Введение
1. Жизненный цикл продукции
1.1 Добыча сырья
1.2 Входной контроль сырья и литейных материалов
1.3 Контрольные образцы продукции
1.4 Пооперационный контроль изготовления металлических изделий
1.5 Технический контроль оснастки оборудования
1.6 Контроль режима термической обработки
1.7 Контроль методом выявления макроструктуры
1.8 Проверка качества готовых изделий
Классификация методов приёмочного контроля
1.9 Сборка
1.10 Эксплуатация детали
2. Оборудование исследовательского института прогрессивных технологий
2.1 Пробоподготовка на оборудовании НИО -2 (на примере исследования трубы радиационного змеевика
2.2 Статические испытания образцов на растяжение
2.3 Испытания образцов на ударную вязкость
2.4 Фактографическое исследование изломов ударных образцов
2.5 Исследования микроструктуры
2.6 Исследование с помощью бинокулярного металлографического микроскопа
2.7 Исследование с помощью растровой электронной микроскопии
3. Классификация разрушений исходя из направления причин возникновения
3.1 Ошибки при проектировании изделия
3.2 Ненадлежащее качество материала и нарушения технологии
изготовления или сборки
3.3 Разрушения в процессе эксплуатации
4 Разработка альтернативного метода, применимого ко всем типам разрушений рассматриваемых заключений
4.1 Формирование этапов экспертного анализа
4.2 Схема универсального подхода к экспертизе общего характера
4.3 Анализ сокращения трудоёмкости методом сетевого моделирования графика работ
4.4 Оценка универсальности схемы
4.5 Применение разработанного алгоритма к экспертизе
4.5.1 Внешний осмотр фрагментов проушины хомута
4.5.2 Изучение нормативных документов и сопроводительной документации
4.5.3 Оценка качества материала
4.5.3.1 Химический анализ
4.5.3.2 Механические испытания
4.5.3.3 Фактографический анализ излома
4.5.3.4 Металлографический анализ металла
4.5.3.4.1 Макроскопический анализ
4.5.3.4.2 Микроскопический анализ 4.5.4 Комплексный анализ полученных результатов
Заключение
Список используемых источников
Купить

Современные технологии и мощное оборудование позволили развитым странам достичь значительного прогресса промышленности. Сюда можно отнести сотни тысяч производств, строения гражданского комплекса и объекты военного назначения, ракетно - космические системы, гигантская по протяженности транспортная сеть нефте- и газопроводов. Возникновение неисправностей в приделах таких стратегически важных объектов могут повлечь очень серьёзные последствия, вплоть до трагедий: экологические катастрофы, стихийные бедствия, крупные аварии и огромные человеческие жертвы.
Поломка колёсной пары или же рельса, способны привести к крушению всего состава и колоссальному ущербу. 9 января 2012 года в Науенской волости страны Латвия сошёл с рельс и опрокинулся товарный состав из 16 цистерн, перевозивших химическую жидкость. В результате произошла утечка токсичных веществ в грунт и почву. Площадь поражения составила порядка 4 тысяч квадратных метров. В процессе расследования было установлено, что причиной стал дефект металла железнодорожного полотна. На месте аварии был обнаружен выломанный полутораметровый фрагмент рельса [1].
30 января 2012 года в Приамурье произошла другая, не менее крупная трагедия: крушение поезда, перевозившего нефть. 17 вагонов сошли с рельс, в результате разлилось около 200 тонн нефтепродуктов и произошло воспламенение более 600 квадратных метров, локализовать которое удалось лишь спустя сутки. Экспертиза установила, что причиной крушения стал излом боковой рамы грузовой тележки [2].
Излом боковой рамы - одна из самых распространённых причин аварий на железных дорогах. За 10 лет начиная с 2006 года произошло порядка 150 случаев, по вине излома рамы. Причиной образования излома явилась
усталостный трещина, зарождение которой обусловлено наличием внутренних литейных дефектов [3,4,5].
Существует иная, не менее серьёзная проблема - аварийность участков нефте- и газопроводов, по причине их изношенности и длительного нахождения в агрессивных средах почв различной химической природы.
В ряде источников приведена статистика, согласно которой более 130 тысяч километров - это около 60% всей протяженности магистрального полотна нефтегазопроводов России, эксплуатируется более 30 лет. Министерство энергетики России выявило, что порядка 90% всех прорывов происходит по вине коррозии труб, и, как известно, первыми корродируют сварочные швы. Ввиду этого, весьма актуальна разработка информационно - аналитических систем, направленных на повышение качества производимых ремонтно- сварочных работ, прогнозирование ресурса времени эксплуатации и работоспособности магистрали. Особо важно качество сварочных работ, производимых на трубопроводах, именно это является гарантом надёжности, безопасности и долговечности [6,7,8].
Низкое качество сварного шва нередко приводит к трагическим последствиям и весомым убыткам. Летом 2019 в Якутии произошла разгерметизация подземного нефтепровода компании «Восточная Сибирь» вследствие корродирования сварного соединения. В результате аварии в грунт попало колоссальное количество нефтепродуктов. Концентрация маслянистой жидкости в почве была настолько высока, что она проступила на поверхности земли огромными лужами. В регионе был объявлен режим чрезвычайной ситуации локального масштаба.
В 2004 году в спортивном зале школы посёлка Краснополье Могилёвской области Белоруссии обрушились перекрытия. Конструкция имела дефект сварного соединения и не выдержала нагрузки на крышу мокрого снега. Трагедия унесла жизни 7 человек.
Установлено, что выпуск некачественной продукции ежегодно отнимает у страны 10% от её дохода. Число крупных катастроф и неполадок
5
повсеместно растёт. Выявлено, что потери США только по усталостным дефектам превышают 100 миллиардов долларов, а по коррозии - все 200. Для России это число будет ещё значительно выше, поскольку стоит учесть не только дефекты производимых объёмов, но и то, что часть оборудования не внедряется сразу в производство, а ржавеет какое-то время на складах и требует дополнительных вложений по обработке, хранению, ремонту, а также требует чёткого учёта и на всё это также необходимо финансирование.
Трудно представить современное общество без технологий: вряд ли мы сможем отказаться от АЭС, смартфонов, от идеи покорять космос и от многих других вещей, делающих нашу жизни комфортной, но мы можем снизить риски безопасности здоровья и снизить убытки по предотвращению последствий катастроф, применяя контроль качества.
Металлографическая экспертиза требует учитывать все этапы жизни объекта экспертизы: проектирование, качество сырья, технологию
изготовления и условия эксплуатации, т.е. является комплексным исследованием, состоящим из множества этапов, систематизация которого может позволить значительно сократить затраты времени и бюджета. Результаты металлографических экспертиз (МЭ) позволяют установить причины разрушения металлических деталей и конструкций и на этой основе выработать комплекс мероприятий для недопущения их в будущем, что повышает качество выпускаемой продукции, а, следовательно, конкурентоспособность производителя.
В силу указанной многогранности и особой ответственности выводов по итогам проведения МЭ, к числу первостепенной важности относятся правильность процедур проведения и грамотная организация цепочки мероприятий металлографической экспертизы.
В основу настоящей работы лёг анализ металлографических исследований (экспертиз) Научно- исследовательского института прогрессивных технологий (НИИПТ), созданного при Тольяттинском государственном университете. НИИПТ является аккредитованной 6
организацией, оснащён современным высокоточным оборудованием, а его работники являются аттестованными специалистами, что в совокупности обеспечивает высокое качество выдаваемых им заключений по результатам проведения МЭ, которые неоднократно представлялись в судах, как неоспоримый аргумент.
В общей сложности было проработано более 20 крупных экспертиз и установлено, что подход к определению набора испытаний и исследований для каждой конкретной МЭ основан на рекомендациях общего характера с достаточно разветвлённой и сложной структурой. Это зачастую приводит к затягиванию экспертизы и выполнению избыточных испытаний.
При анализе работы НИИПТ над металлографическими заключениями была отмечена высокая загруженность научных сотрудников лабораторий, а также дорогостоящего оборудования. Это связано как с большим количеством заявок, поступивших на экспертизу, так и с большими объемами работ, выполняемыми в рамках научно-исследовательских проектов и работ. Кроме того, выявилась проблема высоких затрат на содержание импортного оборудования и приобретение расходных материалов, сокращение которых также можно отнести к числу первостепенных задач.
Отмеченные выше факторы в явном виде свидетельствуют об актуальности работы по систематизации этапов металлографической экспертизы с целью снижения её трудоёмкости и затрат.
Целью работы является снижение трудоёмкости и затрат на металлографическую экспертизу за счёт применения универсального алгоритма её проведения.
Поставлены задачи:
— Провести анализ металлографических заключений НИИПТ;
— Выявить типизацию причин разрушения;
— Определить цепочку испытаний и исследований по каждому из заключений;
— Разработать универсальный алгоритм, применимый ко всем типам причин разрушений;
— Обобщить результаты и сделать выводы.
Научная новизна исследования заключается в разработке нового универсального технологического алгоритма проведения
металлографической экспертизы, применение которого позволяет без снижения общего качества снизить сроки и затраты на проведение МЭ. Достоверность снижения трудоёмкости и экономических затрат на проведение экспертизы доказана методом оптимизации сетевого моделирования - что составляет дополнительную научную новизну локального масштаба. Установлено, что приведённый в работе алгоритм металлографической экспертизы позволяет сократить время анализа как минимум на 6%.
Практическая значимость: на примере разрушения автосцепного устройства головной секции электровоза установлена применимость разработанного технологического алгоритма. Установлена статистика распределения разрушений с точки зрения их первопричин.
Работа посвящена рассмотрению наиболее частых причин возникновения разрушения, составлению универсального поэтапного подхода к материаловедческой экспертизе, отработке на практике в конкретных условиях известных мероприятия по устранению различного рода дефектов, в целях повышения качества детали.
Работа состоит из введения, четырёх глав, выводов и списка литературы.
Купить