СРЕДСТВА И МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ 1 ПОНЯТИЕ

СРЕДСТВА И МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ 1

ПОНЯТИЕ И ТЕРМИНА «КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ» : • качество продукции совокупность свойств продукции, обусловливающих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением; ü единичный показатель качества продукции, относящийся только к одному из ее свойств; ü комплексный показатель качества продукции, относящийся к нескольким ее свойствам: ü интегральный показатель качества продукции комплексный показатель качества продукции, отражающий соотношение суммарного полезного эффекта от эксплуатации или потребления продукции и суммарных. затрат на ее создание и эксплуатацию или потребление. • главное (единичное) качество, отождествляемое с каким то одним определяющим доминирующим свойством, характеризующим потребительную стоимость данного продукта труда, при условном абстрагировании от всех остальных его свойств. • интегральное качество, определяемое совокупностью всех функциональных, эстетических и экономических свойств, т. е. выражаемое совокупностью потребительной стоимости и суммарных затрат на производство и потребление этого продукта труда. 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА В ГОСТ Р ИСО 9000 -2015 Качество (quality): Степень соответствия совокупности присущих характеристик объекта требованиям. Примечания 1. Термин «качество» может применяться с прилагательными, такими, как плохое, хорошее или превосходное. 2. Термин «присущий» , являющийся противоположным термину «присвоенный» , означает имеющийся в объекте. ГОСТ Р ИСО 9000 2015. Национальный стандарт Российской Федерации. Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь 3

ПРИНЦИПЫ СИСТЕМНОГО УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ 1. Ориентация на потребителей 2. Лидерство 3. Взаимодействие работников 4. Процессный подход 5. Улучшение 6. Принятие решений, основанное на свидетельствах 7. Менеджмент взаимоотношений 5. Улучшение 4. Процессный подход 3. Взаимодействие работников 2. Лидерство 6. Принятие решений, основанное на свидетельствах 1. Ориентация на потребителей 7. Менеджмент взаимоотношений 4

КАЧЕСТВО И ЗАИНТЕРЕСОВАННЫЕ СТОРОНЫ Заинтересованная сторона (interested party), стейкхолдер (stakeholder): Лицо или организация, которые могут воздействовать на осуществление деятельности или принятие решения, быть подверженными их воздействию или воспринимать себя в качестве последних. Потребитель Акционеры, владельцы бизнеса Конкуренты Общество, государство Заинтересо ванные стороны Банкиры Работники фирмы Поставщики 5

ОБОБЩЕННАЯ СТРУКТУРА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СМК Качество Материальная база Технологии Персонал • материальные ресурсы • финансовые ресурсы Система управления качеством ФАКТОРЫ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИЕ ВЫСОКОЕ КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ (УСЛУГ) • • совершенный уровень технологии производства необходимая исходная материальная база заинтересованный квалифицированный персонал четкая система обеспечения и управление предприятием, всеми его подразделениями, построенная на основе современных методов и средств управления 6

ПРИНЦИПЫ СОВРЕМЕННЫХ СИСТЕМ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА • качество — неотъемлемый элемент любого производственного или иного процесса (а не некая самостоятельная функция управлений); • качество — это то, что говорит потребитель, а не изготовитель; • ответственность за качество должна быть адресной; • для реального повышения качества нужны новые технологии; • повысить качество можно только усилиями всех работников предприятия; • контролировать процесс всегда эффективнее, чем результат; • политика в области качества должна быть частью общей политики предприятия. 7

ФУНКЦИИ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА (ГОСТ Р ИСО 9000 -2015) 3. 3. 4. Менеджмент качества (quality management): Менеджмент (3. 3. 3) применительно к качеству (3. 6. 2). МЕНЕДЖМЕНТ КАЧЕСТВА разработка политик в области качества, разработка целей в области качества разработка процессов для достижения целей в области качества посредством: • планирования качества, • обеспечения качества, • управления качеством, • улучшения качества. ГОСТ Р ИСО 9000 2015. Национальный стандарт Российской Федерации. Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь 8

ФУНКЦИИ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА (ГОСТ Р ИСО 9000 -2015) 3. 3. 5. Планирование качества (quality planning): Часть менеджмента качества (3. 3. 4), направленная на установление целей в области качества (3. 7. 2) и определяющая необходимые операционные процессы (3. 4. 1) и соответствующие ресурсы для достижения целей в области качества. Примечание Разработка планов качества (3. 8. 9) может быть частью планирования качества. 3. 3. 6. Обеспечение качества (quality assurance): Часть менеджмента качества (3. 3. 4), направленная на создание уверенности, что требования к качеству (3. 6. 5) будут выполнены. 3. 3. 7. Управление качеством (quality control): Часть менеджмента качества (3. 3. 4), направленная на выполнение требований к качеству (3. 6. 5). 3. 3. 8. Улучшение качества (quality improvement): Часть менеджмента качества (3. 3. 4), направленная на повышение способности выполнить требования к качеству (3. 6. 5). Примечание Требования к качеству могут относиться к любым аспектам, таким как результативность (3. 7. 11), эффективность (3. 7. 10) или прослеживаемость (3. 6. 13). "ГОСТ Р ИСО 9000 2015. Национальный стандарт Российской Федерации. Системы менеджмента качества. Основные положения и словарь 9

ЭТАПЫ (ФУНКЦИИ) УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ • План (программа) качества проекта • Процедуры контроля и испытаний • Технологические карты процессов • Проверочные листы Контроль качества • Информация о доходе • Реализация проекта • План качества, документация по качеству • Проверки • Контрольные карты • Диаграмма Парето • Статистические методы • Гистограммы Обеспечение качества • Плановые и внеплановые проверки, инспекции • Контрольные и испыта тельные мероприятия • Оценка качества и иденти фикация статуса контроля и испытаний • Анализ затрат и выгод • Установление целевых уровней качества • диаграммы, • эксперименты §Политика в области качества §Содержание проекта §Описание продукции, стандарты и требования к качеству продукции и процессов §Документация по системе качества Планирование качества • Улучшение качества • Принятие продукции • Идентификация брака • Управление несоответствующей продукцией • Переработка продукции • Исправление процессов 10

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СТРУКТУРА СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ 11

КЛАССИФИКАЦИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА Показатели качества По характеризуемым свойствам По способу выражения По оценке уровня качества По стадии Единичные В натуральных единицах Базовые Прогнозируемые Комплексные Стоимостные Относительные Проектные Интегральные Производственные Эксплуатационные 12

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ Показатели технологичности характеризуют свойство продукции, обусловливающее оптимальное распределение затрат материалов, средств, труда и времени при технологической подготовке производства, изготовлении и эксплуатации продукции • абсолютный технико-экономический показатель трудоемкости изготовления Ти, который выражается суммой нормо часов, затраченных на изготовление изделия; • уровень технологичности конструкции по трудоемкости изготовления ky. m. , определяемый как отношение достигнутой трудоемкости изготовления Ти к базовому по казателю трудоемкости изготовления Ти. б. • технологическая себестоимость изделия СТ, которая оценивается как сумма затрат на единицу изделия при осуществлении технологического процесса изготовления; • уровень технологичности по технологической себестоимости, определяемый отношением достигнутой себестоимости изделия СТ к базовому показателю технологи ческой себестоимости изделия СТ. б. 13

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ТЕХНОЛОГИЧНОСТИ • технические показатели расхода материала: масса изделия, удельная материалоемкость, коэффициент использования материала и др. ; • технические показатели обработки: коэффициент точности, коэффициент шероховатости поверхности; • технические показатели состава конструкции: коэффициент сборности (блочности), коэффициент перспективного использования. Коэффициент сборности определяет удельный вес сборных единиц в общем количестве составных частей изделия. Коэффициент перспективного использования оценивает перспективность изделия для использования его в качестве составной части в других планируемых изделиях. 14

ПОКАЗАТЕЛИ СТАНДАРТИЗАЦИИ И УНИФИКАЦИИ • коэффициент применяемости, п — общее количество типоразмеров составных частей изделия; п. О — количество типоразмеров оригинальных составных частей • коэффициент повторяемости, N — общее количество составных частей изделия • коэффициент взаимной унификации и унификации для группы изделий. ni — количество типоразмеров составных частей в изделии; nmax— максимальное количество типоразмеров составных час тейодного из изделий группы; z — общее количество неповторяющихся типоразмеров составных частей, из которых состоит группа изделий; Н — общее количество рассматриваемых изделий в группе 15

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ 16

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ПО ТИПУ КОНТРОЛИРУЕМЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН Средства контроля (СК) СК геометрических величин СК теплофизических и температурных величин СК механических величин СК электрических и магнитных величин СК параметров риска, расхода, объема вещества СК радиоэлектрических величин СК давления и вакуума СК акустических величин СК времени и частоты СК оптических и оптофизических величин СК физико химического состава и свойств веществ СК ионизирующих излучений и ядерных констант 17

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН 18

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Средства автоматизации и механизации контроля Преобразователи: Электроконтактные Автоматические средства контроля Пневмоэлектро контактные автоматы Индуктивные полуавтоматы Фотоэлектрические Приборы активного контроля Емкостные Устройства и узлы к ПАК Механотронные реле электронные Сатикоэлектронные фильтры Прочие стабилизаторы прочие Преобразователи: Приборы и устройства разные машины измерительные роботы координатно измерительные машины контрольно измерительные модули измерительные системы 19

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Электроконтактные 20

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Пневмоэлектро контактные 21

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Индуктивные Принцип действия. В основе работы индуктивных датчиков частоты вращения лежит явление электромагнитной индукции. Датчики выполнены в виде катушек с магнитными сердечниками. При прохождении под сердечником зубца ферромагнитного диска (например, зубца венца маховика коленчатого вала двигателя) магнитный проток датчика изменяется, и в катушке датчика индуцируется электродвижущая сила. Амплитуда импульсов зависит от частоты вращения коленчатого вала и зазора между сердечником и зубцом маховика Принцип работы индуктивного датчика Индуктивный датчик является дискретным. Сигнал на его выходе появляется, когда в заданной зоне присутствует металл. В основе работы датчика приближения лежит генератор с катушкой индуктивности. Когда в электромагнитном поле катушки появляется металл, это поле резко меняется, что влияет на работу схемы. 22

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Индуктивные преобразователи имеют множество различных конструкций: а) индуктивный преобразователь переменной длиной воздушного зазора δ. Характеризуется нелинейной зависимостью L = f(δ). Такие преобразователи обычно применяют при перемещениях якоря на 0, 01 5 мм. б) индуктивный преобразователь с переменным сечением воздушного зазора. Имеет значительно меньшую чувствительностью, но линейную зависимость L = f(δ). Эти преобразователи используют при перемещениях до 10 15 мм. в) индуктивные преобразователи дифференциальные преобразователи, в которых под воздействием измеряемой величины одновременно и притом с разными знаками изменяются два зазора электромагнитов. Имеют более высокую чувствительность, меньшую нелинейность характеристики преобразования, испытывают меньшее влияние внешних факторов. 23

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Индуктивные Области применения индуктивных датчиков. 1. Широкое применение индуктивные датчики находят в промышленности для измерения перемещений и покрывают диапазон от 1 мкм до 20 мм. 2. Для измерения давлений, сил, уровней расхода газа и жидкости и т. д. В этом случае измеряемый параметр с помощью различных чувствительных элементов преобразуется в изменение перемещения и затем эта величина подводится к индуктивному измерительному преобразователю. Достоинства индуктивных датчиков: простота и прочность конструкции, отсутствие скользящих контактов; возможность подключения к источникам промышленной частоты; относительно большая выходная мощность (до десятков Ватт); значительная чувствительность. Недостатки индуктивных датчиков: точность работы зависит от стабильности питающего напряжения по частоте; возможна работа только на переменном токе. 24

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Индуктивные Примеры применения индуктивных датчиков: 1. Датчик положения коленчатого вала: Датчик положения коленчатого вала установлен на кронштейне около шкива привода генератора (см. Фото 2). Для генерации импульса синхронизации оборотов коленвала на шкиве отсутствуют два зуба (см. Фото 2 и Рис. 1). 25

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Фотоэлектрические Фотоэлектрическим датчиком называется датчик, который реагирует на изменение освещенности В фотоэлектрических датчиках используются 3 вида фотоэффекта (под фотоэффектом понимается явление изменения свойств вещества при изменении его освещен ности): o внешний фотоэффект, состоящий в том, что под влиянием световой энергии происходит вылет электронов (эмис сия) из катода электронной лампы; ве личина тока эмиссии зависит от освещенности катода; o внутренний фотоэффект, состоя щий в том, что активное сопротивле ние (электропроводность) полупровод ника находится в зависимости от его освещенности; o вентильный фотоэффект, заклю чающийся в том, что между слоями освещаемого проводника и неосвещаемого полупроводника, разделенных тон ким изоляционным слоем, возникает электродвижущая сила, величина кото рой зависит от освещенности. 26

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Фотоэлектрические Фотоэлементы с внешним фотоэффектом Это вакуумные и газонаполненные фотоэлементы, фотоумножители обладают высокой линейностью световой характеристики (зависимость фототока от светового потока), высокой температурной стабильностью характеристик. Однако они имеют и ряд существенных недостатков, ограничивающих их применение в устройствах автоматического управления и контроля: необходимость в повышенном напряжении питания (сотни и тысячи вольт); хрупкость стеклянного баллона и возможность деформации электродов при механических воздействиях; старение и утомляемость фотоэлементов (снижение чувствительности при сильной освещенности). Фотоэлемент с внешним фотоэффектом (изо) имеет стеклянную колбу 2, в которой создан вакуум (в вакуумном фотоэлементе) или после откачки воздуха колба заполнена разреженным газом (аргоном при низком давлении в ионных фотоэлементах). Внутренняя поверхность колбы, за исключением небольшого "окна" для прохождения светового потока 1, покрыта фотокатодом 3, который представляет собой слой серебра (подложка), на который нанесен полупроводниковый слой окиси цезия. Анод 4 фотоэлемента изготовляют в виде кольца, чтобы он не преграждал путь световому потоку к катоду. Колба помещается в пластмассовом цоколе 5, в нижней части которого находятся контактные штырьки 6 с выводами от анода и катода. Под действием приложенного напряжения U источника питания между анодом и катодом фотоэлемента создается электрическое поле, и электроны, вылетающие с освещенной поверхности катода, направляются к положительно заряженному аноду. 27

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Фотоэлектрические Вентильные фотоэлементы Они отличаются высокой надежностью и долговечностью не нуждаются в источнике питания, имеют малую массу и габариты. Недостатками их являются: сильное влияние окружающей температуры; утомляемость и высокая инерционность, ограничивающая применение при частоте прерывания светового потока в несколько десятков герц. 28

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Фотоэлектрические Фотодиоды и фототриоды широко применяются в фотодатчиках различного типа. Они имеют линейную световую характеристику, высокую чувствительность, малую инерционность (частота прерывания светового потока может быть до нескольких килогерц), малые габариты. В зависимости от схемы включения различают вентильный и фотодиодный (фототриодный) режимы работы фотодиодов и фототриодов. В вентильном режиме фотодиод является генератором фото тока и не нуждается в источнике питания. Фототриод в вентильном режиме можно рассматривать как комбинированный электронный прибор — фотодиод (п-р переход цепи база — эмиттер) и собственно триод, усиливающий фототок, который возникает в цепи база — эмиттер под действием светового потока. База фототриода в этом режиме замыкается накоротко с эмиттером. В вентильном режиме фотодиоды и фототриоды используются в фотодатчиках с пропорциональной световой характеристикой (измерение размеров, перемещений, температуры и т. д. ). В фотодиодном режиме к фотодиоду нужно приложить в обратном запирающем направлении внешнее напряжение. У фототриодов в фототриодном режиме в цепь базы подается напряжение смещения от внешнего источника. Фотодиодный (фототриодный) режим включения фотодиодов (фототриодов) используется в основном в фотодатчиках с дискретной световой характеристикой (фотосчитывающие устройства с перфолент, перфокарт, фотоэлектрические преобразователи «угол—код» , читающие автоматы и т. д. ). В фотодиодном (фототриодном) режиме фотодиоды и фототриоды имеют большую чувствительность, чем в вентильном 29 (выходным сигналом в этом режиме является напряжение).

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Фотоэлектрические Фоторезисторы наряду с фотодиодами и фототриодами находят широкое применение, причем в основном в фотодатчиках с дискретной световой характеристикой. Достоинством фоторезисторов является высокая чувствительность, стабильность параметров, большая надежность и долговечность, возможность работы, как на постоянном, так и на переменном токе, малые габариты. К их недостаткам следует отнести большую инерционность, сильное влияние окружающей температуры, нелинейность световой характеристики, большой разброс параметров у фоторезисторов одной партии. В целом, оценивая фотодатчики, следует отметить их большую универсальность, отсутствие обратного воздействия на объект управления (контроля) — бесконтактность. Недостатками фотодатчиков являются чувствительность к вибрациям, ударам, плохая работа в запыленной, загазованной и влажной среде, помехи от осветительных приборов общего освещения. 30

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Емкостные Емкocтный дaтчик, измерительный преобразователь неэлектрических величин (уровня жидкости, механические усилия, давления, влажности и др. ) в значения электрической ёмкости. Конструктивно емкостный датчик представляет собой конденсатор электрический плоскопараллельный или цилиндрический. Принцип действия емкостных бесконтактных выключателей Емкостные датчики имеют чувствительный элемент в виде вынесенных к активной поверхности пластин конденсатора. Принцип действия емкостных сенсоров основывается либо на изменении геометрии конденсатора (т. е. на изменении расстояния между пластинами), либо на изменении емкости за счет размещения между пластинами различных материалов: электропроводных или диэлектрических. Изменения емкости, как правило, преобразуются в переменный электрический сигнал. Принцип действия основан на зависимости электрической емкости конденсатора от размеров, взаимного расположения его обкладок и от диэлектрической проницаемости среды между ними. Для двухобкладочного плоского конденсатора электрическая емкость определяется выражением: С = e 0 e. S/d где e 0 диэлектрическая постоянная; e относительная диэлектрическая проницаемость среды между обкладками; S активная площадь обкладок; d расстояние между обкладками конденсатора. Зависимости C(S) и C(d) используют для преобразования механических перемещений в изменение емкости. 31

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Емкостные Емкocтный дaтчик, измерительный преобразователь неэлектрических величин (уровня жидкости, механические усилия, давления, влажности и др. ) в значения электрической ёмкости. Конструктивно емкостный датчик представляет собой конденсатор электрический плоскопараллельный или цилиндрический. Принцип действия емкостных бесконтактных выключателей Емкостные датчики имеют чувствительный элемент в виде вынесенных к активной поверхности пластин конденсатора. Принцип действия емкостных сенсоров основывается либо на изменении геометрии конденсатора (т. е. на изменении расстояния между пластинами), либо на изменении емкости за счет размещения между пластинами различных материалов: электропроводных или диэлектрических. Изменения емкости, как правило, преобразуются в переменный электрический сигнал. 32

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Емкостные Принцип действия основан на зависимости электрической емкости конденсатора от размеров, взаимного расположения его обкладок и от диэлектрической проницаемости среды между ними. Для двухобкладочного плоского конденсатора электрическая емкость определяется выражением: С = e 0 e. S/d где e 0 диэлектрическая постоянная; e относительная диэлектрическая проницаемость среды между обкладками; S активная площадь обкладок; d расстояние между обкладками конденсатора. Зависимости C(S) и C(d) используют для преобразования механических перемещений в изменение емкости. 33

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Механотронные датчики основаны на преобразовании измеряемого параметра в перемещение электродов механотронной лампы и, соответственно, в изменение анодного тока. В механотронном датчике основным элементом является механотрон, который представляет собой электровакуумный прибор (лампу) с механически управляемыми электродами. Подвижный анод механотрона 1 (рисунок 7. 2. 2 в) с помощью тонкой мембраны связан с измерительным рычагом 2, на конце которого находится алмазная игла 3 с радиусом закругления 0, 01 мм. Преимущества прибора с механотронным датчиком по сравнению с индуктивным заключается в более простой электрической схеме, а следовательно, в меньшей стоимости и простоте изготовления. Однако механотроны менее надежны в работе, чем индуктивные датчики. 34

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Методы неразрушающего контроля Неразрушающий контроль (НК) – это контроль, который не разрушает (ГОСТ 16504 81 «Система государственных испытаний продукции. Испытания и контроль качества продукции. Основные термины и определения» ). Неразрушающие методы контроля (НМК), или дефектоскопия, – это обобщающее название методов контроля материалов (изделий), используемых для обнаружения нарушения сплошности или однородности макроструктуры, отклонений химического состава и других целей, не требующих разрушения образцов материала и/или изделия в целом. Основными областями применения НМК являются дефектоскопия особенно ответственных деталей и устройств (атомные реакторы, летательные аппараты, подводные и надводные плавательные средства, космические корабли и т. п. ); дефектоскопия деталей и устройств длительной эксплуатации (портовые сооружения, мосты, краны, атомные электростанции, котлы, искусственные спутники Земли ); непрерывная дефектоскопия особо ответственных агрегатов и устройств (котлы атомных , тепло и электростанций ), контроль подземных выработок; проведение исследований структуры материалов и дефектов в изделиях с целью усовершенствования технологии. ГОСТ 18353 -79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов 35

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Методы неразрушающего контроля В зависимости от принципа работы все НМК делятся на следующие виды: • акустические (ультразвуковые); • капиллярные; магнитные (или магнитопорошковые); • оптические (визуально оптические); • радиационные; радиоволновые; тепловые; • контроль течеисканием; электрические; • электромагнитные, или токовихревые (методы вихревых токов). 36

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Акустические методы основаны на регистрации колебаний, возбуждаемых или возникающих в контролируемом объекте. Применяют для обнаружения поверхностных и внутренних дефектов (нарушений сплошности, неоднородности структуры, межкристаллитной коррозии, дефектов склейки, пайки, сварки и т. п. ) в деталях и изделиях, изготовленных из различных материалов. Позволяют контролировать геометрические параметры при одностороннем допуске к изделию, а также физико механические свойства металлов и металлоизделий без их разрушения. В настоящее время разработаны и успешно применяются теневой, резонансный, эхоимпульсный, эмиссионный, велосимметрический, импедансный и метод свободных колебаний. Эти методы называют также ультразвуковыми. 37

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Капиллярные методы основаны на капиллярном проникновении капель индикаторных жидкостей в полости поверхностных дефектов. При контроле этими методами на очищенную поверхность детали наносят проникающую жидкость, которая заполняет полости поверхностных дефектов. Затем жидкость удаляют, а оставшуюся в полостях дефектов часть обнаруживают с помощью проявителя, который образует индикаторный рисунок. Капиллярные методы используются в полевых, цеховых и лабораторных условиях, в широком диапазоне положительных и отрицательных температур. Они позволяют обнаруживать термические и шлифовочные трещины, волосовины, закаты и пр. Капиллярные методы могут быть применены для обнаружения дефектов в деталях из металлов и неметаллов простой и сложной формы. 38

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Капиллярные методы 39

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Магнитные методы контроля основаны на регистрации магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектами, или на определении магнитных свойств контролируемых изделий. Эти методы позволяют обнаружить дефекты типа несплошности материала (трещины, волосовины, закаты), а также определить механические характеристики ферромагнитных сталей и чугунов по изменению их магнитных характеристик. Визуально оптические методы контроля основаны на взаимодействии светового излучения с контролируемым объектом (КО). По характеру взаимодействия различают методы прошедшего, отражённого, рассеянного и индуцированного излучений (под последним имеется в виду оптическое излучение предмета под действием внешнего воздействия, например люминесценцию). Информативными параметрами этих методов являются амплитуда, фаза, степень поляризации, частота или частотный спектр, время прохождения света через объект, геометрия преломления или отражения излучения. 40

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Оптические методы широко применяют из за большого разнообразия способов получения первичной информации о наличии наружных дефектов независимо от материала контролируемого изделия. 41

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Радиационные методы контроля основаны на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения. Используется рентгеновское, гамма излучение, потоки нейтрино и т. д. Проходя через толщу изделия, проникающие излучения по разному ослабляются в дефектном и бездефектном сечениях и несут информацию о внутреннем строении вещества и наличии дефектов внутри изделия. Эти методы используются для контроля сварных и паяных швов, отливок, проката и т. п. 42

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Радиоволновые методы основаны на регистрации параметров электромагнитных волн радиодиапазона, взаимодействующих с КО. Обычно используются волны сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона длиной 1 100 мм для контроля изделий из материалов, где радиоволны затухают не очень сильно: диэлектрики (пластмасса, керамика, стекловолокно), магнитодиэлектрики (ферриты), полупроводники, тонкостенные металлические объекты. Так же, как оптические и акустические, различают методы прошедшего, отраженного, рассеянного излучения и резонансный метод. 43

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Тепловые методы основаны на регистрации изменений тепловых или температурных полей КО. Они применимы к любым материалам. Различают пассивный (на объекты не воздействуют внешним источником тепла) и активный (объект нагревают или охлаждают) методы. Измеряемым информативным параметром является температура или тепловой поток. При пассивном методе измеряют температурное поле работающего объекта. Дефект определяется появлением мест повышенной (пониженной) температуры. Таким методом определяют места утечки теплоты в зданиях; трещины в двигателях и т. д. 44

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Тепловые методы При контроле активным методом объект нагревают контактным или бесконтактным методом и измеряют температуру с той или другой стороны объекта. Это позволяет обнаруживать несплошности (трещины, пористость, инородные включения) в объектах, изменения в структуре физико механических свойствах материала по изменению теплопроводности, теплоёмкости, коэффициенту тепло передачи. Измерение температуры или тепловых потоков выполняют контактным или бесконтактным способом. Наиболее эффективное средство бесконтактного наблюдения – сканирующий тепловизор. Его используют для определения дефектов пайки многослойных изделий из металлов и неметаллов, клеевых соединений и т. п. 45

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Методы контроля течеисканием основаны на регистрации индикаторных жидкостей и газов, проникающих в сквозные дефекты КО. Их применяют для контроля герметичности работающих под давлением сварных сосудов, баллонов, трубопроводов, топливной и гидроаппаратуры, масляных систем силовых установок и т. п. К методам течеискания относят гидравлическую опрессовку, аммиачно индикаторный метод, контроль с помощью гелиевого и галоидного течеискателей и т. д. Проводят течеискание и с помощью радиоактивных веществ, что значительно повышает чувствительность метода. 46

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Электрические методы основаны на регистрации параметров электрического поля, взаимодействующего с КО (собственно электрический метод), или поля, возникающего в КО в результате внешнего воздействия (термоэлектрический или трибоэлектрический методы). Первичными информативными параметрами является электрическая емкость или потенциал. Предназначено для измерения неоднородности поверхностного слоя металлов и сплавов. Термоэлектрическое устройство содержит измерительный зонд, источник импульсного тока, создаваемого разрядом конденсатора через измерительный зонд и образец, цепь заряда конденсатора, состоящую из трансформатора, диода и резистора, измеритель термо. ЭДС и переключатель знака термо. ЭДС, термопары, одноименные электроды которых являются измерительным и контрольным зондами, причем термопары соединены с дополнительными измерителями термо. ЭДС. Устройство снабжено управляемыми электронными ключами, включенными в цепи заряда и разряда конденсатора. Технический результат повышение точности определения за счет уменьшения толщины контролируемого слоя и измерения температуры непосредственно в точке контроля. 47

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Трибоэлектрический метод Метод неразрушающего контроля, основанный на регистрации величины электрических зарядов, возникающих в контролируемом объекте при трении разнородных материалов 48

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Вихретоковый метод Электромагнитный метод (вихревых токов) основан на регистрации изменений взаимодействия электромагнитного поля катушки с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых этой катушкой в КО. Его применяют для обнаружения поверхностных дефектов в магнитных и немагнитных деталях и полуфабрикатах. Метод позволяет обнаруживать нарушения сплошности (в основном трещины) на различных по конфигурации деталях. 49

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Вихретоковый метод 50

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Термоэлектрический метод применяют для контроля химического состава материала. Например, нагретый до постоянной температуры медный электрод прижимают к поверхности изделия и по возникающей разности потенциалов определяют марку стали, титана, алюминия или другого материала. 51

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Метод электронной эмиссии Разновидностью электрического метода является метод электронной эмиссии, то есть измерение эмиссии ионов с поверхности изделия под влиянием внутренних напряжений. Этот метод используется для определения растрескиваний в эмалевых покрытиях, для сортировки деталей, измерения толщины пленочных покрытий и определения степени закалки изделия. 52

КЛАССИФИКАЦИЯ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ И МЕХАНИЗАЦИИ КОНТРОЛЯ Термоэлектрический метод 53