Различные виды металлов активно используются в производственной деятельности и повседневной жизни. Востребованность изделий различных типов делает актуальным разработку и внедрение высокоточных методов проверки: твердости металла, на прочность, на трещины, на усталость и по другим важным с эксплуатационной точки зрения параметрам. Отдельно можно выделить проверку драгоценных металлов на производстве и в ювелирном деле.
В каких случаях проводят проверку металла
Проверка на толщину, на состав, на искру и на твердость осуществляется при проведении входного контроля при реализации технологических процессов. Также проверка качества металлов, их соответствие техническим условиям, иным стандартам осуществляется на отдельных этапах производства. Выходной ОТК также использует разрушающие и неразрушающие методы установления дефектов.
Проверка металла разрушающими методами
Для установления количественных показателей допустимых нагрузок, после превышения которых происходит физическое разрушение материала. По характеру получаемых данных можно выделить следующие анализируемые характеристики:
Хрупкость и вязкость. По металлу наносятся удару, в результате которых появляются инерционные силы. Именно их количественные показатели позволяют делать выводы об исследуемых параметрах.
Усталость. Суть заключается в многократном воздействии небольшими по значениям силами на образец до тех пор, пока не наступит физическое разрушение.
Твердость. Алмазный наконечник вводится в металл. По значению прикладываемой нагрузки определяется параметр.
Истирание. Производится анализ состояния поверхностного слоя материала при длительном воздействии сил трения.
Проверка металла неразрушающими методами
Неразрушающий контроль в отличие от разрушающего допускается проводить непосредственно на изделиях без производства контрольных образцов, что существенно ускоряет процесс и позволяет сократить расходы на производство. Подобные методики активно используются для массового контроля базовых параметров, например, толщины металла. Для получения объективной информации не требуется лаборатория. В качестве определяющего фактора наличия дефектов является изменение физических свойств среды. К примеру, ультразвуком можно проверить наличие пустот.
В качестве инновационной методики неразрушающей проверки состава металла и его структуры можно назвать вихретоковый. Колебания возмущений токов при воздействии на металлическое изделие позволяют устанавливать наличие или отсутствие микроскопических трещин, коррозийных проявлений и других дефектов. Подобные подходы актуальны для высокотехнологичного производства в автомобильной, авиационной, космической отрасли.
Для проверки крупных сварных соединений применяется рентгеновский контроль. Речь идет о трубопроводах, опорных стойках массивных и крупногабаритных конструкций. Основная задача рентгеновских изучений – получение объективной информации о возможных коррозионных процессах в сварочных швах, не анализируемых визуально.
Методы проверки: механические и аналитические
Все методы исследования металлов подразделяют на две группы:
Механические.
Аналитические.
Каждая из них имеет свою область применения и позволяет решать определенный круг практических задач.
Механические методы проверки
Данная категория испытаний позволяет установить физические свойства материала. Среди наиболее актуальных выделяют: на растяжение, ударный изгиб, твердость и так далее. Существуют определенные ГОСТы, позволяющие определить соответствие металла заданным стандартам.
Аналитические методы проверки
Условно существующие на данный момент времени аналитические методы, предназначенные для исследования металла на состав, в том числе на тяжелые металлы, а также структуры, подразделяют на:
Химические. С помощью определенных реагентов устанавливается содержание в сплавах отдельных компонентов, их концентрацию. В данном случае речь идет о разрушающих методах.
Металлографические, ориентированные на установление структуры материала.
Приборы для проверки металлов
Большой спектр методов и технологий контроля качества материала привело к появлению широкого перечня оборудования, применяемого для достижения поставленных целей.
Классифицируют оборудование для проверки металлов по следующим группам:
Измерительные приборы. Сюда относят различного рода спектрометры: оптико-эмиссионные, рентгенофлуоресцентные, ИК, а также анализаторы размеров (толщинометры) и формы, определители точки кипения/плавления и так далее.
Вспомогательное оборудование и пробоподготока – разнообразные сушильные камеры, плавильные печи, упариватели, гомогенизаторы, распылители, насосы, компрессоры и т.д.
Опытно-промышленное оборудование включает в себя платформенные весы, промышленное дистиллирующие системы, прессы, установки для формирования вдавливающих и ударных нагрузок.
Отдельной категорией имеет смысл выделить анализаторы металла – высокоточные, сложные приборы, позволяющие получать широкий спектр характеристик материала без разрушения структуры. Они подразделяются на лазерные (в основе их работы заложены принципы оптической эмиссии) и рентгеновские (соответственно, для анализа применяется рентгеновское излучение). Компактные модели анализаторов, зачастую, выполняются в форме пистолета с рукоятью для удобного использования.
Таким образом, проверка металла на качество, структуру и соответствие заданным физико-химическим параметрам – важнейший этап производства. Как следствие, относится к выбору методов исследований, а также применяемому для этих целей оборудованию, необходимо предельно внимательно и ответственно. Оптимальным решением видится консультация опытных специалистов. При единичных проверках, например, драгоценных металлов рекомендуется воспользоваться услугами специализированных лабораторий.
