all_answers

використанню зразків, адже використовуються зразки будь якої форми, які вирізаються з конструкції.

27. Механічні випробування. Вимірювання твердості?

Твердість металу – це опір металу вдавленню. Це властивість матеріалу, яка залежить від міцності та пластичності з одного боку та від методу вимірювання з іншого боку. Стандартною величиною для визначання твердості є Па (Н/м2). Хоч ця величина є прийнятою величиною системи СІ, проте дуже вживаною є відносна величина, яка називається число твердості і записується у вигляді 65HRC, 30HB, 53VC. Всього методів вимірювання твердості є три: визначення твердості по Брінелю HB, по Роквелу (СуперРоквелу) HR та по Віккерсу HV. В літературі часто зустрічаються методи вимірювання твредості за шкалою Мооса та за методом Шору (Шоору), але вони не можуть біти використані для металів адже не дають результатів. Метод Роквела Метод Роквела дуже простий і як всі методи визнчення твердсоті побудован на проникненні твердого наконечника (алмазний конус з кутом при вершині 120о або сталевої кульки діаметром 1,5875 мм (1/16 дюйма)) в матеріал та вимірювання глибини проникнення. Єдиним постійним навантаженням при вимірах є попереднє навантаження яке дорівнює 100Н і призначене для усунення зазору між наконечником і матеріалом. Отримані значення записують із зазначенням застосування шкали. Одиниця твердості Роквела безрозмірна величнина і є відображенням переміщення індентора (наконечника) на лінійну відсталь 0,002мм. Метод супер Роквела це метод вимірювання дуже малої твердості. Винахід цього способу зробив метод Роквела єдиним методом, який може виміряти тверість будьякого нині існуючого матеріалу. Метод Брінеля Метод, який запропонував Брінель полягав у вдавлюванні в метал сталевої кульки діаметру 2,5мм, 5мм або 10мм із навантаженнями 187,5 кгс, 250 кгс, 500 кгс, 1 000 кгс и 3 000 кгс (вимір проводятьв в кгс, бо 187,5 кгс=1838,75Н). Недоліки: При виборі кульки її діаметр повинен лежати в межах 0,2-0,7 від діаметру кульки. Така умова накладає дуже жорстке обмеження на область застосування методу – використання його для м’яких та відносно м’яких матеріалів. Вирішити проблему деформування кульки вирішили за допомогою заміни матеріалу кульки на більш твердий, наприклад з карбіду вольфраму. Проте це не дозволило розширити область застосування настільки, щоб перевищити метод Роквела. Іншим недоліком є утворення

підвищень по краях відбитку. Велике поглиблення кульки не дозволяє вимірювати твердість в тонких матеріалах. Метод Віккерса В цьому методі в

матеріал вдавлюється правильна чотирьохранна алмазна призма між протилежними гранями 136о . До призми приклакається напруження в 294Н

(30кгс) на протязі 10-15с. Між методами Вікерса та Брінеля спостерігається співпадіння в межах 100 – 450 HB. Переваги: область застосування методу –

м’які та тонкі матеріали, азотовані та цементовані поверхні. Недоліки: методом неможливо виміряти тверді матеріали. Метод Шора (Шоора)

Визначення твердості за Шором полягає в тому, що на зразок, з певної висоти, падає стандартний бойок. Про твердість матеріалу судять по висоті відскоку бійка. Як і в попередніх методах вимірювання проводиться у відносній величині. Вимірювання твердості зварних швів.

28. Механічні випробування. Випробування на втомленість?

Багато деталей машин (шатуни двигунів, колінчасті вали та ін.) в процесі роботи піддаються навантаженням, які змінюються за величиною і напрямком. При таких повторно-змінних напругах метал поступово із в'язкого стану переходить у крихкий (стомлюється). Крихкий стан пояснюється появою мікротріщин, які поступово розширюються й ослаблюють метал. В результаті цього руйнування настає при напругах, менших, ніж границя міцності. У деталях машин мікротріщини з'являються і розвиваються з поверхні переважно в перерізах з різкими зломами лінії контуру (наприклад, при наявності шпонкових канавок, надрізів, отворів). Розвиток тріщин від стомленості пов'язаний також з дефектами реальних кристалічних структур: наявністю дислокацій, субзерен (блоків), а також неметалічних включень, які розташовуються по границях зерен. Випробування на втомленість (витривалість) проводять на різних машинах залежно від призначення виробу. Найбільш поширені машини для випробування:1) вигином при крученні; 2) при розтягу — стиску; 3) при крученні. Випробувальні машини для металів, які працюють у складних умовах, забезпечуються і обладнуються установками та пристроями, що дають змогу проводити випробування при підвищених і знижених температурах, при корозії та в інших специфічних умовах.

29. Механічні випробування. Випробування на ударну в’язкість?

Ударна в'язкість — здатність матеріалу поглинати механічну енергію в процесі деформації і руйнування під дією ударного навантаження. Як правило, оцінюється роботою, що виконана до руйнування надрізаного

виготовляють спеціальні зразки з надрізом, які потім руйнують на маятниковому копрі (рис. 1.39). Загальний запас енергії маятника витрачатиметься на руйнування зразка і на підйом маятника після його руйнування. Робота руйнування зразка:K = Р(h1 – h2) або K = Рl(соs β – соs α), Дж (кг·м), де P — маса маятника, Н (кг); h1 — висота підйому центра маси маятника до удару, м; h2 — висота зльоту маятника після удару, м; l — довжина маятника, м; α, β — кути підйому маятника відповідно до руйнування зразка і після нього.

1 — маятник; 2 — ніж маятника; 3 — опори

Ударну в'язкість, тобто роботу, витрачену на руйнування зразка і віднесену до

поперечного перерізу зразка у місці надрізу, визначають за формулою:KC=K/F,

де F — площа поперечного перерізу в місці надрізу зразка. Для визначення KС корис-туються спеціальними таблицями, в яких для кожного кута β зазначена величина роботи удару K. При цьому F = 0,8 · 10-4 м2. Для позначення ударної в'язкості додають і третю букву, що вказує на вид надрізу на зразку: U-подібний надріз, V-подібний надріз, Т-надріз із тріщиною.

30. Механічні випробування. Спектральний і хімічний аналіз?

Хімічний аналіз слугує для відбракування матеріалів по складу, а також для встановлення причин появи дефектів в зварному з’єднанні. Коли на матеріали немає документації або необхідно встановити необхідність матеріалів документації – то проводять хімічний та спектральний аналізи. Такі аналізи проводяться в лабраторії, яка встановлює склад маталу - присутні в ньому хімічні елементи. Для цього використовуються методи хімічного та фізико-хімічного аналізу - вагові, спектральні, електрохімічні та інші. Суть цього методу у переведенні проби в розчин – тобто розчинення досліджуваного матеріалу у відповідному розчиннику (воді, водних розчинах кислот, лугів рідше) або сплавом з відповідним флюсом з числа лугів, оксидів, солей з подальшим вилуговуванням водою. Після цієї операції підключення необхідного металу переводиться в осад додаванням розчину відповідного реагенту - солі або лугу. Потім осад відділяється, висушується або прожарюється до постійної ваги. Після цього зміст досліджуваного металу визначається зважуванням на аналітичних вагах і перерахунком на початковий зміст в пробі. Електрохімічний метод теж передбачає переведення проби у розчин. Після цього вміст металу визначається різними електрохімічними методами - полярографічним (вольтамперометричні), потенціометричним, кулонометріческого, кондуктометричний та іншими, а також поєднанням деяких з перерахованих методів з титруванням.

Спектралльниій аналіз У числі спектральних методів різні методи визначення вмісту металів шляхом аналізу характеристичних спектрів електромагнітного випромінювання атомів - атомний емісійний аналіз, атомний абсорбційний аналіз, спектрофотометрія, мас - спектрометрія, рентгеноспектральний аналіз. Метод використовується коли відбір зразків ускладнений. На поверхні металу розпалюють дугу і пари металу, які потрапляють в дугу випромінюють свій неповторний спектр. Загальний спектр розкладають на аналітичні лінії. Аналітика та порівняння відбувається порівнянням отриманих спектрів з еталонними. При аналізі поява темних плям свідчить про концентрацію контрольованого елементу. У деяких випадках для визначення вмісту металів у лабораторії хімічного аналізу металу застосовують комплексні методи, що поєднують спектральні та електрохімічні, наприклад, спектрополяриметр.

31. Назвіть методи неруйнівного контролю?

Неруйнівні методи контролю можна підсумувати такими групами: 1.Акустичний – взаємодія звукових хвиль з металом виробу.

2.Капілярний – взаємодія проникаючої речовини із поверхнею металу вироба.

3.Магнітний – взаємодія магнітних полів із контрольованим металом виробу. 4.Оптичні – взаємодія світового випромінювання із поверхнею металу виробу; сюди належить візуальний метод контролю – огляд зварного шва неозброєним оком або за допомогою лупи та інших необхідних інструментів. 5.Радіаційні – взаємодія радіаційного випромінювання із металом виробу.

6.Радіохвильові – взаємодія електромагнітного випромінбвання радіаційного діапазону з металом виробу. 7.Тепловий – взаємодія температури та теплового потоку з металом виробу. 8.Течешуканням – взаємодія індикаторних рідин і газів з наскрізними дефектами в металі виробу. 9.Електричні – взаємодія електричного поля і металу виробу. 10.Електромагнітний або методи вихрових струмів – взаємодія електромагнітного поля катушки з електромагнітним полем вихрових струмів, які наводяться за допомогою котушки.

32. Намалюйте схеми радіаційного контролю для різних видів зварних швів?

В практиці радіаційної дефектоскопії прийняті наступні схеми контролю. Пласкі ділянки об’єкту контролю необхідно контролювати за схемою, наведеною на рис. 6. Кутові і таврові ділянки – за схемами рис. 7. Хрестоподібні ділянки деталей слід контролювати почергово в напрямках,

вказаних на схемах рис. 8.

1- джерело випромінювання; 2 – контрольована ділянка; 3 – плівка. Циліндричні та сферичні пустотілі деталі слід контролювати за схемами рис.

9. Спряження трубопроводів та інших циліндричних і сферичних пустотілих деталей необхідно контролювати за схемами рис. 10.

33. Опишіть дефекти недопустимі при динамічних навантаженнях?

При динамічних навантаженнях небезпеку несуть такі дефекти, як непровари, підрізи і тріщини. Втрату роботоспроможності може призвести дефект дуже малого розміру. Тріщиноподібні дефекти – дуже небезпечні і вважаються критичними. Ці дефекти, як правило, недопустимі. Їх вплив посилюється наявністю залишкового водню в металі шва. Через це зварні з’єднання конструкцій, що працюють в умовах динамічної дії, слід виконувати зварювальними матеріалами, що забезпечують низький вміст водню в металі шва.

34. Опишіть дефекти які виникають при порушенні режиму зварювання?

До основних параметрів режиму зварювання відносяться зварювальний струм, напруга та швидкість зварювання. При порушенні заданого режиму можливе виникнення наступних дефектів: тріщин, несплавлень та непроварів, порушення форми шва (пропали, надмірна опуклість шва, асиметрія кутового шва, неповне заповнення розробки крайок тощо), вольфрамових включень при зварюванні неплавким електродом. Також, занадто велика швидкість зварювання може призводити до того, що бульбашки газу не встигатимуть покидати зварювальну ванну, що є однією з причин утворення пор у зварному шві.

35. Опишіть дефекти які виявляються візуально-оптичним контролем?

Зовнішнім оглядом готового зварного з’єднання неозброєним оком чи за допомогою збільшувального скла виявляються практично поверхневі дефекти швів, насамперед тріщини, підрізи, напливи, свищі, пропали, непровари нижніх крайок, кратери та ін. Також, за допомогою оптично - візуального методу можна оцінювати дотримання технології зварювання, оскільки при різних відступах від неї зовнішній вигляд шва різко змінюється.

36. Опишіть дефекти, які виявляються методом фарб при капілярному контролі?

Капілярним методом виявляють тільки ті дефекти, що виходять на поверхню, порожнина яких не заповнена окислами або іншими речовинами. Щоб пенетрант не вимивався з дефекту, глибина його повинна бути більше ширини розкриття. До таких дефектів відносять тріщини, непровари зварних швів, глибокі пори.

37. Опишіть джерела іонізованого випромінювання?

Для проведення радіаційного методу контролю можливе застосування різноманітних джерела випромінювання іонізуючого випромінювання, серед яких радіоізотопні джерела, електронні джерела, реактори і космічні

джерела. Основними типами джерел випромінювання ж радіоізотопні джерела та рентгенівське випромінювання (на базі електронних пристроїв). Радіоізотопні джерела – це джерела енергії, які перетворюють енергію, що виділяється при радіоактивному розпаді нуклідів, в інші види енергії. Джерела мають природне та штучне походження. На практиці частіше всього використовують штучні ізотопи, ядерні реакції яких викликають бомбардуванням їх ядра частинками (наприклад нейтронами) з певною кінетичною енергією.

Рентгенівське випромінювання виникає при гальмуванні електронів, які вилітають з катоду, при їх ударі з анодом. Енергія електронів, пришвидшених полем в проміжку між анодом і катодом частково перетворюється в енергію рентгенівського випромінювання. Рентгенівське випромінювання створюється в рентгенівських трубках.

38. Опишіть інструменти , що використовуються для візуального контролю?

Обладнання для проведення візуального контролю (контролю форми та розміру виробів, кутових, лінійних величин, деталей, складальних одиниць, дефектів) виконується тільки тими приладами, які пройшли перевірку та метрологічну атестацію. Серед таких інструментів для проведення контролю можна виділити: рулетка, лінійка, штангенциркуль – вимірювання розмірів, габаритів та дефектів; лупа – огляд дрібних деталей(однолінзова); лінійні і кутові вимірювання(багатолінзова); ліхтар з фокусуючим променем – освітлення місця дефекту; шаблони та шпильки з загостреними конусами – вимірювання дефектів; молоток з загостреною та плоскою робочими поверхнями (200 г) – видалення шлакової кірки, іржі і т.д.; ендоскоп/відеоскоп, дзеркало поворотне на телескопічній штанзі – огляд важкодоступних місць; маркер універсальний – позначення виявлених дефектів.

39. Опишіть методи контролю, що використовуються для оцінки резервуарів із сталі 09Г2С об’ємом 20000м?

Лаконічно аналізуючи поставлену задачу, можна стверджувати, що для технічної діагностики резервуару необхідно в повному об’ємі провести візуальний огляд конструкції і додатково провести контроль капілярним методом і ультразвуковим, кожен по 15% конструкції. При виявленні дефектів подвоїти об’єм контролю. Якщо і після подвоєння контро лю виявляється понадмірна кількість дефектів – провести контроль 100% конструкції. Руйнівний метод контролю з огляду на виключно великий об’єм резервуару та необхідність подальшої його експлуатації неможливий.

40. Опишіть методи магнітної дефектоскопії?

Магнітні методи контролю базуються на взаємодії магнітних полів із контрольованим металом виробу. Способи пов’язані з намагнічуючими властивостями пристроїв – електромагнітів. Основа методу – реєстрація магнітних полів розсіювання, які проходять через метали із феромагнітними властивостями. За способом фіксації інформації магнітні методи бувають

магнітопорошкові, магнітографічні, феррозондові, індукційні, магніторезисторні.

Магнітопорошковий спосіб використовує фіксацію результатів за допомогою магнітного порошку, нанесеного на поверхню виробу.

Магнітографічний метод передбачає реєстрацію магнітних полів розсіювання від дефектів зафіксованих на магнітній стрічці та зчитування цього запису за допомогою спеціальних приладів, які перетворюють отриману інформацію в сигнали, що відображаються на екрані елетронно-променевої трубки.

Феррозондовий метод контролю базується на виявленні ферозондовим перетворювачем магнітних полів розсіювання дефектів у попередньо намагнічених деталях та їхньому перетворенні в електричний сигнал.

Індукційний метод контролю базується на виявленні місцевих потоків розсіювання в намагніченому зварному з’єднанні за допомогою індукційної котушки, в якій при переміщенні її в магнітному потоці розсіювання над дефектом наводиться електрорушійна сила.

Магніторезісторний метод заснований на виявленні магнітних полів магніторезистивними перетворювачами, що представляють собою гальваномагнітний елемент, принцип роботи якого засновано на магніторезистивному ефекті Гаусса.

41. Опишіть основні фактори що впливають на вибір неруйнівних методів контролю?

Вибір методу контролю визначається характером отримання необхідної інформації, особливостями контрольованого об'єкту і можливістю його застосування в конкретних виробничих умовах. Для визначення внутрішніх дефектів зварних з'єднань (тріщин, непроварів, включень) застосовують радіаційний і ультразвуковий методи контролю; у більш рідкісних випадках - магнітний. Перевага радіаційного методу - отримання результатів в документальній формі; недолік - низька чутливість до плоских дефектів, тривалість операцій, використання дефіцитної плівки.

Перевага ультразвукового методу - висока чутливість і продуктивність; недолік - в даний час лише дуже мало установок дають відображення дефектів у документальній формі.

Магнітні, електромагнітні методи дають задовільну інформацію про дефекти у відносно тонкому матеріалі, у більш товстому матеріалі - лише в поверхневих шарах.

Метод вихрових струмів призначений для виявлення найдрібніших дефектів на поверхні металів.

Метод течешукання призначений для перевірки герметичності - наявності наскрізних дефектів.

При остаточному рішенні про вибір методу контролю і обсягів його застосування необхідно провести оцінку вартості (витрати на обладнання, його ремонт, матеріали, електроенергію, зарплату персоналу, охорону праці, проведення екологічних заходів та ін.). Далі необхідно провести зіставлення повної суми затрат, витрачених на контроль, з ефективністю, яка досягається

в результаті зменшення витрат, викликаних браком і виправленням дефектних місць.

42. Опишіть пнемо-гідравлічні методи контролю?

Схема його проведення є занурення контрольованого виробу в індикаторну

насосом або інжектором. Величину вакууму контролюють вакуумметром. Для контролю ділянки зварного шва на щільність його покривають

піноутворюючим складом, потім накладають вакуумну камеру, притискають нею до поверхні виробу і включають вакуум-насос, за допомогою якого в камері створюється розрідження. Перепад тиску може складати 0,02...0,09 МПа. В результаті контролю, всередині вакуумної камери на шві в місцях нещільностей будуть утворюватись пухирці, розміри найменших з яких буде 0,006мм.

43. Опишіть причини утворення непроварів і пропалів при зварюванні?

Непровари — це дефекти несплавлення зварного з’єднання, які утворились в результаті неповного розплавлення кромок основного металу або поверхонь раніше виконаних валиків зварного шва. Через зменшення робочої поверхні шва та появи концентраторів напружень, непровар, який має місце в зварному шві різко зменшує міцність з’єднання. Тобто із -за появи додаткових напружень непровар може викликати появу тріщин. Дефект є найбільш характерним для зварювання алюмінієвих сплавів під флюсом. Поверхні непроварів покриті тонкими окисними плівками і іншими забрудненнями або просто заповняються шлаком.

Причини утворення: Причинами появи непровара є недостатня потужність паяльника, велика швидкість зварювання, недостатній кут скосу кромок, який не дозволяє повністю прогріти метал під зварювання, погане зачищення деталей під зварювання.

Виявлення і усунення: Виявлення непроварів проходить ультразвуковим або радіаційним методом контролю. Дефекти такого типу дуже складно виявляються в кільцевих швах. Способом усунення є підварка з видаленням

кореневої частини. Пропали

Пропали — порожнини, що виникають при витіканні металу зварювальної ванни через отвір в шві. Пропали бувають одиночні, протяжні та дискретні.

Причини утворення:

Причиною виникнення пропалу може служити велика сила зварювального струму, збільшення зазору між крайками, недостатня товщина підкладної смуги або її нещільне прилягання та велика погонна енергія. Цей дефект є характерним при зварюванні тонкостінних елементів та зварюванні кореневого шва. А також при зварюванні поворотних кільцевих швів, появі пропалів сприяє зсув електроду від зеніту у бік обертання виробу, що викликає стікання рідкого металу з- під кінця електроду і більш активна пропалююча дія дуги.

Виявлення і усунення:

Пропали виявляються візуально. При можливості дефектні місця повинні бути видалені й заварені наново. Але в більшості випадків виріб визнають браком.

44. Опишіть причини утворення шлакових включень і як їх запобігти?

ВКЛЮЧЕННЯ Включення – це порожнина в металі, яка заповнена газом, шлаком або

чужорідним металом. Включення бувають шлакові, оксидні, флюсові, вольфрамові.

ШЛАКОВІ ВКЛЮЧЕННЯ. Шлакові включення – порожнини в зварному шві або металі заповнені шлаком. За розмірами такі включення можуть бути більшими за пори і мати найрізноманітнішу форму. Це ускладнює їх виявлення і робить їх більш небезпечними дефектами. Шлакові включення