Испытания на расслоение различных материалов

Расслоение — это опасный дефект материала. Суть этого дефекта заключается в отделении слоя материала на торцах, кромках изделия или заготовки. Возникновение расслоения связано с различными причинами, такими как повышенная загрязненность материала неметаллическими включениями, наличие усадочных дефектов, внутренних разрывов или пережог.

Расслоение можно обнаружить визуально. Оно может проявляться в виде трещин, вздутием поверхности или образованием отслоений языкообразной формы. На уровне кристаллической решетки металла дефект возникает как микроскопические пустоты, появляющиеся в месте кристаллизации. Эти пустоты постепенно превращаются в трещины, которые имеют тенденцию к постоянному увеличению. Зарождению пустот в металле способствуют сульфидные включения, которые образуются при прокатке стали. Сульфиды располагаются в определенных полосах в структуре расплава, где их содержание повышено. Возникшие в сульфидах микротрещины инициируют полосы скольжения в основном металле, по которым происходит дальнейшее распространение трещины. Причиной возникновения трещин также могут быть вырезанные технологические отверстия, особенно если они имеют острые углы, которые являются концентраторами напряжений.

Дефектная область может характеризоваться отсутствием обезуглероживания и высокой газонасыщенностью. Появление пор, разрастающихся в месте кристаллизации, обусловлено нарушениями технологии при выплавке стали, такими как наличие окисленных областей или загрязненность неметаллическими включениями.

Расслоение снижает механическую прочность изделия вплоть до его полного разрушения. В электронике расслоение корпуса или разъемов может привести к отказу электрооборудования из-за нарушения структурной устойчивости. Не вовремя обнаруженное расслоение материала создает угрозу безопасности. Расслоение входит в разряд недопустимых дефектов. Материал с расслоением обычно отсортировывается в брак и подлежит дальнейшей переплавке. Для предотвращения расслоения необходимо тщательно соблюдать технологию выплавки стали и не допускать повышения ее окисленности.

Дефект встречается не только в металле, но и в других материалах, таких как композиты, ламинаты, печатные платы, пластмассы, дерево, железобетон.

Испытания на расслоение и оборудование для их проведения

Этот дефект выявляется методом ультразвукового контроля. Руководящим документом для проведения такого испытания является ГОСТ 22727-88.

Для проведения контроля изготавливаются контрольные образцы в соответствии с требованиями стандарта. От проката толщиной до 60 мм изготавливают плоские образцы, а свыше 60 мм – ступенчатые. В образце не должно быть несплошностей, обнаруживаемых ультразвуковыми методами, которые превышают уровень чувствительности более чем в два раза по сравнению с настройкой на испытываемый образец.

Испытательное оборудование для ультразвукового контроля включает:

●    Ультразвуковой дефектоскоп с пьезоэлектрическим или электро-магнитно-акустическим преобразователем. Он выбирается по ГОСТ 23049-84 и ГОСТ Р 55809-2013 и применяется для обнаружения дефектов металла.
●    АРД-диаграммы — графическое изображение отраженного сигнала для сравнения.
●    Щетка по металлу — для зачистки исследуемой поверхности образца.
●    Линейка металлическая — для измерения размеров образца.

Проведение контроля образца на наличие расслоения осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 20415-82. Лист или образец сканируется одним или несколькими преобразователями, которые перемещают вручную.

При контроле эхо- и эхо-сквозными методами регистрируют эхо-импульсы от несплошностей. Чувствительность прибора устанавливается по эксплуатационной документации дефектоскопа. Для определения чувствительности используются табличные данные.

После проведения испытаний результаты оформляются протоколом. В протоколе указывают шифр нормативно-технической документации на металлопродукцию, характеристику контролируемого объекта, величины показателей сплошности, данные дефектоскописта и параметры контроля. Эти же данные копируются в журнале контроля и дефектограммах.

Также существуют механические испытательные машины для испытаний на расслоение. Хотя ультразвуковой контроль предназначен для обнаружения дефекта, механические испытания могут использоваться для оценки свойств материала при наличии дефекта или для выявления дефектов под нагрузкой.

Компания "Эталон-Профит" специализируется на проектировании, разработке и производстве измерительного и испытательного оборудования для проверки качества материалов, включая металлическую арматуру. В их каталоге представлены универсальные испытательные машины и прессы, а также специализированные захваты и приспособления для проведения различных механических испытаний.

Оборудование от "Эталон-Профит", которое может быть использовано для механических испытаний материалов, где расслоение является потенциальным дефектом, включает:

●    Универсальные испытательные машины серий РКМ, РКМ svo, X-PRO. Эти машины предназначены для испытаний образцов из различных материалов, таких как металлы и их сплавы, композиты, резина и пластмасса, дерево, текстиль. Они могут проводить испытания на растяжение, сжатие и изгиб. Например, испытания арматуры на изгиб могут включать визуальный осмотр образца после деформации на наличие трещин, видимых надрывов или расслоений. Машины РКМ svo внесены в госреестр средств измерений.
●    Испытательные прессы.
●    Специализированные захваты и приспособления для различных видов механических испытаний в зависимости от стандартов (ГОСТ, ISO, DIN, ASTM, EN). Компания "Эталон-Профит" предлагает широкий ряд таких устройств. Примеры включают:

○    Захваты для испытаний на растяжение (например, клиновые, резьбовые, тисочного типа). Для испытаний высокопрочной арматуры требуются захваты с повышенной твердостью вкладышей. Для рельефной арматуры могут использоваться специальные клиновые захваты с увеличенными вкладышами.
○    Приспособления для испытаний на сжатие (например, серии П.С).
○    Приспособления для испытаний на изгиб (например, серии ПТИ для трехточечного или четырехточечного изгиба).

Заключение

Таким образом, в то время как ультразвуковой контроль по ГОСТ 22727-88 является основным методом выявления расслоения, механические испытания на оборудовании типа универсальных машин и прессов от компаний, таких как "Эталон-Профит", могут использоваться для оценки прочностных характеристик материалов, в том числе при наличии или для выявления расслоений под нагрузкой. Правильное проведение таких испытаний и анализ результатов имеют решающее значение для обеспечения качества и безопасности материалов и конструкций.

Контакты Эталон-Профит: 8 (4932) 57-43-34, office@etalon-profit.ru.