ИСПЫТАНИЯ НА ДЛИТЕЛЬНУЮ ПРОЧНОСТЬ И ПОЛЗУЧЕСТЬ
Испытания металлов на жаропрочность — способность материала работать под напряжением в условиях повышенных температур без заметной остаточной деформации и разрушения. Основными характеристиками жаропрочности являются ползучесть и длительная прочность.
Имеющиеся испытательные машины позволяют проводить испытания при температурах до 1200°С.
Благодаря тонкой отладке (высокая осевая жесткость, высокая поперечная жесткость, обеспечение соосности, удобный доступ, минимальные потери трения в соединениях, вращающиеся опорные призмы, виброизолирующие опоры) и круглосуточному автоматизированному контролю результаты испытаний удовлетворяют самым высоким требованиям надежности и точности.
МЕТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
В ЦКП ОАО «ВТИ» проводятся работы по исследованию иструктуры металлов , включающие в себя комплекс пробоподготовки и анализ структуры при помощи оптической и электронной микроскопии.
Пробоподготовка
- Включает в себя комплекс операций для приготовления шлифов исследуемого металла для последующего анализа. Основные операции пробоподготовки это разрезка металла, запрессовка металла в компаунд, шлифовка и полировка образцов, очистка ультразвуком, а также электролитическое и химическое травление металла.
- Пробоподготовка ведется на современном оборудовании с высокой степенью автоматизации, что позволяет повысить качество предоставляемых образцов вместе с тем сократив временные затраты на их изготовление.
- Оборудование позволяет проводить резку, шлифовку, полировку и травление материалов различной твердости, а также образцов самой сложной геометрической формы и размеров.
Разрезка и приготовление шлифов
Исследование структуры
Исследование структуры и изломов металлов производится на металлографических комплексах, базирующихся на оптических и электронном микроскопах, а также стереомикроскопе. Металлографические комплексы, оснащенные программным обеспечением, позволяют проводить анализ структуры: определение балла зерна, загрязненность неметаллическими включениями, определение процентного содержания вторичной фазы, определение основных геометрических размеров объекта, сшивка и панорамное изображение нескольких полей зрения, статистическая обработка данных, обработка изображений с возможностью 3D моделирования.
Оптический инвертированный микроскоп Leica с аналитической системой SiamsPhotolab
Автоматическая сшивка изображения
Люминесцентный стереомикроскоп CarlZeissSteREO Lumar.V20 (Discovery) с аналитической системойVESTRA ImagingSystem
Электронная микроскопия
Помимо оптической микроскопии для исследования микроструктуры металла и фрактографических исследований используется сканирующий электронный микроскоп, оснащенный приставкой для микрорентгеноспектрального анализа химического состава. Оснащение микроскопа специальным программным обеспечением и детекторами (детекторы SE и BSE) позволяет выполнять сложные аналитические задачи по определению фазового состава, выявлению микроповреждаемости металла, а также определению причин его разрушения.
Электронный микроскоп TESCAN VEGA 3 LMН с системой рентгеновского энергодисперсионного микроанализа
МЕХАНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ
Механические испытания материалов проводятся на современном высокотехнологичном оборудовании, оснащенным программным обеспечением для обработки полученных результатов. Все виды механических испытаний могут быть осуществлены в различном диапазоне температур.
Испытания на растяжение и сжатие
Одно из самых распространенных видов механических испытаний. Оно позволяет по результатам одного опыта определить сразу несколько важных характеристик материала, являющихся критерием его качества. При проведении испытаний определяют следующие характеристики механических свойств: пределы пропорциональности, упругости, текучести, прочности, истинного сопротивления разрыву, относительное удлинение и сужение.
Испытательное оборудование находит применение для различных материалов (пластиков, металлов, композитов, эластомеров и др.) в разных отраслях промышленности.
Испытательные машины полностью соответствуют требованиям ГОСТ, ASTM, DIN, ISO, BS, EN и других национальных и международных стандартов.
Температурный диапазон испытаний: от 20°C до 1200°C.
Статическая разрывная машина Instron модель 5982 с программным обеспечением Bluehill
Универсальная гидравлическая разрывная машина TiniusOlsenSuper L60
Испытания на твердость
Испытания материалов на твердость не требуют изготовления специальных образцов; методика испытаний достаточно проста и может осуществляться непосредственно на готовой детали без ее разрушения. Определение твердости является наиболее часто применяемым методом испытания металлов.
В ЦКП ОАО «ВТИ» проводятся испытания металлов по методам Бринелля, Виккерса и Роквелла. Универсальные твердомеры позволяют оценивать твердость, как на микрошлифах, так и на образцах с размерами до 300мм.
Температурный диапазон испытаний: от 20°С до 600°С.
Определение микротвердости металла
Испытания на ударный изгиб
Ударная вязкость — способность материала поглощать механическую энергию в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки. Характеризует надежность материала, его способность сопротивляться хрупкому разрушению. Испытание проводят на образцах с надрезами различной формы и размеров.
Оборудование позволяет качественно изготавливать надрезы и проводить испытания на образцах типа Шарпи и Менаже. Температурный диапазон испытаний: от -70°С до 1200°С
Маятниковый копер для испытания на ударный изгиб и станок для выполнения надрезов типа Шарпи и Менаже
НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ
Неразрушающий контроль (НК) — контроль надежности и основных рабочих свойств и параметров объекта или отдельных его элементов/узлов, не требующий выведения объекта из работы либо его демонтажа. НК особенно важен при создании и эксплуатации жизненно важных изделий, компонентов и конструкций. Для выявления различных дефектов, таких как трещины, раковины, поры, неметаллические включения и др.
ЦКП ОАО «ВТИ» проводит исследования материалов при помощи методов визуального, капиллярного, вихретокового, ультразвукового контролей.
ЦКП ОАО «ВТИ» оснащен дефектоскопическим роботизированным комплексом аппаратуры «РОТОР-К9», который выполняет автоматизированный контроль металла ротора со стороны осевого канала измерительным, визуальным, вихретоковым и ультразвуковым методами.Аппаратура обеспечивает выявление, регистрацию местоположения и параметров дефектов, как в поверхностном слое, так и в толще металла.
Визуальный контроль
Неразрушающую диагностику всегда начинают с проведения визуального контроля. В ситуациях, когда температура или химическая среда представляют опасность, используют комплексные системы дистанционного визуального контроля. Такие комплексы включают в себя телевизионную установку, световой прибор и систему транспортировки.
Капиллярный метод
Капиллярный (цветной) метод контроля основан на капиллярном проникновении внутрь дефекта специальной индикаторной жидкости, что позволяет выявлять дефекты, которые имеют выход на поверхность исследуемого объекта. Метод показал свою высокую эффективность при выявлении различных видов несплошностей размером от 0,1 до 500 мкм. Важнейшим достоинством капиллярного контроля является то, что с его помощью можно обнаружить как сквозные и поверхностные дефекты, так и получить детальную информацию по их форме, расположению, протяженности и ориентации. В некоторых случаях можно даже установить причины возникновения дефекта.
Капиллярный (цветной) метод контроля на различных видах энергооборудования
Выявление дефектов капиллярным (цветным) методом контроля
Вихретоковый метод контроля
Вихретоковый метод контроля основан на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте контроля этим полем. Особенность вихретокового контроля в том, что его можно проводить без контакта преобразователя и объекта. Их взаимодействие происходит на расстояниях, достаточных для свободного движения преобразователя относительно объекта (от долей миллиметров до нескольких миллиметров). Поэтому этим методом можно получать хорошие результаты контроля даже при высоких скоростях движения объектов.
Оборудование позволяет проводить контроль роторов паровых турбин со стороны осевого канала протяженностью до 6 м, с диаметрами в пределах 90-140 мм по предварительно подготовленной поверхности (шероховатость не более Rz 100, отсутствие окалины на поверхности).
Дефектоскоп обеспечивает обнаружение дефектов типа трещин со следующими параметрами:
- Минимальная длина ℓ выявляемой трещины при h>1мм, 3,0мм
- Минимальная глубина h выявляемой трещины при ℓ >3мм, 0,5мм.
- Диапазон измерения глубины трещины при ℓ>3мм, 5,0мм.
Результатом обработки является база данных, содержащая информацию по местоположению и размерам дефектов.
Ультразвуковой контроль
Ультразвуковой контроль сварных соединений это неразрушающий контроль качества сварных соединений, проводимый в рамках экспертизы металлоконструкций и сооружений. Ультразвуковой контроль сварных соединений является эффективным способом выявления дефектов сварных швов и металлических изделий, залегающих на глубинах от 1-2 миллиметров до 6-10 метров. В сочетании с вихретоковым контролем качества сварных соединений данный метод позволяет выполнять весь комплекс работ по ультразвуковой диагностике сварных соединений и сокращает затраты на проведение экспертизы металлоконструкций.
Оборудование позволяет проводить контроль роторов паровых турбин со стороны осевого канала протяженностью до 10 м, с диаметрами в пределах 80-160 мм по предварительно подготовленной поверхности.
Аппаратура осуществляет автоматизированный контроль металла роторов турбин со стороны осевого канала ультразвуковым методом и обеспечивает выявление и регистрацию местоположения и параметров несплошностей и неоднородностей, как в поверхностном слое, так и в толще металла ротора.
Эквивалентная площадь дефекта, выявляемого на глубине, соответствующей максимальной толщине металла ротора составляет 3 мм2 (эквивалентный диаметр 2 мм).
Слева направо: ультразвуковой модуль, дефектоскоп, блок управления, ноутбук
Ультразвуковой модуль комплекса РОТОР-К9 в сборе
Экраны дефектоскопа и ноутбука в процессе проведения ультразвукового контроля РВД. Экраны синхронно показывают отраженный эхо-сигнал от гребня, находящегося на наружной поверхности вала ротора
ХИМИЧЕСКИЙ И ФАЗОВЫЙ АНАЛИЗ СТАЛЕЙ И СПЛАВОВ
Для проведения химического и фазового анализов используется современные приборы, с возможностью компьютерной обработки полученных результатов и методики.
Химический анализ металлов
Своевременный контроль химического состава металла позволяет обеспечить максимальную надежность и долговечность оборудования, предотвратить возможные проблемы его эксплуатации. Кроме того исследования в этой области помогают установить вероятные причины возникающих аварийных ситуаций. Определение химического состава металлов проводится методом оптико-эмиссионной спектроскопии, рентгенофлуоресцентного анализа и методами ручного аналитического контроля. Сочетание методов позволяет с высокой точностью определять химический состав металла, в том числе и содержание микроэлементов.
Оптико-эмиссионный спектрометр Q4 TASMAN с программным обеспечением QMatrix и рентгенофлуоресцентный анализатор S1 TITAN SPX
Определение содержания углерода и серы в различных типах материалов с помощью анализатора G4 ICARUS HF
Фазовый анализ металлов
Фазовый анализ основан на электролитическом, избирательном выделении фаз с последующим изучением анодного осадка. Он включает в себя электрохимическое выделение карбидных и интерметаллидных фаз и последующий их химический анализ. Эти методы позволяют получить наиболее объективную и точную информацию о природе, составе и количестве исследуемых фаз.
Исследования фазового состава металлов проводятся по отработанным методикам и с использованием современного лабораторного оборудования.