Файл: Детали из стеклопластика в судовом машиностроении..pdf

ными параметрами искривления. При одностадийном прессовании возможно явление косослоя, а также искривления наружных слоев, которые приводят к появлению объемного напряженного состояния с составляющими напряжениями, действующими по наклонным площадкам деталей. Определение напряжений производится с по­ мощью полиномиального критерия прочности, приведенного в гл. II, а поверхности прочности (см. гл. Ill) позволяют оценить, насколько опасно напряженное состояние в стеклопластиковой детали.

§ 13

Контроль качества

С совершенствованием технологии горячего прессования непре­ рывно увеличивается количество проверок — видов контроля ка­ чества готовых изделий.

Контроль качества изделий судового машиностроения из стекло­ пластика состоит из: наружного осмотра; определения веса; измере­ ния содержания компонентов стеклопластика в изделиях; дефекто­ скопии деталей с целью определения внутренних дефектов; испыта­ ния контрольного изделия на прочность до разрушения с исполь­ зованием тензометрии; определения упругих свойств изделий; оценки прочности изделий неразрушающими методами.

При наружном осмотре контролируют состояние изделия по наличию видимых дефектов — складок, наплывов, местного отжатия связующего, недопрессовки, закусывания металлической окантовки. Поверхности изделий должны быть гладкими, одноцветными, без вздутий, трещин, пузырей, отслоений. Основные виды встреча­ ющихся дефектов и причины их появления приведены в табл. 23.

Контроль каждого изделия по весу производится после снятия облоя взвешиванием на технических весах с погрешностью не более 0,5%. При подборе изделий в комплекте разность весов должна быть не более 3%.

Необходимость контроля содержания связующего в готовых изделиях из стеклопластиков горячего отверждения вызывается наличием связи указанного параметра с прочностными характери­ стиками стеклопластика и рядом других его свойств (электриче­ скими, тепловыми). Рассеяние этого параметра в готовых изделиях одной партии может быть большим в результате влияния неравно­ мерности содержания связующего в пропитанном пресс-материале, неточностей ручного раскроя стеклоткани на заготовки, неравно­ мерности распределения давления по оформляющей поверхности изделия в процессе прессования идр. Существующий метод контроля процентного весового содержания связующего в изделиях из стекло­ пластиков требует высверливания из готовых изделий проб ма­ териала. Этот метод является выборочным, разрушающим/требует больших затрат времени и не может быть рекомендован для серий­ ного производства. В связи с этим для измерения содержания ком­ понентов стеклопластика в изделиях используется измеритель

136

Таблица 23

Возможные дефекты в изделиях из стеклопластиков типа СТЭР и СТЭТ и способы их устранения

13 7

емкости датчика, являющегося накладным конденсатором, от ди­ электрической проницаемости е0 стеклопластика, которая функцио­ нально связана с процентным весовым содержанием в стеклопла­ стике его компонентов: стеклоармирующего материала (ех --- 9,2) и связующего (е3 ^ 4).

Описание и технические характеристики прибора типа ИКС приводятся в работе [49].

В настоящее время для неразрушающего контроля неметалличе­ ских изделий, т. е. выявления расслоений, трещин, воздушных полостей, наибольшее практическое применение получили методы дефектоскопии, основанные на использовании упругих колебаний. К таким методам можно отнести ультразвуковые методы. Из ультра­ звуковых методов широко используется теневой и резонансный методы, а также эхо-импульсный. Теневой метод сквозного прозвучивания применяется при двустороннем доступе к исследуемому изделию. Остальные методы позволяют контролировать изделия при одностороннем доступе. Для контроля лопастей и лопаток наиболее подходящим оказался теневой метод, при котором изделие (лопасть гребного винта или целый винт) помещается между двумя датчи­ ками (излучающим и принимающим), находящимися вместе с изде­ лием в воде. Сигнал подается в принимающий датчик только при отсутствии дефекта в контролируемом месте изделия. На основе этого метода ВНИИНК была разработана установка ДУК-17 для контроля качества гребных винтов и лопастей [18].

Ультразвуковая импульсная установка ДУК-17 является ста­ ционарной, рассчитанной на работу в лабораторных и в заводских условиях. Установка состоит из пульта управления и регистрации и ванны со сканирующим устройством. Пульт управления и регистра­ ции результатов контроля имеет съемные электронные блоки, ста­ билизатор, блок питания и записывающее устройство.

При включении установки синхронизатор запускает генератор ультразвуковых импульсов; эти импульсы попадают на датчикизлучатель, который преобразует их в упругие колебания, выходя­ щие узким пучком. На некотором расстоянии, достаточном для по­ мещения между датчиками изделия, расположен датчик-приемник, преобразующий дошедшие до него упругие колебания в электриче­ ские. Оба датчика являются пьезопреобразователями. Вода — хоро­ ший проводник упругих колебаний — обеспечивает «акустический контакт» для распространения упругого колебания от датчикаизлучателя до верхней поверхности лопасти и от нижней поверхности лопасти до датчика-приемника.

Таким образом, упругие колебания как бы «прошивают» деталь узким пучком. Известно, что такие ультразвуковые упругие колеба­ ния очень плохо распространяются в газах вследствие отсутствия связи между молекулами газа. Если в изделии имеется дефект в виде воздушной раковины, трещины, расслоения, то ультразвуковой луч,

13 8

проходя ее, рассеивается и не попадает на датчик-приемник. Уста­ новка фиксирует это — зажигается лампочка сигнализации дефекта. Датчики посредством двух моторов могут перемещаться в горизон­ тальной плоскости. Сельсины передают перемещение ультразвуко­ вого луча на стол записи записывающей головке. Перо записывает путь ультразвукового луча в горизонтальной плоскости в ванне на электротермическую бумагу типа ЭТБ-2 в масштабе 1: 1. Если луч «прошивает» лопасть, т. е. она не имеет дефекта, то перо оставляет след (на него подается напряжение). След прерывается, когда ультразвуковой луч не проходит сквозь деталь, т. е. на де­ фекте. Перо прочерчивает строчки синхронно со строчками, ко­ торые проходят датчики с ультразвуковым лучом по поверхности изделия.

Изделия до начала контроля с помощью специального приспособ­ ления крепятся в ванне, заполненной водой. Толщина слоя воды над изделием, являющейся иммерсионной средой, должна быть не менее 60—80 мм. Искательные головки вставляются в каретку ска­ нирующего устройства. Прибор подключается к сети и искательные головки устанавливаются на изделие. Производится настройка чувствительности, чтобы величина амплитуды сигнала оставалась постоянной на участках с различными толщинами. В зависимости от размеров дефектов чувствительность устанавливается с таким расчетом, чтобы величина импульса на экране ЭЛТ при нахождении искательных головок на контролируемом изделии была равна: 30—40 мм при выявлении дефектов площадью до 50 мм2; 40—50 мм при выявлении дефектов площадью до 100 мм2; 60—70 мм при выяв­ лении дефектов площадью более 100 мм2.

Для получения дефектограмм на столе записи крепится лист электротермической бумаги размером 550X600 мм и согласуется перемещение искательных головок записывающего устройства и пера записи (чтобы записываемая дефектограмма укладывалась в габариты записывающего устройства). Затем включается электрон­ ный переключатель реверса сканирующего устройства, срабатыва­ ющий при изменении сигнала в момент выхода искательных головок за кромки изделия, и устанавливаются требуемая скорость и шаг перемещения искательных головок. Шаг смещения искательных головок и связанного с ним пера записи выбирается с учетом требо­ ваний к размерам выявляемых дефектов: 1—1,5 мм при обнаруже­ нии дефектов диаметром до 7—8 мм; 2—6 мм при обнаружении де­ фектов больших размеров.

Запись дефектограммы осуществляется автоматически. Таким образом, установка дает возможность не только обнаружить дефект, но и определить его площадь и местоположение.

Дефектограммы лопастей были приведены выше (см. § 12). Контроль жесткости и прочности изделий из стеклопластика

производится также с помощью неразрушающих методов 116, 18]. Одним из таких методов является метод ультразвукового контроля готовых деталей, с помощью которого по величине скорости распро­ странения импульса ультразвуковых колебаний определяются мо­

139