Capitolul 1. DEFECTE 1.1 Notiunea de defect. Clasificare. Standardizare. In SR ISO 9000-2000, intitulat "Sisteme de managementul calitatii. Principii si vocabular", notiunea de defect este definita ca: "nesatisfacerea unei cerinte sau a unei asteptari rezonabile privind utilizarea prevazuta, inclusiv a celor referitoare la securitate". Aceasta definitie cu caracter foarte general permite repartizarea raspunderilor din punct de vedere juridic in raport cu disfunctiile sau neajunsurile generate de un produs cu defecte. Acelasi standard defineste o notiune ceva mai cuprinzatoare, folosita uneori ca sinonim pentru cea de defect si anume "neconformitate". Notiunea de neconformitate este definita ca fiind abaterea sau absenta uneia sau mai multor caracteristici de calitate sau a elementelor sistemului calitatii, in raport cu cerintele specificate, fiind vizate caracteristicile de calitate ale produselor. Intrucat defectele unui produs, material sau ale unei piese determina in mare masura nivelul de calitate al acestora, cunoasterea, identificarea si/sau masurarea si descrierea cat mai exacta a defectelor constituie o premiza esentiala pentru estimarea cat mai corecta a nivelului de calitate. Cunoasterea defectelor poate de asemenea conduce si la imbunatatirea nivelului de calitate deoarece permite analiza cauzelor care le-au determinat aparitia ceea ce asigura informatiile necesare privind aplicarea unor masuri corective in procesul de fabricatie. In limbajul curent notiunea de defect are un caracter profund subiectiv, o aceeasi caracteristica a unui produs poate fi considerata, in functie de educatia si cultura celui care o apreciaza, o calitate sau un defect. De exemplu o pereche de blugi sfasiati din care atarna zdrente reprezinta pentru un tanar hippy un etalon de produs "marfa" iar pentru tatal acestuia un produs excentric pe care nu l-ar imbraca pentru nimic in lume. In tehnica nu se pot vehicula notiuni cu un grad de subiectivism atat de pronuntat. In cadrul unui proces de fabricatie se obtin produse concrete prin contributia unui numar mare de oameni si de compartimente astfel ca este imperios necesar ca limbajul folosit, sa aiba aproximativ aceeasi semnificatie pentru toti cei implicati in proces. La fel ca si alte notiuni utilizate in domeniul tehnic sau in alte domenii neartistice notiunea de defect a fost standardizata. La aceasta precizare si de altfel, la intreg acest capitol, se poate naste intrebarea: "de ce atata teoretizare si complicatie privind defectele, nu ar fi mai bine ca produsele sa fie facute fara defecte?" Este la fel cu a spune: "de ce atatia medici, medicamente si farmacii, nu ar fi mai bine ca oamenii sa fie sanatosi?" Da, ar fi mai bine, dar realitatea a demonstrat ca acest lucru nu este posibil. Produsele reale, ca si tot ceea ce este real, concret, nu sunt perfecte. Defectele existente in materiale, produse sau piese au diverse proveniente iar cauzele care le determina pot fi adeseori diminuate dar nu eliminate complet. Calitatea unui produs este determinata de un numar atat de mare de caracteristici, iar acestea, la randul lor, sunt afectate de un numar atat de mare de factori incat estimarea calitatii unui produs in faza de proiectare a acestuia are un anumit grad de aproximare. Produsul real contine diverse imperfectiuni mai mult sau mai putin grave. Din motive obiective, defectele au fost impartite in doua mari categorii: defecte acceptabile si defecte inacceptabile . Deci, doar o parte dintre ele sunt inacceptabile.
Transcript
Capitolul 1. DEFECTE 1.1 Notiunea de defect. Clasificare. Standardizare. In SR ISO 9000-2000, intitulat "Sisteme de managementul calitatii. Principii si
vocabular", notiunea de defect este definita ca: "nesatisfacerea unei cerinte sau a unei asteptari rezonabile privind utilizarea prevazuta, inclusiv a celor referitoare la securitate".
Aceasta definitie cu caracter foarte general permite repartizarea raspunderilor din punct de vedere juridic in raport cu disfunctiile sau neajunsurile generate de un produs cu defecte. Acelasi standard defineste o notiune ceva mai cuprinzatoare, folosita uneori ca sinonim pentru cea de defect si anume "neconformitate".
Notiunea de neconformitate este definita ca fiind abaterea sau absenta uneia sau mai
multor caracteristici de calitate sau a elementelor sistemului calitatii, in raport cu cerintele specificate, fiind vizate caracteristicile de calitate ale produselor.
Intrucat defectele unui produs, material sau ale unei piese determina in mare masura
nivelul de calitate al acestora, cunoasterea, identificarea si/sau masurarea si descrierea cat mai exacta a defectelor constituie o premiza esentiala pentru estimarea cat mai corecta a nivelului de calitate. Cunoasterea defectelor poate de asemenea conduce si la imbunatatirea nivelului de calitate deoarece permite analiza cauzelor care le-au determinat aparitia ceea ce asigura informatiile necesare privind aplicarea unor masuri corective in procesul de fabricatie.
In limbajul curent notiunea de defect are un caracter profund subiectiv, o aceeasi caracteristica a unui produs poate fi considerata, in functie de educatia si cultura celui care o apreciaza, o calitate sau un defect. De exemplu o pereche de blugi sfasiati din care atarna zdrente reprezinta pentru un tanar hippy un etalon de produs "marfa" iar pentru tatal acestuia un produs excentric pe care nu l-ar imbraca pentru nimic in lume.
In tehnica nu se pot vehicula notiuni cu un grad de subiectivism atat de pronuntat. In cadrul unui proces de fabricatie se obtin produse concrete prin contributia unui numar mare de oameni si de compartimente astfel ca este imperios necesar ca limbajul folosit, sa aiba aproximativ aceeasi semnificatie pentru toti cei implicati in proces.
La fel ca si alte notiuni utilizate in domeniul tehnic sau in alte domenii neartistice notiunea de defect a fost standardizata.
La aceasta precizare si de altfel, la intreg acest capitol, se poate naste intrebarea: "de ce atata teoretizare si complicatie privind defectele, nu ar fi mai bine ca produsele sa fie facute fara defecte?"
Este la fel cu a spune: "de ce atatia medici, medicamente si farmacii, nu ar fi mai bine ca oamenii sa fie sanatosi?"
Da, ar fi mai bine, dar realitatea a demonstrat ca acest lucru nu este posibil. Produsele reale, ca si tot ceea ce este real, concret, nu sunt perfecte. Defectele existente in materiale, produse sau piese au diverse proveniente iar cauzele
care le determina pot fi adeseori diminuate dar nu eliminate complet. Calitatea unui produs este determinata de un numar atat de mare de caracteristici, iar
acestea, la randul lor, sunt afectate de un numar atat de mare de factori incat estimarea calitatii unui produs in faza de proiectare a acestuia are un anumit grad de aproximare. Produsul real contine diverse imperfectiuni mai mult sau mai putin grave.
Din motive obiective, defectele au fost impartite in doua mari categorii: defecte acceptabile si defecte inacceptabile. Deci, doar o parte dintre ele sunt inacceptabile.
Incadrarea in una sau alta din categoriile de mai sus se face in functie de destinatia produsului, de rolul functional, de importanta acestuia intr-un ansamblu, de cost, de exigentele impuse de norme sau conventii intre beneficiar si furnizor etc.
In oricare dintre situatiile de mai sus insa, este evident faptul ca defectele trebuie cunoscute, identificate, descrise, masurate etc. Pentru a facilita procesul de identificarea a acestora, avand in vedere faptul ca in realitate exista o infinitate de posibilitati de materializare a defectelor, standardele au fost concepute in asa fel incat orice defect real sa poata fi incadrat intr-o categorie, sa "poata fi judecat si condamnat sau nu".
Cunoasterea defectelor presupune parcurgerea urmatoarelor etape: - cunoasterea tipurilor de defecte care pot aparea intr-un produs in functie de natura
materialului, de modul de proiectare, de procesul tehnologic de prelucrare (nu cautam delaminari intr-o piesa turnata!);
- detectarea defectelor, semnalarea prezentei acestora (existenta unor goluri poate fi semnalata, de exemplu, prin cantarire);
- localizarea in raport cu un sistem de referinta convenabil ales (stabilirea pozitiei unde este amplasat defectul in raport cu suprafetele exterioare ale piesei);
- masurarea si estimarea formei si volumului (adeseori se aproximeaza marimea defectului prin marimea unei figuri geometrice in care poate fi inscris: sfera, paralelipiped sau prin proiectia acestuia pe o suprafata sau prin luarea in consideratie a dimensiunii celei mai mari, denumita dimensiune caracteristica);
- estimarea tendintei de a evolua in timp, de propagare (defectele bidimensionale, cum ar fi fisurile, au tendinta de propagare mai mare decat cele tridimensionale);
- compararea caracteristicilor reale ale produsului afectat de prezenta defectelor detectate cu valorile stabilite la proiectare sau prescrise pentru acele caracteristici;
- analizarea modului in care defectele inacceptabile pot sau nu fi remediate; - luarea unei decizii privind acceptabilitatea defectelor detectate conform unei norme
sau, in absenta normelor, pe baza negocierilor dintre beneficiar si furnizor. In literatura de specialitate si in standarde exista o serie de clasificari bazate pe diverse
criterii de selectie, cele mai importante fiind prezentate in cele ce urmeaza. Clasificarea generala a defectelor produselor, pieselor sau materialelor Principalele criterii de clasificare, selectate pe criterii practice, sunt: - clasificarea defectelor dupa importanta acestora si dupa gradul de periculozitate in
raport cu functionarea produsului; - dupa caracteristica pe care o afecteaza; - dupa frecventa de aparitie; - dupa gradul de accesibilitate la detectare; - dupa evolutia in timp.
• Clasificarea defectelor dupa importanta acestora si dupa gradul de periculozitate in
raport cu functionarea produsului Dupa acest criteriu defectele pot fi: critice, majore sau minore. Defectul critic este considerat acea neconformitate a unui produs care determina lipsa
de securitate sau poate conduce la accidentarea utilizatorilor sau a acelora ce depind sau utilizeaza produsul respectiv.
Defectul major este considerat cel care, fara sa fie critic, reduce in mod substantial posibilitatile de utilizare a produsului respectiv sau poate provoca o defectare care sa impiedice functionarea acestuia.
Defectul minor este o neconformitate care reduce confortul, afecteaza caracteristicile estetice sau diminueaza nesemnificativ functionalitatea produsului.
Daca luam ca exemplu un autoturism, disfunctiile sistemului de franare sau al sistemului de directie se incadreaza in categoria defectelor critice intrucat afecteaza grav functionalitatea produsului, poate pune in pericol viata utilizatorului sau a celor din jurul lui, inclusiv viata produsului. In cadrul aceluiasi exemplu, disfunctia carburatorului sau a blocului de contact este considerata majora deoarece impiedica functionarea produsului fara insa (de regula) a pune in pericol viata cuiva. Deteriorarea sistemului de iluminare din habitaclu sau a brichetei de bord pot fi incadrate in categoria defectelor minore intrucat produc doar un anumit disconfort sau incomoditati lipsite de importanta in raport cu functionalitatea generala a produsului.
Este interesant faptul ca un acelasi defect, in functie de destinatia produsului, poate fi incadrat in una sau alta din categoriile de mai sus. De exemplu o fisura intr-o conducta de gaze este un defect critic in timp ce aceeasi fisura intr-o greutate de cantar este un defect minor atat timp cat greutatea are valoare inscrisa si cantarirea se poate face corect.
• Clasificarea defectelor dupa caracteristica pe care o afecteaza Principalele caracteristici ale unei piese sau ale unui material sunt: - compozitia chimica si puritatea; - rezistenta la solicitari mecanice statice sau dinamice; - rezistenta la solicitari termice sau la alti factori externi; - structura interna; - omogenitatea; - dimensiunile si forma; - pozitia reciproca a suprafetelor; - calitatea suprafetelor; - continuitatea; - capacitatea de a se magnetiza si de a pastra magnetizarea etc.
Clasificarea defectelor dupa acest criteriu conduce la urmatoarea grupare:
1. defecte sau abateri dimensionale; 2. defecte de forma si pozitie reciproca a suprafetelor; 3. abateri de la calitatea suprafetelor; 4. defecte de structura; 5. abateri de la compozitia chimica si gradul de puritate; 6. abateri de la caracteristicile mecanice; 7. discontinuitati; 8. alte abateri.
De regula, in special in Romania, primele trei grupe sunt detectabile in cadrul
compartimentului de control metrologic, grupele 4 si 5 in compartimentul de incercari metalurgice si analiza chimica, grupa a 6 a prin incercari distructive, grupa a 7-a in principal prin control nedistructiv si ultima prin metode speciale sau combinate.
• Clasificarea defectelor dupa gradul de accesibilitate la detectare
Acest criteriu de clasificare are o importanta practica deosebita intrucat determina atat tehnologia de examinare cat si echipamentul necesar in vederea detectarii.
In functie de pozitia in raport cu suprafetele pieselor si cu gradul de accesibilitate se poate face urmatoarea grupare:
1. defecte exterioare - in general, mai usor accesibile; 2. defecte interioare - in general, mai greu accesibile:
situate pe suprafete interioare (ex. : peretele interior al unei tevi, al unei carcase);
situate in interiorul peretilor pieselor: ⇒ in apropierea suprafetei:
- care comunica cu exteriorul (goluri care erup la suprafata printr-un por );
- care nu comunica cu exteriorul (incluziuni, fisuri etc.); ⇒ in interiorul peretilor piesei la o adancime, departare mai mare de
3. defecte greu detectabile din diverse motive: ♦ din cauza pericolului pe care-l prezinta in raport cu sanatatea unui operator
uman; - in medii toxice (incinta cu gaze: clor, oxid de carbon); - in medii radioactive (surse de radiatii gamma); - la temperaturi ridicate (lingouri, cuptoare, reactoare in industria
chimica) etc. ♦ din cauza distantei:
- la inaltime mare (poduri rulante, cabluri de teleferic); - la distante mari (furnale, conducte de transport curent electric); - adancimi mari (baraje, turbine).
♦ din cauza amplasarii produsului vizat in interiorul unui ansamblu: - incinta vidata (rub Roentgen, diode fotomultiplicatoare; - sub presiune mare (rezervoare de gaz, butelii); - produs capsulat (tub cinescopic, componente elctronice).
• Clasificarea defectelor dupa frecventa de aparitie raportata la un lot de piese sau la o singura piesa
Intr-un lot de piese sau de-a lungul unei piese un anumit tip de defect poate sa apara
sistematic, avand la baza o eroare sistematica, sau aparitia lui poate fi accidentala, determinata de cauze accidentale,.
Dupa gradul de grupare defectele pot fi: singulare, grupate sau raspandite (imprastiate). • Clasificarea defectelor dupa evolutia in timp sau dupa tendinta de propagare sub
actiunea solicitarilor exterioare sau a tensiunilor interne remanente Dupa acest criteriu gruparea poate fi facuta in doua categorii: - "cuminti" care stau pe loc si nu se dezvolta in timpul exploatarii produsului; acestea
sunt de regula tridimensionale si au contururi rotunjite (sufluri, goluri); - cu tendinta de propagare pana la ruperea produsului; de regula bidimensionale sau
tridimensionale cu contururi ascutite (fisuri, crapaturi, reprize, delaminari).
Este evident ca mai periculoase sunt cele din a doua categorie, astfel ca tehnicile de
detectare le vizeaza in primul rand pe acestea. Standardizarea defectelor In tara noastra sunt in vigoare standarde de defecte grupate pe categorii de produse in
functie de modul de obtinere al acestora, dupa cum urmeaza: STAS 782-79 Defectele pieselor turnate. Clasificare si terminologie. STAS 6656-80 Defectele pieselor laminate, extrudate si trase din otel. Clasificare si
terminologie. STAS 6092/1-83 Piese forjate din otel. Clasificarea si terminologia defectelor. STAS 6092/2-84 Piese forjate din materiale metalice neferoase. Clasificarea si
terminologia defectelor. STAS 7084/1-81 Defectele imbinarilor sudate prin topire. Clasificare si terminologie. STAS 7084/2-82 Defectele imbinarilor sudate prin presiune. Clasificare si terminologie. STAS 8299-78 Clasificarea si simbolizarea defectelor imbinarilor sudate prin topire pe
baza radiografiilor STAS 12077-82 Defectele imbinarilor lipite. Clasificarea si terminologie. STAS10354-81 Defectele suprafetelor taiate termic. Clasificare si terminologie. 1.2 Defectele pieselor obtinute prin turnare Piese turnate Numeroase piese utilizate in constructia masinilor, aparatelor si diverselor tipuri de
utilaje sunt obtinute prin turnarea unui material in stare lichida intr-o cavitate ce reprezinta negativul piesei si care se realizeaza intr-o forma, cochila sau coaja de turnare (fig . Procesul de turnare a unei piese sau semifabricat este un proces complex care cuprinde: topirea aliajului (asociata eventual, cu modificarea compozitiei chimice), intoducerea in cavitatea special executata, solidificarea si extragerea piesei din forma. De regula, dupa turnare, piesele sunt supuse unor operatii de curatire si prelucrare prin aschiere. Avand in vedere faptul ca proprietatile de turnare variaza de la un material la altul, rezulta ca unele materiale se toarna mai usor si altele mai greu, ca unele materiale sunt predispuse la aparitia defectelor mai mult decat altele.
Defectele pieselor turnate Prin defect al unei piese turnate se intelege orice abatere de la forma, dimensiuni, masa, aspect exterior, compactitate, structura, compozitie chimica sau proprietati mecanice si fizice prescrise in standardele respective sau in alte documnete tehnice normative. Si in acest caz notiunea de defect este relativa si conventionala. In functie de destinatie,
in standarde sau in alte documente tehnice normative de produs, aceeasi abatere poate fi considerata sau nu ca defect inadmisibil, defect admisibil sau remediabil. In standard, pentru fiecare tip de defect s-a stabilit termenul ce trebuie sa fie utilizat de catre toti cei implicati, folosirea sinonimelor nefiind, de regula, neacceptata.
Clasificarea defectelor produselor turnate, bazata pe descrierea fizica a fiecaruia, permite ca identificarea sa poata fi facuta fie prin observarea si examinarea directa a piesei, fie, dupa o descriere precisa a formei, aspectului, localizarii si dimensiunilor defectului. Acest sistem de clasificare, bazat pe morfologia defectelor este mai util decat cel bazat pe cauzele care ii determina aparitia, cauze care doar se presupun si se estimeaza. Pe de alta parte acelasi defect poate avea cauze extrem de diferite.
Standardul de defecte in piese turnate cuprinde: denumirea, simbolizarea, gruparea dupa caracteristicile morfologice, descrierea, cauze posibile si metode de prevenire, schita defectului si fotografia unei piese care il contine. Descrierea data in standard cuprinde caracteristici vizibile, care pot fi observate de regula cu ochiul liber si localizarea cea mai probabila, in sau pe piesa turnata.
Referitor la cauzele posibile trebuie remarcat faptul ca in standard sunt precizate doar cauzele cele mai probabile la nivelul unei anumite tehnologii de turnare. Este imposibil de precizat o singura cauza pentru fiecare defect. Cu exceptia catorva defecte care sunt rezultatul unei tehnologii de turnare evident gresite, imperfectiunile se datoresc de cele mai multe ori unui concurs de imprejurari si nu unei cauze bine determinate.
S-au stabilit 7 categorii de baza, fiecare fiind identificata printr-o litera: A - excrescente metalice; B - goluri (cavitati); C - discontinuitati - crapaturi; D - defecte de suprafata; E - piesa turnata incompleta; F - dimensiuni sau configuratie necorespunzatoare; G - incluziuni si defecte de structura. Fiecare categorie este impartita in grupe si subgrupe, notate prin cifre. In cadrul fiecarei
subgrupe, se precizeaza printr-o a treia cifra fiecare defect in parte. Deci un simbol cuprinde o litera si trei cifre.
Anumite defecte se pot incadra logic in mai multe categorii. Crustele, de exemplu, sunt
excrescente metalice (categoria A) dar cu toate acestea sunt clasificate ca subgrupa (D230) la defecte de suprafata.
Desi cauzele care determina aparitia defectelor nu constituie in standard un criteriu de clasificare, cunoasterea acestora faciliteaza identificarea defectelor, incadrarea exacta intr-o categorie sau alta precum si posibilitatea comunicarii personalului din compartimentul de control cu toate persoanele implicate in fabricarea unui produs.
Cauzele aparitiei defectelor in piesele turnate pot fi grupate in urmatoarele categorii: - defecte de material, determinate de materialul turnat, de puritatea acestuia si de
particularitatile comportamentului pe care-l are la turnare: fluiditatea, contractia, tendinta de a dizolva gaze, tendinta de segregare etc.;
- defecte de proiectare, determinate de forma si dimensiunile produsului stabilite prin proiectare: grosimi de pereti neuniformi, intersectii de pereti in cruce, pereti prea subtiri etc.;
- defecte tehnologice, determinate atat de procesul tehnologic stabilit cat si de acuratetea respectarii regulilor de realizare a fiecarei operatii si a fiecarei faze.
Defecte determinate de proprietatile fizico-chimice, de compozitia chimica si de puritatea materialului turnat in piese
Principalele proprietati de turnare sunt: - fluiditatea; - contractia la trecerea din stare lichida in stare solida; - tendinta de a dizolva gaze; - tendinta de segregare.
Fluiditatea necorespunzatoare poate conduce la diverse categorii de defecte cum ar fi:
piese turnate incomplet, cand fluiditatea e prea mica sau suprafete excesiv de rugoase cand fluiditatea e prea mare.
Contractia poate coduce la aparitia de goluri ca retasuri sau microretasuri iar impiedecarea contractiei la fisuri, rupturi, crapaturi sau tensiuni interne sau la dimensiuni necorespunzatoare.
Tendinta de a dizolva gaze conduce la aparitia porilor, sufluri sau goluri. Tendinta de segregare determina aparitia neomogenitatilor de material si structura. Cunoasterea proprietatilor de turnare a materialului permite luarea unor masuri atat in
ce priveste proiectarea piesei cat si in ceea ce priveste tehnologia de turnare astfel incat riscul aparitiei defectelor determinate de material sa fie cat mai mic.
Defecte determinate de proiectarea piesei La proiectarea pieselor turnate trebuie respectate anumite reguli stabilite pe baza
cunoasterii comportarii materialului respectiv la turnare. Astfel, pentru prevenirea aparitiei retasurii interioare se evita intersectiile de pereti in T sau in cruce, peretii verticali se prevad cu inclinatii care sa determine solidificarea dirijata, se prevad adaosuri de prelucrare pentru indepartarea suprafetelor rugoase atunci cand acestea au un rol functional etc.
Defecte determinate de tehnologia de turnare La proiectarea tehnologiei de turnare se iau in considerare particulatitatile de material si
de forma si se adopta solutii tehnologice adecvate, cum ar fi: utilizarea unor racitori interni sau externi, filtre, anumite retele de turnare etc.
A. EXCRESCENTE METALICE A100 Excrescente metalice avand forma de bavuri
A110 Excrescente metalice avand forma de bavuri, fara modificarea principalelor dimensiuni ale piesei turnate A111 Bavura - bavura subtire in planul de separatie A112 Creasta - excrescente avand forma de vene A113 Retea de creste - retea de excrescente A114 Crusta de colt - excrescenta subtire in unghiuri interioare, paralela cu una din suprafetele de turnare A115 Bavura de colt - excrescenta metalica subtire care imparte unghiul interior in doua parti) A120 Excrescente metalice avand forma de bavuri care modifica principalele dimensiuni ale piesei turnate A121 Bavura groasa in planul de separatie A122 Bavura groasa in alte parti ale piesei turnate A123 Bavura-panza de metal
A200 Excrescente masive A210 Umflaturi
A211 Umflatura interioara sau exterioara - exces de metal pe suprafetele interioare sau exterioara ale piesei turnate A212 Eroziune - exces de metal in apropierea alimentatorului sau sub piciorul palniei A213 Excrescente metalice cu forme alungite pe directia de asamblare a formei - excrescente datorate asamblarii gresite a formei
A220 Excrescente cu suprafete rugoase A221 Forma cazuta - pe suprafat superioara a piesei A222 Deplasarea unei parti din forma sau de miez
A223 Incluziuni de amestec de formare - pe suprafata inferioara a piesei turnate
A224 Colt de forma rupt - pe alte parti ale formei turnate A225 Forma rupta - pe zonele marginale ale piesei A226 Miez rupt - excrescenta in cavitatea formata de miez A300 Alte excrescente metalice A310 Mici excrescente metalice cu suprafete netede
A311 Picatura - excrescenta de forma mai mult sau mai putin sferica determinata de licuatia unor componenti
Cauze posibile ale aparitiei excrescentelor si masuri de prevenire
Principalele cauze care conduc la aparitia defectelor de tip excrescente sunt de natura tehnologica si anume: erori de asamblare a semiformelor, de manevrare a miezului, de rezistenta a amestecului de formare, de indesare a amestecului, de alimentare cu aliaj topit, de uscare a formelor etc.
Astfel: - bavurile in planul de separatie (A111) pot fi provocate de jocul dintre cele doua
semiforme sau de o asamblare gresita a semiformelor; - bavura groasa in alte parti ale piesei (A122) poate fi determinata de rezistenta
redusa a amestecului de formare ca urmare a unei indesari insuficiente; - eroziunea (A212) poate fi determinata de uscarea incorecta a formei sau de o retea
de alimentare a formei gresita, care conduce la o viteza prea mare de patrundere a aliajului in forma ceea ce provoaca erodarea acesteia.
Principalele masuri de prevenire care pot elimina partial sau cel putin diminua aparitia defectelor de tip excrescente sunt:
- executarea ingrijita a modelelor, formelor si miezurilor; - asamblarea atenta a formei; - eliminarea sau diminuarea jocurilor din imbinari; - alegerea unui liant cu o rezistenta mare la cald; - indesarea cat mai uniforma a amestecului; - controlul uscarii formei si miezurilor; - optimizarea retelei de turnare; - utilizarea unor picioare de turnare ceramice si/sau filtre de turnare.
B. GOLURI
B100 Goluri cu pereti, in general, rotunjiti si netezi, putand fi observate cu ochiul liber (sufluri, pori)
B110 Goluri din clasa B100 in interiorul piesei turnate, neextinse la suprafata, detectabile doar prin metode speciale, prin prelucrari mecanice sau constatate la ruperea piesei turnate B111 Sufluri, pori - goluri rotunjite cu pereti netezi, izolate sau grupate B112 Sufluri in apropierea insertiilor - racitoarelor - goluri rotunjite in apropierea insertiilor B113 Sufluri cu zgura - sufluri insotite de zgura B120 Goluri din clasa B100 situate pe sau sub suprafata piesei turnate larg deschise sau cel putin comunicand cu exteriorul B121 Sufluri superficiale - goluri din clasa B120, izolate sau grupate, la suprafata B122 Sufluri de colt - goluri rotunjite situate in unghiurile interioare ale piesei
B123 Pori superficiali - goluri mici pe suprafat piesei turnate B124 Retasuri dispersate - goluri mici, inguste avand forma de fisuri
B200 Goluri cu pereti in general rugosi, retasuri B210 Gol deschis din clasa B200 care patrunde uneori adanc in piesa turnata
B211 Retasura deschisa sau exterioara - gol in forma de palnie B212 Retasura de colt - gol cu muchii ascutite in unghiurile piesei B213 Retasura de miez - gol in comunicare cu un miez
B220 Gol din clasa B200 situat in intregime in interiorul piesei turnate B221 Retasura inchisa sau interioara - gol de forma neregulata
B222 Retasura axiala - gol sau zona poroasa de-a lungul axei centrale B300 Structuri poroase cauzate de prezenta a numeroase goluri mici
B310 Goluri conform cu B300, greu perceptibile cu ochiul liber B311 Macro sau microretasuri, porozitate de contractie, pori - retasura
dispersata, dendritica, cu aspect spongios.
Cauze posibile ale aparitiei golurilor si masuri de prevenire Golurile pot apare din diverse cauze dintre care principalele sunt:
gazele incluse in aliaj in timpul solidificarii: i bule de gaz de origine metalurgica (endogene) provenite din:
� continutul excesiv de gaz in baia metalica (materiale de incarcare, metoda de topire, atmosfera etc.); gazele dizolvate sunt degajate in timpul solidificarii materialului;
� in cazul fontelor si otelului: formarea monoxidului de carbon prin reactia carbonului si oxigenului prezent ca un gaz sau sub forma de oxid;
i gaze provenite din materialele de formare-miezuire (bule exogene) din cauza: � umiditatii excesive a formei sau miezurilor; � liantilor pentru mezuri care degaja mari cantitati de gaze; � utilizarii unor cantitati excesive de aditivi ce contin hidrocarburi; � utilizarii unor pudre si vopsele care tind sa degaje prea multe gaze.
i retinerea mecanica a gazelor (bule exogene) din cauza: � evacuarii insuficiente sau incomplete a gazelor si aerului din cavitatea
formei; � permeabilitatera insuficienta a formei si miezului; � antrenarea aerului datorita turbulentei in reteaua de turnare.
hidrogen rezultat din reactia de reducere dintre aluminiu (atunci cand acesta este prezent in exces in fonta) si vaporii de apa din forma;
umiditate sau oxizi pe insertiile metalice, condensarea vaporilor pe insertiile metalice, folosirea de insertii sau racitori, murdare de ulei sau acoperiti cu vopsele ce tind sa degaje gaze;
contractia in volum a materialului turnat: i in stare lichida, in timp ce se raceste in forma, pana la inceputul solidificarii; i la trecerea de la starea lichida la starea solida; i in stare solida.
alimentarea insuficienta a formei in portiunile groase.
Principalele masuri de prevenire care pot elimina partial sau cel putin diminua aparitia defectelor de tip goluri sunt:
masuri adecvate pentru evacuarea aerului si gazului din cavitatea formei (rasuflatori, orificii de ventilare);
marirea permeabilitatii formei si miezurilor; proiectarea retelelor de turnare cat mai corecte; asigurarea uscarii corespunzatoare a formelor care se toarna in stare uscata; controlarea umiditatii formelor crude; reducerea cantitatilor de lianti si aditivi folositi; marirea presiunii metalostatice prin cresterea inaltimii piciorului de turnare; topire intr-o atmosfera usor oxidanta, urmata de dezoxidare controlata; dagazare prin barbotare cu gaz neutru; folosirea oalelor de turnare bine uscate; folosirea insertiilor metalice galvanizate sau cuprate; curatarea si uscarea insertiilor; turnarea rapida dar fara turbulenta; uscarea formelor; folosirea maselotelor cu o suficienta rezerva de metal lichid pentru alimentare s.a.
pentru otel:
dezoxidarea corespunzatoare; evitarea reoxidarii; reducerea continutului de hidrogen si azot prin procedee adecvate de topire; controlarea temperaturii si duratei de turnare.
pentru fonte:
impiedecarea introducerii oxizilor si oxidarii baii prin evitarea folosirii materialelor de incarcare ruginite si precautii la topire;
controlarea continutului de aluminiu; verificarea temperaturii de turnare (sa nu fie prea sczuta).
pentru aliaje neferoase:
evitarea temperaturilor de topire ridicate si acordarea unei atentii sporite la degazare
C. DISCONTINUITATI - CRAPATURI
C 100 Discontinuitati cauzate de efecte mecanice (rupturi) Discontinuitati ce apar in general la intersectii de sectiuni. Conform formei piesei turnate si aspecvtului rupturii, acestea nu par af rezultatu; tensiunilor interne C110 Ruptura normala C111 Ruptura la rece - aspect de ruptura normala C120 Ruptura cu oxidare
C121 Ruptura la cald - suprafata rupta oxidata in intregime sau in jurul muchiilor C200 Discontinuitati datorate tensiunilor interne si franarii contractiei (crapaturi si fisuri) C210 Fisura sau crapatura la rece
C211 Crapaturi la rece - discontinuitati cu margini continue, suprafata neoxidata
C220 Fisura sau crapatura la cald C221 Crapatura la cald - discontinuitati de forma neregulata, suprafata
oxidata C222 Crapatura la tratament termic - ruptura dupa solidificarea completa,
in timpul tratamentului termic C300 Discontinuitati datorita sudarii incomplete (reprize). Margini in general rotunjite, indicand un slab contact intre diverse jeturi de metal in timpul umplerii formei C310 Nesudarea totala sau partiala a jeturilor de metal in ultima portiune de umplere a piesei
C311 Repriza sau sudura la rece - separarea totala sau partiala a peretelui piesei turnate, adesea in plan vertical
C320 Sudare incompleta intre doua parti ale piesei turnate C321 Turnare intrerupta - C330 Sudare incompleta in jurul suporturilor, racitoarelor sau insertiilor metalice C331 Sudare incompleta pe insertia metalica C400 Discontinuitati datorita defectelor de natura metalurgica C410 Separare in lungul limitelor de graunti C411 Ruptura sistoasa C412 Coroziune intercristalina Cauze posibile ale aparitiei discontinuitatilor - crapaturi si masuri de prevenire Principalele cauze care pot conduce la aparitia discontinuitatilor sunt;
deteriorarea piesei din cauza dezbaterii, debavurarii sau manuirii neatente; configuratie necorespunzatoare a piesei turnate care creaza mari diferente de viteza de
racire; forte externe sau socuri care se pot adauga tensiunilor interne; contractie franata:
� datorita proiectarii incorecte a piesei: - diferente mari de grosime intre pereti; - trecere brusca de la o grosime la alta; - piesa cu forma prea complicata.
� din cauza formei: - forma si miezuri excesiv de rigida; - suprafete neajustate ale formei (forme de metal); - vitrifierea nisipului
� alungirea sau deformarea formei: - nisip sau zone ale formei metalice incalzite; - timp de racire excesiv inaintea dezbaterii.
debit insuficient de metal lichid; cauze metalurgice: compozitii chimice incorecte, otel - continut de aluminiu sau sulf prea
ridicat, fonta - siliciu si carbon insuficient, bronz cu staniu - segregatie de plumb; tratament termic incorect; turnare inceata sau intrerupta; intreruperea momentana a jetului de metal in timp ce se umple forma;
metal insuficient cantitativ in oala de turnare; aliaje cu continut ridicat de impuritati etc.
Pentru prevenirea aparitiei acestei categorii de defecte se pot lua urmatoarele masuri de prevenire:
- prevederea de alimentatoare, maselote si racitori care sa conduca la o racire uniforma a piesei turnate;
- racire lenta in forma, insotita de o degajare rapida a sectiunilor masive; - dezbaterea, debavurarea si maniurea atenta a piesei calde; - pentru cauzele de natura metalurgica: desulfurarea otelului si dezoxidarea
corespunzatoare, pentru aliaje usoare - micsorarea dimensiunilor grauntilor cristalini; - corectarea tratamentului termic; - folosirea aliajelor a caror viteza critica de calire este scazuta; - turnarea la temperatura mai ridicata pentru cresterea fluiditatii si evitarea reprizelor; - marirea vitezei de umplere a formei prin modificarea alimentarii s.a. D. DEFECTE DE SUPRAFATA D 100 Denivelari neinsemnate pe suprafata piesei turnate D110 Cute pe stratul superficial al piesei turnate D111 Riduri D112 Piele de elefant D113 Cute D114 Urme de curgere D120 Rugozitate necorespunzatoare
D121 Rugozitate D122 Rugozitate grosolana (defect tipic pentru formarea la presiune inalta)
D130 Striuri pe suprafata piesei turnate D131 Striuri D132 Cozi de soarece D133 Carie D134 Fagure D135 Lipitura D140 Goluri pe suprafata piesei turnate D141 Retasura de suprafata D142 Incluziuni de zgura deschise D200 Defecte importante de suprafata D210 Denivelari mari pe suprafata piesei turnate D211 Adancitura datorata deplasarii unei bucati de froma D220 Aderenta de nisip, mai mult sau mai putin vitrificat D221 Aderenta de nisip D222 Aderenta termica D223 Aderenta mecanica D224 Crusta subtire
D230 Excrescente metalice avand forma de placi cu suprafete rugoase, de obicei paralele cu suprafata piesei turnate D231 Crusta D232 Cruste de fierbere sau de eroziune D233 Crusta de vopsea
D240 Oxizi aderenti, produsi in timpul tratamentului termic (recoacere de revenire, maleabilizare) D241 Arsura - oxizi aderenti dupa recoacere D242 Aderenta de minereu de la impachetare - aderenta minereului dupa maleabilizarea fontei D243 Exfoliere - exfoliere dupa recoacerea de maleabilizare
Cauze posibile ale aparitiei defectelor de suprafata si masuri de prevenire
E. PIESA INCOMPLET TURNATA E100 Piese incomplete, fără ruptură
E110 Variaţii mici faţă de forma modelului E111 Colţuri rotunjite E112 Suprafeţe şi margini deformate E120 Variaţii importante faţă de forma modelului E121 Piesă incompletă cauzată de solidificare E122 Piesă incompletă cauzată de turnarea incompletă E123 Piesă incompletă cauzată de scurgerea metalului din formă E124 Piesă incompletă cauzată de alicarea excesivă
E125 Piesă incompletă cauzată de topirea sau deformarea aliajului E200 Piese incomplete, cu ruptură
E210 Piesă turnată, ruptă E211 Piesă incompletă cu ruptură totală la rece E212 Piesă incompletă cu ruptură totală la cald E220 Piesă turnată, ştirbită
E221 Piesă turnată cu ştirbitură E300 Reprize
E310 Repriză în plan vertical E311 Repriză parţială sau totală
E320 Repriză în plan orizontal E321 Repriză orizontală cauzată de turnarea întreruptă
E330 Repriză în jurul inserţiilor metalice E331 Repriză incompletă pe inserţie metalică
În figura 2.16 este prezentat un exemplu de defect din categoria E120 şi în figura 2.17 exemple de reprize.
Fig. 2.16. Piesă incompletă; defect cauzat de solidificare (E121).
Fig. 2.17. Reprize în plan vertical - E311 Repriză parţială sau totală.
Cauze posibile ale apariţiei pieselor turnate incomplet şi măsuri de prevenire
Principalele cauze care pot conduce la apariţia acestor tipuri de defecte şi câteva măsuri preventive sunt prezentate în tabelul 2.1.
Tabelul 2.1. Cauze şi măsuri de prevenire ale apariţiei pieselor turnate incomplet
Defect Cauze Măsuri
1. Temperatură de turnare necorespunzătoare, fluiditate insuficientă
Mărirea temperaturii de turnare
2. Alimentatoare prea mici Modificarea dimensiunilor reţelei de turnare
3. Temperatură prea scăzută a formei (forme metalice)
Preîncălzirea formei metalice
4.
E100 Piese incomplete, fără ruptură
Cantitate insuficientă de metal în oala de turnare
Asigurarea unei cantităţi suficiente de aliaj pentru umplerea formei
5. Dezbatere prematură, piesele prea calde, manipulare neglijentă
Dezbaterea atentă, în momentul optim
6.
E200 Piese incomplete, cu ruptură
Alimentatoarele sau maselotele au avut secţiuni prea mari sau au fost crestate insuficient
Dimensionarea corectă a zonei de fixare a alimentatoarelor şi maselotelor. Efectuarea de crestături cu un disc abraziv
8. Fluiditate insuficientă Turnarea la temperaturi mai ridicate 9. Turnare înceată sau întreruptă Mărirea vitezei de turnare sau de
umplere prin modificarea alimentării
10. Aerisire insuficientă Imbunătăţirea sistemului de aerisire sau creşterea permeabilităţii amestecului
11.
E300 Reprize
Turnarea din două părţi (forme metalice)
Preîncălzirea formei şi folosirea unui sistem de alimentare adecvat
F. DIMENSIUNI SAU CONFIGURAŢIE NECORESPUNZĂTOARE F100 Dimensiuni necorespunzătoare
F110 Toate dimensiunile piesei turnate sunt necorespunzătoare F111 Dimensiuni incorecte cauzate de contracţie greşit prevăzută
F120 Unele dimensiuni ale piesei turnate sunt necorespunzătoare F121 Unele dimensiuni necorespunzătoare cauzate de contracţia frânată F122 Unele dimensiuni necorespunzătoare cauzate de contracţia neuniformă F123 Unele dimensiuni necorespunzătoare cauzate de extragerea greşită a modelului din formă F124 Unele dimensiuni necorespunzătoare cauzate de dilatarea formei în timpul uscării F125 Unele dimensiuni necoresp. cauzate de deformarea modelului în timpul îndesării amestecului
F200 Configuraţie necorespunzătoare F210 Configuraţie necorespunzătoare în ansamblu F211 Configuraţie necorespunzătoare cauzată de model F212 Configuraţie necorespunzătoare cauzată de montarea greşită a modelului F220 Dezaxare F221 Dezaxarea piesei în planul de separaţie, cauzată de formă E222 Dezaxarea piesei în planul de separaţie, cauzată de miez F230 Deformări ale geometriei piesei F231 Deformări ale geometriei piesei cauzate de model E232 Deformări ale geometriei piesei cauzate de formă F233 Deformări ale geometriei piesei cauzate de contracţie E234 Deformări ale geometriei piesei cauzate de detensionare
În figura 2.18 este prezentat un exemplu de piesă cu dimensiuni necorespunzătoare, defect cauzat de neluarea corectă
în consideraţie a contracţiei specifice materialului respectiv.
R
T
Fig. 2.18. Exemplu de piesă cu dimensiuni necorespunzătoare cauzate de contracţia incorect
prevăzută (F111): T – dimensiunea piesei turnate; R – dimensiunea piesei după contracţie.
Fig. 2.19. Exemplu de piesă cu formă necorespunzătoare.
Dezaxare în planul de separaţie, cauzată de formă (F220)
În figura 2.19 este prezentat un defect tip F220 – Dezaxare. Dezaxarea poate fi determinată de jocul existent între
semimodele sau de erori de asamblare a semiformelor Cauze posibile ale apariţiei pieselor cu defecte dimensionale sau configuraţie necorespunzătoare şi măsuri de prevenire
Majoritatea defectelor din această categorie sunt determinate de erori tehnologice. Principalele cauze care pot conduce la apariţia defectelor dimensionale sau de formă şi poziţie reciprocă a suprafeţelor şi câteva măsuri preventive sunt prezentate în tabelul 2.2.
Tabelul 2.2. Cauze şi măsuri de prevenire a dimensiunilor şi configiraţiei necorespunzătoare
lui ţinând cont de adaosurile corecte de contracţie
2. Contracţie frânată – compoziţia amestecului de formare necorespunzătoare, exces de liant, armături prea multe etc.
Evitarea unei îndesări exagerate a formelor, adaosuri în amestecul de formare care să permită comprimarea amestecului
3. Contracţie neuniformă – răcire cu viteze diferite a diverselor zone ale piesei
Asigurarea unei răciri uniforme, fie prin forma modelului fie prin tehnologia de formare
4.
F100 Dimensiuni necorespun-zătoare
Rigiditatea modelului sau a plăcii model nu este suficientă, deformarea elastică a modelului şi deformarea cavităţii formei.
Asigurarea unei rigidităţi corespunzătoare a modelelor şi a plăcii de model
5. Potrivire incorectă a semimo-delelor sau a semiformelor
Reducerea jocului între elementele care se asamblează
6.
F200 Configuraţie necorespun-zătoare
Model deformat Verificarea construcţiei modelului.
G. INCLUZIUNI SI DEFECTE DE STRUCTURĂ G100 Incluziuni
G110 Incluziuni metalice G111 Incluziune metalică
G112 Picătură rece G113 Picătură de eutectic
G120 Incluziuni nemetalice de zgură, fondanţi G121 Incluziuni de zgură sau fondanţi
G122 Incluziuni de zgură sau fondanţi, însoţite de sufluri G130 Incluziuni nemetalice de amestec de formare
G131 Incluziuni de nisip G132 Incluziuni de vopsea
G140 Incluziuni nemetalice de oxizi şi produse de reacţie G141 Pete negre
G142 Incluziuni de oxizi sau pelicule de oxizi G143 Incluziuni de grafit lucios
G144 Puncte dure G200 Defecte de structură
G210 Structuri anormale la fonta cu grafit lamelar şi la fonta cu grafit nodular G211 Albire totală sau parţială G212 Albire fără zonă de tranziţie G213 Albire inversă G214 Nodulizare incompletă
G215 Perlitizare incompletă G220 Structuri anormale la fonta maleabilă
G221 Grafit eutectic G222 Inel perlitic G223 Zonă dură
G230 Repartizarea anormală a grafitului G231 Cuiburi de grafit primar G232 Separări de grafit sub formă de cuiburi
G233 Concentrări de separări de grafit G240 Separarea a doi componenţi de compoziţie diferită
G241 Licuaţie G250 Mărime necorespunzătoare a grăuntelui G251 Grăunte necorespunzător dimensional În figura 2.20, a este prezentată schematic o incluziune metalică (G111), iar în figura 2.20, b este redat un defect de structură (G211 – Albire totală sau parţială).
a
b Fig. 2.20. Exemple de defecte din categoria G:
a - G111 – Incluziune metalică; b - G211 – Albire totală sau parţială. Principalele cauze care pot conduce la apariţia acestor tipuri de defecte şi câteva măsuri preventive sunt prezentate în
tabelul 2.3. Tabelul 2.3.
Cauze şi măsuri de prevenire a defectelor din grupa G
Defect Cauze Măsuri 1. Eroziune sau asamblare greşită a
formelor şi miezurilor, desprinderi de amestec din formă
Manevrare atenta, componenţa amestecului corect proporţionată, îndesare suficientă şi uniformă
2. Peliculele de oxizi din oală de turnare antrenate în formă
Evitarea oxidării jetului de material metalic, turnarea în sifon, reţele de turnare care să asigure curgerea laminară a aliajului etc.
3. Reacţiile complexe care apar în aliajul lichid între diferiţi constituienţi (C, Si, Mn etc.) sau între aliaj şi oxizii lui, căptuşeala oalei, formă etc.
Elaborarea şi evacuarea la temperatură mare, folosirea materiilor prime ce conţin un minim de incluziuni interne de oxizi sau rugină, menţinerea proporţiei optime de Si şi Mn
4.
G100 Incluziuni
Originea incluziunilor poate fi în zgurile de topire sau rafinare sau de la adaosurile care sunt utilizate la tratarea aliajelor neferoase.
Evitarea antrenării zgurii de la cuptor în timpul umplerii oalei de turnare, curăţirea oalei de zgură, folosirea filtrelor etc.
5. Resturi de grafit primar care s-a format în timpul solidificării, la fonta maleabilă, din cauza unui conţinut de carbon şi siliciu prea mare
Reglarea compoziţiei aliajului într-un mod corespunzător grosimii piesei, evitarea zonelor calde, nodurilor termice, monitorizarea procesului de topire
6.
G200 defecte de structură Supraîncălzirea locală a suprafeţei Evitarea supraîncălzirii
H. COMPOZIŢIE CHIMICĂ, PROPRIETĂŢI MECANICE ŞI FIZICE NECORESPUNZĂTOARE
H100 Compoziţie chimică necorespunzătoare H110 Conţinutul necorespunzător al unor elemente
H111 Conţinutul necorespunzător al unui element H112 Conţinutul necorespunzător al mai multor elemente
2. Abateri de la compoziţia chimică prescrisă a unui element
Verificarea cantităţii fiecărui element de aliere
4.
H100 Compoziţie chimică necorespunzătoare
Turnare lentă însoţită de segregaţie
Mărirea vitezei de turnare
5. Abateri faţă de valorile stabilite ale parametrilor de tratament termic.
Verificarea regimului de tratament termic
6.
H200 Proprietăţi mecanice necorespunzătoare la piesele brut turnate Viteză de solidificare
necorespunzătoare Modificarea vitezei de solidificare
7. H300 Proprietăţi fizice necorespunzătoare
Abateri faţă de valorile stabilite ale parametrilor de tratament termic.
Verificarea regimului de tratament termic
2.3. Defectele produselor obţinute prin laminare, extrudare şi tragere
2.3.1. Produse laminate, extrudate şi trase
Laminarea, extrudarea şi tragerea (fig.2.21) sunt procedee de prelucrare prin deformare plastică asemănătoare din punct de vedere al modului în care apar defectele.
Laminarea constă în trecerea forţată a semifabricatului printre cilindri de laminare cu anumite calibre, extrudarea constă, de regulă, în împingerea semifabricatului prin fereastra unei matriţe şi tragerea constă în trecerea forţată a unui semifabricat prin fereastra unei matriţe sub acţiunea unei forţe de tragere.
Semifabricatul iniţial este un lingou obţinut prin turnare. De regulă, prelucrările prin deformare plastică – laminarea, extrudarea şi tragerea – nu conduc la obţinerea de produse finite direct din lingou, decât în foarte rare situaţii.
Cele mai multe produse necesită o succesiune de operaţii, cum ar fi: laminare 1 + laminare 2 +…+ laminare n = tablă laminată sau laminare 1 + laminare 2 + extrudare = profil extrudat sau laminare + tragere 1 + tragere 2 +….+ tragere n = sârmă. Principalele produse rezultate prin laminare, extrudare şi tragere sunt: bare, profile, plăci, table, benzi, ţevi, sârme, profile etc., semifabricate sau produse finite.
Bare laminate Plăci
Oţel beton Roţi şi osii pentru vagoane de tren
Profile extrudate
Fig. 2.21. Exemple de produse obtinute prin laminare, extrudare sau tragere. (Imagini preluate de pe Internet)
2.3.2. Defectele produselor laminate, extrudate şi trase
Prin defect de laminare se înţelege orice abatere de la dimensiunile, forma, masa, aspectul exterior, ministructura sau proprietăţile funcţionale prevăzute de standarde, norme tehnice sau condiţii contractuale. (STAS 6656-80 Defectele pieselor laminate, extrudate şi trase din oţel. Clasificare şi terminologie.)
Defectele produselor laminate pot avea diverse provenienţe: lingourile turnate folosite apoi la laminare; nerespectarea tehnologiei de laminare.
Defectele care provin din tehnologia de laminare pot avea următoarele cauze: încălzirea incorectă a lingourilor; reglarea necorespunzătoare a cilindrilor laminorului; calitatea inferioară a ghidajelor şi instalarea necorespunzătoare a lor; uzura pronunţată a calibrelor;
regim termic de încălzire şi de răcire necorespunzător după laminare. Terminologia, clasificarea şi simbolizarea defectelor privind produsele laminate şi trase din oţel au fost
standardizate, ele fiind cuprinse în STAS 6656 - 80, în şase grupe: DL1: defecte de suprafaţă (ex. DL111 scoarţe); DL2: abateri geometrice (defecte de formă, abateri dimensionale şi de masă, ex. DL211 sectiuni transversale deformate); DL3: defecte de compactitate (ex. DL313 sufluri); DL4: abateri ale compoziţiei şi purităţii (ex. DL411 compozitie chimică necorespunzatoare, DL412 segregatii); DL5: abateri ale caracteristicilor fizice şi mecanice (ex. DL511 abateri ale caracteristicilor mecanice); DL6: defecte de structură (ex. DL61 defecte de macrostructură).
Defectele lingourilor din oţel destinate laminării (fig. 2.22)
a. Defecte de suprafaţă
Crăpături exterioare Crăpăturile care apar în domeniul plastic şi în cel elastic sunt intercristaline, provocate de tensiunile termice
sau fazice, ele formând crăpăturile la rece. Tensiunile interne se compun din: tensiuni de contracţie, tensiuni termice, tensiuni fazice. Tipurile principale de crăpături ce apar în lingouri sunt crăpăturile la cald şi la rece.
Crăpăturile la cald apar în cursul turnării lingoului. Oţelul care se găseşte în contact cu lingotiera se modifică rapid, formând o coajă care apoi, sub acţiunea contracţiei, se desprinde de pereţi. Se formează astfel un sac relativ subţire şi fragil, care conţine tot oţelul rămas lichid. Acest sac se poate rupe prin crăparea coajei solidificate iniţial la turnare, din cauza presiunii miezului încă lichid al lingoului. Pentru evitarea crăpăturilor la cald este avantajoasă turnarea rapidă şi rece. Turnarea înceată prezintă multe pericole, iar turnarea caldă este însoţită de riscul formării crăpăturilor.
Crăpăturile la rece se formează în timpul răcirii finale a lingoului. Riscul formării crăpăturilor va depinde de calitatea oţelului, deosebit de sensibile fiind oţelurile semi-dure. Evitarea apariţiei crăpăturilor la rece, se poate face prin:
- încărcarea lingoului în cuptorul adânc încălzit, pentru a-l lamina, fără ca el să sufere transformarea perlitică; - recoacerea; - menţinerea îndelungată a lingoului în lingotieră.
crapatura la rece
crapatura la cald din agatare sub imbinarea cu maselota
intrerupere de turnare (repriza)
crapatura la cald longitudinala (de colt)
bavura la picior
,, ,, , , ,
, , , ,,
,
,
,
Fig. 2.22. Defecte tipice lingourilor.
Incluziuni nemetalice superficiale Incluziunile sunt formate, în afară de produsele de dezoxidare, din particule de natură refractară desprinse din căptuşeala oalei, a canalelor de turnare, din zguri şi din alte impurităţi prinse de peretele lingoului. Mărirea fluidităţii oţelului duce la diminuarea frecvenţei de apariţie a acestor defecte.
Adâncituri şi găuri, vătămări Aceste defecte se formează din coaja suflurilor marginale. Înlăturarea se face prin dăltuire, curăţire cu flacără şi cojire la cald.
Scoarţe (cruste, coji), stropi (picături reci)
Scoarţele (fig. 2.23) şi stropii se pot forma, atât la lingourile turnate în sifon cât, mai ales, la lingourile turnate pe la partea superioară. Pericolul formării scoarţei este diminuat dacă se evită folosirea lingotierelor uzate şi se recurge la curăţirea şi ungerea îngrijită a suprafeţei lor interioare.
Suduri la rece La turnarea prea rece a oţelului sau la o turnare cu viteză prea mică, pe suprafaţa sa se formează o crustă solidă. Sudurile
reci apar la oţelurile cu fluiditate redusă, la cele aliate cu crom, aluminiu, titan, mangan şi siliciu. Măsurile de prevenire a sudurilor reci sunt următoarele:
- pregătirea îngrijită a utilajelor de turnare - respectarea temperaturilor şi vitezelor de turnare normale - folosirea ramelor de lemn la oţelurile prea vâscoase
a b
Fig. 2.22. Scoarţe: a – scoarţe de turnare pe ţagle; b – scoarţă formată la baza lingotierei prin degajarea violentă de gaze.
Întreruperi de turnare Defectul apărut de întreruperea turnării prin închiderea pe sursă durată a orificiului de turnare, datorită manipulării greşite a dopului, apare pe lingou sub forma unui şănţuleţ mai mult sau mai puţin adâncit înconjurând lingoul parţial sau pe toată periferia.
b. Defecte de formă
Cap crescut
Defectul denumit cap crescut apare ca urmare a creşterii volumului lingoului din cauza suprasaturării cu gaze, mai ales cu hidrogen, a oţelului lichid care poate chiar deborda din lingotieră. Capetele crescute se evită respectându-se prescripţiile tehnologice prin care se înlătură cauzele apariţiei lor.
Cap adâncit
Capetele adâncite se produc la lingourile turnate din oţel nedezoxidat sau insuficient dezoxidat. Formarea capetelor adâncite se previne respectând prescripţiile tehnologice.
Proeminenţe sub formă de gulere, bavuri, moţuri
Utilajele de turnare (lingotiere, forme) uzate sau greşit montate pot provoca bavuri, gulere şi moţuri, atât în partea de sus, cât şi în partea de jos. De aceea este necesar să se folosească numai utilaje de turnare neuzate şi montarea lor să se execute îngrijit.
Abateri dimensionale şi de masă Dimensiunile şi formele necorespunzătoare ale secţiunii transversale a lingoului pot proveni de la construcţia greşită a
lingotierei.
c. Defecte interne (fig.2.24)
Sufluri Suflurile sunt goluri sau cavităţi de dimensiuni mici şi de forme variate, rotunjite sau alungite, care apar în lingou din
cauza gazelor de reacţie dizolvate în oţelul lichid.
punte de inchidere a retasurii
retasura
zona segregata cu microretasuri
zona poroasa si segregata
zona centrala cu dendrite grosolane neorientate
zona marginala compacta cu cristale fine echiaxiale
zona cu dendrite mici
zona cu dendrite mari orientate perpendicular pe peretele lingotierei (transcristalizare)
dendrite mari orientate in sus
zona de forma piramidala sau conica la piciorul lingoului, cu dendrite echiaxiale
,, ,
, , ,
, ,
, , ,
,,
, , , ,
,
Fig. 2.24. Reprezentarea schematică a unui lingou invers conic din oţel calmat.
Originea suflurilor se găseşte în degajarea insuficientă a gazelor incluse în oţel, care sunt gaze de reacţie produse în
timpul elaborării oţelului. Cauzele care conduc la apariţia suflurilor şi care pot favoriza repartiţia lor nefavorabilă sunt următoarele:
∗ dezoxidarea incompletă şi suprasaturaţia în gaze; ∗ turnarea oţelurilor la temperatură prea scăzută şi în stare prea vâscoasă; ∗ turnarea oţelului prea cald la viteze ridicate.
Mijlocul cel mai bun pentru diminuarea numărului şi importanţei suflurilor constă în calmarea oţelurilor, adică în a favoriza degazarea gazelor incluse în oţel prin adaosurile de SiC, Al, Ti, în stare pură sau sub formă de feroaliaje.
Retasuri (fig. 2.25) Retasurile sunt goluri formate în lingouri din cauza contracţiei oţelului în timpul solidificării şi răcirii sub formă de retasură principală şi retasură secundară.
Măsurile de micşorare a retasurilor sunt următoarele: - dimensionarea corectă a lingotierei; - dirijarea şi controlul temperaturii şi a vitezelor de turnare; - Menţinerea cât mai mult timp în stare lichidă a oţelului în capul lingoului şi întârzierea închiderii maselotei - Supunerea oţelului la vibraţii şi la influenţa unui câmp magnetic sau electric corespunzător.
retasura principala
retasura secundara
, ,
, ,
a b
Fig. 2.25. Schema formării golurilor de contracţie la solidificarea oţelului turnat în lingotieră direct conică (a) şi invers conică (b).
Porozitate
Contracţia interdendritică este principala cauză a porozităţii şi microretasurilor. Porozitatea caracterizează mai frecvent părţile lingoului care se solidifică mai la sfârşit, deci zona centrală şi superioară. Apariţia porozităţii este favorizată de temperatura înaltă şi de elementele care măresc intervalul de solidificare. Măsurile de evitare a porozităţilor sunt în general aceleaşi ca pentru evitarea suflurilor.
Incluziuni Incluziunile sunt impurităţi macroscopice şi microscopice înglobate în mod nedorit în oţelul lingourilor. Ele pot fi metalice sau nemetalice. Măsurile principale pentru combaterea incluziunilor sunt: încărcarea cuptoarelor cu materiale pe cât posibil lipsite de impurităţi, elaborarea îngrijită a oţelurilor, conducerea corectă a formării zgurii.
Crăpături interioare Prezenţa diferitelor feluri de tensiuni care produc crăpăturile depinde de compoziţia chimică a oţelului şi de
condiţiile de turnare şi răcire. Fulgi Fulgii sunt fisuri fine interne de lungime mică. Predispoziţia oţelului pentru formarea fulgilor este influenţată şi de tipul
cuptoarelor de oţelărie şi de procedeele de elaborare. Măsurile principale de evitare: utilizarea materialelor (fontă, fier vechi) uscate sau preîncălzite la elaborarea oţelurilor sensibile la formarea fulgilor, utilizarea utilajelor de turnare bine uscate sau preîncăzite, evitarea încărcăturii fierului vechi ruginit sau răcirea înceată a lingourilor după turnare.
Fragilitatea la cald Acest defect apare în timpul deformării plastice la cald a lingourilor, mai ales la temperaturi de peste 800°C.
Este cauzată cel mai des de precipitatele de oxizi şi sufluri. d. Abateri de la compoziţia chimică
Abaterile de la compoziţia chimică duc la declasarea sau rebutarea lingourilor. Compoziţia chimică a şarjei se poate abate de la cea prescrisă din diverse cauze tehnologice. Erorile cele mai frecvente
provin din cunoaşterea incertă a masei băii, a randamentelor materialelor de adaos şi mai ales din prelevarea de probe necorespunzătoare pentru compoziţia băii.
Defectele oţelului laminat în semifabricate pentru relaminare şi forjare
DL1 Defecte de suprafaţă
Crăpături superficiale, încreţituri (DL132) Pentru anumite diferenţieri ale defectului numit crăpătură se foloseşte terminologia următoare: - fisuri capilare – crăpături fine, observabile numai pe suprafaţă neoxidată; - fisuri - pentru crăpături fine; - crăpături – atunci când compactitatea oţelului este deteriorată prin despicare. Măsurile recomandate pentru evitarea încreţiturilor şi a fisurilor: - evitarea imprimării ţunderului în barele laminate; - evitarea laminării pe cilindrii cu calibre prea uzate; - înlăturarea prea devreme a particulelor de oţel şi de oxizi sudate sau prinse pe feţele calibrelor
Pelicule, solzi, aşchii (DL112-113) Peliculele şi solzii sunt părţi de materiale cu grosimi relativ mici aplatizate prelaminate pe suprafaţa prefabricatelor
prezentând aderenţă slabă sau parţială pe materialul de bază. Inegalităţi de suprafaţă (DL12) Feţele semifabricatelor prezintă denivelări superficiale generalizate sau localizate. Inegalităţile superficiale pot fi
provocate de defectele de suprafaţă ale lingoului, de calitatea şi uzura cilindrilor de laminare.
Deteriorări ale suprafeţei (DL13) Cerinţa impusă părţilor şi pieselor componente ale utilajului de laminare cu care produsul laminat ajunge în contact în
cursul procesului de fabricaţie este netezimea perfectă a suprafeţei lor.
Curăţirea defectelor de suprafaţă Defectele de suprafaţă, mai puţin vizibile, ale semifabricatelor se pot pune în evidenţă prin decapare, sablare şi şlefuire
de control cu disc abraziv. Fusurile pot fi înlăturate prin dăltuire sau curăţire cu flacără.
DL2 Abateri geometrice (fig. 2.26)
Secţiuni transversale deformate (DL221) În secţiunile transversale ale semifabricatelor poate să apară defectul de oblicitate, caracterizat prin diagonale inegale. Cauzele apariţiei oblicităţii:
- laminarea într-un calibru cutie mai mare decât cel adecvat; - distanţa prea mare dintre fălcile de ghidare; - poziţia oblică a cutiei faţă de fălcile de ghidare;
Răsucire (DL213) Răsucirea se poate produce imediat după introducerea barei între cilindrii.
Factorul principal care provoacă răsucirile este instabilitatea barei introduse între cilindrii din cauza raportului prea mare între axa orientată vertical şi cea orientată orizontal a secţiunii transversale.
Curbare, ondulare (DL213-214) Capete şi margini deformate la tăiere (DL215)
Neumplerea calibrelor (DL211)
a b cd
B
b
B > b
e f g h
H1
J 1 2J
H2 H < H1 2
21J < J
Fig. 2.26. Secţiuni incorecte la laminarea în calibre cutie:
a – bară laminată corect; b - bară cu bavuri pe laturile opuse; c – bară cu bavură numai pe o parte; d – calibru neumplut; e – calibru neumplut într-o parte şi bară cu bavură în partea
opusă; f – neumplere şi bavură cauzate de deplasarea relativă a cilindrilor; g – neumplere, oblicitate şi bavuri datorite deplasării relative a cilindrilor; h – secţiune trapezoidală şi
curbarea barei din cauza neparalelismului între axele cilindrilor.
Bavuri (DL 222) Principalele defecte care provin din nerespectarea tehnologiei de laminare sunt bavurile, proeminenţe relativ înguste şi
prelungite în lungul produsului laminat, pe ambele părţi sau numai pe o parte. Din cauza calibrării greşite, a poziţiei necorespunzătoare a cilindrilor, se poate îmtâmpla ca un calibru să se
umple prea mult. În asemenea situaţii, oţelul tinde să iasă în deschiderea dintre cilindri şi să formeze bavuri. Cauzele apariţiei bavurilor sunt: - supraumplerea calibrului datorită unei lăţiri prea mari din calibrul anterior; - reducerea prea mare în calibrul în care se formează bavura; - fălcile de ghidare sau axul cutiei de ghidare cu role sunt deplasate faţă de axa calibrului. Posibilităţile de evitare a apariţiei bavurilor constau în: - reducerea saltului în calibrul sau calibrele anterioare celei în care s-a format bavura; - micşorarea reducerii în calibrul în care s-a format bavura; - deplasarea fălcilor de ghidare sau cutiei de ghidare cu role în aşa fel încât axa lor să coincidă cu axa calibrului; - suprapunerile de laminare sunt consecinţele presării bavurilor apărute în calibrul anterior celui în care se formează
acest defect.
Adâncimi, amprente proeminenţe (DL231) - sunt cauzate de deteriorările mai pronunţate ale suprafeţei cilindrilor şi calibrelor în urma defecţiunilor în cursul exploatării.
Suprapuneri (DL232), Capete deteriorate la laminare (DL235, 236)
Fig. 2.27. Schema deformării suflurilor marginale: a – suflura înainte de laminare; b – suflura întinsă prin laminare.
Apariţia retasurilor este cauzată de obicei de şutări insuficiente, adică de faptulcă partea din lingou care conţine golul
de retasură nu a fost complet îndepărtat prin tăiere (partea îndepărtată care se numeşte şutaj). Măsurile principale luate pentru preîntâmpinarea defectelor de acest tip sunt: - încălzirea lingourilor la temperatură suficientă pentru sudarea bună a retasurilor; - utilizarea diferenţiată a zonelor de capăt ale lingourilor, care conţin sau pot să conţină retasuri.
Stratificări (DL 314) Aceste defecte se manifestă prin apariţia de straturi separate prin crăpături orientate de obicei paralel cu planul de
laminare. Măsuri de evitare: - scurtarea duratei de „fierbere” a oţelurilor în lingotieră; - evitarea formării incluziunilor nemetalice; - încălzirea la temperatură suficient de ridicată a lingourilor înainte de laminare.
Crăpături, spărturi, rupturi (DL321-322-323) - crăpături provenite din suduri la rece şi întreruperi de turnare; - crăpături termice; - crăpături prin laminare în calibre; - crăpături şi ruperi interne; - spărturi.
DL4 Abateri ale compoziţiei chimice şi purităţii
Compoziţii chimice necorespunzătoare (DL411) Compoziţia chimică necorespunzătoare este atunci când conţinutul privind unul sau mai multe elemente
depăşeşte valoarea din compoziţia chimică prescrisă. Segregaţii (DL412) Aprecierea gradului de segregare se face cu ajutorul unor etaloane (fig. 2.28), prin comparaţie.
Material amestecat (DL413), Incluziuni macroscopice (de natură metalică şi nemetalică) (DL42)
DL5 Abateri ale caracteristicilor mecanice şi fizice
Fragilitatea la cald este cauzată de conţinutul de sulf şi oxigen (DL521), de conţinutul de cupru (DL522), de structura bifazică a oţelului (DL523).
Fragilitatea la rece este determinată de nitrura de aluminiu (DL524)
DL6 Defecte de structură Defecte de macrostructură (DL61), Defecte de microstructură (DL62), Supraîncălzire şi ardere (DL631-632) Decarburare (DL633) Fenomenul de decarburare se manifestă la încălzirea oţelurilor prin scăderea conţinutului de carbon în zonele de suprafaţă.
1
2
3
4
5
Fig. 2.27. Exemple de
etaloane pentru aprecierea gradului de segregare.
DL5 Abateri ale caracteristicilor mecanice şi fizice Abateri ale caracteristicilor mecanice şi proprietăţi tribologice (DL51) Îmbătrânirea (DL521) se manifestă după deformarea plastică la cald sau la rece într-un interval de timp care depinde
în cea mai mare parte de condiţiile de temperatură. Pete moi şi tari care apar din cauza răcirii locale prea intense (DL523), Fragilitate la cald (DL524).
DL6 Defecte de structură Defecte de macrostructură (DL61), Defecte de microstructură (DL62) Supraîncălzire, ardere (DL631-632), Decarburare, carburare (DL633-634)
Defectele sârmelor şi barelor trase la rece
a. Defectele sârmelor trefilate
Zgârieturi (DL131), Abateri dimensionale (DL2) se datoresc exclusiv exclusiv filierii, Aşchii (DL113), Suprapuneri (DL232), Ruperea sârmei în timpul trefilării (DL236), Fragilitate la decapare (DL524), Defecte de structură (DL611)
b. Defectele barelor trase la rece
Zgârieturi (DL131), Urme de vibraţii (DL136), Abaterile dimensionale (DL2), Fisuri şi crăpături (DL321) apar la laminarea la cald sau în urma răcirii după laminare
Defectele tablelor şi benzilor laminate la cald
DL1 Defecte de suprafaţă Defectele de suprafaţă pot apărea datorită stării cilindrilor de laminare,
armăturilor de la caje, rolelor şi instalaţiilor auxiliare. Pentru a detecta aceste defectele şi a le elimina, se controlează ambele feţe ale produsului.
Compoziţie chimică necorespunzătoare (DL411) Segregaţii (DL412), Material amestecat (DL413) Abateri ale compoziţiei chimice (DL43)
Defectele sub formă de aşchii şi solzi pot să dispară sub acţiunea oxidării la încălzire şi desprinderii la laminare. Întinderea defectului este cu atât mai mare cu cât tabla este mai subţire.
Ţunder, culori de revenire, rugină (DL114) Nocivitatea ţunderului pe produsele plate constă mai mult în neuniformitatea repartiţiei sale pe suprafaţa
laminatului. Înlăturarea ţunderului se face adesea trecându-se prin caje speciale, dispuse în fluxul tehnologic al laminării.
Pete, straturi şi urme de impurităţi nemetalice (DL115-116) Aceste defecte pot să apară sub formă de straturi superficiale, cauzate de incluziuni de materiale nemetalice
apropiate de suprafaţa tablei sau benzii, care se întind sub formă de fâşii sau pete mai late sau mai înguste, în direcţia laminării.
Pete şi depuneri de la tratamente termice, reziduri de la decapare (DL117)
Rugozitate (DL121) Cauzele principale ale lipsei de netezime sunt:
- suflurile marginale prea apropiate de suprafaţa lingoului, care se deschid în timpul încălzirii şi laminării; - duritatea insuficientă a cilindrilor; - rectificarea neîngrijită a cilindrilor.
Adâncituri, amprente, proeminenţe (DL122), Pori de decapare (DL133)
DL2 Abateri geometrice, dimensionale şi de masă
Ondulaţii, denivelări (DL214) Denivelările sub formă de ondulaţii sunt defectele care apar frecvent la laminarea tablelor şi benzilor. Aceste defecte se produc din cauză că materialul din părţile respective a suferit din anumite motive deformaţii mai puternice decât materialul din părţile invecinate.
Cute, tăieturi. Curbare (DL213), Abateri ale dimensiunilor şi masei (DL241) DL3 Defecte de compactitate
Retasură, stratificare (DL311, DL314) Neîndepărtarea completă a retasurii la şutarea lingoului sau semifabricatelor poate provoca apariţia
stratificări la capetele sau la marginea tablei tăiate. Crăpături, rupturi, spărturi (DL321, 322, 323) Cauzele principale ale crăpăturii marginilor la tablele subţiri sunt următoarele: - suprapunerea imprecisă a marginilor longitudinale ale tablelor laminate în pachete; - răcirea excesivă a marginilor longitudinale; - prezenţa suflurilor marginale în oţelul laminat.
DL4 Abateri ale compoziţiei chimice şi purităţii macroscopice
Consideraţiile expuse în capitolele anterioare privind compoziţia chimică necorespunzătoare, material amestecat, segregaţiile, incluzinile macroscopice, rămân valabile şi pentru table şi benzi.
Defectele ţevilor laminate şi trase la rece
a. Defectele ţevilor laminate la rece
Reţea de fisuri (DL131) Factorii principali care favorizează apariţia reţelei de fisuri pe suprafaţa exterioară a ţevilor laminate la rece
sunt următorii: aplicarea unor reduceri prea mari si o insuficientă răcire a rolelor de lucru, în special în zonele în care presiunea specifică de laminare are o valoare maximă. Apariţia acestui defect poate fi evitată prin polizarea ţevilor pe maşinile de rectificat fără vârfuri.
Urme inelare pe suprafaţa interioară (DL136) Ondulări pe suprafaţa exterioară (DL214) Apariţia acestui defect are drept cauză, în primul rând, caracterul periodic al deformării metalului în zona de deformare
precum şi modul în care se realizează finisarea ţevilor în zona de calibrare. Factorii principali care favorizează formarea ondulărilor sunt: - utilizarea unor role la care zona de calibrare nu este executată corect; - utilizarea unor role de lucru cu zona de calibrare uzată neuniform;
- aplicarea unui avans prea mare. Pentru micşorarea sau eliminarea ondulării exterioare este necesar să fie utilizate role de lucru corect calibrate, cu o
racordare suficient de mare între zona de calibrare şi cea de mers in gol. Burduşire (DL231) Acest defect se aseamănă cu defectul numit ,,amprentă”, cu deosebirea că pe suprafaţa ţevii, în locul
adânciturii, apare o bombare. Cauzele apariţiei burduşirii pot fi: existenţa în zona prefinisoare a unui salt prea mare; dezaxarea cilindrilor, utilizarea unui avans prea mare sau inegal, sau folosirea unor calibre cu degajare prea mică.
Pentru evitarea apariţiei burduşirii trebuie să fie luate următoarele măsuri: micşorarea saltului în zona prefinisoare prin coborârea corespunzătoare a rolei superioare şi prin înlocuirea la timp a tuturor pieselor uzate care asigură fixarea rolei în caja de lucru; montarea corectă a rolelor, reglarea lor, ca şi modificarea profilului calibrului prin creşterea corespunzătoare a degajării.
Suprapunere (DL232) Cauzele care pot genera acest defect sunt următoarele: - racordarea incorectă a rolelor de lucru, utilizarea
unor scule uzate, profilarea incorecta a rolelor de lucru, aplicarea unui regim de deformare incorect. Crăpături şi fisuri (DL321) Cauzele apariţiei crăpăturilor pot fi: suprîncălzirea locală a ţevii realizată în cursul tratamentelor termice
anterioare, montarea incorectă a rolelor de lucru şi a dornului, întoarcerea incorectă a ţevii, reducerea prea mare a diametrului sau a grosimii peretelui şi aplicarea unor avansuri prea mari. Pentru evitarea apariţiei acestui defect este necesar să se facă o sortare corespunzătoare a eboşelor, reglarea corectă a cajei, micşorarea reducerii şi a avansului.
Cauza apariţiei fisurilor fine o poate constitui aplicarea unui regim de laminare necorespunzător din cauza căruia pe suprafaţa interioară a ţevilor apar suprapuneri.
Pentru a preveni aparitia fisurilor este necesar ca reducerea grosimii peretelui ţevilor să nu fie sub 25-35%. De asemenea, se recomandă ca zona în care are loc reducerea diametrului ţevii să fie cât mai scurtă, iar reducerea peretelui în zona de lucru să înceapă cât mai repede.
b. Defectele ţevilor trase la rece
Urme de vibraţii (DL136)
Cauza apariţiei acestui defect o constituie deplasarea neuniformă a materialului în focarul de deformare în cursul tragerii ţevii pe dop. O cauză frecventă a vibraţiei ţevii o constituie modificarea în cursul tragerii a coeficientului de frecare. Curbări, torsionări, suciri (DL213)
Curbarea poate să apară atât la tragerile cu dop cât, mai ales, la cele fără dop. De cele mai multe ori cauza curbării ţevii o constituie poziţia incorectă a matriţei în portmatriţă , astfel încât axa de tragere nu coincide cu axa matriţei.
Increţiri (DL214), Amprente (DL231),
Defecte de decapare (DL237) determinate de: decapare incompletă, suprade-capare, coroziune punctiformă, coroziune intergranulară
Fisuri şi crăpături (DL321)
Fisurile provin din suprapunerile sau peliculele care există pe suprafaţa ţevilor laminate sau reduse la cald. Crăpăturile apar la ţevi mai groase de 1,5 mm şi numai la tragere la gol. Pentru a preveni formarea crăpăturilor este necesar să se respecte cu stricteţe procesul tehnologic în toate fazele lui.
2.4. Defectele produselor forjate
2.4.1. Produse forjate
Forjarea este procedeul de prelucrare prin deformare plastică, ce constă în modificarea formei unui semifabricat datorită creării unei stări tensionale în volumul materialului, prin lovire sau prin presare, însoţită de curgerea materialului pe diferite direcţii. Forjarea se numeşte liberă, când curgerea materialului nu este limitată şi în matriţă sau matriţare, când deformarea are loc în cavitatea unei matriţe.
Prin forjare se realizează piese într-o gamă largă de forme, de la cele mai simple până la cele mai complexe, cu mase variind de la câteva grame până la sute de tone. Pe lângă faptul că se pot prelucra piese cu forme complicate, forjarea asigură şi realizarea unor caracteristici mecanice foarte bune, astfel încât piesele obţinute prin acest procedeu sunt, de regulă, destinate acelor domenii de exploatare unde vor fi supuse la solicitări deosebit de mari: arbori în trepte, axe, biele, arbori cotiţi, arbori cu came, supape, pârghii, roţi, bandaje etc.
În figura 2.29 sunt prezentate câteva exemple de piese obţinute prin forjare.
Roţi Inele de prindere
Arbori Componente ale gardurilor şi balcoanelor
Fig. 2.29. Produse forjate. (Imagini preluate de pe Internet)
Cele mai folosite materiale prelucrate prin forjare sunt: oţelurile calmate (peste 80% din materialele care se forjează) metale şi aliaje neferoase (aliaje pe bază de aluminiu, cupru, magneziu etc.). Semifabricatele pentru forjare sunt: lingouri, prelaminate şi produse laminate.
2.4.2. Defectele produselor forjate
Principalele cauze ale apariţiei defectele pieselor forjate sunt: - defectele existente în semifabricatul folosit, provenite din prelucrările anterioare: abateri de la compoziţia
chimică, defecte de turnare, când semifabricatul este un lingou turnat sau defecte de turnare plus laminare, când semifabricatul este un produs laminat etc.;
- fenomenele care însoţesc prelucarea prin deformare plastică: apariţia fibrajului, reducerea plasticităţii, ecruisarea, curgerea plastică etc. atunci când acestea nu sunt corect prevăzute sau luate în consideraţie la proiectarea tehnologiei de prelucrare;
- nerespectarea regimului de tratament termic sau încălziri/răciri neuniforme - dimensionarea sau debitarea greşită a semifabricatului; - erorile de proiectare a tehnologiei de prelucrare; - uzura sculelor sau a maşinilor folosite pentru realizarea deformării: matriţe, prese, ciocane etc.; - neîndepărtarea unor resturi metalice din matriţă sau de pe nicovală, ceea ce conduce la formarea unor incluziuni
de suprafaţă prin imprimare.
Terminologia, clasificarea şi simbolizarea defectelor din produsele forjate au fost standardizate, ele fiind cuprinse în STAS 6092/1– 83, pentru produse din oţel şi STAS 6092/2-84, pentru produse din aliaje neferoase.
În aceste standarde defectele sunt împărţite în următoarele grupe şi categorii:
DF1: Forme, dimensiuni şi mase necorespunzătoare DF 1.1 Lipsă de material DF 1.2 Dezaxare (plană, unghiulară)
DF6: Compoziţie chimică, caracteristici mecanice şi fizice necorespunzătoare DF 6.1 Compoziţie chimică necorespunzătoare DF 6.2 Caracteristici fizice şi mecanice necorespunzătoare
Un defect frecvent întâlnit la piesele forjate este cauzat de erorile de stabilire a mărimii semifabricatului (fig. 2.30), ceea ce conduce la obţinerea unei piese incomplete, cu porţiuni lipsă.
Un alt defect, specific prelucrării prin forjare este imprimarea de mici resturi de material metalic, scoarţe sau oxizi pe suprafaţa piesei, ca urmare a lucrului neglijent şi curăţării necorespunzătoare a semifabricatului, matriţei sau nicovalei pe care se face prelucrarea (fig. 2.31),
Fig. 2.30. Lipsă de material (DF 1.1) Fig. 2.31. Incluziuni metalice sau nemetalice (DF 4.1, DF 4.2)
Aplicarea greşită a forţei de presare, în raport cu direcţia optimă determinată de centrul de presiune sau de uzura sculelor, poate conduce la defecte tip dezaxare (fig. 2.32).
Fig. 2.32. Dezaxare plană.
Nerespectarea parametrilor termici sau trecerea prea bruscă de la o formă a semifabricatului la alta pot
conduce, de asemenea la apariţia unor defecte specifice produselor forjate. Crăpăturile la cald (fig. 2.33), discontinuităţi intercristaline sau de suprafaţă, apărute în timpul forjării necorespunzătoare, de deosebesc de crăpăturile la rece (fig. 2.34) prin aspectul oxidat şi marginile neregulate.
Fig. 2.33. Crăpături la cald. Fig. 2.34. Fisuri.
Fisurile, defecte periculoase prin tendinţa de propagare, sunt discontinuităţi intercristaline sau intracristaline fine, amplasate la suprafaţa sau în interiorul piesei fiind determinate de reducerea plasticităţii materialului sau de crearea unor stări de tensiuni, ca urmare a aplicării greşite a forţei principale de deformare.
Defectele pieselor forjate confecţionate din aliaje neferoase sunt grupate tot în şase categorii distincte, cu defecte asemănătoare celor prezentate mai sus, simbolizate DFN 1.1, DFN 2.1 etc., unde litera N simbolizează materialele neferoase
2.5. Imperfecţiunile îmbinărilor sudate
2.5.1. Construcţii sudate
Utilizarea sudării ca metodă de asamblare nedemontabilă prezintă o serie de avantaje faţă de alte metode de obţinere a unor construcţii în principal datorită faptului că se pot obţine construcţii uşoare, cu forme simple, cu adaosuri de prelucrare mici şi prin combinarea unor piese sau subansambluri de forme foarte diferite. Având în vedere economia însemnată de material realizată prin adoptarea unei construcţii sudate în locul unei turnate, de exemplu, utilizarea construcţiilor sudate este deosebit de extinsă. De la construcţia autoturismelor şi a bunurilor de larg consum din domeniul electrocasnic, la realizarea conductelor magistrale pentru transportul gazului sau petrolului şi până la realizarea navelor maritime sau a maşinilor unelte, îmbinările sudate cunosc o răspândire foarte largă, amplificată şi diversificată în ultimii ani ca urmare a perfecţionării echipamentelor de sudare cât şi a celor de control.
În figura 2.35 sunt prezentate câteva produse realizate prin sudare.
Plăci tubulare Rezervoare
Conducte şi tancuri
Fig. 2.35. Construcţii sudate. (Imagini preluate de pe Internet)
Sudarea poate fi aplicată în prezent unui număr mare de materiale folosite în tehnică: oţeluri carbon, oţeluri aliate, metale şi aliaje neferoase, mase plastice, sticle etc. Grosimea pieselor sudate poate avea valori de la micrometri la metri.
În principiu, sudarea constă în stabilirea, în anumite condiţii de temperatură şi/sau presiune, a unor forţe de legătură între atomii marginali aparţinând celor două corpuri de îmbinat.
Îmbinările sudate, ca rezultat al unor procese complexe de natură fizică, chimică şi metalurgică, sunt susceptibile la apariţia unor defecte, foarte variate, care pot apărea în cusătura sudată, materialul de bază sau în zona influenţată termic.
Din acest motiv, structurile sudate sunt vizate cu prioritate de defectoscopie, existând numeroase metode dedicate acestor produse.
2.5.2. Imperfecţiunile îmbinărilor sudate
În general, procedeele de sudare utilizate în prezent pot fi incluse în una dintre cele două categorii de procedee de sudare – prin topire sau prin presiune. Unele dintre defectele îmbinărilor realizate prin procedee speciale de sudare se încadrează mai greu în prevederile acestor standarde.
Prin imperfecţiune (defect) se întelege abaterea de la forma, dimensiunea, aspectul, continuitatea, structura etc., prescrise pentru sudura sau îmbinarea respectivă în documentaţia tehnică a produsului sau în standarde.
Defectele pot aparea atât în sudură, cât si în zonele învecinate sudurii. La exterior, sudura trebuie să aiba un aspect lucios, cu solzi mărunţi, uniform repartizaţi, de o formă uşor bombată în cazul sudurilor cap la cap şi plană sau uşor concavă la sudurile de colţ. Sudura trebuie să fie de aceeaşi lăţime pe toată lungimea îmbinării sudate. În interior sudura trebuie sa fie compacta fără pori sau incluziuni; ea trebuie să aiba aceleaşi caracteristici mecanice ca şi materialul de bază sau puţin mai mari.
Defectele pot avea mai multe provenienţe: - din materialele care se îmbină; - de la pregatirea pieselor şi asamblarea pieselor înaintea operaţiei de sudare; - utilizarea unor materiale incompatibile;
- erori tehnologice sau fenomene care însoţesc sudarea propriu-zisă.
Zonele influenţate termic din jurul sudurii pot de asemenea conţine diverse tipuri de defecte din cauza a transformărilor, tensiunilor şi altor fenomene care apar ca urmare a regimului termic la care sunt supuse.
La procedeele de sudare prin topire, cordonul de sudură se formează în general din metal de adaos, depus în rostul cusăturii, adică în spaţial delimitat de marginile pieselor de sudat. La procedeele de sudare prin presiune, sudura rezultă în urma întrepătrunderii materialelor celor două piese în stare plastică sau de topire superficială. Formele si dimensiunile rosturilor sunt foarte importante pentru realizarea îmbinărilor sudate de calitate.
De asemenea modul de pregătire şi de asamblare a pieselor de sudat are o deosebită importanţă pentru prevenirea apariţiei defectelor. Principalele cauze ale apariiei defectelor ca urmare a unei pregătiri necorespunzătoare sunt:
- un unghi al rostului mai mare sau mai mic faţă de cel corect, prelucrat neuniform sau cu grosimea neuniformă la baza rostului;
- denivelarea prea mare sau neuniformă a marginilor; - interstiţiul rostului neuniform sau diferit faţă de cel prescris; - subţieri ale marginilor de sudat.
Standardul SR EN ISO 6520-1 “Clasificarea imperfecţiunilor geometrice din îmbinările sudate ale materialelor metalice. Partea 1: sudare prin topire”
SR EN ISO 6520-2 “Clasificarea imperfecţiunilor geometrice ale îmbinărilor sudate ale materialelor metalice. Partea a 2-a: Sudarea prin presiune” (v. anexa 1.6 conţinând “defectele îmbinărilor sudate prin presiune” din STAS 7084/2 echivalent cu ISO 6520-2).
SR EN ISO 6520-1 conţine: - denumirea şi definiţia defectelor îmbinărilor sudate; - clasificarea defectelor; - simbolizarea defectului conform SR EN ISO 6520-1 şi simbolul defectului evidenţiat cu ajutorul radiografiilor,
conform STAS 8299-78; - reprezentarea grafică, schematică, a defectelor conform STAS 735-79.
În conformitate cu standardele amintite, defectele (imperfecţiunile) îmbinărilor sudate sunt împărţite în 6 grupe caracteristice, precizate în tabelul 2.5.
Tabelul 2.5
Grupa Defectele îmbinărilor sudate prin topire
Defectele îmbinărilor sudate prin presiune
1 Fisuri Fisuri 2 Goluri Goluri 3 Incluziuni solide Incluziuni solide 4 Lipsă de topire şi de pătrundere Defecte de legătură 5 Defecte de formă Defecte de formă 6 Alte defecte Alte defecte
Standardele referitoare la defectele îmbinărilor sudate şi a celor lipite nu sunt limitative. Constatarea unor defecte care
nu se găsesc în standarde – mai ales la îmbinările sudate prin procedee speciale de sudare – se va semnala prin descrierea acestor defecte şi a amplasării lor.
Grupa nr. 1 – Fisuri
100 – Fisură (fig. 2.36)
1001 Microfisură - Fisura vizibilă numai la microscop 101 Fisură longitudinală - Fisură a cărei direcţie este aproximativ paralelă cu axa sudurii (fig. 2.37). Aceasta se poate situa după caz:
- 1011 în sudură; - 1012 în zona de trecere; - 1013 în zona influenţată termic;
- 1014 în metalul de bază.
Fig. 2.36. Fisuri determinate de contracţie.
1013 fisura in zonainfluentata termic
1014 fisura in materialulde baza
1012 fisurain zona de trecere
1011 fisurain cusatura sudata
,
,
,
,
,
,, ,
,
Fig. 2.37. Fisuri longitudinale (101).
102 Fisură transversală - Fisură a cărei direcţie principală este aproximativ perpendi-culară pe axa sudurii. Aceasta se poate situa după caz:
- 1021 în sudură; - 1022 în zona influenţată termic; - 1023 în metalul de bază.
103 Fisuri radiale - Grup de fisuri radiale în acelaşi punct. Acestea se pot situa după caz: - 1031 în sudură; - 1033 în zona influenţată termic; - 1034 în metalul de bază. NOTA – acest tip de fisuri de mici dimensiuni sunt denumite fisuri în stea.
104 Fisură în crater - Fisură situată într-un crater de sfârşit de sudură şi care poate fi: - 1045 longitudinală; - 1046 transversală; - 1047 în stea.
105 Reţea de fisuri marmorate - Ansamblu de fisuri grupate, cu orientare oarecare. Acestea se pot situa: - 1051 în sudură; - 1053 în zona influenţată termic; - 1054 în metalul de bază.
106 Fisuri ramificate - Ansamblu de fisuri legate între ele, cu originea într-o fisură comună şi care sunt distincte de o reţea de fisuri marmorate (105) şi de fisurile radiale (103). Acestea se pot situa după caz:
- 1061 în sudură; - 1063 în zona influenţată termic; - 1064 în metalul de bază.
Grupa nr. 2 – Cavităţi
200 Cavitate 201 Suflură - Cavitate formată de gaz(e) incorporat(e) în sudură (fig. 2.38).
Sufluriizolate grupate
Suflurialiniate
Sufluriuniform distribuite
Suflurialungite
Sufluri
Fig. 2.38. Sufluri (200).
2011 Por - Sinonim Suflură sferoidală - Suflură de formă practic sferică. 2012 Porozitate - Sufluri sferoidale uniform distribuite Pori uniform distribuiţi în sudură. A se diferenţia de suflurile aliniate (2014) şi cuiburi de sufluri (2013). 2013 Cuib de sufluri - Sinonim Sufluri grupate Grup de sufluri repartizate sub formă oarecare. 2014 Sufluri aliniate - Sufluri distribuite în lungul unei drepte paralele cu axa sudurii. 2015 Suflură alungită - Suflură nesferoidală apreciabilă, a cărei dimensiune principală este aproximativ paralelă cu axa sudurii. 2016 Suflură vermiculară - Sinonim Suflură tubulară, Suflură în formă de galerie de vierme, în sudură, ca rezultat al degajării gazelor. Forma şi poziţia acestor sufluri sunt determinate de modul de solidificare şi de originea gazelor. Suflurile sunt în general grupate şi dispuse în formă de schelet de peşte. Unele sufluri vermiculare pot ieşi la suprafaţa sudurii. 2017 Por de suprafaţă - Suflură care iese la suprafaţa sudurii.
202 Retasură - Cavitate datorată contracţiei metalului în timpul solidificării. 2021 Retasură interdendritică - Retasură de formă alungită care se produce între dendrite în decursul răcirii şi în care se poate afla inclus gaz. O astfel de imperfecţiune este în general perpendiculară pe suprafaţa exterioară a sudurii. 2024 Retasură de crater - Retasură la sfârşitul unei treceri, neeliminată înainte sau în timpul executării trecerii următoare. 2025 Retasură de crater deschisă - Retasură de crater deschisă, care reduce secţiunea transversală a sudurii.
203 Microretasură - Microretasură vizibilă numai la microscop 2031 Microretasură interdendritică - Microretasură de formă alungită, care se formează între dendrite pe parcursul răcirii, urmând limita de grăunte. 2032 Microretasură transgranulară - Microretasură de formă alungită care se formează la intersecţia grăunţilor, pe parcursul solidificării.
301 Incluziune de zgură - Reziduu de zgură inclus în sudură. În funcţie de repartizarea acestora, se pot întâlni incluziuni de zgură:
3011 aliniate; 3012 izolate; 3013 împrăştiate; 3014 în cuib.
302 Incluziune de flux - Flux inclus în sudură. După caz, pot fi incluziuni: 3021 aliniate (sau în şiruri); 3022 izolate; 3023 împrăştiate; 3024 în cuib.
303 Incluziune de oxid - Oxid metalic inclus în sudură în cursul solidificării. Astfel de incluziuni pot fi: 3031 aliniate; 3032 izolate; 3033 împraştiate; 3034 în cuib. 3035 Peliculă de oxid - Peliculă de oxizi metalici, formată în anumite cazuri şi în special în cel al aliajelor de aluminiu, ca urmare acţiunii combinate a unei protecţii neadecvate şi a turbulenţei băii se sudare.
304 Incluziune metalică - Peliculă de metal străin inclusă în sudură. Incluziunea poate fi de: 3041 wolfram; 3042 cupru; 3043 alt metal.
Grupa nr. 4 – Lipsă de topire şi de pătrundere
400 Lipsă de topire şi de pătrundere (fig. 3.40)
lipsa de patrunderela radacina
, ,, , ,
intre straturilipsa de patrundere
, ,
lipsa de topire laterala
, ,
Fig. 2.40. Lipsă de pătrundere sau lipsă de topire (400).
401 Lipsă de topire (topire incompletă) - Lipsa legăturii între metalul depus şi metalul de bază sau între două straturi succesive de metal depus. Se disting:
4011 lipsă de topire a marginilor de sudat; 1042 lipsă de topire între rânduri; 4013 lipsă de topire la rădăcina sudurii.
402 Lipsă de pătrundere (pătrundere incompletă) - Diferenţa dintre pătrunderea reală şi pătrunderea nominală. 4021 Pătrundere incompletă la rădăcină. Una sau ambele margini ale rădăcinii nu sunt topite.
403 Imperfecţiune sub formă de dinţi de ferăstrău - Pătrundere foarte neregulată, întâlnită la sudarea cu fascicul de electroni sau cu laser, care formează o sudură cu aspect de dinţi de ferăstrău. Poate include cavităţi, fisuri, retasuri etc.
Grupa nr. 5 – Imperfecţiuni ale formei şi imperfecţiuni dimensionale
500 Formă defectoasă - Formă imperfectă a suprafeţelor exterioare ale sudurii sau geometrie defectuoasă a îmbinării.
501 Crestătură - Adâncitură neregulată la nivelul liniei de racordare a sudurii, situat fie în metalul de bază, fie în metalul topit depus în prealabil (fig. 2.41).
Sant marginal Suprainaltare Exces de patrundere
, ,
, ,
Fig. 2.41. Defecte de formă (500).
5011 Crestătură continuă - Crestătură de lungime importantă, fără întrerupere. 5012 Crestătură intermitentă - Crestătură de lungime redusă care apare cu intermitenţă în lungul sudurii. 5013 Crestătură la rădăcină - Crestătură vizibilă pe fiecare faţă a trecerii de la rădăcină. 5014 Crestătură între rânduri - Crestătură pe direcţia longitudinală a sudurii, între rânduri. 5015 Crestătură locală intermitentă - Crestătură de lungime redusă, amplasată neregulat, pe lungimea sau pe suprafaţa rândurilor sudurii.
502 Îngroşare excesivă - Exces al grosimii materialului depus la suprafaţa unei suduri cap la cap. 503 Convexitate excesivă - Exces al grosimii metalului depus la suprafaţa unei suduri în colţ. 504 Exces de pătrundere - Exces de metal care produce o protuberanţă la rădăcina unei suduri. Acesta poate fi:
5041 exces de pătrundere local 5042 exces de pătrundere continuu 5043 pătrundere totală
505 Defect de racordare - Unghi (α) prea mare între planul tangent la suprafaţa metalului de bază şi planul tangent la suprafaţa sudurii, care trece prin linia de racordare. 506 Scurgere de metal - Exces de metal depus care acoperă suprafaţa metalului de bază, fără legătură intimă cu acesta. Acesta poate fi:
5061 Scurgere de metal la ultima trecere - Scurgere de metal la ultima trecere 5062 Scurgere de metal la rădăcină - Scurgere de metal la trecerea de la rădăcină
507 Nealiniere axială - Nealiniere între două piese sudate astfel încât, deşi suprafeţele exterioare ale acestora sunt paralele, nu sunt la nivelul cerut.
Aceasta poate fi: 5071 Nealiniere axială între table - Piesele sudate sunt table. 5072 Nealiniere axială între ţevi - Piesele sudate sunt ţevi.
508 Nealiniere unghiulară - Nealiniere între două piese sudate astfel încât, suprafeţele exterioare nu sunt paralele (sau la unghiul prescris). 509 Supratopire - Scurgere a metalului depus datorată unei topiri excesive, conducând (prin efect gravitaţional) la un exces şi/sau o lipsă de metal. După caz, se pot distinge:
5091 supratopire în poziţie orizontală cu perete vertical; 5092 supratopire în poziţie orizontală sau peste cap; 5093 supratopirea la o sudură în colţ; 5094 supratopirea muchiei.
510 Străpungere - Căderea băii topite care conduce la perforarea sudurii. 511 Subţiere - Insuficienţă locală sau continuă de metal depus, conducând la un profil al sudurii redus în raport cu profilul corect. 512 Asimetrie excesivă a sudurii în colţ 513 Lăţime neregulată - Variaţie excesivă a lăţimii sudurii. 514 Suprafaţă neregulată - Neregularitate excesivă a suprafeţei. 515 Retasură la rădăcină - Adâncitură la rădăcina unei suduri cap la cap datorată contracţiei metalului topit. (A se vedea şi 5013). 516 Porozitate la rădăcină - Formaţiune spongioasă la rădăcina sudurii provocată de fierberea metalului topit în momentul solidificării acestuia.
517 Reluare defectuoasă - Neregularitate locală de suprafaţă la reluarea sudării. Aceasta poate să se găsească:
5171 în rândul final; 5172 în rândul de la rădăcină.
520 Deformare excesivă - Abatere dimensională din cauza retasurii şi deformării sudurii. 521 Dimensiuni incorecte ale sudurii - Abatere de la dimensiunile prescrise pentru sudură.
5211 Grosime excesivă a sudurii - Grosimea sudurii este prea mare 5212 Lăţime excesivă a sudurii - Lăţimea sudurii este prea mare 5213 Grosime insuficientă a sudurii în colţ - Grosimea sudurii în colţ este mai mică decât cea cerută. 5214 Grosime excesivă a sudurii în colţ - Grosimea sudurii în colţ este mai mare decât cea cerută.
Grupa nr. 6 – Alte imperfecţiuni
600 Alte imperfecţiuni - Imperfecţiuni care nu se încadrează în grupele 1…5. 601 Arsură - Deteriorare locală şi superficială a metalului de bază, ca rezultat al amorsării unui arc electric în vecinătatea sudurii. 602 Strop - Strop de metal topit proiectat în timpul sudării şi care aderă la metalul de bază sau pe sudura deja solidificată (fig. 2.42).
Stropi
Fig. 2.42. Alte defecte (600).
6021 Strop de wolfram - Particulă de wolfram care provine de la electrod, proiectată în timpul sudării pe metalul de bază sau pe sudura deja solidificată.
603 Ruptură locală - Deteriorare locală şi superficială a metalului de bază produsă ca urmare a îndepărtării pieselor auxiliare sudate. 604 Urmă de polizare - Deteriorare locală produsă de polizare. 605 Urmă de dăltuire - Deteriorare locală cauzată de acţiunea unei dălţi sau a unei alte scule. 606 Polizare excesivă - Reducerea grosimii datorate unei polizări excesive. 607 Imperfecţiune a sudurii de prindere - Imperfecţiune din cauza unei suduri de prindere incorecte, de exemplu:
6071 sudura de prindere este întreruptă sau nu a pătruns; 6072 s-a sudat peste o sudură de prindere defectuoasă.
608 Nealiniere între treceri opuse - Abatere între liniile mediane ale două treceri executate din părţi opuse ale îmbinării. 610 Culoare de revenire (peliculă de oxid vizibilă) - Oxidare redusă a suprafeţei în zona de sudare, de exemplu la oţelurile inoxidabile. 613 Suprafaţă arsă - Oxidarea puternică a suprafeţei în zona de sudare. 614 Reziduu de flux - Îndepărtarea insuficientă a reziduurilor de flux de pe suprafaţă. 615 Reziduu de zgură - Îndepărtarea insuficientă a reziduurilor de zgură de pe suprafaţă. 617 Deschidere incorectă a rostului unei suduri în colţ - Distanţă excesivă sau insuficientă între piesele care se sudează. 618 Umflare - Imperfecţiune datorată unei arderi a îmbinării sudate din aliaje uşoare, ca rezultat al menţinerii prelungite în intervalul de solidificare.
Îmbinarea materialelor prin presiune
Sudarea prin presiune utilizează forţele de prindere a pieselor obţinute în principal prin apropierea mecanică a atomilor de pe suprafeţele în contact ale celor două piese. Deoarece pe suprafaţa celor două elemente de îmbinat se formează pelicule monomoleculare care se opun formării legăturilor de prindere între componente, îmbinarea prezintă adesea defecte.
Pentru realizarea îmbinării sudate, straturile aflate la suprafaţa de separaţie trebuie îndepărtate, în aşa fel încât pe suprafeţele de contact să ajungă stratul de material neinfluenţat de atmosferă. Principala cauză a apariţiei imperfecţiunilor constă în faptul că la apropierea la distanţe de ordinul parametrilor reţelelor cristaline ale celor două metale, posibilitatea de întâlnire a două cristale, aparţinând celor două elemente de sudat şi având aceeaşi orientare a reţelelor, este foarte mică. Devine necesară deci o reorientare spaţială a atomilor în zonele de prindere. Reorientarea este posibilă dacă se imprimă atomilor din nodurile reţelelor o mobilitate superioară (creşterea oscilaţiilor atomilor în noduri, cu posibilitatea părăsirii nodurilor). De obicei, pentru mărirea mobilităţii atomilor, deci pentru realizarea reorientării, energia internă şi cea oferită de fenomenul de deformare plastică nu sunt suficiente, fiind necesară introducerea în sistem a unei cantităţi de energie suplimentară.
Indiferent de forma primară a acestei energii suplimentare, ea se va transforma în energie termică, contribuind la realizarea legăturilor dintre elemente.
Energia primară poate avea diferite forme: - energie electrică (sudarea prin presiune cu energie electrică, din care face parte şi sudarea în puncte şi
linie); - energie mecanică (sudarea prin presiune cu încălzire prin frecare, sudarea prin presiune şi aplicarea
unor suprapresiuni); - energie termică (sudarea prin presiune cu încălzire cu flacără, sudarea prin presiune cu încălzire prin
inducţie). Îmbinările sudate prin presiune pot fi cap la cap sau prin suprapunere. Cele prin suprapunere se pot realiza în puncte
sau în linie. În figura 2.43 sunt prezentate câteva exemple de produse îmbinate prin sudare prin presiune.
Defectele îmbinărilor sudate prin presiune sunt asemănătoare celor ale îmbinărilor sudate prin topire, cu unele excepţii.
La sudarea prin presiune, defectele de pregătire şi asamblare pot fi: - abateri de la coaxialitatea pieselor pentru sudarea cap la cap; - impuritati pe suprafetele supuse îmbinării;
- suprapuneri necorespunzatoare sau ondulaţii ale tablelor la sudarea prin puncte şi în linie; - reliefuri (proeminenţe) necorespunzătoare, mai mari sau mai mici, la
sudarea prin puncte sau în linie.
2.7. Defectele altor materiale
Prin materiale compuse se înţeleg, în contextul acestei lucrări, în afara materialelor compozite, care de regulă sunt abordate ca o categorie distinctă, acele materiale alcătuite din mai multe straturi: structuri sandviş cu miez fagure, materiale stratificate realizate prin lipire sau presare, materiale acoperite.
2.7.1. Structuri lipite Lipirea este o metodă de îmbinare nedemontabilă a două piese aflate în stare solidă cu ajutorul unui material de adaos
aflat în stare lichidă sau vâscoasă, care se solidifică unind prin adeziune, piesele sau materialele cu care vine în contact (prin difuzia aliajului de lipit în straturile superficiale ale materialelor de îmbinat sau prin procese chimice, la lipirea cu adezivi).
Materialele care se asamblează prin lipire sau care formează structuri stratificate sunt combinaţii de: metal-metal, metal-nemetal, nemetal-nemetal sau structuri multistrat, prin repetarea unui ansamblu elementar.
Materialul de adaos utilizat poate fi un aliaj cu temperatura de topire mai mică decât cea a componentelor de îmbinat sau un adeziv, de regulă, pe bază de răşini.
Lipirea cu adezivi este mai răspândită în domeniul materialelor nemetalice. Dar, în prezent, o categorie largă de materiale sandviş metalice se lipesc de asemenea cu adezivi pe bază de răşini epoxidice.
Lipirea cu aliaje se aplică la îmbinarea pieselor sau structurilor metalice. Aliajul de lipit aflat în stare topită umectează şi umple rostul (spaţiul) dintre componentele de asamblat. La lipirea moale aliajul de lipit are punctul de topire de 4250C, fiind, de regulă, un aliaj pe bază de staniu şi plumb, iar aliajele pentru lipirea tare (brazare) se topesc la peste 4250C fiind, de regulă aliaje pe bază de cupru şi argint.
În figura 2.49 sunt prezentate câteva exemple de produse care se obţin prin lipire: freză din OLC 45 cu plăcuţe din carburi metalice sinterizate aşchietoare brazate cu aliaj pe bază de argint şi conducte pentru transportul
petrolului din material compozit cu matrice polimerică armată cu fibre din grafit, lipite între ele prin intermediul unui manşon.
În figura 2.50 sunt prezentate schematic defectele specifice structurilor obţinute prin lipire: lipsa de legătură între aliajul de lipit şi materialul suport, lipsa de adeziv, porozitate în stratul de aliaj de lipit sau adeziv, fisuri, desprindere coezivă, strat de adeziv sau aliaj de lipit neuniform.
Fig. 2.50. Defecte specifice structurilor lipite.
Defectele materialelor lipite sunt standardizate. În STAS 12077-82 Defectele îmbinărilor lipite. Clasificare şi terminologie sunt prezentate, asemănător defectelor îmbinărilor sudate prin presiune, grupele de defecte, simbolurile şi schiţele acestora.
2.7.2. Materiale acoperite
Tratamentele de suprafaţă sunt acele procedee tehnologice care au drept scop modificarea proprietăţilor fizico-chimice ale stratului superficial al pieselor sau materialelor.
Modificarea proprietăţilor stratului superficial se poate face prin: - tratamente mecanice: sablare, lovire cu alice, tratamente cu ultrasunete, prelucrări mecanice speciale; - tratamente termice, termochimice, termomecanice; - acoperiri prin: metalizare, vopsire, emailare, impregnare lăcuire etc.
Materialelele acoperite cunosc în prezent o dezvoltare foarte largă. De la vopsire, zincare, nichelare şi alte acoperiri de protecţie şi până la implanturi ionice există o gamă foarte extinsă de metode de acoperire, adecvate materialelor suport şi scopului propus.
Acoperirile sunt tratamente de suprafaţă realizate prin depunerea pe un suport a unui strat de alt material. Stratul de acoperire poate avea grosimi de la câţiva micrometri la câteva zecimi de milimetru sau chiar milimetri. Cele două materiale (substratul-materialul de bază; stratul de acoperire) rămân distincte, dar în zona de contact a celor două componente are loc un proces de difuzie a atomilor, care conferă aderenţă stratului depus.
Acoperirile pot fi realizate în scop decorativ, estetic sau funcţional. Materialului de bază îi sunt adăugate noi proprietăţi, cum ar fi rezistenţă anticorozivă, rezistenţă antiuzare,
refractaritate, proprietăţi optice, electrice etc. Principalele metode prin care se realizează structurile acoperite sunt:
- Metalizarea - acoperirea cu straturi metalice subţiri pe suport metalic sau nemetalic – poate fi realizată prin următoarele procedee: - galvanizare, cromare, nichelare, argintare, cadmiere, aurire, cuprare, zincare; - sinterizare (cu pulberi); - sudare; - depunere în fază de vapori; - implantare ionică; - pulverizare din stare topită.
- Placarea – acoperirea prin laminare, extrudare, prin sudare, prin explozie, prin tragere, prin lipire etc. - Pasivizarea – acoperirea cu oxizi său săruri ale materialului de bază în vederea obţinerii unor proprietăţi
funcţionale (rezistenţa la coroziune, la uzare, straturi electroizolante, optico-absorbante) sau decorative (straturi în diverse culori).
Lipsă de legătură Desprindere coezivă Porozitate
Lipsă de adeziv Fisuri în adeziv Grosime neuniformă
- Brunarea - pasivizarea a pieselor din oţel obţinută prin oxidare bazică (se poate recunoaşte după culoarea negru mat).
- Fosfatarea – formarea pe suprafaţa metalelor a unui strat insolubil de fosfaţi. Pelicula de fosfaţi are un rol protector anticoroziv numai în combinaţie cu alte pelicule, depuse peste aceasta, cum ar fi lacuri, vopsele, uleiuri. Stratul poros de fosfaţi favorizează depunerile ulterioare.
- Vopsirea constă în acoperirea unor substraturi metalice sau nemetalice cu substanţe organice sau anorganice, lichide sau pulverulente, care se solidifică prin polimerizare şi uscare, alcătuind pelicule compacte, de grosime determinată, care izolează materialul de bază de mediul înconjurător.
- Lăcuirea – lacurile se deosebesc de vopseluri prin lipsa de culoare; lacurile se folosesc pentru reralizarea de pelicule lucioase rezistente, incolore;
- Emailarea – constă în acoperirea cu lacuri speciale care formează pelicule dure, cu aspect neted, lucios; - Acoperirile cu bazalt şi porţelan se utilizează ca straturi anticorozive, antiuzare şi refractare; - Acoperirile cu mase plastice şi cauciuc se aplică pieselor metalice pentru protejarea acestora împotriva coroziunii,
a uzării abrazive şi cavitaţionale şi pentru scopuri decorative. În figura 2.51 sunt prezentate defecte specifice materialelor acoperite: grosime de material neuniformă, porozitate,
lipsă de legătură între înveliş şi suport.
Fig. 2.51. Defecte specifice materialelor acoperite. Principala cauză a defectelor tip lipsă de legătură sau legătură slabă care poate duce la exfoliere este curăţarea
neadecvată a suportului pe care se depune învelişul. O cauză mai generală care determină apariţia defectelor specifice materialelor acoperite este incompatibilitatea
componentelor, care adesea poate fi eliminată prin utilizarea unei componente de legătură (de exemplu, grund la vopsire).
Lipsă de legătură Grosime neuniformă Fisuri în suport
Incluziuni Înveliş întrerupt Exfoliere
DEFECTEDEFECTE, NECONFORMITATI, IMPERFECTIUNI,
DISCONTINUITATI
Defectele pieselor si produselor
• Notiunea de defect• Clasificare• Standardizare• Criterii de acceptabilitate
Notiunea de defect
Standardul SR EN ISO 9000-2001 recomandăutilizarea noţiunii de neconformitate
Extras din standard:– Conformitate îndeplinirea unei cerinţe. – Neconformitate neîndeplinirea unei cerinţe. – Defect neîndeplinirea unei cerinte referitoare
la o utilizare intenţionată sau specificată.– Discontinuitate – intrerupere a continuitatii
(gol, fisura, incluziune)
Defectele existente în materiale, produsesau piese au diverse provenienţe.
Cauzele care le determină pot fi adeseoridiminuate dar nu eliminate complet.
Defectele determină în mare măsura calitatea unuiprodus.
Adeseori calitatea se măsoară prin noncalitate.
Numărul şi volumul defectelor constituie criteriiimportante de evaluare.
Defectele pieselor si produselor
Defectele sunt împărţite în două mari categorii:
• defecte acceptabile• defecte inacceptabile.
Doar o parte dintre defecte sunt inacceptabile.
Incadrarea în una sau alta din categoriile de mai sus se face în funcţie de:
- destinaţia produsului
- rolul funcţional
- importanţa acestuia într-un ansamblu
- de cost
- exigenţele impuse de norme sau convenţii între beneficiar şi furnizor etc.
Cunoaşterea defectelor• cunoaşterea tipurilor de defecte care pot apărea într-un produs în funcţie de
natura materialului, de modul de proiectare, de procesul tehnologic de prelucrare(nu căutăm delaminări într-o piesă turnată!);
• detectarea defectelor, semnalarea prezenţei acestora (existenţa unor goluripoate fi semnalată, de exemplu, prin cântărire);
• localizarea în raport cu un sistem de referinţă convenabil ales (stabilirea poziţieiunde este amplasat defectul în raport cu suprafeţele exterioare ale piesei);
• măsurarea şi estimarea formei şi volumului (adeseori se aproximează mărimeadefectului prin mărimea unei figuri geometrice în care poate fi înscris: sferă, paralelipiped sau prin proiecţia acestuia pe o suprafaţă sau prin luarea înconsiderare a dimensiunii celei mai mari, denumită dimensiune caracteristică);
• estimarea tendintei de a evolua în timp, de propagare (defectele bidimensionale, cum ar fi fisurile, au tendinţa de propagare mai mare decât cele tridimensionale);
• compararea caracteristicilor reale ale produsului afectat de prezenţa defectelordetectate cu valorile stabilite la proiectare sau prescrise pentru acele caracteristici;
• luarea unei decizii privind acceptabilitatea defectelor detectate conform uneinorme sau, în absenţa normelor, pe baza negocierilor dintre beneficiar si furnizor;
• analiza produsului declarat neconform – în vederea stabilirii “traseului” luispecific: declasare, derogare, reprelucrare, reciclare.
Clasificarea generală a defectelor
Principalele criterii de clasificare sunt:
• clasificarea defectelor după importanţaacestora şi după gradul de periculozitateîn raport cu funcţionarea produsului;
• după caracteristica pe care o afectează;• după frecvenţa de apariţie;• după gradul de accesibilitate la detectare;• după evoluţia în timp.
Clasificarea defectelor după importanţaacestora şi după gradul de periculozitate în
raport cu funcţionarea produsului
După acest criteriu defectele pot fi: critice, majore sau minore.
• Defectul critic este considerat acea neconformitate a unuiprodus care determină lipsa de securitate sau poateconduce la accidentarea utilizatorilor sau a acelora cedepind de utilizarea produsul respectiv.
• Defectul major este considerat cel care, fără să fie critic, reduce în mod substanţial posibilităţile de utilizare a produsului respectiv sau poate provoca o defectare care săîmpiedice funcţionarea acestuia.
• Defectul minor este o neconformitate care reduce confortul, afectează caracteristicile estetice sau diminueazănesemnificativ funcţionalitatea produsului.
Clasificarea defectelor după caracteristicape care o afectează
Principalele caracteristici ale unei piese sunt:• compoziţia chimică şi puritatea;• rezistenţa la solicitări mecanice statice sau dinamice;• rezistenţa la solicitări termice sau la alţi factori externi;• structura internă;• omogenitatea;• dimensiunile şi forma;• poziţia reciprocă a suprafeţelor;• calitatea suprafeţelor;• continuitatea;• capacitatea de a se magnetiza şi de a păstra
magnetizarea etc.
Clasificarea defectelor după caracteristicape care o afectează
• defecte sau abateri dimensionale;• defecte de forma şi poziţie reciprocă a
suprafeţelor;• abateri de la calitatea suprafeţelor;• defecte de structură;• abateri de la compoziţia chimică şi gradul
de puritate;• abateri de la caracteristicile mecanice;• discontinuităţi;• alte abateri.
Clasificarea defectelor după gradul de accesibilitate la detectare
a. Defecte exterioare - în general, uşor accesibile, suntdefecte de suprafaţă, situate pe suprafeţe exterioare.
b. Defecte interioare - în general, mai greu accesibile:situate pe suprafeţe interioare;
– situate în interiorul pereţilor pieselor:– în apropierea suprafeţei:
care comunică cu exteriorul (goluri care erup la suprafaţă);care nu comunică cu exteriorul (incluziuni, fisuri etc.);în interiorul pereţilor piesei la o adâncime, depărtare mai mare de suprafaţa accesibilă (sufluri, incluziuni solide, fisuri etc.).
c. Defecte greu detectabile din diverse motive.
Clasificarea defectelor după poziţia lor înraport cu suprafaţa accesibilă examinării
defecte de suprafatadefecte in apropierea
suprafetei
defecte de interior
Suprafata de examinare,
,
, ,
Defecte greu detectabile
Din cauza pericolului pe care-l prezintă în raport cu sănătateaunui operator uman;
• în medii toxice (incintă cu gaze: clor, oxid de carbon);• în medii radioactive (surse de radiaţii gamma);• la temperaturi ridicate (lingouri, cuptoare, reactoare în industria
chimică) etc.
Din cauza distanţei:• la înalţime mare (poduri rulante, cabluri de teleferic);• la distanţe mari (furnale, conducte de transport curent electric);• adâncimi mari (baraje, turbine).
Din cauza amplasării produsului vizat în interiorul unui ansamblu:• incintă vidată (tub Roentgen, diode fotomultiplicatoare);• sub presiune mare (rezervoare de gaz, butelii);• produs capsulat (tub cinescopic, componente electronice).
Clasificarea defectelor după frecvenţa de apariţieraportată la un lot de piese sau la o singură piesă
Intr-un lot de piese sau de-a lungul unei piese un anumit tip de defect poate să apară sistematic, având la bază o eroare sistematică, sau apariţialui poate fi accidentală, determinată de cauzeaccidentale.
După gradul de grupare defectele pot fi:- singulare- grupate- răspândite (împrăştiate).
Clasificarea defectelor după evoluţia în timpsau după tendinţa de propagare sub acţiunea
solicitărilor exterioare
• defecte fără tendinţă de propagare, "cuminţi", care stau pe loc şi nu se dezvoltă în timpul exploatăriiprodusului; acestea sunt de regulă tridimensionaleşi au contururi rotunjite (sufluri, goluri);
• cu tendinţă de propagare până la rupereaprodusului; de regulă, bidimensionale sautridimensionale cu contururi ascuţite (fisuri, crăpături, reprize, delaminări).
Clasificarea defectelor după mărimea lor
După mărime defectele pot fi: mari, mijlocii şi mici.
Clasificarea după mărime este relativă fiind dependentăde mărimea produsului sau de suprafaţa de referinţă.
Incadrarea într-o categorie sau alta se face fie prinmăsurarea tridimensională fie prin proiecţia defectuluipe o suprafaţă plană.
De regulă, se ia în considerare o figură geometricăsimplă în care se înscrie defectul sau proiecţia lui: un dreptunghi, un cerc, o sferă etc.
Dimensiunile defectului raportate la un sistem de axe
z
y
xO
x
y
z
Alegerea sistemului de axe de referinţăîn cazul unor îmbinări sudate
Trebuie îndeplinite următoarele condiţii şi limite ale defectelor:a) Dimensiunea maximă a întregii arii a proiecţiei sau a întregii arii a suprafeţei de rupere cu defecteb) Dimensiunea maximă a unei sufluri izolate:- suduri cap la cap- suduri în colţc) Dimensiunea maximă pentru o suflură izolată
4 %
d < 0,5 s,0,5 a5 mm
2 %
d < 0,4 s,0,4 a4 mm
1 %
d < 0,3 s,0,3 a3 mm
Nr.
Denumirea defectului
Număr de referinţă
ISO 6520Observaţii
Limitele defectelor pentru nivelurile de acceptare
moderatD
Intermed.C
severB
Standardizarea defectelor
• STAS 782-79 Defectele pieselor turnate. Clasificare şi terminologie.• STAS 6656-80 Defectele pieselor laminate, extrudate şi trase din oţel.
Clasificare şi terminologie.• STAS 6092/1-83 Piese forjate din oţel. Clasificarea şi terminologia
defectelor.• STAS 6092/2-84 Piese forjate din materiale metalice neferoase.
Clasificarea şi terminologia defectelor.• SR EN ISO 6520-1 Clasificarea imperfecţiunilor geometrice din îmbinările
sudate ale materialelor metalice. Partea 1: sudare prin topire• SR EN ISO 6520-2 Clasificarea imperfecţiunilor geometrice ale îmbinărilor
sudate ale materialelor metalice. Partea a 2-a: Sudarea prin presiune • STAS 8299-78 Clasificarea şi simbolizarea defectelor îmbinărilor sudate
prin topire pe baza radiografiilor• STAS 12077-82 Defectele îmbinărilor lipite. Clasificare şi terminologie.• STAS 10354-81 Defectele suprafeţelor tăiate termic. Clasificare şi
terminologie.
Piese turnate (1)Numeroase piese utilizate în construcţia maşinilor, aparatelor şidiverselor tipuri de utilaje sunt obţinute prin turnarea unui material înstare lichidă într-o cavitate ce reprezintă negativul piesei şi care se realizează într-o formă, cochilă sau coajă de turnare.
Exemple de piese turnate:
Carcasa Capac de canalizare
Piese turnate (2)
Exemple de piese turnate:
Statuie din bronz Clopot
Defectele pieselor turnate
Prin defect al unei piese turnate se înţelegeorice abatere de la formă, dimensiuni, masă, aspect exterior, compactitate, structură, compoziţie chimică sau proprietăţi mecanice şifizice prescrise în standardele respective sau înalte documente tehnice normative.
(STAS 782-79 Defectele pieselor turnate. Clasificare şi terminologie.)
Standardul de defecte în piese turnate cuprinde:
• Denumirea• Simbolizarea• Gruparea după caracteristicile morfologice• Descrierea• Precizarea cauzelor posibile si a metodelor de prevenire• Schiţa defectului şi fotografia unei piese care îl conţine.
Descrierea dată în standard cuprinde caracteristicivizibile, care pot fi observate de regulă cu ochiul liber şi localizarea cea mai probabilă, în sau pe piesa turnată.
8 categorii de bază
• A - Excrescenţe metalice;• B - Goluri (cavităţi);• C - Discontinuităţi - crăpături;• D - Defecte de suprafaţă;• E - Piesă turnată incomplet;• F - Dimensiuni sau configuraţii necorespunzătoare;• G - Incluziuni şi defecte de structură;• H - Compoziţie chimică, proprietăţi fizice şi
mecanice necorespunzătoare
Simbolul cuprinde o litera şi trei cifre
A 1 2 3
Denumirea defectului: piesă cu pânză de metal
Subgrupa: excrescenţe metalice având formă de bavuri care modifică principalele dimensiuni ale piesei turnate
Grupa: excrescenţe metalice având formă de bavuri
Categoria: excrescenţe metalice
Anumite defecte se pot încadra logic în mai multe categorii. Crustele, de exemplu, sunt excrescenţe metalice (categoria A) dar cu toateacestea sunt clasificate ca subgrupa (D230) la defecte de suprafaţă.
Cauzele apariţiei defectelor în piesele turnate
• defecte de material, determinate de materialul turnat, de puritatea acestuia şi de particularităţile comportamentuluipe care-l are la turnare: fluiditatea, contracţia, tendinţa de a dizolva gaze, tendinţa de segregare etc.;
• defecte de proiectare, determinate de forma şi dimensiunile produsului, stabilite prin proiectare: grosimide pereţi neuniformi, intersecţii de pereţi în cruce, pereţiprea subţiri etc.;
• defecte tehnologice, determinate atât de procesultehnologic stabilit cât şi de acurateţea respectării regulilorde realizare a fiecărei operaţii şi a fiecărei faze;
• defecte aparute in exploatare.
Defecte determinate de proprietăţile fizico-chimice, de compoziţia chimică şi de puritatea materialului turnat în piese
Principalele proprietăţi :- fluiditatea- contracţia- tendinţa de a dizolva gaze- tendinţa de segregare
Fluiditatea
• Defecte determinate de fluiditateanecorespunzatoare
formă piesă turnatăde turnare incomplet
formă piesă excesivde turnare de rugoasăa b
Contracţia• Defecte determinate de fenomenul de
contractie
a b
Tendinţa de a dizolva gaze• Defecte determ. de tendinta de a dizolva gaze
sufluri la suprafaţă porozitate
sufluri interioare suflură care comunică cu suprafaţa
Tendinţa de segregare
• Defectedeterminate de tendinta de segregare
Defecte determinate de proiectareapiesei
La proiectarea pieselor turnate trebuierespectate anumite reguli stabilite pe bazacunoaşterii comportării materialuluirespectiv la turnare.
Pentru prevenirea apariţiei retasuriiinterioare se evită intersecţiile de pereti înT sau în cruce, pereţii verticali se prevădcu înclinaţii care să determinesolidificarea dirijată, se prevăd adaosuride prelucrare pentru îndepărtareasuprafeţelor rugoase atunci când acesteaau un rol funcţional etc.
A. EXCRESCENTE METALICEA100 Bavuri• A110 Bavuri fără modificarea principalelor dimensiuni ale piesei turnate
– A111 Bavură în planul de separaţie - bavură subţire în planul de separaţie– A112 Bavură de colţ - excrescenţă metalică subţire care împarte unghiul interior în două părţi)
• A120 Bavuri care modifică principalele dimensiuni ale piesei turnate– A121 Bavură groasă în planul de separaţie– A122 Bavură groasă cauzată de cedarea formei inferioare– A123 Bavură tip pânză
A200 Umflături - Excrescenţe masive• A210 Umflături cu suprafaţa netedă• A220 Umflături cu suprafeţe rugoase
• A300 Cruste• A400 Creastă• A500 Alte excrescenţe metalice
B. GOLURI• B100 Sufluri - goluri cu pereţi, în general, rotunjiţi şi netezi, putând fi
observate cu ochiul liber (sufluri, pori)• B110 Goluri în interiorul peretelui piesei, neextinse la suprafaţă, detectabile
doar prin metode speciale, prin prelucrări mecanice sau constatate la ruperea piesei turnate
• B120 Sufluri de suprafaţă - goluri din clasa B100 situate pe sau subsuprafaţa piesei turnate larg deschise sau cel puţin comunicând cu exteriorul
• B200 Retasuri - goluri cu pereţi în general rugoşi• B210 Retasuri deschise - gol deschis din clasa B200 care pătrunde uneori
adânc în piesa turnată• B220 Retasuri închise - gol din clasa B200 situat în întregime în interiorul
piesei turnate• B221 Retasură interioară - gol de formă neregulată• B222 Retasură axială - gol sau zonă poroasă de-a lungul axei centrale• B223 Retasuri dispersate• B224 Microretasuri
C. DISCONTINUITĂŢI - CRĂPĂTURI
• 100 Rupturi mecanice - discontinuităţi cauzate de efecte mecanice(rupturi) Discontinuităţi ce apar în general la intersecţii de secţiuni. Conform formei piesei turnate şi aspectului rupturii, acestea nu par a fi rezultatul tensiunilor interne
• C200 Crăpături - discontinuităţi datorate tensiunilor interne si frânăriicontracţiei
• Etc.
Laminarea, extrudarea si tragereaLaminarea, extrudarea şi tragerea sunt procedee de prelucrare prin deformare plastică asemănătoare dinpunct de vedere al modului în care apar defectele
Laminarea constă în trecerea forţată a semifabricatului printre cilindri de laminare cuanumite calibre.
Extrudarea constă, de regulă, în împingereasemifabricatului prin fereastra unei matriţe.
Tragerea constă în trecerea forţată a unuisemifabricat prin fereastra unei matriţe subacţiunea unei forţe de tragere.
Produse laminate si extrudate
Bare laminate Placi laminate Otel beton
Osii si rotiProfile extrudate
Produse trase
Defectele produselor laminate, extrudate şi trase (1)
Prin defect de laminare se înţelege orice abatere de la dimensiunile, forma, masa, aspectul exterior, ministructura sau proprietăţilefuncţionale prevăzute de standarde, norme tehnice sau condiţiicontractuale.
(STAS 6656-80 Defectele pieselor laminate, extrudate şi trase din oţel. Clasificare şi terminologie.)
Defectele produselor laminate pot avea diverse provenienţe:§ lingourile turnate folosite apoi la laminare;§ nerespectarea tehnologiei de laminare.
Defectele care provin din tehnologia de laminare pot avea următoarelecauze:
§ încălzirea incorectă a lingourilor;§ reglarea necorespunzătoare a cilindrilor laminorului;§ calitatea inferioară a ghidajelor şi instalarea necorespunzătoare a lor;§ uzura pronunţată a calibrelor;§ regim termic de încălzire şi de răcire necorespunzător după laminare
Defectele lingourilor din oţel destinate laminării (1)
crapatura la rece
crapatura la cald din agatare sub imbinarea cu maselota
intrerupere de turnare (repriza)
crapatura la cald longitudinala (de colt)
bavura la picior
,, ,, , , ,
, , , ,,
,
,
,
Defectele lingourilor din oţel destinate laminării (2)
punte de inchidere a retasurii
retasura
zona segregata cu microretasuri
zona poroasa si segregata
zona centrala cu dendrite grosolane neorientate
zona marginala compacta cu cristale fine echiaxiale
zona cu dendrite mici
zona cu dendrite mari orientate perpendicular pe peretele lingotierei (transcristalizare)
dendrite mari orientate in sus
zona de forma piramidala sau conica la piciorul lingoului, cu dendrite echiaxiale
,, ,
, , ,
, ,
, , ,
,,
, , , ,
,
Defectele lingourilor din oţel destinate laminării (3)
retasura principala
retasura secundara
, ,
, ,
a b
Terminologia, clasificarea şi simbolizarea defectelor privind produsele laminate şi trase din oţel au fost standardizate, cuprinse în STAS 6656 - 80, în şase grupe:
• DL1: defecte de suprafaţă (ex. DL 111 scoarţe);
• DL2: abateri geometrice (defecte de formă, abateri dimensionale şi de masă ex. DL211 sectiuni transversale deformate);
• DL3: defecte de compactitate (ex. DL313 sufluri);
• DL4: abateri ale compoziţiei şi purităţii (ex. DL411 compozitiechimica necorespunzatoare, DL412 segregatii);
• DL5: abateri ale caracteristicilor fizice şi mecanice (ex. DL511 abateri ale caracteristicilor mecanice);
• DL6: defecte de structură (ex. DL61 defecte de macrostructura).
Defectele oţelului laminat în semifabricate pentru relaminare şi forjare
• DL1 Defecte de suprafaţă • DL 2 Abateri geometrice • DL 3 Defecte de compactitate
a b cd
B
b
B > b
e f g h
H1
J 1 2J
H2 H < H1 2
21J < J
a
b
Forjarea
Forjarea este procedeul de prelucrare prin deformare plastică, ce constă în modificarea formei unui semifabricat datorită creării unei stări tensionale în volumul materialului, prin lovire sau prin presare, însoţită de curgerea materialului pe diferite direcţii.
Forjarea se numeşte liberă, când curgerea materialului nu este limitată şi în matriţă sau matriţare, când deformarea are loc în cavitatea unei matriţe.
Produse forjate
RotiInele de prindere
Arbori Componente ale gardurilor şi balcoanelor
Defectele produselor forjate (1)Principalele cauze ale apariţiei defectele pieselor forjate sunt:• defectele existente în semifabricatul folosit, provenite din prelucrările
anterioare: abateri de la compoziţia chimică, defecte de turnare, când semifabricatul este un lingou turnat sau defecte de turnare pluslaminare, când semifabricatul este un produs laminat etc.;
• fenomenele care însoţesc prelucarea prin deformare plastică: apariţia fibrajului, reducerea plasticităţii, ecruisarea, curgerea plastică etc. atunci când acestea nu sunt corect prevăzute sau luate în consideraţie la proiectarea tehnologiei de prelucrare;
• nerespectarea regimului de tratament termic sau încălziri / răciri neuniforme
• dimensionarea sau debitarea greşită a semifabricatului;• erorile de proiectare a tehnologiei de prelucrare;• uzura sculelor sau a maşinilor folosite pentru realizarea deformării:
matriţe, prese, ciocane etc.;• neîndepărtarea unor resturi metalice din matriţă sau de pe nicovală,
ceea ce conduce la formarea unor incluziuni de suprafaţa prin imprimarea.
Terminologia, clasificarea şi simbolizarea defectelor din produsele forjate au fost standardizate, ele fiind cuprinse în STAS 6092/1– 83, pentru produse din oţel şi STAS 6092/2-84, pentru produse din aliaje neferoase.
În aceste standarde defectele sunt împărţite în următoarele grupe şi categorii:
• DF1: Forme, dimensiuni şi mase necorespunzătoare
• DF2: Defecte de suprafaţă • DF3: Discontinuităţi, goluri • DF4: Incluziuni • DF5: Defecte de structură• DF6: Compoziţie chimică,
caracteristici mecanice şi fizice necorespunzătoare
Defectele produselor forjate (2)
Un defect frecvent întâlnit la piesele forjate este cauzat de erorile de stabilire a mărimii semifabricatului ceea ce conduce la obţinerea unei piese incomplete, cu porţiuni lipsă.
Un alt defect, specific prelucrării prin forjare este imprimarea de mici resturi de material metalic, scoarţe sau oxizi pe suprafaţa piesei, ca urmare a lucrului neglijent şi curăţării necorespunzătoare a semifabricatului, matriţei sau nicovalei pe care se face prelucrarea .
Defectele produselor forjate (3)
Aplicarea greşită a forţei de presare, în raport cu direcţia optimă determinată de centrul de presiune sau de uzura sculelor, poate conduce la defecte tip dezaxare
Defectele produselor forjate (4)
Imperfecţiunile îmbinărilor sudate şi lipitePrin imperfecţiune (defect) se întelege abaterea de la forma, dimensiunea, aspectul, continuitatea, structura etc., prescrise pentru sudura sau îmbinarea respectivă îndocumentaţia tehnică a produsului sau în standarde.
Standardul SR EN ISO 6520-1 “Clasificarea imperfecţiunilor geometrice din îmbinările sudate ale materialelor metalice. Partea 1: sudare prin topire”
SR EN ISO 6520-2 “Clasificarea imperfecţiunilor geometrice ale îmbinărilor sudate ale materialelor metalice. Partea a 2-a: Sudarea prin presiune” (v. anexa 1.6 conţinând “defectele îmbinărilor sudate prin presiune” din STAS 7084/2 echivalent cu ISO 6520-2).
În general, procedeele de sudare utilizate în prezent pot fi incluse în una dintre cele două categorii de procedee de sudare – prin topiresau prin presiune.
Imperfectiunile pot avea mai multe provenienţe:
din materialele care se îmbină; de la pregatirea pieselor şi asamblarea pieselor înaintea operaţiei de sudare;
utilizarea unor materiale incompatibile; erori tehnologice sau fenomene care însoţesc sudarea propriu-zisă.
Imperfectiunile îmbinărilor sudate sunt împărţite în 6 grupe:
Grupa Imperfectiunile îmbinărilorsudate prin topire
Imperfectiunile îmbinărilorsudate prin presiune
1 Fisuri Fisuri
2 Goluri Goluri
3 Incluziuni solide Incluziuni solide
4 Lipsă de topire şi de pătrundere
Defecte de legătură
5 Defecte de formă Defecte de formă
6 Alte defecte Alte defecte
Imperfectiunile îmbinărilor sudate prin topire
GRUPA 1 - FISURI
• Fisuri determinate de contractie
1013 fisura in zonainfluentata termic
1014 fisura in materialulde baza
1012 fisurain zona de trecere
1011 fisurain cusatura sudata
,
,
,
,,
,, ,
,
• Sufluri
Imperfectiunile îmbinărilor sudate prin topire
GRUPA 2 - GOLURI
Sufluriizolate grupate
Suflurialiniate
Sufluriuniform distribuite
Suflurialungite
Sufluri
• Incluziuni la suprafata
incluziune izolata
incluziuni imprastiate,
,
,
GRUPA 3 – INCLUZIUNI SOLIDE
• Imbinari sudate prin topire
GRUPA 4 – LIPSA DE TOPIRE SI DE PATRUNDERE
lipsa de patrunderela radacina
, ,, , ,
intre straturilipsa de patrundere
, ,
lipsa de topire laterala
, ,
GRUPA 5 – DEFECTE DE FORMA
Sant marginal Suprainaltare Exces de patrundere
, ,
, ,
GRUPA 6 – ALTE DEFECTE
Stropi
Defectele îmbinărilor sudate prin presiune sunt asemănătoare celor ale îmbinărilor sudate prin topire, cu unele excepţii.
La sudarea prin presiune, defectele de pregătire şi asamblare pot fi:
• abateri de la coaxialitatea pieselor pentrusudarea cap la cap;
• impuritati pe suprafetele supuse îmbinării;• suprapuneri necorespunzatoare sau
ondulaţii ale tablelor la sudarea prin puncte şi în linie;
• reliefuri (proeminenţe) necorespunzătoare, mai mari sau mai mici, lasudarea prin puncte sau în linie. Fisura stelata
Materiale compuse Materiale acoperite (cu înveliş metalic sau nemetalic
Componente dispersate reciproc
Agregate de pulberi presate
Stratificate prin asamblare succesivă sau simultană
Pentru stabilirea locului pe care-l ocupă materialele compozite în ansamblul materialelor folosite în tehnică, este necesară o privire sintetică şi o clasificare generală a materialelor după structură.
Cele mai răspândite materiale compozite sunt compozitele cu matrice polimerică sau compozitele polimerice.
Compozitele metalice
Palete de turbina
Discuri de ambreiaj
înlocuiesc adesea compozitele polimerice, deoarece rezistă mai bine la temperaturi înalte şi nu sunt inflamabile sau higroscopice.
Exemple de piese: biele, palete de turbină sau de compresor, pistoane, cămăşi cilindru, piese de alunecare, vane, ajutaje pentru rachete, scule aşchietoare, elemente de fricţiune, lagăre, acumulatori, piese izolatoare acustic, piese antiabrazive, contacte electrice, componente pentru construcţii spaţiale, supape, lagăr diferenţial, disc de frână, lonjeroane, furcă de debreiere, ax cardanic, roţi dinţate etc.
Defecte specifice materialelor compozite
Defectele specifice compozitelor metalice sunt:
• microcavităţi de contracţie, specifice compozitelor turnate: în aliajele obişnuite, având un coeficient de contracţie la solidificare de 3...6%, prezenţa particulelor sau fibrelor în matrice frânează procesul de compensare a golurilor de contracţie cu material lichid din zonele adiacente;
• sufluri, caracteristice compozitelor obţinute prin procedeul „Vortex” de înglobare a materialului complementar, cand, o dată cu acesta sunt antrenate în baia metalică şi gaze din mediul înconjurător;
• aglomerări de particule sau fibre discontinue, care apar la o dispersare insuficientă a materialului complementar;
• segregaţii ale materialului dispersat, produse în urma flotării sau sedimentării particulelor sau fibrelor discontinue cu densităţi diferite de cele ale matricelor sau în timpul procesului de solidificare, în urma rejecţiei în faţa frontului de fază solidă;
• deteriorarea materialului complementar prin procese de dizolvare şi topire sau în urma unor reacţii chimice intense la interfaţă;
• fragmentarea fibrelor în timpul infiltrării sau al amestecării cu matricea în stare semisolidă;• fisuri, crăpături la cald, din cauza tensiunilor interne apărute la răcirea aliajelor turnate, respectiv frânării
contracţiei;• porozitatea, specifică materialelor compozite obţinute prin tehnica metalurgiei pulberilor.
Principalele tipuri de defecte specifice materialelor compozite polimerice.
Lipsă material de ramforsare
Aglomerări, distribuţie neuniformă
Porozitate
Reţea de fisuri Ruperi de fibreDesprindere între straturi
Material de ranforsare lipsă
Defecte specifice materialelor acoperite
Principalele defecte ale materialelor acoperite
Lipsă de legătură Grosime neuniformă Fisuri în suport
Incluziuni Înveliş întrerupt Exfoliere
Acoperirile sunt tratamente de suprafaţă realizate prin depunerea pe un suporta unui strat de alt material. Stratul de acoperire poate avea grosimi de la câţivamicrometri la câteva zecimi de milimetru sau chiar milimetri. Cele două materiale (substratul-materialul de bază; stratul de acoperire) rămân distincte, dar în zona de contact a celor două componente are loc un proces de difuzie a atomilor, care conferă aderenţă stratului depus.
Defectele pieselor prelucrate prin aşchiere
Piese prelucrate prin aşchiere
Arbore cotit, biela
Roti dintate conice
Freza
Cerinţe impuse pieselor prelucrate prin aşchiere
• rugozitatea suprafeţelor prelucrate sau rămaseneprelucrate;
• dimensiunile suprafeţelor şi a spaţiilor dintre suprafeţe;• precizia dimensională (clase de precizie, toleranţe);• forma piesei, prin tipul suprafeţelor (plane, de rotaţie –
circulare sau profilate) şi prin abaterile de la forma geometrică corectă (abateri de formă);
• poziţia reciprocă, prin abaterile de poziţie, privindsuprafeţele şi axele piesei;
• alte condiţii, legate de starea suprafeţelor, a stratuluisuperficial şi a condiţiilor de asamblare ş.a.
Exemplu de desen de execuţie (roată dinţată conică)
cu precizarea unor condiţii impuse la prelucrarea prin aşchiere
Rugozitate
Cote
Indicaţii privind tipul de ajustaj la asamblare
Abateri de poziţie
Suprafaţa la care se raportează abaterea de
poziţie
Precizia dimensionalăDimensiunile pieselor reale sunt diferite, mai mult sau mai puţin, de
dimensiunile piesei proiectate, înscrise pe desen sub formă de cote. • O anumită variaţie a dimensiunilor unei piese este admisă dacă ea
se încadrează într-un interval prestabilit, denumit toleranţă. Astfel, o dimensiune reală este corespunzătoare dacă abaterile ei efectivesunt cuprinse între abaterile limită admise.
Precizia de prelucrare a pieselor
Precizia prelucrării
Precizia dimensională
Precizia geometrică
Forma geometrică Orientarea, bătaia şi poziţia reciprocă
Forma macro-geometrică
Ondulaţiile Rugozitatea
• Abaterea dimensională este diferenţa algebrică dintre o dimensiune efectivă maximă sau minimă şi dimensiunea nominală corespunzătoare (dimensiunea nominală este dimensiunea determinată prin calcul, rotunjită la valori standardizate, faţă de care se stabileşte abaterea limită).
• Toleranţele dimensionale mai pot fi definite şi ca diferenţe algebrice dintre abaterile superioare şi cele inferioare. Întrucât întodeauna dimensiunile maxime sunt mai mari decât cele minime, toleranţele sunt întodeauna mărimi pozitive.
• O modalitate de menţionare a unei toleranţe pe desenul de execuţie al unei piese constă în înscrierea abaterilor limită pe desen, deasupra liniei de cotă (de ex.: ). Atunci când toleranţelesunt general valabile, ele se înscriu, prin referire la o normă privind clasele de execuţie, la indicatorul desenului, pentru a nu complica inutil desenul de execuţie.
• În cazul ajustajelor, cota unui ajustaj se tolerează prin înscrierea simbolului pentru toleranţaalezajului, urmat de cel pentru toleranţa arborelui (de ex.:).
• Ajustajul caracterizează relaţia ce există între două grupe de piese cu aceeaşi dimensiune nominală, care urmează să se asambleze, în legătură cu valoarea jocurilor şi strângerilor ce apar după asamblare
• Precizia de prelucrare a diferitelor organe de maşini este inclusă într-un număr de clase de precizie. Fiecare clasă de precizie este caracterizată printr-un anumit număr de unităţi de toleranţă (un număr adimensional, care exprimă dependeţa dintre dimensiune şi toleranţă).
Sistemul ISO cuprinde 18 clase de precizie notate cu cifre arabe: 01; 0; 1;...; 16, în ordine descrescândă a preciziei. Toleranţele corespunzătoare claselor de precizie se notează astfel: IT01; IT0; IT1; IT2; IT3; ... ; IT16 in care IT este toleranţa internaţională.
• În prezent, controlul dimensional este considerat, adesea, ca o verificare separată de examinare nedistructivă a unui produs, dar tendinţa actuală este de a include şi această verificare în examinarea optico-vizuală a produsului, fiind, în mod evident, nedistructivă.
Precizia geometricăÎn ceea ce priveşte aspectul geometric al suprafeţei prelucrate, abaterile
geometrice prin care suprafaţa reală se deosebeşte de suprafaţa nominală sunt clasificate în SR ISO 4287/1: 1993, în mod convenţional, în abateri de ordinul 1…4. după cum urmează:
abaterile de ordinul 1 – abateri de formă (macroneregularităţi);abaterile de ordinul 2 – ondulaţii;abaterile de ordin 3 şi 4 – rugozitate (microneregularităţi).
Abaterile de formă (macroneregularităţi) sunt abateri cu pas foarte mare în raport cu înălţimea lor.
Forma geometrică a suprafeţelor este impusă, ca şi dimensiunile, de condiţiile funcţionale ale pieselor şi produselor finite. Dar, imperfecţiunea sistemului tehnologic ca şi neuniformitatea procesului de prelucrare, determină modificarea formei geometrice de la o piesă la alta, precum şi faţă de forma geometrică luată ca bază de comparaţie. Forma geometrică poate fi afectată în timpul prelucrării sub aspect macrogeometric, aşa numitele abateri de formă, sub formă de ondulaţii şi/sau prin rugozitate.
Toleranţele (abaterile) de formă macrogeometrică, se indică prin notaţii, conţinând semne convenţionale standardizate
TFRToleranţa la rectilinitate
TFpToleranţa la planeitate
TFcToleranţa la circularitate
TFlToleranţa la cilindricitate
TFfToleranţa la forma dată a profilului
TFsToleranţa la forma dată a suprafeţei
graficliteral
SimbolulDenumirea toleranţei
• Ondulaţiile sunt abateri de înălţime relativ mică şi pas mediu, care apar în principal din cauza vibraţiilor sistemului tehnologic şi a deformaţiilor plastice rezultate în urma aşchierii.
• Rugozitatea suprafeţelor prelucrate este totalitatea neregularităţilor cu forme diferite şi cu pas relativ mic, luate în considerare pe o porţiune mică de suprafaţă, care nu are abateri de formă macrogeometrică. Microneregularităţilerezultă, în principal, din cauza urmelor lăsate de sculele de prelucrare.
Pentru indicarea rugozităţii se folosesc parametrii de profil:
• Ra – (abaterea medie pătratică) – media aritmetică a valorilorabsolute ale abaterilor profilului în limitele lungimii de bază;
• Rz – (înălţimea neregularităţilor profilului în zece puncte) –media aritmetică a valorilor absolute ale înălţimilor celor mai înalte 5 proeminenţe şi ale adâncimilor celor mai adânci 5 goluri, înlimitele lungimii de bază.
Parametrii de rugozitate se precizează ca valoare maximă admisibilă, precedată de simbolul aferent. Rugozitatea suprafeţelor prelucrate se indică prin notaţii (de obicei Ra, mai rar Rz ) adeseori puse pe săgeţi, sau linii ajutătoare pentrucotare.
Precizia de orientare, de bătaie şi de poziţie a suprafeţelor
Conform STAS 7385/1 :85, precizia de orientare de bătaie şi de poziţie se referă la elemente asociate (precizia poziţiei unui element oarecare se indică în raport cu un alt element denumit bază de referinţă) şi se prescrieprin toleranţe de orientare, de bătaie şi de poziţie (care, împreună cutoleranţele de formă, constituie toleranţele geometrice).
Aceste componente ale preciziei geometrice sunt :• toleranţele de orientare, care se referă la: toleranţa la paralelism, toleranţa
la perpendicularitate şi toleranţa la înclinare; • toleranţele de bătaie, care includ toleranţa bătăii circulare (radiale sau
frontale) şi toleranţa bătăii totale (radiale sau frontale);• toleranţele de poziţie care cuprind toleranţa la poziţia nominală, toleranţa la
concentricitate şi la coaxialitate şi toleranţa la simetrie.
Pentru concizia (comoditatea) exprimării, în mod uzual, abaterile respectiv toleranţele de orientare de poziţie sau de bătaie, sunt cunoscute sub denumirea generică (generală) de abateri de poziţie respectiv toleranţe de poziţie
Abateri de pozitie
TPpToleranţa la poziţianominală
TPsToleranţa la simetrie
TPcToleranţa la concentricitateşi coaxialitate
Toleranţe de poziţie
frontale
TBr, TBfradialeToleranţabătăii totale
frontale
TBr, TBfradialeToleranţabătăii
circulare
Toleranţa de bătaie
TPdToleranţa la perpendicularitate
TPiToleranţa la înclinare
TPlToleranţa la paralelismToleranţe de orientare
graficliteral
SimbolulDenumirea toleranţeiTipul toleranţei
Acceptabilitatea defectelor
Defectele sunt:• Acceptabile• Inacceptabile
ACCEPTABILITATEA DEFECTELOR
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI - 2009
CUPRINS
1. Limite de control
2. Acceptarea sau respingerea defectelor
3. Detectabilitatea defectelor
4. Severitatea defectelor
5. Probabilitatea aparitiei neconformitatilor
6. Criticitatea defectelor si defectarilor
7. Riscurile aparitiei neconformitatilor
8. Controlul produsului neconform
9. Procedura AMDEC
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI - 2010
Limite de control (1)Într-un proces de fabricaţie normal, în care materiile prime sunt considerate uniforme, utilajelefuncţionează în limitele preciziei necesare, executanţii au calificarea şi conştiinciozitatea cerute, valoarea caracteristicilor calitative ale produselor (dimensiuni, mase, durităţi, granulaţii, aspect etc.) nu este aceeaşi la toate produsele, ci variază între anumite limite.
O caracteristică a unui produs cu valoareanominală N. Caracteristica reala va avea o dispersie în jurul valorii prescrise
Există situaţii în care o singură limitare este suficientă
defect Lci
Energiala rupere
KV
defect
LcsMărimeaporilor,
mm
Timp Timp
Situaţii în care se foloseşte o singură limită de control (Lci sau Lcs)
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI - 2010
În funcţie de prezenţa defectelor, produsele se pot împărţi în:produse bune - care nu au defecte;produse neconforme - care au cel puţin un defect.
Produsele neconforme se pot grupa şi ele în două categorii:neconform recuperabil, dacă produsul se poate remaniaprin îndepărtarea tuturor defectelor;neconform nerecuperabil, dacă cel puţin un defect nu se poate îndepărta (rebut).
Limite de control (3)
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI - 2010
Acceptarea sau respingerea defectelor
Defectele au fost împărţite în două mari categorii:
defecte acceptabile şi defecte inacceptabile
Încadrarea defectelor ca acceptabile sauinacceptabile se face în funcţie de destinaţia produsului, de rolul funcţional, de importanţa acestuia într-un ansamblu, de costuri, de exigenţele impuse de standarde, coduri, norme sau convenţii între beneficiar şi furnizor etc.
Criterii de acceptabilitate a defectelor (criterii A/R)
Criteriul este un principiu, o normă la care se fac referiri pentru definirea, aprecierea şi clasificarea situaţiilor sau obiectelor
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI - 2010
Criterii (1)
Criteriul bunului simţ, prin care un produs este declarat acceptat dacă nu are defecte sau dacă, deşi are, acestea sunt considerate “nepericuloase”.Subiectiv, neştiinţific, acest tip de criteriu se bazează pe experienţa îndelungată şi “bunul simţ tehnic” al unor persoane, de a intui situaţiile în care prezenţa unor defecte nu are consecinţe nefaste asupra produsului. Aplicarea lui în practică trebuie evitată.Criteriul educativ, prin care se condiţionează acceptarea, de obligaţia executanţilor de a “strânge” toleranţele pentru a ameliora calitatea.Conform acestui criteriu, se acceptă uşor acele produse care au fost executate cu toleranţe mai mici decât cele normale (operatorul a fost “educat” să lucreze mai îngrijit, chiar dacă aceasta conduce la o creştere a costului execuţiei).Criteriul arbitrar, prin care, stabilindu-se o listă de defecte, se realizează un compromis între exigenţele unui organism de inspecţie şi posibilităţile practice de execuţie a produsului.Un mod de alcătuire a unui asemenea criteriu îl constituie elaborarea de norme sau standarde prin care produsele sunt împărţite pe clase de calitate. Pentru fiecare clasă sunt specificate defectele admise.Criteriul raţional, bazat pe studiul calitativ al influenţei defectelor asupra diferitelor caracteristici ale pieselor (produselor) permite estimarea cu destulă precizie a comportării în exploatare a acestora.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI - 2010
Criterii (2)CRITERIUL ARBITRAR
De exemplu, standardul SR EN ISO 25817:1993, bazat pe standardul ISO 5817: 1992, recomandă nivelurile de acceptare a defectelor îmbinărilor sudate cu arc electric. Sunt stabilite 3 niveluri de calitate (moderat, intermediar, sever) şi sunt enumerate defectele cu dimensiunile lor limită, admise pentru fiecare nivel.Acest tip de criteriu este cel mai răspândit în practică. El are, într-o oarecare măsură, caracter ştiinţific deoarece la întocmirea lui s-a ţinut cont de experienţa în domeniu şi, eventual, de rezultatele unor cercetări ce stabilesc influenţa defectelor asupra comportării în exploatare a produsului, analiza unor avarii etc.
CRITERIUL RATIONAL (singurul stiintific)
Criteriul raţional nu poate fi aplicat în momentul de faţă decât la produsele de mare importanţă, necesitând un volum mare de muncă, concretizat prin numărul mare de date ce trebuie determinate, adunate, prelucrate şi interpretate, pentru punerea la punct a criteriului şi necesită cheltuieli deosebit de mari.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI - 2010
Detectabilitatea defectelor (1)
Prin detectabilitatea unui defect înţelegem capacitatea inspecţiei de a sesiza prezenţa acestuia prin aplicarea unor metode de investigare specifice, utilizând echipamente adecvate.
Clasificarea defectelor după detectabilitatea lor are o importanţă practică deosebită, întrucât determină atât tehnologia de examinare, echipamentelenecesare şi nivelul de calificare de care trebuie să dispună personalul operator.
De detectabilitate sunt legate gradul de încredere în inspecţia efectuată şi valoarea riscului producerii unei defectări ulterioare a produsului.
Pentru estimarea detectabilităţii potenţialelor defecte se iau în considerare toate metodele şi tehnicile adecvate, performanţele acestora (aplicabilitate, sensibilitate, limitări), rezultatele unor activităţi de control anterioare, existenţa unor metode complementare (încercări mecanice, metalurgice, inspecţii finale) etc.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI - 2010
detectare aproape sigură, atunci când controlul curent oferă o foarte mare probabilitate de detectare, cu metode de examinare sigure şi cu grad de incertitudine extrem de redus;şanse mari de detectare, atunci când prezenţa defectelor este uşor de sesizat, aplicarea metodelor de examinare este simplă, cu rezultate sigure şi grad de incertitudine redus;şanse moderate de detectare, când probabilitatea metodelor de examinare de a detecta defectul este medie, din cauza unor factori perturbatori legaţi de configuraţia obiectului controlat, materialul acestuia sau limitele metodei. Unele defecte pot scăpa controlului, însă cea mai mare parte dintre ele sunt depistate;şanse mici de detectare. Probabilitatea controlului de a detecta defectul sunt mici, fie că nu există o metodă adecvată, fie că factorii perturbatori sunt puternici şi/sau numeroşi. Adeseori, defectul care a scăpat examinărilor este depistat abia în timpul exploatării produsului;imposibilitatea detectării. Şansele de detectare sunt reduse la minimum. Defectul nu este detectat, „scapă controlului” si se poate manifesta în exploatarea produsului. Adeseori, nici măcar apelarea la metode speciale de investigare nu rezolvă problema.
Detectabilitatea defectelor (2)
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI - 2010
Severitatea defectelor (1)
Prin severitate se înţelege măsura sau gradul în care defectul sau defectarea produsă de neconformitate provoacă daune sau afectează funcţionalitatea produsului sau componentelor sale.
Severitatea se stabileşte pe baza efectului pe care o potenţială defectare a produsului o are asupra utilizatorului acestuia.
În general, o neconformitate (defect) poate genera o defectare care să conducă la: pierderi economice mai mult sau mai puţin însemnate, denumite pe scurt, incidente (rebutări, remanieri de produse, deteriorări de subansambluri, echipamente);accidente ce afectează sănătatea sau integritatea corporală a omului, însoţite sau nu de pierderi materiale diferite (prin lovire, explozii, incendii, intoxicări etc.);poluarea mediului.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI - 2010
Severitatea defectelor (2)
Pentru a produce ruperea unui material cu o discontinuitate rotunjită (tridimensională) este nevoie de o energie totală Wt , compusă din energia necesară producerii amorsei de rupere Wa şi energia necesară propagării rupturii Wp:
Wt = Wa + Wp
În cazul existenţei unei discontinuităţi bidimensionale (ascuţită), amorsa există deja şi energia totală necesară ruperii, Wt se reduce doar la valoarea energiei de propagare.
Ruperea unui material conţinând o discontinuitate ascuţită se produce mult mai uşor decât cea a unuia care prezintă o discontinuitate rotunjită, deoarece
Wt = Wp .
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI - 2010
Probabilitatea aparitiei defectelor (1)
Apariţia neconformităţilor în timpul desfăşurării unui proces legat de un produs este aleatorie.
La estimarea probabilitatii de apariţie a defectelor, este necesară o analiză aprofundată a procesului şi a tuturor factorilor care-l condiţionează:tipul procesului (de proiectare-dezvoltare, de fabricaţie, de inspecţie, de instalare, de vânzare-desfacere şi de exploatare);complexitatea şi stăpânirea procesului (simplu sau complex, timpul scurs de la implementare, deci maturitatea lui, istoricul său cu identificarea părţilor slabe/forte);cerinţele de calitate şi fiabilitate impuse produsului;resursele folosite la realizarea produsului (financiare, infrastructură, umane);calitatea materialelor folosite (provenienţă, standarde de calitate, modalităţile de transport şi manipulare, depozitare etc.);calitatea forţei de muncă (calificarea şi certificarea personalului operator, instruirea şi pregătirea continuă, stabilitatea personalului);calitatea echipamentelor şi adecvarea acestora;organizarea şi conducerea proceselor;condiţiile de exploatare a produsului (instalare corectă, instruirea beneficiarului, mediul şi condiţiile de exploatare).
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI - 2010
Probabilitatea aparitiei defectelor (2)
In practică, se obisnuieste sa se facă o analiză a neconformităţilorîmpărţindu-le în următoarele categorii:
- neconformităţi (defecte) cauzate de erori făcute în procesul de concepţie (proiectare-dezvoltare);
- neconformităţi (defecte) cauzate de greşeli comise în procesul de fabricaţie;
- neconformităţi (defecte) posibile în procesul de exploatare (instalare, folosire, mediu de lucru).
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI - 2010
Probabilitatea aparitiei defectelor (3)
Stabilirea probabilităţii de apariţie a neconformităţilor se rezolvă în practică în diverse moduri în funcţie de cazul în speţă, astfel:
Pentru produse noi, care urmează să intre în fabricaţie, neconformităţile care pot să apară din cauza unor erori de proiectare presupun tratarea lor în plan virtual. Se analizează proiectul şi se identifică părţile slabe ale acestuia, care pot să genereze neconformităţi ale produselor. Eventual se elaborează şi acţiuni preventive.
Pentru produsele aflate în fabricaţie lucrurile sunt mai simple. Neconformităţile apărute în diversele faze ale procesului de fabricaţie sunt înregistrate în documente denumite generic, înregistrări care constituie un foarte bun fond de date şi care, prelucrate în mod corespunzător, fac posibilă identificarea cauzelor care le-au produs şi frecvenţa apariţiei lor. Aceste date permit, de asemenea, determinarea probabilităţii apariţiei neconformităţilor.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI - 2010
CRITICITATEA
Criticitatea este o măsură a gradului de defectare a unui produs, ca urmare a apariţiei unor defecte şi a consecinţelor acestora.
Noţiunea este complexă şi se determină prin luarea în consideraţie a probabilităţii, detectabilităţii şi severităţii defectelor şi defectărilor.
De aceea, a fost introdus factorul de risc RPN (Risk PriorityNumber), definit ca fiind produsul:
RPN = P x D x S în care: P este probabilitatea, D – detectabilitatea, iar S – severitatea
Un instrument practic pentru determinarea criticităţii îl constituie Analiza Modurilor de Defectare şi Evaluarea Criticităţii (AMDEC).
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI - 2010
Riscurile aparitiei neconformitatilor (1)
Risc – nesiguranţă asociată oricărui rezultat. Nesiguranţa se poatereferi la probabilitatea de apariţie a unui eveniment (în cazul de faţă, a defectărilor) sau la influenţa, la efectul unui eveniment, încazul în care acesta se produce.
Riscul apare atunci când:• un eveniment se produce sigur, dar rezultatul acestuia e nesigur;• efectul unui eveniment este cunoscut, dar apariţia evenimentuluieste nesigură;• atât evenimentul cât şi efectul acestuia sunt incerte.
Incident – eveniment nedorit, care are loc în circumstanţe diferite şiantrenează pierderi materiale.
Accident – eveniment nedorit, care afectează părţi corporale ale omuluişi produce sau nu, pierderi materiale.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI - 2010
Riscurile aparitiei neconformitatilor (2)
Tipuri de risc:
• industriale, domestice, urbane;• pentru sănătate;• materiale sau imateriale;• de mediu etc.
Element de risc: orice element care are o probabilitate măsurabilă de a deviade la plan. Un eveniment (e) este considerat element de risc, dacă suntîndeplinite simultan două condiţii:
0 < P (e) < 1 si L (e) ≠ 0unde: P(e) este probabilitatea ca evenimentul (e) să se producă;E(e) - efectul evenimentului (e) asupra obiectivelor;L(e) – evaluarea monetară a lui E(e).
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI - 2010
Riscurile aparitiei neconformitatilor (3)
Caracteristicile riscului: frecvenţa de apariţie a evenimentelor (probabilitatea), gravitatea impactului (severitatea), detectabilitatea pericolului, criticitatea.
Nivelele riscului: • nivel 1 – risc critic (sunt necesare acţiuni prioritare);• nivel 2 – risc major (sunt necesare acţiuni de supraveghere);• nivel 3 - risc minor (situaţie acceptabilă).În mod obişnuit se lucrează pe această scară de trei niveluri. Pentru o analiză mai detaliată se poate folosi o scară, mai nuanţată, cu cinci niveluri.
Managementul de risc se aplică:
• în organizaţie (pentru activităţi financiare, securitate şi sănătate în muncă);
• în viaţa produsului ( concepţie, fabricaţie, instalare, utilizare);
• în reglementări.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
Riscurile aparitiei neconformitatilor (4)
Faze:
identificarea riscurilor (detectarea pericolelor, colectarea informaţiilor, clasificarea şi ierarhizarea riscurilor, frecvenţa şi gravitatea lor);
analiza riscurilor (metode de analiza: analiza trasabilităţii, determinarea valoriiaşteptate, simularea Monte Carlo, arbori decizionali, AMDEC);
reacţia la risc (măsuri şi acţiuni pentru diminuarea, eliminarea sau repartizareariscului, acţiuni corective, acţiuni preventive).
Analiza şi managementul riscului nu elimină riscul, ci permit evaluarea efectelor expunerii la risc şi alocarea judicioasă a resurselor, precum şielaborarea planurilor şi prognozelor privind perspectivele unei acţiuni.
Managementul riscului este instrumentul care face diferenţaîntre noroc sau şansă şi un management bun sau întreneşansă şi un management inadecvat.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
Riscurile aparitiei neconformitatilor (5)
Scurt istoricManagementul riscului şi-a dobânditaplicabilitatea în practică abia în preajmaanilor ‘71, în special în Statele Unite ale Americii. Primele diplome de specializare îndomeniul analizei şi managementul risculuiau fost eliberate în Statele Unite ale Americii, în anul 1973.Prin 1970 conceptul de management alriscului era un termen relativ rar utilizat înpractică. În afara sectorului financiar, instituţionalizarea practicilor de analiză şi gestiune a riscului s-a făcut simţită abia două decenii mai târziu, în deceniul nouă, cu predilecţie în sectorul bunurilor de largconsum, infrastructurii, energiei, nuclear, transporturilor, explorărilor petroliere şi spaţiale.
Evenimentul catalizator a fost revoluţia din Iran, în1979, care a generat o pierdere de 1 miliard de dolari întreprinderilorstrăine care operau înaceastă ţară.
În anii ’90 se remarcă o intensificare a căutărilor şidezbaterilor în scopul creării unormodele de măsurare şi agregare a riscului la nivel de entitate, explicată, în mare măsură, prinpierderile înregistrate de unelecompanii şi instituţii financiare.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
Riscurile aparitiei neconformitatilor (6)
Riscul şi încrederea par a fi indisociabile. Sentimentul securităţii provine dintr-un echilibru subtil între risc şi încredere.
Un studiu realizat în 1973 asupra întreprinderilor nonfinanciare releva că doar 25% dintre acestea dispuneau de resursele interne necesare analizei şi gestiunii risculuişi doar 10% utilizau consultanţi externi pentru aceasta; o altă anchetă realizată înanul 1975, indica o oarecare îmbunătăţire a situaţiei unele întreprinderimultinaţionale derulau, în mod sistematic, acţiuni de analiză a riscului pentrupieţele străine, iar Chase Manhattan Bank (o renumită bancă din SUA) îşiconstruise deja un departament de analiză a riscului de ţară.
Un studiu realizat în 1999 de către Biennal Risk Financing & InsuranceSurveys, Marea Britanie, relevă că 70% din întreprinderi aveau asigurareîmpotriva catastrofelor, faţă de doar 26% în 1991.
În ultimele decenii, preocupările privind analiza şi gestiunea riscurilor nemateriale(comerciale şi operaţionale) tind să le depăşească pe cele referitoare la riscurileclasice şi asigurabile.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
Analiza de risc (1)
Abordarea tradiţională a riscului era de naturădefensivă, prin excelenţă, pledând pentruevitarea riscului şi nu pentru asumarea lui.
Într-un mediu competitiv, această abordare este insuficientă, fiind necesară o atitudine de asumare a riscului fundamentată însă pe o analiză detaliată şi structurată a interacţiuniidintre factorii cheie ai creării de valoare: riscuri, dezvoltare şi rentabilitate.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
Analiza de risc (2)Identificarea
Riscul este intolerabil si inacceptabil si trebuieneapărat redus. Produsul este inacceptabilpentru folosire sau comercializare.
Inacceptabil> 60
Riscul trebuie redus la un nivel mai scăzut. Acceptare sub considerentul că beneficiulacceptării riscului va creşte practic prinreduceri ulterioare.
Acceptare curevizuire şi
aprobare18…60
Riscul este neglijabil în comparaţie cu alte riscurişi având în vedere beneficiile serviciului oferitde produs, el este considerat acceptabil şi nu e necesar controlul riscului.
Acceptarefară revizuire1…17
Acceptare pentru AMDECNivelul RPN
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
Analiza de risc (3)Analiza
În faza de analiză a riscurilor se iau în considerare riscurile identificate şireţinute în prima fază şi se realizează o cuantificare aprofundată a acestora.
Se adaugă şi riscurile care pot să apară în fazele ulterioare fabricaţiei: depozitare, vânzare, transport, instalare şi utilizare.
Se acordă o atenţie deosebită elementelor de risc ce pot apărea la utilizareaprodusului de către beneficiar. De altfel, prin activitatea de instalare a produsului, trecută în bucla calităţii, se înţelege nu neapărat montareaacestuia (dacă e cazul) la beneficiar, ci şi instruirea personalului pentru o utilizare corectă.
În aceasta fază, se poate folosi metoda valorii aşteptate (VA), care se calculează ca un produs între probabilitatea de apariţie a evenimentului şi efectul acestuia:
VA(e) = P(e) x E(e),
P(e) este probabilitatea ca evenimentul (e) să se producă;E(e) - efectul evenimentului (e) asupra obiectivelor;
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
Analiza de risc (4)Exemplu
Într-un program de fabricaţie este prevăzută realizarea a 10 000 de produse, la un cost de fabricaţie de 1 000 lei/buc. Apariţia unui defect sever (e) la un produs, ar conduce la necesitatea unei remedieri ce costă 200 lei.Dacă toate produsele s-ar defecta, atunci valoareapierderilor prin remedieri ar fi:
E (e) = 10 000 produse x 200 lei/produs = 2 000 000 lei.
Având în vedere că probabilitatea de apariţie a acestuieveniment a fost estimată la 4%, înseamnă că valoareaaşteptată a evenimentului (e) este:
VA(e) = 0,04 X 2 000 000 = 80 000 lei.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
Analiza de risc (5)Reacţia la risc - contracarare a efectelor riscului asupra organizaţiei
Adoptarea de măsuri pentru diminuarea sau eliminarea riscurilor, cum ar fi:• programarea corespunzătoare a activităţilor, rearanjarea fluxului operaţional;• instruirea şi conştientizarea personalului;• reproiectarea parţială sau totală a produsului;• schimbarea materialelor utilizate;• completarea cu echipamente performante pentru execuţie şi inspecţie.
Repartizarea riscului constă în identificarea şi responsabilizarea acelor părţi(compartimente, persoane, beneficiari etc.) care vor accepta parţial sau total responsabilitatea pentru consecinţele riscului. Asemenea măsuri pot fi: acoperirea pierderilor potenţiale de către organizaţie sau beneficiar.
Ïn exemplul prezentat valoarea aşteptată a evenimentului (e) în cuantum de 80000 lei, poate fi repartizată organizaţiei producătoare prin compartimentul vânzări, astfel: se împarte suma la cele 10 000 de produse a căror defectare esteposibilă: 80 000 : 10 000 = 8 lei/produs, valoare care se adaugă costului de fabricaţie, care va deveni 1 000 + 8 = 1 008 lei/produs, cost care va sta la bazacalculului preţului de vânzare a produsului şi care, în ultimă instanţă, va fiachitat de către cumpărător;
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI -
Analiza de risc (7)
• repartizarea lucrărilor care generează elemente de risc, acelor compartimente, echipe, persoane care, prin capacitatea şi dotarea lor, pot evita apariţiaevenimentelor nedorite, după principiul „să se aloce riscul părţii care poate să îlsuporte şi să îl controleze (stăpânească) mai bine”;
• eliminarea riscurilor prin trasarea de sarcini precise compartimentelor implicate înactivităţi de concepţie sau execuţie a produsului;
• întocmirea listelor de acţiuni preventive sau, după caz, corective, şi transpunerealor în practică în conformitate cu regulile de procedură descrise în procedurile cuaceleaşi nume ale sistemului de management al calităţii;
• asigurarea produselor deosebite (de obicei, cu valoare mare) pentru anumite etapedin viaţa acestora. De exemplu, asigurarea produsului pe durata transportului la beneficiar, la o societate de asigurări, pentru riscul deteriorării parţiale sau totale a acestuia.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
Analiza de risc (8)
Efect hazardat. Siguranţa este legată de defectarea catalectică. Produsul este nefolosibil, nesigur.
Aproape imposibil de detectatNu se cunosc metode disponibile de control pentru depistarea defectelor.Acestea rămân nedetectate până la producerea defectării (avariei).
Foarte înaltă50 la 1 000(peste 5%)
5
Efecte extreme asupra procesului. Produsul este, în mod obişnuit, nefolosibil deşi poate fi utilizat în situaţii extreme.
Sanse mici de detectareProbabilitate mică de detectare a defectelor prin controlul curent. Neconformităţile pot fi constatate abia la pregătirea produsului pentru utilizare.
Frecvente spre înalte
26 –50 la 1 000(până la 5%)
4
Pierderi în funcţionare. Poate fi cerută modificarea procedurilor. Sunt posibile prejudiciiminore.
Şanse moderate de detectareProbabilitate medie a controlului curent de detectare a defectării.
Moderate11– 25 la 1 000(până la 2,5%)
3
Performanţa produsului este degradată, dar acesta este folosit la performanţe şi siguranţă mai reduse. Nu sunt cerute reparaţii. Nu sunt probleme de siguranţă sau de operare.
Sanse mari de detectareProbabilitate mare a inspecţiei curente de a detecta
defectarea. Defectul este uşor vizibil.
Nefrecvente2 – 10 la 1 000(până la 1%)
2
Nici un efect minor asupra performanţelor produsului. Defectarea este imperceptibilă.Nu sunt probleme de siguranţă sau eficacitate
Detectare aproape sigurăControlul curent întotdeauna va detecta defectarea. Sunt folosite metode de control fiabile şi cunoscute. Defectul este evident .
Rare< 1 la 1 000
1
Efectul potenţial al modului de defectare asupra utilizatorului
Abilitatea de a detecta avaria înainte de a ajunge la client
Frecvenţa defectărilor
SeveritateaDetectabilitateaEvenimenteNivelul
Stabilirea nivelului de risc
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
Analiza de risc (9)
Pentruaplicarea înpractică a noţiunilor şiprincipiilorenunţate şiefectuareaordonată a analizei, se recomandăca echipa, însărcinatăcu aceastălucrare, sărespecteproceduraprezentată îndiagrama-flux din figura.
Date complete referitoare la produs
Indică potenţialele moduri de defectare
Lista defectelor potenţiale în condiţii normale sau greşite Indicaţi gradul de severitate a defectelor potenţiale
Lista cauzelor defectelor potenţiale Indicaţi probabilitatea pentru fiecare cauză specifică
Lista modului de detectare a defectelor potenţiale Indicaţi gradul de detectare pentru fiecare defect
Calculaţi RPN
Riscul e acceptabil?
Este adecvatăsiguranţa produsului?
Generează defectenoi ?
Riscul e reductibil?
Sunt identificate toate defectelepotenţiale ?
TERMINAT
Ieşire(redefinire produs / proces / utilizare vizată)
DA (NU)
DA
DA
NUNU
NU
NU
DA
DA
NU
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
Analiza de risc (10)ANALIZA DE RISC
Produsul ………………………. Nivelul riscului: înainte ……. după………..
Riscuri adiţionale identificate
RPNDPSAcţiuni preventive/corective
Nivelul riscului
RPNDMetoda de detectare
PPotenţiala cauză a defectării
SModul de defectare
Compo-nenta,proce-sul
După îmbunătăţireÎnainte de îmbunătăţire
Legendă: S – severitate; Data:P – probabilitate;D – detectabilitate; Întocmit:……………………RPN – factor de risc. Verificat…………………….
Aprobat……………………...
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
Tratarea produsului neconform Examinare şi inspecţie
Neconformitate
Autoritate desemnatăNotificare compartiment
fabricaţie(acţiuni corective)
Decizie
Produs neconform recuperabil-Acceptare ca atare a produsului-Declasare-Derogare post fabricaţie
Verificare pertinentă a rezultatuluiaplicării corecţiei
Accept beneficiar
Expediere
Produs neconformnerecuperabil (rebut)
Casare
Reciclare
Accept beneficiar
NU
DA
Analiza neconformităţii
OK
Raport produs neconform
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
AMDEC (1)
ANALIZA MODURILOR DE DEFECTARE ŞI EVALUARE A CRITICITĂŢII-AMDEC –
- INSTRUCTIUNE DE LUCRU -
ScopPrezenta instrucţiune de lucru are drept scop descrierea metodologiei de
execuţie corectă a analizei modurilor de defectare şi evaluare a criticităţii.
Domeniul de aplicareInstrucţiunea de lucru se aplică oricărui tip de produs sau componentelor
acestuia dar şi proceselor de realizare a acestora. Analiza descrisă este utilă în etapele de proiectare-dezvoltare, în cea de
fabricaţie a produsului şi la proiectarea tehnologiei de control şi inspecţie.
Definiţii şi prescurtăriAMDEC - Analiza Modurilor de Defectare şi Evaluare a Criticităţii
(defectelor). Echivalent (engl.): FMECA – Failure Modes and Evaluation of Criticality Analysis.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
AMDEC (2) Definiţii şi prescurtări (continuare)
Cauză – ceva care produce ca efect defecte (neconformităţi).Probabilitate – şansa unui eveniment de a produce un mod de defectare.Detectabilitate – abilitatea de a descoperi prezenţa unei neconformităţi care
poate genera un mod de defectare.Severitate – măsura sau gradul în care modul de defectare provoacă daune
sau afectează funcţionalitatea produsului sau componentelor saleCriticitate – aprecierea severităţii eventualului mod de defectare împreună cu
probabilitatea apariţiei sale şi abilitatea detectării lui.RPN – Risk Priority Number - (factorul sau numărul de risc) – produsul dintre
probabilitatea P, severitatea S şi detectabilitatea D. Estimator al criticităţii. Acţiuni corective şi preventive recomandate/diminuareaAcţiune corectivă – acţiune de eliminare a cauzei unei neconformităţi
detectate sau a altei situaţii posibile nedorite, pentru a preveni reapariţia lor.Acţiune preventivă - acţiune de eliminare a cauzei unei neconformităţi
potenţiale sau a altei situaţii posibile nedorite, pentru a preveni apariţia lor.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
AMDEC (3) Definiţii şi prescurtări (continuare)
Defectare progresivă – defectare produsă din cauze care persistă şi evoluează în timp (de exemplu, din cauza fenomenului de uzare).
Defectare catalectică – defectare bruscă şi completă.Defecte minore – defecte cu criticitate neglijabilă şi un efect
neglijabil asupra fiabilităţii şi securităţii sistemului înansamblul său.
Defecte majore – defecte cu o criticitate admisibilă, fiabilitateacompo-nentelor necesitând să fie ameliorată pentru a îmbunătăţi fiabilitatea sistemului.
Defecte critice – defecte cu criticitate extremă, inadmisibilă, care necesită reproiectarea.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
AMDEC (4) Documente de referinţăSR EN 9000:2000. Sisteme de management al calităţii. Principii fundamentale şi
vocabular. SR EN ISO 9001:2000. Sisteme de management al calităţii. Cerinţe.STAS 12689-88. Tehnici de analiză a fiabilităţii sistemelor. Analiza modurilor de
defectare şi a efectelor defectărilor.Reguli de procedură
Se întocmeşte o matrice a potenţialelor moduri de defectare a fiecărei componente a produsului.
În acest scop se pot folosi: analiza funcţională, analiza cauză-efect (diagrama Ishikawa), brainstorming-ul, diagrama Paretto etc.Matricea trebuie să combine următoarele elemente: componenţa, modul de
defectare, cauza defectării, efectul defectării, probabilitatea, detectabilitatea, severitatea cu cifrele necesare calculării RPN, factorul de risc şi măsurile corective recomandate pentru diminuarea criticităţii.
Estimarea probabilităţii. Pentru a micşora subiectivitatea acestei acţiuni se vor folosi: analiza
funcţională a produsului, analiza trasabilităţii, condiţiile de procesare, bănci de date, lista reclamaţiilor etc.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
AMDEC (5)
Se vor acorda note în felul următor:
(1) pentru defectări rare, adică < 1 la 100 000.(2) pentru defectări nefrecvente, adică până la 1%.(3) pentru defectări moderate, adică până la 2,5%.(4) pentru defectări frecvente, spre dese adică până
la 5%.(5) pentru defectări foarte frecvente – catastrofice,
peste 5%.Detectabilitatea
Pentru estimarea acestei caracteristici se au în vedere toate măsurile de prevenire şi detectare a potenţialelor defectări (control 100%, control statistic de recepţie, modelare, activităţile de omologare şi/sau certificare, încercări mecanice, metalurgice, inspecţii finale, examinări nedistructive la produse similare etc.).
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
AMDEC (6) Se acordă note în felul următor:
(1) pentru detectare aproape sigură. Controlul curent aproape întotdeauna detectează anomaliile care conduc la eventualele defectări. Defectele sunt evidente.
(2) pentru şanse mari de detectare. Controlul curent oferă o probabilitate foarte mare de detectare a anomaliilor care pot conduce la defectări. Defectele sunt uşor de observat.
(3) pentru şanse moderate de detectare. Probabilitatea controlului curent de a detecta anomalia este medie. Defectele sunt detectate înainte ca produsul să fie folosit.
(4) pentru şanse mici de detectare. Probabilitatea controlului de a detecta anomalia sunt mici. De obicei detectarea se produce în timpul utilizării produsului.
(5) pentru aproape imposibil de detectat. Nu sunt cunoscute metode disponibile pentru detectarea anomaliei. Defectul rămâne nedetectat până la producerea defectării
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
AMDEC (7)
Severitatea se stabileşte pe baza potenţialului efect al modului de defectare asupra utilizatorului; în felul următor (în ordinea creşterii severităţii):
(1) pentru un foarte slab efect asupra performanţelor produsului; Produsul poate fi utilizat fără pierderi ale siguranţei sale. Defectarea este imperceptibilă.
(2) pentru un efect minor asupra performanţelor produsului. Nu sunt pierderi de siguranţă, nu necesită reparaţii şi deranjază puţin pe utilizator. Defecte minore.
(3) pentru un efect semnificativ asupra performanţelor produsului. Performanţele produsului se degradează, el este mai dificil de utilizat, securitatea sa este micşorată. Clientul sesizează defectarea şi este nemulţumit. O procedură de modificare este necesară. Defecte majore.
(4) pentru un efect extrem asupra produsului. Pierderea funcţiei produsului printr-o defectare progresivă spre catalectică, acesta devenind inutilizabil. Sunt necesare măsuri, forme de intervenţie (modificare, reproiectare). Defecte critice.
(5) pentru efect hazardat. Siguranţă complet compromisă, legată de o defectare neprevăzută, catalectică. Produsul nu este utilizabil. Reproiectarea este obligatorie. Defecte critice.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
AMDEC (8)
Acţiunile preventive sau corective recomandate trebuie bine documentate şi adaptate cazului respectiv. Ele pot include: controlul procesului, reproiectări, programe de pregătire a personalului, reomologări etc.
Criticitatea se determină prin multiplicarea cifrelor reprezentând probabi-litatea P, detectabilitatea D şi severitatea S, adică se calculează factorul de risc RPN, cu relaţia:
RPN = P x D x S
Se consideră că:riscul este minor, pentru RPN = 1…17;riscul este moderat, pentru RPN = 18…63;riscul este major, pentru RPN = 64…125.
Criticitatea este considerată mare dacă factorul de risc este mai mare sau egal cu 18 şi o severitate egală cu 3 sau mai mare.
În această situaţie sunt necesare acţiunile preventive, eventual cu revederea proiectului.
Curs MASTER – prof. Alexandrina MIHAI
AMDEC (9)
Observaţie
Cifrele stabilite mai sus corespund unor domenii de activitate deosebit de riguroase (ex.: industria aerospaţială, fabricarea echipamentelor medicale etc.). Pentru alte domenii limitele respective pot fi majorate.
ÎnregistrăriRezultatele analizei se înscriu în formularul din anexa I L – 01 A.
Observaţie
Formularul din anexa I L – 01 A poate fi continuat cu o serie nouă de notări P, D, S şi RPN, estimate după aplicarea măsurilor corective şi preventive, ca o măsură a eficienţei acestora. În acest caz criticitatea trebuie să fie mai mică (diminuată).
