Файл: Контроль качества продукции машиностроения учебное пособие..pdf

Р а з д е л т р е т и й

НЕРАЗРУШАЮЩИЕ МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА

Г л а в а IX

ДЕФЕКТЫ ДЕТАЛЕЙ МАШИН И МЕТОДЫ ИХ ВЫЯВЛЕНИЯ

§ 30. Виды дефектов

Как известно, надежность и долговечность машин во мно­ гом зависят от эксплуатационных свойств деталей — выносли­ вости, износостойкости, жаростойкости, коррозионной стойко­ сти и др. Эти свойства придаются материалу деталей в про­ цессе их изготовления и проявляются в процессе эксплуатации. Технологический процесс изготовления и методы контроля де­ талей должны разрабатываться с обеспечением всех заданных параметров, т. е. без дефектов.

Анализ и обобщение причин преждевременного появления отказов машин показывают, что их надежность и долговеч­ ность могут быть повышены благодаря своевременному выяв­ лению и предотвращению появления дефектов, возникающих как при изготовлении, так и в процессе эксплуатации деталей машин.

В ГОСТ 17102—71 дефектом называют, «каждое отдельное несоответствие продукции требованиям, установленным норма­ тивной документацией». В соответствии с -этим стандартом, «если рассматриваемая единица продукции имеет дефект, то это означает, что по меньшей мере один из показателей ее ка­ чества или параметров вышел за предельное значение или не выполняется (не удовлетворяется) одно из требований норма­ тивной документации к признакам продукции (ГОСТ

16431—70)».

Не следует смешивать два понятия «дефект» и «неисправ­ ность». Изделие, находящееся в неисправном состоянии (ГОСТ 13377—67), имеет один или несколько дефектов.

При контроле качества продукции как в процессе ее произ­ водства, так и при восстановлении применяется термин «де­

198

фект». Термин «неисправность» применяется при эксплуатации изделий, а также при их транспортировке и хранении.

По своему содержанию термин «дефект» отличается также от термина «отказ». « Отказом называется событие, заключаю­ щееся в нарушении работоспособности изделия, которое до возникновения отказа было работоспособным. Отказ может возникнуть в результате наличия в изделии одного или не­ скольких дефектов, но появление дефектов не всегда означает, что возник отказ, т. е. что изделие стало неработоспособным»

(ГОСТ 13377—67).

Дефекты подразделяются на явные и скрытые. К я в н ы м относятся дефекты, для выявления которых в нормативной до­ кументации предусмотрены методы и средства контроля, хотя он может и не выявляться визуально. К с к р ы т ы м дефектам относятся дефекты, выявление которых не предусмотрено нор­ мативной документацией. Они обычно выявляются при обнару­ жении явных дефектов или в процессе эксплуатации.

При разработке новой конструкции следует учитывать воз­ можность появления дефектов в процессе производства с тем, чтобы предусмотреть в нормативной документации необходи­ мые методы и средства контроля.

По степени влияния на работоспособность изделий дефекты

зование изделия по его назначению или снижает его долговеч­ ность. М а л о з н а ч и т е л ь н ы й д е ф е к т не влияет суще­ ственно ни на использование изделия по назначению, ни на его долговечность.

Такое подразделение дефектов служит основанием для на­ значения выборочного или сплошного контроля качества про­ дукции, а также в случае выборочного контроля — для назна­

пускается, если значение риска потребителя достаточно низкое. При вероятности появления малозначительного дефекта выбо­ рочный контроль может применяться и при относительно высо­ ком значении риска потребителя.

Возможны случаи, когда несколько малозначительных де­ фектов могут быть равноценны значительному или даже кри­ тическому дефекту.

По возможности их устранения дефекты подразделяются на исправимые и неисправимые. Отнесение дефекта к той или

199

иной категории определяется техническими возможностями и экономической целесообразностью. По мере совершенствова­ ния технологических процессов неисправимые дефекты могут стать исправимыми.

Дефекты, встречающиеся в деталях машин, весьма разно­ образны. По местоположению их можно подразделить на сле­ дующие:

локальные (трещины, риски, неметаллические включения и т. д.);

расположенные в ограниченных зонах объема или поверх­ ности детали (зоны ликвации, неполной закалки, коррозионно­ го поражения, местный наклеп и т. д.); их можно подразделить на внутренние (глубинные) и наружные (поверхностные и под­ поверхностные) ;

распределенные во всем объеме детали пли по всей ее по­ верхности (общее несоответствие химического состава, струк­ туры, качества механической обработки и т. д.).

По форме, размерам и ориентировке дефекты могут быть разделены на резкие и нерезкие концентраторы напряжений.

Дефекты, появляющиеся в машинах как в процессе их про­ изводства (изготовления), так и при эксплуатации можно под­ разделить, в зависимости от этапа возникновения, на следую­ щие группы: конструктивные; производственные (ремонтные); эксплуатационные, аварийные.

(ГОСТ 17102—71). Они являются следствием несовершенства конструкции и ошибок при конструировании. Причины таких дефектов могут быть различные: неправильный выбор мате­ риалов; неправильное назначение режимов термической обра­ ботки; неправильное назначение допусков в сопряжениях; за ­ ниженный класс чистоты поверхности деталей; неверное опре­ деление размеров деталей (результатом этого могут быть слишком большие действующие напряжения); нерационально выбранная форма детали; малые радиусы галтелей (это может явиться причиной слишком больших коэффициентов концен­ трации напряжений в опасных сечениях); создание концентра­ торов напряжений в опасных сечениях (например, расположе­ ние отверстия для смазки в месте с высоким уровнем напря­ жений); малая выносливость деталей изделия; низкая жест­ кость конструкции (повышение вибрации) и т. д.

Своевременное выявление конструктивных дефектов позво­ лит непрерывно совершенствовать изделия машиностроения, повышать их надежность и долговечность.

200

Производственные дефекты. К производственным дефектам относится несоответствие требованиям нормативной докумен­ тации на изготовление или поставку продукции (ГОСТ 17102—71). Они возникают обычно в результате нарушений технологического процесса при производстве или восстановле­ нии деталей, узлов и машин в целом, а также при неправиль­ но назначенных технологических процессах.

Производственные дефекты, если они не были выявлены в процессе изготовления или восстановления изделия, прояв­ ляются, как правило, в начальный период эксплуатации.

Дефекты этой группы могут возникнуть вследствие приме­ нения материала не соответствующей марки, . отступления от размеров и допусков на изготовление и ремонт деталей, нару­ шения технологии механической или термической обработки деталей, нарушения технологических процессов сборки или ре­ гулировки машины или ее узлов и агрегатов и т. д.

В случае обнаружения производственных дефектов в про­ цесс эксплуатации или восстановления изделий необходимо тщательно выявлять причины их появления.

Д е ф е к т ы п л а в л е н и я и лит ь я . Неправильный расчет шихты или нарушение режима ведения плавки металла вызывает отклонение химического состава (и, как следствие, физических и химических свойств металла отливок) от задан­ ного, в результате чего изменяются механические свойства сплава, что может привести к преждевременному разрушению изготовленной из него детали, ее ускоренному износу и т. п.

Ликвация — несоответствие химического состава в отдель­ ных зонах слитка или детали. В зоне ликвации механические характеристики металла могут быть пониженными.

Газовые поры представляют собой оставшиеся после за ­ твердевания внутри отливки или в ее поверхностном слое рас­ творенные в жидком металле газы. Они имеют форму округ­ лых пузырьков и гладкую поверхность. Появляются в резуль­ тате плохой газопроницаемости формовочной земли, плохой вентиляции формы и стержней, неудовлетворительного качест­ ва металла и высокой температуры его заливки.

Земляные включения в отливках появляются в результате плохой отделки и очистки форм, небрежной их сборки, непра­ вильного выполнения литниковой системы и заливки форм не­ спокойной струей металла.

Шлаковые включения могут возникать в отливках в случае плохой очистки заливаемого металла и неправильного располо­ жения или отсутствия шлакоуловителей.

Неметаллические включения могут быть расположены в са­ мых различных местах отливки. Если литье не является конеч­

201