Понятие о дефектах и дефектной продукции

Одной из основных задач, стоящих перед металлургией и машиностроением, является резкое повышение качества металла и металлических изделий.

Современная технология предусматривает получение металлов и сплавов с требуемыми свойствами и изготовление из них изделий, обладающих нужной формой и размерами.

Основным способом получения сплавов является смешивание различных металлов в определенных пропорциях, расплавление и отливка их в специальные формы. Применение литья под давлением, в кокиль, по выплавляемым моделям, в оболочковые и песчаные формы, центробежного литья и др. позволяет получать отливки различной конфигурации, требующие лишь незначительной механической и термической обработки для превращения их в готовые изделия.

Для изготовления деталей в большинстве случаев используют методы обработки металлов давлением. Для этого из специальных деформируемых сплавов вначале отливают заготовку простой формы (цилиндр, параллелепипед, куб) — слиток, который затем подвергают горячей и холодной обработке давлением: прокатке, ковке, прессованию, штамповке, волочению. Полученные полуфабрикаты подвергают в дальнейшем механической, термической, химико-термической, электрохимической и Другим видам обработки.

Специальные виды штамповки, позволяют получать готовые изделия (метизы и другие детали), пригодные для сборки без дополнительной обработки.

В результате фазовых превращений при нагреве или охлаждении металла, а также вследствие пластической Деформации, отдыха, рекристаллизации и т. д. происходит формирование микро- и макроструктуры металла. Структура любого металла и сплава не является идеально сплошной. По современной теории пластичности металл или сплав представляют собой физико-химическую систему, состоящую из кристаллов основного металла, внутри и по границам которых распределены примеси и легирующие элементы, а также различные пороки (отклонения от нормального строения структуры), различающиеся размерами, формой и расположением в металле. Так, например, в тонкой структуре можно наблюдать дислокации и вакансии (искажения и несовершенства кристаллической решетки металла), в микроструктуре — микротрещины, микропоры и т. д., в макроструктуре— трещины, раковины, расслоения, рыхлоты и т. д. Наиболее опасными являются микро- и макроскопические нарушения сплошности или  однородности металла.

Для того чтобы правильно оценить степень влияния несплошности на работоспособность изделия, необходимо учесть характер нагружения детали (статическое, динамическое, знакопеременное), возможность и характер перегрузок, уровень действующих напряжений, рабочую среду и температуру, чувствительность материала к концентраторам напряжений, размер, местоположение и ориентировку несплошности, создаваемую ею степень концентрации напряжений и др.

Полученные данные используют при разработке нормативной документации на изготовление изделия, обеспечивающей определенные его параметры и показатели качества. В нормативной документации должны быть четко указаны предельные отклонения параметров (в том числе параметров несплошности) детали от номинального их значения, при котором изделие будет выполнять свои функции без снижения надежности.

Отклонение считается допустимым, если действительное (фактическое) численное значение параметра изделия не выходит за пределы, установленные нормативной документацией. Выход действительного значения параметра за установленные пределы означает, что рассматриваемая продукция имеет дефект.

Каждое отдельное несоответствие продукции требованиям, установленным нормативной документацией, называется дефектом (ГОСТ 17102—71).

Дефектами могут быть не только недопустимые нарушения сплошности металла, но и выход размера детали за пределы допуска, несоответствие степени шероховатости поверхности изделия техническим условиям, наличие царапин и сколов на защитном покрытии, высокое содержание вредных примесей в металле и т. д.

Дефекты, обнаруживаемые при контроле изделий, подразделяют на явные и скрытые, исправимые и неисправимые.

Некоторые явные дефекты (поверхностные риски, забоины, вмятины, деформация деталей и т.д.) выявляют визуально при внешнем осмотре. Другие можно обнаружить только с помощью инструмента или прибора предусмотренного нормативной документацией (раковины в литых заготовках, непровары и трещины в сварных швах, шлифовочные трещины на поверхности деталей и т. д.).

Скрытые дефекты, как правило, выявляют при проведении дополнительных, ранее не предусмотренных проверках в связи с обнаружением других (явных) дефектов.

Дефект, устранение которого технически возможно и экономически целесообразно, называют исправимым; если же устранение дефекта технически невозможно или связано с большими трудовыми затратами, то дефект называют неисправимым.

Исправимость и неисправимость дефекта определяют применительно к рассматриваемым конкретным условиям производства и ремонта с учетом затрат и других факторов.

Примерами исправимых дефектов являются выход истинного размера диаметра вала за наибольший предельный размер, повреждение защитного покрытия (лакокрасочного, кадмиевого, хромового и т. п.), шероховатость поверхности ниже класса, предусмотренного техническими условиями (при условии, что после доводки поверхности изделия до заданной степени шероховатости размеры изделия будут в пределах допуска), локальные непровары, неправильная регулировка приборов и т. д.

Примерами неисправимых дефектов являются выход истинного размера диаметра вала за наименьший предельный размер, несоответствие химического состава металла заданному, горячие и холодные трещины, расслоения, рванины, перегрев и пережог металла, пониженное значение твердости металла и т. д.

Изделие, имеющее хотя бы один дефект, относится к некондиционной продукции и не может быть использовано по назначению. Забракованную продукцию делят на исправимый брак, если дефекты все являются исправимыми, и неисправимый брак, если хотя бы один дефект на изделии является неисправимым.

Все встречающиеся отклонения параметров изделия от установленных нормативной документацией подразделяют в зависимости от их влияния на эффективность и безопасность использования продукции на критические, значительные и малозначительные.

Значительным считают отклонение, которое существенно влияет на использование продукции по назначению и на ее долговечность, но не является критическим. Малозначительным — отклонение, которое не существенно влияет на использование продукции.

Критические и значительные отклонения являются дефектами и, чтобы их выявить, контроль продукции должен быть сплошным и в ряде случаев — неоднократным. Малозначительные отклонения не являются дефектами. Однако для некоторых видов продукции совокупности отклонений, каждое из которых в отдельности является малозначительным, могут быть эквивалентны значительному или даже критическому отклонению и должны относиться к соответствующей категории.

По происхождению дефекты изделий подразделяют на конструктивные, являющиеся следствием несовершенства конструкции из-за ошибок конструктора, производственно-технологические, возникающие при отливке и прокате металлов, изготовлении и ремонте деталей (пайке, сварке, клепке, склеивании, механической, термической и других видах обработки, нанесении покрытий и др.), а также эксплуатационные, возникающие после некоторой наработки изделия в результате усталости металла деталей, коррозии, изнашивания и неправильного технического обслуживания и эксплуатации.

Источник: Выборнов Б.И. "Ультразвуковая дефектоскопия"