Любое производство алюминиевых изделий обязано проводить контроль качества продукции, руководствуясь выбранными стандартами. У каждого крупного региона есть свои стандарты, но есть универсальные показатели, которые проверяются в любом случае. Это химический состав, микро и макроструктура металла, геометрия изготовленных изделий. Методы испытаний выявляют и качество поверхности металлического изделия
Методы испытаний обычно применяются заводами в комплексе, так как именно при таком подходе можно получить объективную картину о состоянии алюминиевого изделия.
Неразрушающий контроль (НРК) алюминиевых изделий
Описание: Детальное описание видов неразрушающего контроля, таких как визуальный осмотр, ультразвуковая дефектоскопия и радиографический анализ.
Название метода сразу определяет его суть. Неразрушающий контроль никак не нарушает структуру изделия и не наносит ему никаких повреждений. Тут можно найти скрытые дефекты и прочие проблемы. Есть три главных методики:
- Визуальный осмотр поверхностных дефектов. Применяются лупы, микроскопы, камеры.
- Радиография. Основана на методе рентгеновского излучения, передающего изображение на специальный детектор. Можно найти пустоты, включения, трещины и другие неоднородности.
- Ультразвуковая дефектоскопия использует для поиска дефектов ультразвуковые волны. Пустоты или трещины отражают по своим границам сигналы и возвращают их на прибор.
В эту же категорию относится и магнитный контроль.
Разрушающие методы контроля качества
Выполняя разрушающее тестирование алюминиевого изделия, целью выступает обнаружение предела нагрузки, переносимой предметом без деформации. В этой категории есть статические нагрузки, где легко измеряется сила воздействия на опытный образец. Тест на растяжение, как и тест на сжатие, выполняется соответствующим оборудованием. Результатом тестирования в первом случае выступает прочность при растяжении, предел текучести, деформация разрушения. Во втором случае это предел упругости, предел текучести и предел пропорциональности.
Проверяя изделие на изгиб, можно узнать определение прочности материала, рассчитать напряжение и деформацию изгиба, сопротивление изгиба. Есть 2-точечный изгиб, 3-точечный изгиб и 4-точечный изгиб. Ударная вязкость тоже важна, и она проверяется при испытаниях с переменной температурой и быстром нагружении.
Механические испытания алюминиевых изделий
Подобные механические испытания имеют характер сжимающих, сдвиговых, быстро растягивающих. Методики делятся на такие категории:
- Статическое испытание проходит при постоянной или при плавно увеличивающейся нагрузке.
- При динамическом испытании прочностные характеристики увеличиваются очень быстро.
- Твердость алюминиевого изделия определяется и через циклическое изменение нагрузок.
Иногда есть возможность делать технологическое испытание, когда оборудование позволяет имитировать особые сценарии эксплуатации.
Спектральный анализ состава алюминиевых сплавов
Рентгеновская флуоресценция для алюминиевых изделий является неразрушающей процедурой. Анализатор идентифицирует металлы и элементы в объекте путем детектирования их энергетических сигнатур. Методика позволяет, через спектральный анализ, оценить качество и безопасность материала. Альтернатива под названием оптическая эмиссионная спектроскопия подразумевает получение увеличенного изображения с использованием люминесценции возбуждённых атомов и молекул образца.
Металлографический анализ алюминиевых изделий
Целью такого анализа выступает изучение структуры алюминия, на макро и микроуровне . Металлография позволяет увидеть форму, размеры, расположение кристаллов, найти поры, свищи, раковины и другие включения. Есть разница в макроскопическом и микроскопическом методе:
- Макроструктурный анализ подразумевает исследование невооруженным глазом или с задействованием прибора на увеличение до 30 раз. Тут видны трещины или дефекты материала.
- Микроструктурный анализ требует применения оптического или электронного микроскопа. Тут видна динамика изменения внутреннего строения сплава уже после нагрева или механической нагрузки.
Помогает определить структуру материала профильное программное обеспечение.
Коррозионные испытания алюминиевых сплавов
Задачей при тестирование выступает определение ресурса материала, который находится в агрессивной среде. Наиболее часто коррозийные испытания проводятся через камеры циклической коррозии или через солевой туман. Разница в следующем:
- Солевой туман включает в себя концентрированный раствор хлорида натрия, который распыляется по пространству испытательного блока камеры. Достаточно агрессивная среда, где быстро активизируются процессы коррозии.
- Циклические тесты совмещают в себе солевой туман и другие внешние условия, что встречаются в мире. Речь про увлажнение, сушку, контролируемую влажность.
Кроме соляной камеры, алюминиевые изделия также проверяются и в щелочном или кислотном тумане.
Применение компьютерной томографии в контроле качества
Далеко не каждый неразрушающий контроль можно применить для алюминиевого изделия. Иногда сложна геометрия не позволяет искать внутренние дефекты. Компьютерная томография идентифицируется как точный, надёжный и стабильный процесс проверки и контроля. Тут используется совокупность современного оборудования и профильного программного обеспечения, которое и отвечает за построение трехмерной модели.
3D-визуализация проходит на основе томографического изображения детали и иногда этот процесс занимает несколько часов. Программа быстро находить подозрительные участки, где геометрия отличается от того, что прописано в проекте.
Проблемы и вызовы в контроле качества алюминиевых изделий
Вызовы контроля качества алюминиевых изделий охватывают сразу несколько проблем. Это слишком большой набор отдельных испытаний, для которых часто нужны соответствующие лабораторные условия, дорогое оборудование. Далеко не все испытания имеют одинаковую точность измерений, так как все зависит от контекста и параметров выбранной детали. Для массового производства алюминиевых изделий важно искать способы, чтобы была налажена автоматизация испытаний.
Заключение: оптимизация процесса контроля качества
На любом предприятии важно наладить именно регулярный контроль качества. Зная стандарты качества и понимая, как находить те или иные дефекты, их легко замечать еще на ранний стадиях производства. При раннем устранении проблем с изделиями, гарантия качества будет соблюдаться производителем на практике. Оптимизация контроля происходит на основе анализа, какие именно неразрушающие и разрушающие методы будут эффективными. Делать полный список возможных испытаний алюминиевых изделий часто нерационально и бессмысленно. Это только снизит производительность предприятия.
