2

1. Цели освоения дисциплины

1.1. Цели изучения теоретических основ технической диагностики

В результате освоения данной дисциплины бакалавр приобретает знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей основной образовательной программы «Машиностроение».

В соответствии с общими целями непосредственной целью изучения теоретических основ технической диагностики является получение обучающимися фундаментальных знаний

в области технического диагностирования.

1.2. Задачи изучения теоретических основ технической диагностики В соответствии с задачами подготовки бакалавра к профессиональной деятельности непосредственными задачами изучения теоретических основ технической диагностики являются:

- усвоить основные процессы, протекающие в металлах и сплавах при их длительной эксплуатации в сложных напряженных условиях в присутствии агрессивных сред на различных стадиях жизненного цикла оборудования;

- освоить основные методы разрушающих и неразрушающих испытаний материалов;

- приобрести навыки при работе с приборами неразрушающих и разрушающих испытаний;

- научиться применять полученные знания для оценки состояния оборудования и проведения технического диагностирования.

2. Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата «Теоретические основы технической диагностики» относятся к дисциплинам по выбору в части математического и естественнонаучного цикла Б2.

Теоретические основы технической диагностики – дисциплина, изучение которой способствует формированию у обучающихся воспитанию научного подхода к постановке и решению прикладных задач по оценке технического состояния потенциально-опасного оборудования и различных металлоконструкций, формированию общей технической культуры будущего бакалавра (образ мышления, язык).

Изложение теоретических основ технической диагностики базируется на математике, физике, металловедении и технологии металлов, изучаемых в рамках общего и высшего профессионального образования.

Для успешного изучения курса теоретических основ технической диагностики, помимо знаний элементарной физики и математики, обучающий должен обладать следующими знаниями:

из курса общей физики иметь понятия о физической акустике, ядерной физике, электромагнетизме, полях напряжений, радиолокации;

из векторной алгебры иметь понятия о векторах и математических операциях с векторами, понятия скалярного и векторного произведений;

из курса высшей математики иметь навыки решения дифференциальных уравнений, вычисления интегралов и производных;

из курса металловедения иметь понятия о сталях, их марках, свойствах сталей и химическом составе.

3. Компетенция обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины В соответствии с ФГОСом выпускник должен обладать следующими профессиональными компетенциями (ПК):

ПК-17 – способностью проводить диагностику состояния и динамики производственных объектов машиностроительных производств с использованием необходимых методов и средств анализа;

ПК-24 – способностью участвовать в организации эффективного контроля качества материалов, технологических процессов, готовой машиностроительной продукции;

ПК-47 – способностью выполнять работы по диагностике состояния и динамики объектов машиностроительных производств с использованием необходимых методов и средств анализа.

В соответствии с вышеприведенными профессиональными компетенциями в результате освоения дисциплины обучающийся должен обладать следующими дисциплинарными компетенциями.

Знать:

- области применения различных современных материалов для изготовления продукции, их состав, структура, свойства, способы обработки;

- физическую сущность явлений, происходящих в материалах в условиях производства и эксплуатации изделий из них под воздействием внешних факторов (нагрева, охлаждения, давления и т.д.), их влияния на структура, а структура на свойства современных металлических и неметаллических материалов;

- систему государственного надзора и контроля, межведомственного и ведомственного контроля за качеством продукции, стандартами, техническими регламентами и единством измерений;

- методы и средства контроля качества продукции, средства для контроля, испытаний, диагностики и адаптивного управления оборудованием.

Уметь:

- выбирать материалы, оценивать и прогнозировать поведение материала и причин отказов продукции под воздействием на них различных эксплуатационных факторов;

- применять методы контроля качества продукции и процессов при выполнении работ по сертификации продукции и систем качества;

- применять методы анализа данных о качестве продукции и способы анализа причин брака;

- определять по результатам испытаний и наблюдений оценки показателей надежности и ремонтопригодности технических элементов и систем;

- диагностировать показатели надежности технических систем.

Владеть:

- навыками измерения износа и твердости и шероховатости поверхности;

- навыками работы на контрольно-измерительном и испытательном оборудовании;

- навыками обработки экспериментальных данных и оценки точности измерений, испытаний и достоверности контроля.

3.1. Матрица соотнесения разделов/тем учебной дисциплины и формируемых в них профессиональных и общекультурных компетенций.

Темы, разделы дисци- Кол-во Компетенции плины часов Знание Умение Владение общее колво компетенций Раздел 1. Конструкци- 36 онные материалы – объ- ++ + + ект диагностирования Темы 1.1.– 1.2 4 Лекционных занятий ++ + + Темы 1.1 – 1.3 32 Лабораторных работ, Дз ++ + + Раздел2. Процессы, про- 24 на различных этапах жизненного цикла испытания КР, Дз при техническом диагностировании 4. Структура и содержание дисциплины.

Общая трудоемкость дисциплины составляет - 3 зачетные единицы, 108 часа.

4.1. Лекционные занятия.

1. Конструкционные материалы – объект диагностирования.

1.1. Основные понятия о сталях и сплавах. Химический состав и физико-механические характеристики углеродистых сталей. [1, 2, 4]. 2 0, 2. Процессы, протекающие в материалах на различных этапах 2.1. Ползучесть, динамичная прочность, порообразование коагуля- 2 0, ция и сфероидизация карбидов. [4].

2.3. Механизмы коррозионных разрушений, коррозионные явление, 3. Диагностирование и разрушающие испытания..

3.1. Математические основы технического диагностирования. Прогноз. Диагноз. Генез. Модели процессов. [1, 2].

3.3. Безобразцовые методы испытаний. Статические, динамические 4. Неразрушающие методы испытаний при техническом диагностировании.

4.1. Методы измерения твердости и шероховатости. Акустические, 15, ническом диагностировании. Государственный надзор за системой технического диагностирования. [1-11].

4.2. Лабораторные занятия Неделя № разНаименование работы 4. Основные методы неразрушающего контроля качества сварных соединений.

13,14,15 3.1.

4.3. Самостоятельная работа студента 1. Процессы накопления микроповрежденности в теплоустойчивых сталях 1. Диагностика технического состояния машин и механизмов, на основе пассивных методов неразрушающего контроля 1. Требования правил Ростехнадзора и проведению технического диагностирования, к персоналу, оборудованию, сварочным материалом и качеству основного металла 4.4. Содержание самостоятельной работы для студентов ЗФО по профилю 151901. «Технология машиностроения» (трудоемкость – 98 час.).

Самостоятельная работа заключается в выполнении контрольной работы в письменной форме в виде ответа на два теоретических вопроса по курсу.

4.5. Распределение трудоемкости изучения дисциплин по видам учебной аудиторной и самостоятельной работы студента (трудоемкость освоения дисциплины – 3 ЗЕ).

ПО ЗЕ ОТ ЗЕ

Промежуточный контроль Виды аудиторной учебной работы: Лк - лекции, Лз- лабораторные занятия.

Виды самостоятельной учебной работы (СРС): СИТ – самостоятельное изучение теории, Р – реферат.

Формы текущего контроля (ТК): ПО – письменный опрос, ОТ – отчет о лабораторной работе.

Форма промежуточной аттестации (ПА): Зач – зачет.

5. Образовательные технологии В соответствии с требованиями ФГОС ВПО о достижению главный цели ООП о готовности выпускника к области объектам профессиональной деятельности по овладению отмеченными компетенциями по изучения теоретических основ диагностики предлагается проведение следующих формах.

Устный или письменный опрос изученного по-домашнему задания теоретического материала.

Презентация в систематизированном виде основ диагностики.

Презентация примеров технического диагностирования.

Мультимедийное сопровождение. Демонстрация физических моделей технической диагностики.

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

6.1. Оценочные средства для текущего контроля.

- Результаты проверки и обсуждения выполнения домашнего задания по изучению теоретического материала;

- Защита рефератов.

6.2. Оценочные средства промежуточной аттестации.

- Результаты промежуточной аттестации за 5,9,13,17 недели;

- Результаты устного зачета.

6.3. Вопросы по курсу «Теоретические основы технической диагностики»

1. Плавление и кристаллизация металла сварочной ванны.

2. Структурные и фазовые превращения в сталях при сварке, превращения при нагреве и 3. Виды дефектов (явные, скрытые, исправимые, неисправимые), определение дефекта.

4. Внутренние дефекты металлургического производства (усадочная раковина, пузыри, 5. Дефекты поверхности на изделиях металлургического производства (трещины напряжения, закаты, заковы и т.д.).

6. Технологические дефекты изготовления технических устройств опасных производственных объектов (ТУОПО).

7. Дефекты сварных соединений, их классификация.

8. Кристаллизационные трещины.

9. Влияние растягивающих напряжений на образование кристаллизационных трещин.

10. Влияние химического состава на образование кристаллизационных трещин.

11. Влияние формы сварочной ванны на образование кристаллизационных трещин.

12. Образование горячих трещин.

13. Образование холодных трещин (гипотезы их возникновения).

14. Поры и неметаллические включения в сварных швах.

15. Флокены, непровары, утяжины, подрезы, наплывы и прочие дефекты в сварных соединениях.

16. Виды эксплуатационных разрушений сварных соединений.

17. Классификация и особенности применения методов НК сварных соединений.

18. Экономические аспекты неразрушающего контроля 19. Визуальный и измерительный контроль (ВИК) сварных соединений, особенности применения метода.

20. Приборы и оборудование для измерений при выполнении ВИК.

21. Электрические и вихретоковые методы НК, сущность методов, приборы и оборудование.

22. Магнитные методы НК, сущность метода, приборы и оборудование.

23. Ультразвуковой контроль. Методы, приборы и оборудования.

24. Радиационные методы НК. Схема контроля сварных соединений методами радиационной дефектоскопии.

25. Тепловые и оптические методы НК сварных соединений, особенности методов.

26. Методы контроля сварных соединений проникающими веществами, приборы, приспособления, оборудование.

27. Перспективные методы НК сварных соединений.

28. Выбор методов контроля в конкретных условиях.

29. Методы измерения твердости сварных соединений.

30. Определение механических характеристик сварных соединений неразрушающими методами.

31. Макро и микроанализ сварных соединений.

32. Механические методы разрушающего контроля качества сварных соединений.

33. Методы испытаний сварных соединений на статическое растяжение. Определяемые характеристики.

34. Требования Правил Ростехнадзора к персоналу, оборудованию, сварочным материалам и качеству сварных соединений.

35. Аттестация сварщиков и специалистов сварочного производства.

36. Аттестация сварочного оборудования.

37. Аттестация технологий сварки.

38. Аттестация сварочных материалов.

39. Аттестация специалистов НК.

40. Нормы оценки качества сварных соединений.

41. Первичная и вторичная кристаллизация при сварке.

42. Опишите строение ЗТВ.

43. Цель аттестации лабораторий НК.

44. Система НК и средство НК.

45. Требования к средствам НК, относящимся к средствам измерения (дефектоскопы, преобразователи, стандартные образцы и т.п).

46. Требования к специалистам НК.

47. Критерии независимости лаборатории НК, имеющей статус юридического лица.

48. Срок аттестации лаборатории НК.

49. Уровни аттестации специалистов НК.

50. Типы акустических волн, распространяющихся в твердых телах.

51. Укажите разницу между активными и пассивными методами акустического контроля.

52. Сущность акустико-эмиссионного метода контроля.

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины.

7.1. Основная учебная литература Носов В. В. Диагностика машин и оборудования. – СПб.: «Лань», 2012. – 384 с.

http://e.lanbook.com/books/element.php?pl1_cid=25&pl1_id= Ушаков В. М. Неразрушающий контроль и диагностика горно-шахтного и нефтегазового оборудования: учеб. пособие. – М.: «Мир горной книги», 2006. – 310 с.

http://www.biblioclub.ru/book/83816/ Смирнов, А. Н. Основы технической диагностики [Электронный ресурс] : учеб. пособие для бакалавров и магистров направления подготовки 150700.62 «Машиностроение», профиль 150704.62 «Оборудование и технология сварочного производства» / А. Н.

Смирнов, Н. В. Абабков. – Кемерово : ФГБОУ ВПО «Кузбас. гос. техн. ун-т им. Т. Ф.

Горбачева», 2012. – 453 с.

http://library.kuzstu.ru/meto.php?n=90785&type=utchposob:common 7.2. Дополнительная учебная литература 4. Смирнов А. Н., Герике Б. Л., Муравьев В. В. Диагностирование технических устройств опасных производственных объектов. – Новосибирск: Наука, 2003. – 244 с.

5. Смирнов, А. Н. Неразрушающие и разрушающие испытания сварных соединений: учебное пособие. – Кемерово: КузГТУ, 2009. – 185 с.

6. Лифшиц, Л. С. Металловедение сварки и термическая обработка сварных соединений / Л. С. Лифшиц, А. Н. Хакимов. – М. : Машиностроение, 1989. – 331 с.

7. Лихачев, А. В. Структурно-аналитическая теория прочности / А. В. Лихачев, В. Г. Малинин. – СПб. : Наука, 1993. – 471 с.

8. Смирнов, А. Н. Субструктура, внутренние поля напряжений и проблема разрушения паропроводов из стали 12Х1МФ / А. Н. Смирнов, Э. В. Козлов. – Кемерово : Кузбассвузиздат, 2004. – 210 с.

9. Измерения. Контроль. Качество. Неразрушающий контроль. – М.: Изд-во стандартов, 10. Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник / В. В. Клюев, Ф. Р. Соснин, А. В.

Ковалев [и др.]; под ред. В. В. Клюева. – 3-е изд., испр. и доп. – М.: Машиностроение, 11. Белая книга по нанотехнологиям: Исследования в области наночастиц, наноструктур и нанокомпозитов в Российской Федерации (по материалам I Всероссийского совещания ученых, инженеров и производителей в области нанотехнологий). – М. : Изд-во ЛКИ, 7.3. Перечень наглядных и других пособий, методических указаний по проведению конкретных видов учебных занятий, а также методических материалов к используемым техническим средствам обучения и используемых информационных технологий 1. Смирнов, А. Н. Неразрушающие и разрушающие испытания сварных соединений: учебное пособие. – Кемерово: КузГТУ, 2009. – 185 с.

2. Введение в специальность : учеб. пособие для вузов / В. А. Фролов, В. В. Пешков, А. Б.

Коломенский, В. А. Казаков. – М. : Интермет Инжиниринг, 2004. – 296 с.

3. Методические указания по техническому диагностированию труб поверхностей нагрева паровых и водогрейных котлов с использованием магнитной памяти металлов: РД 34.17.446-97. – М., 1997. – 68 с.

4. Альбом чертежей-заданий к практическим занятиям.

5. Альбомы по средствам неразрушающих и разрушающих испытаний, методикам контроля.

6. Натурные сварные конструкции и детали машин, получаемые на машиностроительных и ремонтных предприятиях Кузбасса.

7. Учебные видео– и кинофильмы по основным технологиям технического диагностирования.

8. Стенды по методам сварочного производства и контроля сварных соединений.

7.4. Нормативно-правовая документация 1. ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения 2. ГОСТ 18353-79. Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов 3. ГОСТ 23829-85. Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения 7.5. Программное обеспечение и интернет – ресурсы ГУ КузГТУ обеспечен необходимым комплектом лицензионного программного обеспечения.

8. Материально-техническое обеспечение дисциплины.

Комплекты плакатов, карточек и слайдов к аудиовизуальным средствам.