Применение компьютерной томографии для контроля литых деталей поршневых двигателей и компрессоров

Технология литья – одна из самых древних производственных технологий, чья история начинается примерно 5000 лет назад. Развитие технологий литья было непосредственно связано с развитием человечества в целом, и в его совершенствование обеспечивало человечество новыми возможностями. Технология прошла долгий путь, позволяя перейти от создания примитивных орудий, сосудов и объектов искусства к созданию деталей сложных машин.

Детали, изготовленные по литьевым технологиям, могут контролироваться различными методами неразрушающего контроля: визуальными, оптическими, магнитными, вихретоковыми, радиационными методами контроля и другими. Но 21 веке очевидно, что именно рентгеновская компьютерная томография – ультимативный метод контроля, который является самым продвинутым для контроля литья.

Применение компьютерной томографии для неразрушающего контроля литых деталей позволяет одновременно:

• провести выявление трещин, пустот, пор, включений, а так же количественно их оценить, проведя их количественных обсчет по таким параметрам как объемы, размеры проекций, численно оценить форму;
• провиазулизировать обнаруженные не идеальности в литье;
• расчет морфологических параметров для каждой поры, трещины или включения (объем, эквивалентный диаметр, направление);
• оценить толщину стенок литой детали в каждой её точке;
• сопоставить полученную деталь с заложенной изначально моделью;
• проводить контроль степени износа литьевых и их коррекцию путем сопоставления получаемых КТ деталей, ;
• применить математическое моделирование для оценки прочностных характеристик реальной детали;
• осуществить контроль качества поверхности внутренних, скрытых полостей.

Преимущества технологии можно показать на двух примерах. Первый пример – контроль ДВС, на рисунке 1 изображен сам объект контроля, а на рисунке 2 – уже его модель, полученная методом КТ на системе томографии изготовленной Sanying, в трех сечениях и в 3D. Изображение контрастно и интуитивно понятно, поиск и локализация дефектов не будет являться трудной задачей. На рисунке 4 уже показан участок, содержащий зону с порами и микропористостью. Данные изображения можно сравнить с результатами прямой радиографии аналогичной детали. Дефекты видны, но чувствительность метода в разы меньше, видно только крупные, а интерпретация и оценка местоположения очень затруднена.

Второй пример – контроль корпуса многопоршневого насоса. На рисунке 5 приведены результаты контроля, в том числе проведенным измерением отдельных геометрических размеров, а на рисунке 6 наглядно показан автоматизированный анализ пористости изделия.

Рисунок 1 – изображение блока цилиндров двигателя.

Рисунок 2 – КТ изображение блока цилиндров двигателя.

Рисунок 3 – КТ изображение дефектов блока цилиндров двигателя.

Рисунок 4– DR изображение блока цилиндров двигателя.

Рисунок 5– КТ изображение блока цилиндров насоса.