Анк-сервис выполняет комплексную экспертизу, направленную на определение соответствия качества шаров мелющих сертификатам производителя, ГОСТам и иным нормативным документам, а также на выявление причин разрушения и факторов, влияющих на эксплуатационные характеристики. На первом этапе исследования проводятся работы по визуальному и измерительному контролю (ВИК), вихретоковому контролю (ВТК) и ультразвуковому контролю (УЗК). Каждый из представленных методов имеет свои особенности и возможности по идентификации различных дефектов.
- ВИК наиболее удобен для обнаружения относительно крупных дефектов. Внешний осмотр проводится как при помощи специальных оптических инструментов. ВТК – наиболее удобен для выявления дефектов типа трещина. Данный вид диагностики основан на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в объекте. В качестве источника электромагнитного поля используется индуктивная катушка вихретокового преобразователя. Сигнал с вихретокового датчика преобразуется в значения толщины покрытия, электропроводности, размеры трещины и др.
УЗК – направлен на выявление внутренних дефектов и зон распространения коррозии. Метод основан на анализе характера распространения ультразвуковых волн и изменения упругих свойств колебаний в местах нарушения сплошности или однородности среды.
Для дополнительной визуализации выходящих на поверхность дефектов, величина раскрытия которых достаточно мала, используются методы капиллярного и магнитопорошкового контроля (МПК).
Капиллярная дефектоскопия – один из основных методов неразрушающего контроля, предназначенный для обнаружения поверхностных и сквозных дефектов, определения их расположения, протяженности и ориентации на поверхности. Метод основан на капиллярном проникновении хорошо смачивающих индикаторных жидкостей внутрь дефекта и последующей регистрации индикаторных следов. При контроле красящий пенетрант наносится на контролируемую поверхность, где он проникает в мельчайшие дефекты, имеющие выход на поверхность. Проявитель, наносимый на поверхность объекта контроля через некоторое время после удаления с поверхности пенетранта, растворяет находящийся внутри дефекта краситель и за счет диффузии вытягивает оставшийся в дефекте пенетрант на поверхность объекта контроля. Индикаторные следы в виде линий указывают на трещины или царапины, отдельные точки – на поры.
МПК применяют для обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов. С его помощью выявляются трещины различного происхождения, волосовины, закаты, и другие дефекты шириной раскрытия в несколько микрометров. Метод основан на регистрации магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектами металла. Для регистрации используются порошок из ферромагнетика в виде магнитной суспензии, порошка, или полимеризующейся смеси. Под воздействием полей рассеяния порошок оседает на поверхности объекта и тем самым делает их доступными визуальному наблюдению.
В рамках проведения материаловедческой экспертизы проводится:
Анализ химического состава методом атомно-эмиссионной спектрометрии на спектрометре SpectoTest производства SPECTRO Analytical Instruments GmbH (Германия). Метод основан на регистрации спектров испускания свободных атомов и ионов металла в газовой фазе в области длин волн от 200 до 1000 нм. В качестве источников возбуждения используется плазма. Метод является наиболее универсальным для целей идентификации и количественного определения элементов примесей в металлах, в том числе высокочистых. Матрицы полученных результатов позволяют сделать вывод о соответствии/не соответствии сертификатам и ГОСТ.
Испытание на твёрдость по Бриннелю. Твердость – одна из важнейших характеристик мелющих шаров, используемых в горной промышленности. Испытание основано на вдавливании жесткого стального шарика точно установленного диаметра в материал при расчетной нагрузке. Для выполнения данного вида испытаний используется твердомер 2109ТБ (Россия), обеспечивающий анализ твердости поверхности металлов с различными степенями нагрузки. Результат выражается в числах твердости по Бринеллю. На основании этого значения можно также рассчитать твердость по Роквеллу.
Испытание на ударную вязкость. Ударная вязкость является мерой надежности металла мелющих шаров и определяет его способность поглощать энергию механических нагрузок, т.е. характеризует сопротивляемость материала разрушению в случае разрастания микротрещины, возникшей в месте концентрации напряжений. Испытания выполняются с помощью маятникового копра Tinius Olsen IT542E (Великобритания). Для нанесения концентраторов напряжения использовалось специализированное оборудование. Контроль качества изготовления профиля концентраторов осуществляется с помощью оптического измерительного проектора Micro-Vu Spectra 14 (США).
На основании полученных данных материаловедческого анализа проводится корреляционный анализ для определения степени и направления влияния химического состава на механические свойства шаров. Для проведения анализа расчитываются коэффициенты Пирсона, по значениям которых устанавливается наличие прямой или обратной связи, либо отсутствие таковой между содержанием определенного химического элемента и ударной вязкостью либо твердостью.
Металлографический анализ включает изготовление шлифов и исследование макро- и микроструктуры металла:
Макроскопический анализ позволяет исследовать строение металла путем изучения поверхности макрошлифа методом оптической микроскопии при небольших увеличениях (до нескольких десятков раз). Данный вид анализа позволяет выявить нарушение сплошности металла, химическую неоднородность в распределении некоторых элементов, (например, ликвацию серы и фосфора), неоднородность строения сплава, определить термическое влияние, наличие пор, трещин, сделать выводы о возможном способе производства изделия (литье, обработка, давлением, сварка), а также характер термической и химико-термической обработки. Для проведения данного вида исследования применяется стереомикроскоп Carl Zeiss Stemi 2000С (Германия), инвертированный металлографический микроскоп Olympus BX51 (Япония), а также промышленный программно-аппаратный комплекс анализа изображений SIAMS-700 (Россия).
Микроскопический анализ направлен на изучение микрошлифов методами электронной сканирующей микроскопии и рентгеноспектрального (электронно-зондового) микроанализа. Основными задачами микроанализа являются определение величины и формы зерен различных фаз и структурных составляющих сплавов; выявление структур, характерных для некоторых видов обработки, выявление микродефектов, нарушающих цельность металла – микротрещин, раковин и др., обнаружение и исследование неметаллических включений, определение химического состава сплава и микропримесей и др. Для выполнения указанных задач используется инвертированный металлографический Olympus BX51 (Япония), сканирующий электронный микроскоп JSM-5400 (JEOL, Япония) с системой микроанализа (микроанализатором) NORAN System SIX и автоэмиссионный электронный микроскоп TESCAN MIRA 3 LMU (Чехия) с системой микроанализа AZTECH Advanced Inca Energy 350.
В результате проведения комплексного анализа обобщаются все полученные результаты, на основании которых делаются развернутые выводы о соответствии исследуемого объекта регламентируемым требованиям, о наличии корреляции между химическим составом и механическими свойствами, о структуре металла на различной глубине образца, о наличии и расположении дефектов, о причинах снижения эксплуатационных свойств. Также даются рекомендации по максимально эффективному использованию мелющих шаров, схемам входного контроля и требованиям к качеству, контролируемым параметрам и характеристикам шаров в условиях конкретного предприятия.
