare: fluiditatea, contracția, tendința de a dizolva gaze, tendința de segregare etc.;

– defecte de proiectare, determinate de forma și dimensiunile produsului, stabilite prin proiectare: grosimi de pereți neuniformi, intersecții de pereți în cruce,  pereți prea subțiri etc.;

– defecte tehnologice, determinate atât de procesul tehnologic stabilit cât și de gradul de acuratețe a respectării regulilor de realizare a fiecărei operații și a fiecărei faze.

1.2. Defectele produselor laminate, extrudate și trase

Prin defect de laminare se înțelege orice abatere de la dimensiunile, forma, masa, aspectul exterior, ministructura sau proprietățile funcționale prevăzute de standarde, norme tehnice sau condiții contractuale. (STAS 6656-80 Defectele  pieselor laminate, extrudate și trase din oțel. Clasificare și terminologie.)

Defectele produselor laminate pot avea diverse proveniențe:

– lingourile turnate folosite apoi la laminare;

– nerespectarea tehnologiei de laminare.

Defectele provenite din tehnologia de laminare pot avea următoarele cauze:

– încălzirea incorectă  a lingourilor;

– reglarea necorespunzătoare a cilindrilor laminorului;

– calitatea inferioară a ghidajelor și instalarea necorespunzătoare a lor;

– uzura pronunțată  a calibrelor;

– regim termic de încălzire și de răcire necorespunzător după laminare. Terminologia, clasificarea și simbolizarea defectelor privind produsele laminate și trase din oțel au fost standardizate, ele fiind cuprinse în STAS 6656 – 80, în șase grupe:

DL1: defecte de suprafață (ex. DL111 scoarțe);

DL2: abateri geometrice (defecte de formă, abateri dimensionale și de masă, ex. DL211 secțiuni transversale deformate);

DL3: defecte de compactitate (ex. DL313 sufluri);

DL4: abateri ale compoziției și purității (ex. DL411 compoziție chimică necorespunzătoare, DL412 segregații);

DL5: abateri ale caracteristicilor fizice și mecanice (ex. DL511 abateri ale caracteristicilor mecanice);

DL6: defecte de structură (ex. DL61 defecte de macrostructură).

Defectele lingourilor din oțel destinate laminării (figura 1)

Crăpăturile care apar în domeniul plastic și în cel elastic sunt inter-cristaline,  provocate de tensiunile termice sau fazice, ele formând crăpăturile la rece. Tensiunile interne se compun din: tensiuni de contracție, tensiuni termice, tensiuni fazice. Tipurile principale de crăpături ce apar în lingouri sunt crăpăturile la cald și la rece.

Crăpăturile la cald apar în cursul turnării lingoului. Oțelul care se găsește în contact cu lingotiera se modifică rapid, formând o coajă care apoi, sub acțiunea contracției, se desprinde de pereți. Se formează astfel un sac relativ subțire și fragil, care conține tot oțelul rămas lichid. Acest sac se poate rupe prin crăparea coajei solidificate inițial la turnare, din cauza presiunii miezului încă lichid al lingoului. Pentru evitarea crăpăturilor la cald este avantajoasă turnarea rapidă și rece. Turnarea înceată prezintă multe pericole, iar turnarea caldă este însoțită de riscul formării crăpăturilor.

Crăpăturile la rece  se formează în timpul răcirii finale a lingoului. Riscul formării crăpăturilor va depinde de calitatea oțelului, deosebit de sensibile fiind oțelurile semi-dure.

Figura 1: Defecte tipice lingourilor

Defectele produselor forjate

Principalele cauze ale apariției defectele pieselor forjate sunt:

– defectele existente în semifabricatul folosit, provenite din prelucrările anterioare: abateri de la compoziția chimică, defecte de turnare, când semifabricatul este un lingou turnat sau defecte de turnare plus laminare, când semifabricatul este un produs laminat etc.;

– fenomenele care însoțesc prelucrarea prin deformare plastică: apariția fibrajului, reducerea plasticității, ecruisarea, curgerea plastică etc. atunci când acestea nu sunt corect prevăzute sau luate în considerație la proiectarea tehnologiei de prelucrare;

– nerespectarea regimului de tratament termic sau încălziri/răciri neuniforme;

– dimensionarea sau debitarea greșită a semifabricatului;

– erorile de proiectare a tehnologiei de prelucrare;

– uzura sculelor sau a mașinilor folosite pentru realizarea deformării: matrițe,  prese, ciocane etc.;

– neîndepărtarea unor resturi metalice din matriță sau de pe nicovală, ceea ce conduce la formarea unor incluziuni de suprafață prin imprimare.

Terminologia, clasificarea și simbolizarea defectelor din produsele forjate au fost standardizate, ele fiind cuprinse în STAS 6092/1– 83, pentru produse din oțel și STAS 6092/2-84, pentru produse din aliaje neferoase.

DF1: Forme, dimensiuni și mase necorespunzătoare 

DF2 : Defecte de suprafață

DF3 : Discontinuități, goluri

DF4 : Incluziuni

DF5 : Defecte de structură

DF6 : Compoziție chimică, caracteristici mecanice și fizice necorespunzătoare.

Imperfecțiunile îmbinărilor sudate

În general, procedeele de sudare utilizate în prezent pot fi incluse în una dintre cele două categorii de procedee de sudare –  prin topire sau prin presiune. Unele dintre defectele îmbinărilor realizate prin procedee speciale de sudare se încadrează mai greu în prevederile acestor standarde.

Prin imperfecțiune (defect) se înțelege abaterea de la forma, dimensiunea, aspectul, continuitatea, structura etc., prescrise pentru sudura sau îmbinarea respectivă în documentația tehnică a produsului sau în standarde.

Defectele pot avea mai multe proveniențe: din materialele care se îmbină; de la pregătirea pieselor și asamblarea pieselor înaintea operației de sudare; utilizarea unor materiale incompatibile; erori tehnologice sau fenomene care însoțesc sudarea  propriu-zisă. Zonele influențate termic din jurul sudurii pot de asemenea conține diverse tipuri de defecte din cauza a transformărilor, tensiunilor și altor fenomene care apar ca urmare a regimului termic la care sunt supuse.

Definiția defectelor îmbinărilor sudate, clasificarea defectelor, simbolizarea defectului se realizează conform SR EN ISO 6520-1 și simbolul defectului evidențiat cu ajutorul radiografiilor, conform STAS 8299-78; reprezentarea grafică, schematică a defectelor conform STAS 735-79. Exemple de simbolizare sunt prezentate în figura 2.

Figura 2: Fisuri longitudinale (101)

Standardele referitoare la defectele îmbinărilor sudate și a celor lipite nu sunt limitative. Constatarea unor defecte care nu se găsesc în standarde – mai ales la îmbinările sudate prin procedee speciale de sudare – se va semnala prin descrierea acestor defecte și a amplasării lor.

1.3. Defecte specifice materialelor compozite și altor materiale

Defectele specifice compozitelor metalice sunt:

– microcavități de contracție, specifice compozitelor turnate: în aliajele obișnuite, având un coeficient de contracție la solidificare de 3…6%, prezența particulelor sau fibrelor în matrice frânează procesul de compensare a golurilor de contracție cu material lichid din zonele adiacente;

– sufluri, caracteristice compozitelor obținute prin procedeul „Vortex” de înglobare a materialului complementar, când, o dată cu acesta sunt antrenate în baia metalică și gaze din mediul înconjurător;

– aglomerări de particule sau fibre discontinue, care apar la o dispersare insuficientă a materialului complementar, fiind specifice la aplicarea procedeului „Compocasting” (cu matricea metalică în stare semisolidă);

– segregații ale materialului dispersat, produse în urma flotării sau sedimentării  particulelor sau fibrelor discontinue cu densități diferite de cele ale matricelor sau în timpul procesului de solidificare, în urma rejecției în fața frontului de fază solidă;

– deteriorarea materialului complementar  prin procese de dizolvare și topire sau în urma unor reacții chimice intense la interfață;

– fragmentarea fibrelor în timpul infiltrării sau al amestecării cu matricea în stare semisolidă;

– fisuri, crăpături la cald, din cauza tensiunilor interne apărute la răcirea aliajelor turnate, respectiv frânării contracției;

– porozitatea, specifică materialelor compozite obținute prin tehnica metalurgiei  pulberilor.

În cazul compozitelor nemetalice, cele mai întâlnite defecte sunt:

– discontinuități de tipul fisurilor și crăpăturilor (defecte bidimensionale  periculoase, cu tendință de propagare până la ruperea materialului);

– întreruperi ale fibrelor;

– lipsa de legătură dintre fibre și matrice sau o legătură prea rigidă între cele două componente;

– goluri, porozități, specifice compozitelor obținute prin depunerea matricei din stare de vapori (compozite carbon-carbon) sau a celor realizate prin sinterizare;  prelucrarea ulterioară prin deformare plastică reduce, dar nu elimină în totalitate această porozitate;

– dezlipiri sau lipsă de legătură, apărute în cazul compozitelor stratificate realizate  prin lipire cu adezivi (structuri sandviș cu miez fagure ș.a.);

– distrugeri parțiale ale structurii fibroase în cursul operațiilor de obținere a  produselor finite prin prelucrarea semifabricatelor;

– abateri de la forma prescrisă, ca urmare a deformării prin torsionare a  produselor realizate pe cale manuală;

– delaminări – lipsă de legătură între straturile consolidate prin laminare.

În figura 3 sunt prezentate schematic principalele tipuri de defecte specifice materialelor compozite polimerice.

Figura 3: Defecte specifice materialelor compozite polimerice

CAP.II. METODE DE EXAMINARE NEDISTRUCTIVE

2.1. Încercări nedistructive

Încercările materialelor au ca scop determinarea proprietăților acestora, în corelație cu diverse tipuri de solicitări la care ele pot fi supuse. În mod uzual, încercările sunt clasificate în funcție de grupa de proprietăți la care se referă:

– încercări mecanice, pentru a determina sau a verifica: duritatea, rezistența la tracțiune, la compresiune, reziliența, fluajul, rezistența la oboseală etc.;

– încercări tehnologice, pentru a determina sudabilitatea, capacitatea de a se deforma, turnabilitatea, așchiabilitatea etc.;

– încercări fizice, pentru a determina diverse proprietăți fizice, cum ar fi: conductivitatea termică, difuzivitatea, conductibilitatea electrică, capacitatea de a se magnetiza, higroscopicitatea etc.;

– încercări chimice, pentru a determina rezistența la coroziune, la atacul unor acizi și alte proprietăți chimice.

La aceste încercări se adaugă analizele chimice, precum și examinările de structură – examinările metalografice – asociate încercărilor care au ca scop determinarea proprietăților materialelor. După modul în care afectează integritatea  produsului examinat, încercările materialelor sunt grupate în: încercări distructive și nedistructive.

 Încercările distructive sunt considerate acele metode care afectează, parțial sau total, integritatea produsului examinat sau a probei analizate pentru a caracteriza produsul respectiv.

Încercările nedistructive sunt acele metode care nu afectează produsul analizat, examinările fiind denumite și non-invazive. În practica industrială și în laboratoarele de cercetări se aplică un număr foarte mare de metode de încercate nedistructivă. Numărul acestora depășește lejer cifra de 200. Dintre acestea circa 150 sunt standardizate. Totuși, o răspândire mare o au un număr redus dintre ele, circa 8…10. De altfel, certificarea personalului operator pentru examinări nedistructive se aplică numai pentru 8 metode în Europa.

2.2. Clasificarea metodelor

Încercările nedistructive sunt un domeniu al științei materialelor care se ocupă cu toate aspectele care vizează calitatea, continuitatea și îndeplinirea rolului funcțional al materialelor, pieselor și structurilor. Acest domeniu include toate tehnologiile de detectare și măsurare a proprietăților importante ale materialelor și  produselor, începând cu eșantioane dedicate cercetării și terminând cu produse finite sau structuri aflate deja în exploatare. Informațiile cu caracter general privind obiectivele metodelor de examinare de bază sunt destul de dificil de sintetizat, având in vedere multitudinea de criterii care ar putea sta la baza unei astfel de  prezentări.

Fiecare metodă poate fi complet caracterizată prin definirea următorilor factori principali:

sursa de energie sau mediul utilizat pentru investigarea obiectului încercat (cum ar fi: radiația X, undele ultrasonore sau radiația termică);

natura semnalului, imaginea sau signatura rezultată ca urmare interacțiunii cu obiectul testat (atenuarea radiației X sau reflexia ultrasunetelor);

mijloacele prin care se detectează semnalele rezultate (emulsie fotografică, cristal piezoelectric sau bobină de inducție);

metode de prezentare sau înregistrare a semnalelor (imagine pe osciloscop sau radiografie);

modul de interpretare a rezultatelor (pe baza indicațiilor directe sau indirecte, calitative sau cantitative și a dependențelor pertinente).

De aici rezultă că schema de principiu a oricărei metode de END se poate încadra în schema generală din  figura 4:

Figura 4: Schema de principiu a unei metode de examinare nedistructiv

O sursă emite un agent de investigare care interacționează cu obiectul supus controlului. În urma acestei interacțiuni, agentul de investigare poartă cu el informații privind obiectul controlat ( signatura obiectului). Aceasta este descifrată de către un detector, rezultatul investigației fiind prezentat operatorului, într-un mod convenabil, accesibil simțurilor acestuia. Agenții de investigare sunt numeroși. Dintre aceștia, se pot enumera: radiațiile ionizante, ultrasunetele, radiațiile infraroșii, undele radio, lumina vizibilă, aerul comprimat, gazele trasoare, câmpul magnetic etc.

2.3. Metoda de examinare nedistructivă – EXAMINAREA ULTRASONICĂ

1. Denumirea metodei: EXAMINAREA ULTRASONICĂ (UT – Ultrasound Testing).

2. Tipul de examinare: acustic.

3.  Agentul de investigare: ultrasunete emise de traductoare piezoelectrice.

4. Fenomenul fizic de bază: reflexia și refracția undelor ultrasonore.

5. Modul de aplicare: introducerea undelor ultrasonore în materialul controlat, cu ajutorul unui traductor piezoelectric și reflexia acestora pe suprafața discontinuităților; reflexiile sunt înregistrate de același traductor sau de un altul, amplificate și redate pe ecranul unui osciloscop.

6. Domeniul de utilizare: fisuri, goluri, incluziuni, nepătrunderi, delaminări, măsurări de grosimi etc.

7. Indicația de defect: semnale luminoase pe ecranul osciloscopului.

8. Materialul obiectului controlat: metale și aliaje (aluminiu și aliajele lui, zirconiu, oțel carbon sau slab aliat; mai greu oțel inoxidabil, alame, bronzuri), materiale plastice, materiale compozite, betoane (în prezent, cu tehnici speciale, aproape orice material folosit în domeniul tehnic.

9. Particularități – ultrasunetele (US) sunt vibrații mecanice care se transmit în diverse medii, sub formă de unde elastice (sinonim unde ultrasonore), cu frecvențe cuprinse între 16 kHz și 104 MHz. În domeniul examinărilor nedistructive, sunt folosite uzual frecvențele cuprinse între 0,5 și 30 MHz. În funcție de modul în care se propagă, undele ultrasonore pot fi: longitudinale, transversale și de suprafață. Atunci când un fascicul de unde ultrasonore trece dintr-un mediu în altul, cu proprietăți acustice diferite, se produc fenomene de reflexie și refracție, asemănătoare celor cunoscute din domeniul opticii, pentru care este valabilă legea Snell – Descartes. Ultrasunetele utilizate în defectoscopie sunt produse în exclusivitate prin efect piezoelectric. Dintre materialele naturale (cristalul de cuarț) sau sintetice, care prezintă acest efect, cel mai folosit este titanatul de bariu, material sintetic presat sub formă de pastile de diferite forme, denumite impropriu, dar uzual, "cristale". O particularitate importantă a examinării cu ultrasunete este aceea ca se pot examina produse cu grosime sau lungime foarte mare (și peste 10 m), ceea ce nici o altă metodă nu permite.

10. Scheme de principiu – principalele scheme de examinare sunt prezentate în figurile 5, 6, 7 și 8. Dispozitivele folosite pentru producerea undelor ultrasonore poartă denumirea de traductoare ultrasonore. Întrucât la cele mai răspândite tehnici de examinare traductorul vine în contact cu suprafața obiectului examinat – o palpează – s-a răspândit denumirea comună de palpator ultrasonic. Rezultatele examinării sunt, de regulă, prezentate pe un ecran.

– oscilogramă de referință

– dispariția semnalului de

recepție (defectul D1)

– diminuarea amplitudinii

semnalului de recepție

(defectul D2)

– diminuarea amplitudinii

semnalului de recepție

(poziționare greșită)

Fig. 5. Metoda impulsului transmis (a umbrei) – palpatoare normale.

Fig. 6. Metoda impulsului transmis – palpatoare înclinate.

Fig. 7. Metoda impulsului reflectat – palpatoare înclinate.

Fig. 8. Metoda impulsului reflectat (a ecoului) – palpatoare normale.

Pentru a produce unde transversale, cristalul palpatorului trebuie să fie astfel înclinat încât unda longitudinală incidentă produsă de acesta să formeze cu normala un unghi mai mare decât primul unghi critic – unghiul pentru care unda longitudinală din mediul al doilea se așterne pe suprafața piesei examinate. Valorile acestui unghi, pentru palpatoarele înclinate și pentru unde transversale sunt: β = 35º ; 45º ; 60º ; 70º ; 80º , cele mai folosite fiind palpatoarele cu β = 45º și

70º. Unghiurile precizate sunt valabile numai pentru examinarea oțelului.

11. Echipament de bază – defectoscop, traductoare, cabluri de legătură, cuplant, etaloane, blocuri de calibrare. Aparatul electronic care permite examinarea cu ajutorul ultrasunetelor se numește defectoscop ultrasonic (fig. 9 și fig. 10).

Fig. 9. Defectoscoape ultrasonice clasice.

La defectoscop se cuplează unul sau mai multe palpatoare, care lucrează ca emitor/receptor E/R, ca emitor E, iar celălalt ca receptor R sau un palpator dublu cristal E – R.

Fig. 10. Defectoscoape ultrasonice moderne (digitale, phased array).

12. Observații și recomandări: 

– În mediile lichide sau gazoase se pot propaga numai unde longitudinale, în timp ce în cele solide se pot propaga toate tipurile de unde.

– Prin cuplare se înțelege asigurarea unei transmisii acustice corespunzătoare între palpator și piesa de examinat. Lipsa unei cuplări corecte poate compromite rezultatul examinării.

– Principalele cauze care produc atenuarea sunt: absorbția cauzată de vâscozitatea mediului și conductivitatea sa termică (pentru toate mediile); difuzia cauzată de pierderile prin reflexie pe suprafețele grăunților cristalini, porilor, incluziunilor etc. (pentru mediile solide). Cu cât atenuarea este mai mică, cu atât materialul respectiv este mai ușor controlabil cu ultrasunete.

– Rezultatele examinării cu ultrasunete sunt condiționate de reglarea și verificarea aparaturii de examinare. Înaintea începerii examinării sistemul se etalonează.

– Etalonarea constă în reglarea optimă a parametrilor defectoscoapelor ultrasonice, astfel încât indicațiile obținute să fie corect localizate, folosind pentru aceasta suprafețe reflectante și defecte etalon cu caracteristici cunoscute, dispuse pe blocuri de calibrare sau de referință.

– Etalonarea se efectuează și pe parcursul examinării, pentru a se verifica dacă sensibilitatea rămâne constantă, indiferent de modificarea caracteristicilor componentelor electronice ca urmare a variațiilor de temperatură.

– Ansamblul format din defectoscopul ultrasonic și palpator se consideră că are sensibilitate de evidențiere mare, atunci când ecourile reflectoarelor mici apar clar pe ecran. De menționat faptul că defectele minim detectabile, au dimensiuni caracteristice de ordinul de mărime a câtorva lungimi e undă (lungimea de undă = viteza de propagare a undelor US raportată la frecvență).

CAP.III. NORME DE S.S.M.ȘI P.S.I. ÎN LABORATOARE DE CERCETARE

Analizele fizico-chimice și încercările mecanice vor fi executate numai de personal calificat și instruit special pentru operațiile respective, respectându-se întocmai instrucțiunile tehnice, tehnologice de protecție a muncii și PSI.

Examinarea și avizarea medicală sunt obligatorii la încadrarea în munca. Efectuarea controalelor medicale in vederea angajării, periodicitatea controalelor ulterioare, investigațiile clinice și de laborator se stabilesc prin norme de către Ministerul Sănătății.

Instructajul de protecție a muncii se va face pe faze, în conformitate cu prevederile Normelor generale de protecție a muncii.

Intervalul dintre două instructaje periodice va fi de 30 zile calendaristice pentru personalul cu studii medii (laboranți, tehnicieni) si de 90 de zile calendaristice pentru personalul cu studii superioare.

Personalul care deține funcții de conducere -șef laborator –își însusește cunoștințele de protecție a muncii prin studiu individual, iar verificarea cunoștințelor asimilate se va face prin examinare în comisii și la date stabilite de conducerea unității.

Este obligatorie efectuarea unui instructaj special de protecție a muncii înainte de realizarea unei analize sau încercări care are caracter de noutate, se executa foarte rar sau se înscrie într-o lucrare de cercetare.

Instructajul special se va face de conducătorul direct al locului de muncă sau de către conducătorul lucrării de cercetare și va cuprinde măsurile de protecție a muncii care trebuie respectate la realizarea analizei/încercării, luându-se în considerare condițiile concrete ale locului de muncă la momentul dat.

Verificarea efectuării și însușirii acestui instructaj se va face de către șefii ierarhici, prin sondaj.

Șeful de laborator răspunde de aplicarea și respectarea tuturor normelor de securitate a muncii în timpul efectuării analizelor fizico-chimice și/sau încercărilor mecanice.

Accesul în laboratoare sau în incinta acestora este permis numai cu consimțământul conducerii laboratorului.

Se interzice blocarea cailor de acces, a culoarelor prin amplasarea pe ele a utilajelor, aparatelor, meselor sau prin depozitarea de materiale sau obiecte.

Este interzis să se lucreze în instalații improvizate sau insuficient calculate în ceea ce privește rezistența și securitatea pe care trebuie să le ofere fazele de lucru pentru care sunt indicate.

Mașinile sau aparatele care au mecanisme sau piese în mișcare de rotație, translație sau oscilație și care pot provoca accidente, nu pot fi puse în funcțiune fără a avea montate apărătorile de protecție corespunzătoare.

Orice intervenție la mașini și utilaje se face numai după decuplarea alimentarii cu energie și blocarea pornirii accidentale.

Se vor verifica periodic și ori de câte ori este cazul – prin măsurători – starea izolațiilor, cablurilor și racordurilor electrice, precum și prizele de legare la pământ sau la nul a mașinilor, instalațiilor și aparatelor acționate electric sau care pot fi puse accidental sub tensiune.

În cazul întreruperii accidentale a iluminatului artificial, mașinile de încercări și aparatele electrice care pot provoca accidente din această acuza vor fi scoase imediat de sub tensiunea electrică.

Înainte de începerea lucrului se vor verifica aparatele de măsură și control, precum și etanșeitatea instalațiilor ca și a recipientelor sub presiune.

După terminarea lucrului, aparatele electrice se vor deconecta.

În cazul laboratoarelor de spectroscopie, pentru prevenirea zgomotului produs de generatorul de scântei, stavilele de electroni trebuie montate în carcase închise, cu sistem de siguranță împotriva deschiderii în timpul funcționării. Aceste carcase nu trebuie să împiedece deservirea aparaturii, mai ales în cazul analizelor rapide. Între generatorul de scântei și apărătoare se vor instala paravane din sticlă neagră, pentru a împiedica influența nocivă a radiațiilor ultraviolete asupra ochilor.

Pentru laboratoarele de defectoscopie cu radiații X și gamma și pentru laboratoarele care folosesc substanțe radioactive se vor aplica prevederile normelor de radioprotecție în vigoare.

În încăperile de lucru se vor monta plăcuțe avertizoare și afișe sugestive pe teme de protecție a muncii referitoare la activitățile efectiv prestate în spațiul respectiv.

În cazul instalațiilor prin a căror manevrare, funcționare sau atingere, se pot produce accidente se vor fixa tăblițe cu inscripții de avertizare (indicatoare de securitate). Aceste tăblițe se vor fixa și pe ușile încăperilor în care sunt amplasate instalații deosebit de periculoase sau în care se utilizează sau depozitează substanțe inflamabile, explozive, radioactive.

La exploatarea și întreținerea instalațiilor electrice trebuie sa se respecte prevederile Normelor specifice de securitate a muncii pentru utilizarea energiei electrice.

Pentru evitarea electrocutării prin atingere directă echipamentele electrice trebuie să fie în construcție închisa.

Se admite folosirea utilajelor electrice în construcție deschisă numai dacă s-au luat măsuri ca toate piesele aflate sub tensiune să fie inaccesibile unei atingeri neintenționate.

La executarea operațiilor la care există pericolul de atingere directă se vor utiliza mijloace individuale de protecție, verificate conform normelor energetice.

La executarea operațiilor la care există pericolul de electrocutare prin atingere indirecta, utilajele vor fi legate la centura de înpământare.

Toate părțile conductoare ale instalațiilor și echipamentelor electrice alimentate cu o tensiune nominală mai mare decât tensiunea nepericuloasă și care nu fac parte dintre circuitele curente de lucru, dar care accidental pot ajunge sub tensiune, trebuie conectate la instalația de protecție prin legare la pământ.

Șefii de laborator sunt obligați să solicite periodic verificarea instalațiilor, echipamentelor și aparatelor alimentate cu energie electrică pe care le au în dotare și să verifice periodic imposibilitatea atingerii pieselor aflate normal sub tensiune, precum și existente legăturilor vizibile de protecție (legarea la pământ, contacte de protecție SHUKO, etc.)

Cei care exploatează instalațiile, echipamentele și aparatele acționate electric trebuie să verifice, înainte de începerea lucrului, imposibilitatea atingerii pieselor aflate normal sub tensiune precum și existența legăturilor vizibile de protecție.

Este interzisă folosirea mijloacelor de protecție care nu au fost verificate periodic, care nu au corespuns la verificări, a căror valabilitate a expirat, care prezintă defecte vizibile, sunt murdare, umede sau nu corespund tensiunii nominale a instalației, echipamentului sau aparatului la cere ar trebui utilizate. Înainte de fiecare folosire a mijlocului de protecție, lucrătorul respectiv este obligat să facă verificările de mai sus și să nu utilizeze mijlocul care nu corespunde.

Se interzice lucrul fără aparate de măsură și control, de calitate și precizie corespunzătoare.

BIBLIOGRAFIE

Planificarea și organizarea producției – manual pentru clasa a XII RD și a XIII RP, Florina Stan, București, CD PRESS, 2008

Sisteme și tehnologii de fabricație – manual pentru clasa a XII RD și a XIII RP, Gabriela Lichiardopol, Maria Gheorghe, Manuela Ianina Bușe, Camelia Carmen Guțu, București, CD PRESS, 2009

Modulul: Detectarea defectelor Acest material a fost elaborat prin finanțare Phare în proiectul de Dezvoltare instituțională a sistemului de învățământ profesional și tehnic. Programul PHARE TVET RO 2003/005-551.01.02

http://ro.scribd.com/doc/97349204/Defectele-pieselor-turnate#scribd

http://ro.scribd.com/doc/187019534/Metode-Moderne-de-Detectare-a-Defectelor#scribd