Perusteet valukomponentin laatutason määrittelylle ja laatustandardit

Transkriptio

1 Perusteet valukomponentin laatutason määrittelylle ja laatustandardit Valukomponentin laatutason määrittely seminaari Prof. Juhani Orkas Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu, Koneenrakennustekniikan laitos, Valutuotetekniikan tutkimusyksikkö

2 Oikean laatutason ja tarkastusmenetelmän valinta valujen tarkastuksessa Virheetöntä valua ei ole olemassakaan virheet aiheutuvat valumateriaalien ominaisuuksista (sulakutistuma yms.) valmistusprosessista Valukomponentin laatutasoa määriteltäessä pitää olla tiedossa vaatimustaso ja tarkastusmenetelmä 2

3 Valuviat mittaviat siirtymäviat muotoviat pintaviat ainepuutokset imuviat huokoisuusviat sulkeumat sulautumisviat halkeamat materiaalin rakenneviat materiaalin ominaisuuksista johtuvat muut viat

4 Laatutason ja tarkastusmenetelmän valintaan vaikuttavia tekijöitä komponentin vaatimukset kuormitukset, rasitukset riskit valumateriaali soveltuvat tarkastusmenetelmät laatutaso ja tarkastusmenetelmä pitää aina valita tuotekohtaisesti ottaen huomioon komponentin vaatimukset valun erikohdissa voi olla eri vaatimustaso tarkastuksella pyritään varmistamaan, että valu soveltuu sille tarkoitettuun käyttöön 4

5 Yleistä laatutasosta ja tarkastusmenetelmistä laatuluokka tarkastusstandardeissa määritetty laatuluokka (luokka 1-5 ) sallittu vikakoko kasvaa luokan kasvaessa (1 => 5) kustannukset nousevat luokan tiukentuessa (5 => 1) tarkastusmenetelmä eri materiaaliryhmille soveltuvat eri tarkastusmenetelmät tarkastuslaajuus 100%, otantatarkastus proto, sarjatoimitukset 5

6 Esimerkkejä tarkastustason valintasuosituksista rautametalleille hiiliteräs perusluokka 3 jos luokka 3 ei riitä valitse nuorrutusteräs / muuta rakennetta nuorrutusteräs perusluokka 3 mekaanisesti rasitetut alueet luokka 2 erittäin suuren rasituksen alaiset alueet luokka 1 (esim hammastusalueet tms.) syöpymisen kestävät teräkset (haponkestävät ym.) perusluokka 4 GJS silmämääräinen tarkastus GJL silmämääräinen tarkastus 6

7 Ainetta rikkomattomat tarkastusmenetelmät tarkastusmenetelmät ovat toisiaan täydentäviä menetelmiä silmämääräinen tarkastus pintatarkastus magneettijauhetarkastus (MT) tunkeumanestetarkastus (PT) sisäinen eheys ultraäänitarkastus (UT) röntgentarkastus (RTG) 7

8 Silmämääräinen tarkastus yleisin tarkastusmenetelmä (=tehdään aina) soveltuu kaikille materiaaleille edut Nopea, voidaan suorittaa kaikissa työvaiheissa haitat hyväksymisraja on vaikeahko määrittää yksikäsitteisesti (vaikka on vertailupalasarjoja / vertailukuvastoja) SFS-EN 1370, visuaalinen tarkastus SFS-EN BNIF 359 tai SCRATA vertailupalat 8

9 Magneettijauhetarkastus SFS-EN 1369 yleistä soveltuu ferromagneettisten aineiden pintaan asti avoimien tai pinnan läheisyydessä olevien vikojen havaitsemiseen tarkastettava valu magnetoidaan ja sen pinnalle levitetään magneettijauhetta valun pinnassa olevat viat aiheuttavat magneettikenttään häiriökohtia, joihin magneettijauhe kerääntyy kerääntyneen magneettijauheen sijainnista, koosta ja muodoista tehdään johtopäätöksiä itse virheestä 9

10 Magneettijauhetarkastus edut näyttää lineaariset virheet luotettavasti suhteellisen nopea menetelmä haitat soveltuu vain magneettisille materiaaleille soveltuu vain pintavirheiden havaitsemiseen 10

11 Tunkeumanestetarkastus SFS-EN yleistä soveltuu aineiden pintaan asti avoimien tai pinnan läheisyydessä olevien vikojen havaitsemiseen tunkeumaneste levitetään valun pinnalle, josta se tunkeutuu kapillaarivoiman johdosta virheeseen nesteen saatua aikaa tunkeutua vikoihin, pestään ylimääräinen neste pois ja pinnalle levitetään kehite kehitteeseen imeytyy ja leviää virheeseen jäänyttä tunkeumanestettä kehitteeseen imeytyneestä tunkeumanesteen sijainnista, koosta ja muodoista tehdään johtopäätöksiä itse virheestä Laatuluokka 3 11

12 Tunkeumanestetarkastus edut näyttää huokosmaiset viat selkeämmin kuin magneettijauhetarkastus (esim. tiivistepinnat tms.) soveltuu myös ei magneettisille materiaaleille haitat hidas menetelmä soveltuu vain pintavirheiden havaitsemiseen 12

13 Ultraäänitarkastus SFS-EN ja SFS-EN yleistä soveltuu aineet sisäisten vikojen havaitsemiseen luotaimella lähetetään aineeseen ultraääni äänen heijastumisesta / siroamisesta vikakohdista tehdään johtopäätöksiä itse virheestä 13

14 Ultraäänitarkastus edut edullinen (verrattuna röntgeniin) soveltuu myös massiivisille seinämän paksuuksille (>300mm) nopea (vrt. RTG) > soveltuu systemaattiseen tarkastukseen haitat vaatii tarkastajalta hyvää koulutus / kokemusta 14

15 Röntgentarkastus SFS-EN yleistä soveltuu aineet sisäisten vikojen havaitsemiseen tutkittava aine läpivalaistaan soveltuvalla säteilylähteellä filmille jääneiden mustumaerojen mukaan tehdään johtopäätöksiä itse virheestä 15

16 Röntgentarkastus edut soveltuu kaikille teräs- ja rautalaaduille arviointi yhdenmukainen (perustuu samoihin vertailukuvasarjoihin) filmi jää dokumentiksi (voidaan arvioida myös myöhemmin) haitat hidas menetelmä kallis menetelmä ei huomioi virheiden syvyyttä 16

17 standardit SFS EN ISO ASTM MSS jne jne

18 Standardin rakenne kansilehti (alustava) sisällys (alustava) esipuhe (alustava) johdanto (alustava) soveltamisala (velvoittava yleinen) viittaukset (velvoittava yleinen) termit ja määritelmät (velvoittava tekninen) vaatimukset (velvoittava tekninen) opastavat tiedot ja kirjallisuus (opastava)

19 Valuteräksiä koskevia standardeja Toimitusehdot - SFS-EN :1997 Valut. Tekniset toimitusehdot. Osa 1: Yleistä. - SFS-EN :2000 Valut. Tekniset toimitusehdot. Osa 2: Teräsvalujen lisävaatimukset. Kappaleen geometria - SFS-EN ISO :2007 Geometrinen tuotemäärittely (GPS). Muotilla valmistettujen kappaleiden mittatoleranssit ja geometriset toleranssit. Osa 1: Sanasto - ISO :2009 Geometrical product specifications (GPS). Dimensional and geometrical tolerances for moulded parts. Part 2: Rules. - SFS-EN ISO :2007 Geometrinen tuotemäärittely (GPS). Muotilla valmistettujen kappaleiden mittatoleranssit ja geometriset toleranssit. Osa 3: Valukappaleiden mittojen yleistoleranssit, geometriset yleistoleranssit ja työstövarat Materiaalistandardit - SFS-EN 10293:2005 Yleiset valuteräkset. - SFS-EN 10283:2010 Korroosionkestävät valuteräkset. - SFS-EN 10295:2002 Tulenkestävät valuteräkset. - SFS-EN 10213:2007 Painelaiteteräkset. Valuteräkset. - SFS-EN 10349:2009 Valuteräkset. Austeniittiset mangaanivaluteräkset. - SFS-EN 10340:2007 Steel castings for structural uses. - SFS-EN 15689:2009 Railway applications. Track. Switches and crossings. Crossing components made of cast austenitic manganese steel. Tarkastaminen ja testaaminen - BNIF Recommandation technique du Bureau de Normalisation des Industries de la Fonderie. Caractérisation d'états de surface des pièces moulées - Utilisation des échantillons types de mm - SCRATA surface comparators for the definition of surface quality of steel and iron castings - MSS SP-55 Quality standard for steel castings for valves, flanges and fittings and other piping components - SFS-EN 1370:2011 Founding. Examination of surface condition. - SFS-EN 12454:1998 Valut. Pintavirheiden silmämääräinen tarkastus. Hiekkaan valetut teräsvalut. - SFS-EN : 1997 Valut. Tunkeumanestetarkastus. Osa 1: Hiekka-, kokilli- ja matalapainevalut. - SFS-EN 1369:1996 Valut. Magneettijauhetarkastus. - SFS-EN 12681:2003 Valut. Radiografinen tarkastus. - SFS-EN :2003 Valut. Ultraäänitarkastus. Osa 1: Teräsvalut yleiseen käyttöön. - SFS-EN :2003 Valut. Ultraäänitarkastus. Osa 2: Teräsvalut suuresti rasitettuihin kohteisiin. - ASTM A802 / A802M - 95(2010)e1 Standard Practice for Steel Castings. Surface Acceptance Standards. Visual Examination.

20 Laatutasojen merkintä Esimerkiksi: BNIF 359: 3 S1 4 S2 SCRATA: A1 H1 G1 SFS EN 12454: Laatutaso 2 SFS EN 12454: B2 C3 D2 J2 (E ja F: Ei sallita). EN 1369: SM3 LM2a AM2 EN : SP3 CP3 LP3a AP3 ISO : DCTG 10 - RMAG H - GCTG 7 EN : laatuluokka 2, 10% taajuus, 100% laajuus

21 Materiaalivaatimukset EN 10293: G26CrMo4 + QT1 - R0,2= Rm = A = 16% Mitta- ja muotovaatimukset ISO : DCTG 10 - RMAG H - GCTG 7 Kriittinen alue A PT: pren : SP2 - CP3 - LP3 - AP3 RT: EN : laatuluokka 2, 100% taajuus, 100% laajuus, hitsauskorjaukset kriittisellä alueella hyväksytettävä tilaajalla Muut alueet PT: pren : SP4 - CP4 - LP4 - AP4 RT: EN : laatuluokka 4, 5% taajuus, 50% laajuus. [3]