MODULUL 7: DETECTAREA DEFECTELOR

Unitatea de competenta: U.C.23

Competena 23.1 Selecteaz metode de control al semifabricatelor, pieselor,

sistemelor tehnice

Competena 23.2 Depisteaz defectele semifabricatelor, pieselor, sistemelor

tehnice.

Competena 23.3 - Efectueaz controlul semifabricatelor, pieselor, sistemelor

tehnice.

Cap.1. Defecte, defectare, cauze de apariie a defectelor

Conceptele de defect i defectare sunt generale i au o arie de cuprindere practic foarte larg. Ca urmare, pentru o analiz complet a comportrii sistemelor din perspectiva siguranei lor n funcionare este necasar s se realizeze o ct mai corect identificare a defectelor i a cauzelor acestora, s se identifice dependenele cauzale i s se delimiteze cauzele particulare de cele comune. Din aceast perspectiv se dovedete util introducerea unor clasificri pe domeniul defecte-defectare-cauze de apariie a defectelor, pentru a introduce o manier de analiz sistematic.

1.1. Clasificarea defectelor

n cadrul ISA (Instrument Society of America) s-a realizat de ctre furnizorii i utilizatorii sistemelor de control automat, clasificarea principalelor tipuri de defecte i a celor mai des ntlnite cauze de apariie a defectelor.

O prim clasificare a defectelor se poate realiza din punctul de vedere al operabilitii (capacitii de a fi operaional) considernd dou categorii distincte i anume defecte fizice i defecte funcionale.

Defecte (dupa criteriul operabilitatii)

permanente

FUNCTIONALE

FIZICE

tranzitorii

Un defect fizic apare n momentul n care o entitate (component sau element) se defecteaz propriu-zis i nu mai este apt de funcionare, nu mai este operaional. Defectele fizice au fost studiate intensiv, iar datele sunt pstrate de fabricani n baze de date folosite pentru determinarea valorilor intensitilor de defectare ale componentelor noi, respectiv ale produselor electronice.

Un defect funcional apare n momentul n care sistemul este operaional dar nu i realizeaz funcia specificat

O modalitate de obinere a datelor despre defectele funcionale ar fi consultarea fiierelor de diagnosticare automat care conin momentul apariiei defectului i tipul defectului.

Din punctul de vedere al analizei fiabilitii unui sistem de reglare sunt importante i utile trei caracteristici care pot fi atribute oricrui defect i anume:

cauza apariiei defectului,

efectul defectului asupra funciei de reglare

evoluia n timp a ratei de defectare asociate entitii defecte.

n cele mai multe cazuri, cauzele care duc la apariia defectelor funcionale sunt erorile din faza de proiectare. Exist ns i erori de instalare sau mentenan ce pot deveni cauza unui defect funcional.

1.2. Cauze ale apariiei defectelor

Tot conform ISA, principalele cauze ale defectelor care apar n sitemele de conducere automat sunt: umiditatea, temperature, vibratii, salturi de tensiune, descarcari electrostatice, pamantare impropri, interferente cu frecvente radio, erori de reparare datorita factorului uman.

Pe de-o parte, exist diferite cauze care pot genera apariia unui defect, iar pe de alt parteele pot acionaindividual sau combinat.

O prim clasificare a cauzelor deapariie a defectelor se poate face dup criteriulloca-lizrii distingndu-se cauze interne iexterne sistemului.

1.2.1 Cauzele interne sistemului includ ngeneral defecte de proiectare sau defecte de fabricaie i pot s apar la orice nivel component, element, sistem. Ele sunt asociate primei pri a ciclului de via al produsului.

Cauzele de proiectare se regsesc n majoritatea defectelor funcionale definite n paragraful anterior. Astfel, dac n faza de proiectare nu se iau n considerare condiiile de mediun careva fiutilizat unsistem dereglare probabilitatea de apariiea defectelordatorate proiectrii crete.

Cauzele de fabricaie apar n momentul n care unul sau mai muli pai din procesul de fabricaie al unei entiti (element/component/sistem) sunt realizai incorect

Defectele n procesul de fabricaie pot s apar i datorit mbinrilor defectuoase, instalarea inversat a unui entiti, pierderea unei pri a unei entiti sau posibilele defecte de material aprute la nivel de entitate. Multe dintre defectele de fabricaie pot fi eliminate prin efectuarea de teste accelerate.

1.2.2. Cauze externe

n general, ele includ cauze datorate mediului, erori de mentenan sau erori de operare ale sistemului, aprnd n cea de a doua parte a ciclului de via al unei entiti.

Cauzele de mediu sunt cauze externe ale apariiei defectelor: temperature, umiditatea, procesele chimice, electrice, mecanice sunt prezente n toate mediile industriale. Temperatura, de exemplu, poate determina direct apariia unui defect. n multe cazuri ns temperatura poate accelera anumite procese, mai ales cele chimice, care sunt cauze ale apariiei defectelor coroziune, oxidare, evaporare. Pe lng temperatura mai exist i ali factori externi care influeneaz apariia defectelor: curenii de nalt tensiune genereaz zgomote, procesele mecanice care determin ocuri i vibraii.

Defectele aprute n echipamentele electronice se pot datora corodrii contactelor electrice ale unei componente. n acest caz curentul electric nu mai este condus datorit apariiei unor insulie de oxid. Dac se utilizeaz lubrifiani de contact procesul de corodare se ncetinete deci defectele datorate acestei cauze nu vor mai fi att de frecvente.

Vibraiile mecanice pot determina ruperea elementelor din metal mai ales n momentul n care se ating frecvenele de rezonan. Dac n faza de proiectare de utilizeaz elemente de fixare aceste cauze pot fi eliminate.O realizare incorect a unei activiti de reparare n cadrul activitii de mentenan a unui sistem de reglare poate fi, de asemenea, cauza apariiei unor defecte.

Activitatea de mentenan este influenat de: complexitatea sistemului de reglare, posibilitatea de reparare (reparabilitatea), condiiile de reparare, instruirea personalului care realizeaz mentenana, familiarizarea acestuia cu sistemul, presiunea datorat necesitii terminrii reparaiei/nlocuirii ntr-un interval de timp impus.

Orice sistem de reglare care poate fi accesat de un operator uman se poate defecta datorit unei comenzi incorecte, adic a unei erori de operare. n general erorile de operare sunt influenate de: complexitatea sistemului, interfaa utilizator, familiarizarea cu sistemul, condiiile de operare (oboseal, plictiseal) precum i fiabilitatea echipamentelor utilizate.

Cap.2 Instrumente folosite la detectarea defectelor

2.1 ublerul i micrometrul

In general la strung, piesele se masoara cu sublerul si cu micrometrul. In acelasi scop foloseste, din ce in ce mai rar, compasul. Cu sublerul precizia de masurare poate ajunge pana la 0,02 mm iar cu micrometrul pana la 0,01mm.Sublerul este instrumentul de masura cel mai des folosit de strungari. El este alcatuit dintr-o rigla, gradata in milimetri, in lungul careia se poate deplasa cursorul. Att rigla cat si cursorul au cate un cioc. Ciocul fix este solidar cu rigla, iar ciocul mobil este solidar cu cursorul. Cursorul are si o fereastra, unde se afla vernierul, pe care se citeste distanta dintre suprafetele de masurare ale ciocurilor. Cursorul poate fi fixat pe rigla cu ajutorul surubului.Sublerele obisnuite folosesc vernierul zecimal, cu ajutorul caruia se pot citii dimensiuni cu precizie de 0,1 mm. La acest vernier distanta dintre doua repere alaturate este de 0,9 mm, adica cu 0,1 mm mai mica dect distanta dintre doua repere alaturate de pe rigla. Aducndu-se ciocurile unul lnga celalalt, reperul 0 (zero), al vernierului va coincide cu reperul 0 (zero) al riglei. In acest caz, vor mai coincide reperul 10 al vernierului cu reperul 9 al riglei. Alte repere ale vernierului nu vor mai coincide cu nici un reper al riglei. Aceasta situatie se va repeta de cate ori reperul 0 (zero)al vernierului va coincide cu un alt reper oarecare al riglei. Cu sublerul de adncime se masoara distantele dintre pragurile axelor, precum si adncimea gaurilor. El se compune din rigla gradata, cursor, vernier, si surubul de fixare. Cursorul este construit cu doua talpi de sprijin. Rigla si vernierul sublerului de adncime sunt gradate la fel ca rigla si vernierul sublerelor obisnuite cnd capatul riglei este la acelasi nivel cu suprafata talpilor de sprijin, vernierul indica cota 0 (zero). Masurarea adncimii unei gauri precum si masurarea lungimii unui prag se face cu ajutorul sublerului de adncime. Se tin apasate talpile pe suprafata de sprijin astfel nct cursorul sa nu miste. Se deplaseaza rigla de pana la fundul gaurii. Se fixeaza rigla in acea cu surubul dupa care se face citirea cotei masurate.La strung, masuratorile de precizie se fac cu micrometrul. Precizia de masurare a micrometrelor obisnuite este de +- 0,01 mm. Micrometrul este alcatuit dint-o potcoava care are la un capat o nicovala fixa. La celalalt capat al potcoavei se afla fixata bucsa cilindrica filetata in interior. In filetul bucsei cilindrice se nsurubeaza, prin intermediul rozetei capatul filetat al tijei. Tija este solidara cu tamburul si se nsurubeaza in bucsa cilindrica, iar capatul celalalt al ei se apropie sau se departeaza de nicovala.Piesa de masurat se introduce suprafetele de masurare ale micrometrului: suprafata frontala anicovalei si cea a tijei. Pentru ca piesa sa nu fie strnsa prea tare intre suprafetele de masurare, tamburul se roteste prin intermediul unui dispozitiv de protectie poate cu clichet. Cnd cele doua suprafete de masurare au atins piesa, rozeta dispozitivului de protectie poate fi rotita orict, ea numai antreneaza tija. Pe o generatoare a bucsei cilindrice este trasata o linie, iar sub aceasta linie sideasupra ei se afla cate un rnd de diviziuni. Diviziunile de sub linie reprezint milimetri ntregi, iar cele de deasupra jumatati de milimetri. Partea conica a tamburului este divizata in 50 de parti.Cnd suprafetele de masurare sunt in contact una cu cealalta, tamburul gradat este in pozitia 0 (zero), acoperind toate diviziunile bucsei cilindrice, afara de reperul o (zero) al ei, iar reperul 0 (zero) al tamburului se afla in dreptul liniei longitudinale.Pasul filetului tijei este de 0,5 mm deci la o rotatie tija avanseaza cu 0,5 mm; deoarece partea conica a tamburului este divizata in 50 de parti egale, nseamna ca, rotindu-se tamburul cu o diviziune, tija va avansa cu , adica cu o sutime de milimetru. Micrometrele de filet (STAS 11672-83) au o constructe cu totul asemanatoare micrometrului obisnuit, avnd insa in plus doua vrfuri: unul prismatic si unul conic. Vrful prismatic se introduce in nicovala micrometrului si are profilul corespunzator profilului teoretic al spirei filetului controlat in sectiunea axiala. Vrful conic se introduce in tija surubului micrometric si are forma corespunzatoare golului filetului.Vrfurile se nlocuiesc in functie de pasul filetului controlat. Ele au cozi care se sprijina in locurile de asamblare pe bile calite, pentru a avea posibilitatea sa se roteasca in jurul axei si sa se regleze dupa unghiul de panta al filetului.

2.2 Ultrasunete

Dintre numeroasele aplicaii ale ultrasunetelor nu vom mai meniona dect defectoscopia ultrasonor. Controlul ultrasonor permite stabilirea existenei unor defecte (fisuri, goluri) n interiorul unor piese metalice masive. Principalele tipuri de defectoscoape ultrasonore utilizeaz transmisia sau reflexia

2.3 IR-NDT

Este un sistem modular de investigatie nedistructiva in timp real ce utilizeaza termografia activa. Programul se poate utiliza cu toate tehnicile cunoscute de control nedistructiv (TSA, LockIn, Puls, Tranzitoriu, VibroTermografie) si cu o gama larga de surse de excitatie (optice, ultrasunete, curenti eddy, microunde ... ). IR-NDT este ideal pentru o multitudine de aplicatii in control nedistructiv, atat pentru corpuri metalice cat si nemetalice.

Elementul principal al sistemul IR-NDT este camera de termoviziune FLIR Systems, singurele ce pot asigura sensibilitatea termica necesara pentru obtinerea unor performante de detective maxime.

2.4 Metoda de examinare cu particule magnetice

Poate fi aplicata pentru detectarea fisurilor si a altor discontinuitati aflate la suprafata sau in imediata apropiere a suprafetei materialelor feromagnetice.Sensibilitatea metodei este maxima pentru discontinuitatile de la suprafata si scade rapid cu adancimea. Discontinuitatile tipice ce pot fi detectate prin aceasta metoda sunt: fisurile, santurile marginale, lipsa de topire, defectele de laminare si porositatile. In principiu aceasta metoda presupune magnetizarea suprafetei de examinat si aplicarea particulelor magnetice (mediul de examinare) pe suprafata. Particulele magnetice vor forma contururi pe suprafata acolo unde fisurile sau alte discontinuitati produc distorsiuni ale campului magnetic (camp de scapari.

2.5 Metoda de examinare cu lichide penetrante

Este eficienta in detectarea discontinuitatilor deschise la suprafata metalelor neporoase si a altor materiale. Discontinuitatile tipice detectate de aceasta metoda sunt fisurile, santurile marginale, lipsa de topire, defectele de laminare si porositatile.Principiul metode este urmatorul: penetrantul este aplicat pe suprafata ce urmeaza a fi examinatasi ii este permisa patrunderea in discontinuitati. Penetrantul in exces este apoi indepartat,suprafata este uscata, apoi se aplica developantul. Developantul functioneaza atat ca material care sa absoarba penetrantul care a ramas in discontinuitati, cat si ca fundal contrastant pentru amari vizibilitatea indicatiilor.