Об авторах

Прохоров Алексей Михайлович 

Начальник отдела подго­товки исследовательских и экспериментальных работ. На ВАЗе работает с 1969 г. Интересы в широком спект­ре методов НК: рентгенов­ский, магнитопорошковый, капиллярный, вихретоковый, УЗК.

 

 

Уренев Юрий Николаевич 

Начальник ИЛФМАМ, II уро­вень по рентгеновским методам. Специализация - промышленная рентгеновская томография.

 

 

 

 

 

Вихляев Андрей Николаевич 

Зам. начальника ИЛФМАМ, II уровень по магнитопорошковому методу. Специализация - магнитопорошковый и капил­лярный методы НК.

 

 

 

Обуховская Оксана Борисовна 

Инженер, I уровень по рентгеновским методам. Специализация - промыш­ленная рентгеновская то­мография.

 

 

 

Акционерное общество "Волжский автомо­бильный завод" известно всем своей продукцией - семейством автомобилей «Жигули», неизменно привлекательным для российского потребителя. С момента основания ВАЗа вопросам качества и надежности продукции уделялось и уделяется пристальное внимание. Детали и узлы, отвечающие за безопасность и обеспечивающие надежность автомобиля в целом, подвергаются 100% НК в процессе их изготовления.

В мире к автомобилям предъявляются все более жесткие требования по надежности и эко- логичности, что неизбежно влечет за собой тща­тельную технологическую подготовку производ­ства. Именно поэтому деятельность Дирекции по техническому развитию (ДТР), созданной при АО «АВТОВАЗ» в 1986 г. как научно-технический центр, направлена на обеспечение высокого ка­чества и потребительских свойств продукции на стадии разработки новых моделей, подготовки производства и изготовления опытных партий.

Исследовательский центр (ИЦ), предусмот­ренный в структуре ДТР, обеспечивает подбор и разработку новых материалов и технологий, сов­ременный уровень качества и потребительских свойств новых семейств автомобилей ВАЗ и, что немаловажно, утилизацию (рисайклинг) как существующих, так и перспективных моделей. В 1998 г. Иц и 11 лабораторий в его составе про­шли аккредитацию на техническую компетент­ность и независимость.

Лаборатория НК - исследовательская лабо­ратория физических методов анализа материа­лов (ИЛФМАМ), опытом работы которой мы хотим поделиться, - структурное подразделение отдела подготовки исследовательских и эксперимен­тальных работ в составе ИЦ. ИЛФМАМ аккреди­тована в системе аккредитации лабораторий НК и зарегистрирована в Государственном реестре под № РОСС Ки.0001^6010.

В своей работе лаборатория руководству­ется политикой по качеству ДТР, девизы которой: «Ноль ошибок» или «Делай правильно с первого раза». Выполнение данного постулата и контро­лирует ИЛФМАМ. Известно, что не только сами дефекты, но и их причины должны устраняться. Предотвращение ошибок (дефектов) предпочти­тельней их устранения.

Основной деятельностью ИЛФМАМ явля­ется проведение НК рентгеновскими, магнитными и капиллярным методами изделий из черных и цветных металлов, полимерных, композиционных и других материалов по показателям качества и безопасности в целях создания и производства автомобилей, соответствующих международным требованиям и запросам потребителей.

Лаборатория располагает необходимой материально-технической базой для проведе­ния контроля материалов и изделий. В работе мы используем:

-     промышленный рентгеновский вычислитель­ный томограф ПРВТ-300-1;

-     рентгеновский вычислительный микротомо­граф ВТ-50;

-     рентгенотелевизионный комплекс «Хронос»;

-     магнитный дефектоскоп «Magiscope»;

-     ультразвуковой структуроскоп УС-13И;

-     вихретоковые приборы: ВС-10П, «MAGNA-TEST» (Институт д-ра Ферстера).

Все средства контроля и измерения про­ходят периодическую поверку и калибровку и имеют соответствующие сертификаты.

Опытные партии деталей подвергаются оперативному НК на стадиях проектирования и изготовления новых деталей и узлов.

НК-2 выполняется только в случаях, когда в процессе обработки возможно появление де­фектов технологического характера.

  Рис. 1. Блок-схема процесса изготовления новых деталей и узлов

Магнитно-порошковому контролю с по­мощью дефектоскопа «MAGISCOPE-5000» (Италия) подвергаются ответственные детали двигателя и ходовой части автомобилей мелкосерийного производства, а также детали прототипов автомо­билей на стадии их изготовления и испытаний. В качестве компонентов суспензии при реализации этого метода используется масло WOM-8 фирмы Castrol и магнитолюминесцентный порошок «SUPERMAGNA LY-2500» фирмы Helling.

Для проверки работоспособности дефектоскопа были изготовлены контрольные образцы по методикам, опи­санным в приложении к ГОСТ 21105-87. При изготовлении контрольных образцов, а также в ходе проведения НК дета­лей автомобиля сотрудниками лаборатории была предпри­нята попытка визуализации изображения следа дефекта в ультрафиолетовом свете видеокамерой «PANASONIK-M 3500». В случае яркого, хорошо видимого свечения индика­торного следа видеокамера хорошо фиксировала изобра­жение. После этого картинка с дефектом редактировалась на компьютере и прилагалась с пояснительным текстом к протоколу результатов контроля. Все это позволяет на ста­дии разработки, испытаний автомобилей ВАЗ и в других случаях наглядно демонстрировать конструкторам и техно­логам месторасположение и ориентацию выявленных де­фектов, освободив их от участия в контроле.

Однако не всегда удавалось получить удовлетвори­тельное изображение следа дефекта. Например, в ходе от­работки технологии изготовления седла клапана нового двигателя, изготавливаемого методом порошковой метал­лургии, индикаторный след над трещинами не давал свече­ния, достаточного для фиксации его камерой. В результате зафиксировать местоположение и ориентацию дефекта данной видеокамерой не удалось. Планируется продолжить исследования с использованием видеокамеры с большей разрешающей способностью.

В лаборатории также используется метод капиллярного контроля, который нашел широ­кое применение, в частности, при отработке тех­нологии изготовления поршня из алюминиевого сплава. В качестве проникающего вещества ис­пользуется люминесцентная жидкость ЛЖ-6А, в качестве промывающего - очищающая жидкость ОЖ-1. Для вытягивания индикатора на поверх­ность применяется порошок окиси магния. При оформлении результатов контроля предприни­маются попытки использовать уже упомянутый метод визуализации изображения.

При проведении контроля в лаборатории магнитопорошковым и капиллярным методами абсолютная чувствительность достигает 1 мкм при соответствующем классе чистоты поверхно­стей деталей после мехобработки.

Для отработки технологических процессов изготовления перспективных автомобилей и контроля качества действующего производства самым прогрессивным из используемых в лабо­ратории методов контроля, по нашему мнению, является метод рентгеновской промышлен­ной томографии. Для его реализации приме­няются вычислительные томографы ПРВТ-300-1 и ВТ-50. Важно, что томограф ВТ-50 оснащен автономной биологической защитой, отвечаю­щей требованиям НРБ-96 и «Основных санитар­ных правил», что позволяет размещать его в любом лабораторном помещении вместе с другим оборудованием.

Принцип работы томографов основан на реконструк­ции и визуализации поперечных сечений (томограмм) внут­ренней структуры контролируемых изделий в результате совместной вычислительной обработки теневых проекций, полученных при рентгеновском просвечивании изделии в различных направлениях. ПРВТ-300-1 и BT-50 используются для послоИноИ визуализации, геометрического контроля, обнаружения малых разноплотностеИ, пор, включении и трещин в объеме изделиИ со сложноИ внутренней структу­рой: композитов, многослоИных конструкциИ, клеевых соеди­нениИ, отливок, сборных узлов и агрегатов, деталеИ из ке­рамики, изделиИ микроэлектроники и микромеханики и др. Опыт применения вычислительных томографов в промыш­ленности показал, что по чувствительности к локальным де­фектам, малым отклонениям геометрии и плотности внутри изделий со сложной внутренней структурой они на два порядка пре­восходят возмож­ности традицион­ных средств неразрушающего контроля.

Томограф ПРВТ-300-1

 Общий вид

 Оператор за пультом

Томограммы нейтрализатора выхлопных газов (слева) и тормозного диска ВАЗ-2110 (справа)

Исполь­зование то­мографов при проектирова­нии, изготов­лении испы­тании деталей и узлов авто­мобиля позволяет наиболее полно ре­шать поставленные задачи, а именно:

-     изучение отдель­ных деталей и уз­лов прототипов в сборе до их пол­ного разрушения;

-     сравнительный анализ аналогов без их разрушения;

-     отработка технологии изготовления опытных деталей для повышения их качества, сокра­щения сроков подготовки их производства;

-     оперативный НК опытных партий деталей;

-     качественная оценка состояния деталей и уз­лов в процессе их испытаний или эксплуатации.

Достоинствами метода рентгеновской вы­числительной томографии являются абсолютная сохранность исследуемого объекта, получение информации о внутренней геометрии многосос­тавных объектов, бесконтактность, числовое представление полученного изображения, архи­вация результатов на магнитных носителях и в виде печатных копий.

В состав томографа ПРВТ-300-1 входят рентгеновскиИ аппарат «ISOVOLT-420», трехосевая сканирующая система, система сбора проекционных данных; вычислительныИ комплекс IBM 486 DX2, средства визуализации, принтер LaserJet 61, средства метрологического обеспечения.

Метрологическое обеспечение томографа осуществляется с помощью аттестованных эта­лонов чувствительности, физических образцов, математических моделей (стандартных томо­грамм), что подтверждает такие характеристики, как предел пространственного разрешения, гео­метрическая чувствительность и чувствитель­ность к локальным дефектам, допустимый диа­пазон плотности, эффективная толщина контро­лируемого слоя. Специалистами подразделений Дирекции совместно со специалистами лабора­тории были поставлены и решены задачи, позво­ляющие оптимизи­ровать процессы изучения деталей и узлов следующих прототипов: голов­ка блока цилинд­ров, поршень, гид­роопора двигателя, узлы передней под­вески, ротор РПД, элементы системы снижения токсич­ности отработав­ших газов и ряд других. Были прове­дены исследования опытных деталей из алюминиевых спла­вов в процессе отра­ботки технологии их изготовления с целью устранения возможных дефектов и геометри­ческих отклонений, по результатам которых оптимизирована технология заливки литьевых деталей (поршень, головка блока цилиндров, блок цилиндров) в металлургическом производ­стве АО «АВТОВАЗ» для перспективных моде­лей автомобилей. На стадии проектирования и изготовления новых деталей и узлов в лабора­тории проводится оперативный НК опытных партий деталей с целью исключения возможных дефектных изделий и устранения потерь при дальнейшей обработке.

В действующее металлургическое произ­водство ИЛФМАМ были выданы рекомендации, что позволило устранить литейные дефекты и снизить материально-технические затраты на стадии отработки технологии.

За работу «Использование метода рентгеновской вычислительной томографии при проектировании, изготов­лении и испытании деталей и узлов автомобилей семей­ства ВАЗ» коллективу ИЛФМАМ присуждена премия АО «АВТОВАЗ» 1998 г.

Томограф ВТ-50, предназначенный для контроля объекта с максимальными размерами 20 мм, позволяет с более высокой степенью точности и чувствительности проводить иссле­дования автомобильной электроники и радио­электроники в целом, что позволяет распро­странить наш опыт не только в автомобильной промышленности.

 

Оператор за пультом томографа ВТ-50

Кроме вышеперечисленных видов дея­тельности ИЛФМАМ (организация и проведение контроля, анализ и оформление результатов) в компетенции лаборатории также находится разра­ботка системы документирования процедур, свя­занных с обеспечением качества контроля, тех­никой безопасности и ведением документации.

В своей деятельности лаборатория руко­водствуется организационными и методическими документами Госстандарта России, стандартами предприятия, руководствами по качеству АО "АВТОВАЗ", Исследовательского центра ДТР и другими, разработанными нами документами.

При проведении контроля дефектоскописты пользу­ются разработанными инженерами-исследователями карта­ми контроля, согласованными с заказчиками конкретных объектов контроля, утвержденными и аттестованными в установленном СТП АО "АВТОВАЗ" порядке. В случае при­менения методик, используемых в сфере государственного метрологического надзора, аттестация методик производит­ся в соответствии с ГОСТ 8.563-96.

После завершения необходимого объема работ по проведению определенного вида конт­роля результаты вводятся в протокол, содержа­щий все атрибуты заказа, объекта и предметов исследования, необходимые сведения о приме­няемых методах, средствах и условиях контроля, результаты контроля, и автоматически (благода­ря действующей в лаборатории АСУ) - в журнал регистрации поступающих образцов и выдачи результатов контроля.

Протоколы контроля с результатами работы при использовании вычислительных томографов сопровождаются распечатанными рентгенограм­мами и томограммами в необходимых сечениях, что позволяет заказчику самостоятельно оце­нить результаты и принять правильное решение.

Для обеспечения достоверности получаемых в про­цессе испытаний результатов в лаборатории предусмотрена процедура внутрилабораторного оперативного и внутреннего выборочного контроля качества работ. Любая форма внут­реннего контроля проводится в соответствии с существую­щими картами контроля. Для обеспечения единства резуль­татов при внутреннем контроле нами применяются эталоны чувствительности и контрольные образцы, аттестованные в установленном порядке метрологической службой.

Прошедшая в марте 1999 г. повторная аттес­тация подтвердила техническую компетенцию спе­циалистов лаборатории и показала, что взятое нами направление на получение высокого качест­ва результатов работы является единственно пра­вильным в современных экономических условиях.

В заключение отметим, что подобно тому, как существуют работы повышенной опасности, так и работа специалистов по НК - работа повышенной бдительности. Она возлагает на людей, связавших свою судьбу с НК, большую ответственность. Всем нашим коллегам желаем творческого подхода к делу, полной самоотдачи, успехов и радости в работе.