Домой Нюансы работы Строительный справочник

Строительный справочник

Разрушающие методы контроля сварных соединений

К разрушающим методам контроля относятся способы испытания контрольных образцов с целью получения необходимых характеристик сварного соединения. Эти методы могут применяться как на контрольных образцах, так и на отрезках, вырезанных из самого соединения. В результате разрушающих методов контроля проверяют правильность подобранных материалов, выбранных режимов и технологий, осуществляют оценку квалификации сварщика.

Механические испытания являются одним из основных методов разрушающего контроля. По их данным можно судить о соответствии основного материала и сварного соединения техническим условиям и другим нормативам, предусмотренным в данной отрасли.

К механическим испытаниям относят:

  • испытание сварного соединения в целом на различных его участках (наплавленного металла, основного металла, зоны термического влияния) на статическое (кратковременное) растяжение;
  • статический изгиб;
  • ударный изгиб (на надрезанных образцах);
  • на стойкость против механического старения;
  • измерение твердости металла на различных участках сварного соединения.

Контрольные образцы для механических испытаний варят из того же металла, тем же методом и тем же сварщиком, что и основное изделие. В исключительных случаях контрольные образцы вырезают непосредственно из контролируемого изделия. Варианты образцов для определения механических свойств сварного соединения показаны на рис.4.

Статическим растяжением испытывают прочность сварных соединений, предел текучести, относительное удлинение и относительное сужение. Статический изгиб проводят для определения пластичности соединения по величине угла изгиба до образования первой трещины в растянутой зоне. Испытания на статический изгиб проводят на образцах с продольными и поперечными швами со снятым усилением шва заподлицо с основным металлом.

Ударный изгиб — испытание, определяющее ударную вязкость сварного соединения. По результатам определения твердости можно судить о прочностных характеристиках, структурных изменениях металла и об устойчивости сварных швов против хрупкого разрушения. В зависимости от технических условий изделие может подвергаться ударному разрыву. Для труб малого диаметра с продольными и поперечными швами проводят испытания на сплющивание. Мерой пластичности служит величина просвета между поджимаемыми поверхностями при появлении первой трещины.

Металлографические исследования сварных соединений проводят для установления структуры металла, качества сварного соединения, выявляют наличие и характер дефектов. По виду излома устанавливают характер разрушения образцов, изучают макро- и микроструктуру сварного шва и зоны термического влияния, судят о строении металла и его пластичности.

Макроструктурный анализ определяет расположение видимых дефектов и их характер, а также макрошлифы и изломы металла. Его проводят невооруженным глазом или под лупой с 20-ти кратным увеличением.

Микроструктурный анализ проводится с увеличением в 50-2000 раз с помощью специальных микроскопов. При этом методе можно обнаружить окислы на границах зерен, пережог металла, частицы неметаллических включений, величину зерен металла и другие изменения в его структуре, вызванные термической обработкой. При необходимости делают химический и спектральный анализ сварных соединений.

Специальные испытания выполняют для ответственных конструкций. Они учитывают условия эксплуатации и проводятся по методикам, разработанным для данного вида изделий.

Магнитные методы

Основаны они на регистрации магнитных полей, возникающих над дефектом, или же на определении магнитных свойств исследуемых изделий. Магнитные методы позволяют найти трещины, закаты и другие дефекты, например механические особенности ферромагнитных сталей и чугунов.

Имеющаяся в ГОСТе классификация неразрушающих видов и методов контроля предусматривает деление магнитных на следующие подвиды:

  • магнитографический (регистрация полей проводится с ферромагнитной пленкой в качестве индикатора);
  • магнитопорошковый (анализ магнитных полей осуществляется с ферромагнитным порошком или магнитной суспензией);
  • магниторезисторный (регистрация магнитных полей рассеяния ведется магниторезисторами);
  • индукционный вид магнитного неразрушающего контроля (отслеживается величина или фаза индуцируемой ЭДС);
  • пондеромоторный (регистрируется сила отзыва магнита от контролируемого объекта);
  • феррозондовый (основан на измерении с помощью феррозондов напряженности магнитного поля);
  • метод эффекта Холла (магнитные поля регистрируются датчиками Холла).

Устранение дефектов сварки

Выявленные в процессе контроля дефекты сварки, которые не соответствуют техническим условиям, должны быть устранены, а если это невозможно, изделие бракуют. В стальных конструкциях снятие бракованных сварных швов осуществляют плазменно-дуговой резкой или строжкой с последующей обработкой абразивными кругами.

Дефекты в швах, подлежащих термической обработке, исправляют после отпуска сварного соединения. При устранении дефектов следует соблюдать определенные правила:

  • длина удаляемого участка должна быть с каждой стороны длиннее дефектного участка;
  • ширина разделки выборки должна быть такой, чтобы ширина шва после заварки не превышала его двойную ширину до заварки.
  • профиль выборки должен обеспечивать надежность провара в любом месте шва;
  • поверхность каждой выборки должна иметь плавные очертания без резких выступов, острых углублений и заусенцев;
  • при заварке дефектного участка должно быть обеспечено перекрытие прилегающих участков основного металла.

После заварки участок зачищают до полного удаления раковин и рыхлости в кратере, выполняют плавные переходы к основному металлу. Удаление заглубленных наружных и внутренних дефектных участков в соединениях из алюминия, титана и их сплавов следует выполнять только механическим способом — шлифовкой абразивными инструментами или резанием. Допускается вырубка с последующей шлифовкой.

Подрезы устраняют наплавкой ниточного шва по всей длине дефекта.

В исключительных случаях допускается применение оплавления небольших подрезов аргонно-дуговыми горелками, что позволяет выполнить сглаживание дефекта без дополнительной наплавки.

Наплывы и другие неровности формы шва исправляют механической обработкой шва по всей длине, не допуская занижения общего сечения.

Кратеры швов заваривают.

Прожоги зачищают и заваривают.

Все исправления сварных соединений должны выполняться по той же технологии и теми же материалами, что применялись при наложении основного шва.

Методы контроля течеисканием

По основной классификации видов неразрушающего контроля этот метод относится к проверке образцов проникающими жидкостями. Течеискание выявляет сквозные дефекты в изделиях и конструкциях по проникновению через них пробных веществ. Нередко его называют контролем герметичности.

Пробными веществами могут служить жидкости, некоторые газы, пары жидкостей. По данному параметру методы контроля течеисканием делят на жидкостные и газовые. Газы обеспечивают большую чувствительность, а значит, используются чаще. Также на чувствительность метода оказывает влияние применяемое оборудование. Вакуумная техника в данном случае — наилучший вариант.

Для выявления течей необходимы специальные приборы, называемые течеискателями, но в некоторых случаях пригодны и бесприборные способы течеискания. Для контроля данным методом используют следующие течеискатели:

  • Масс-спектрометрический — характеризуется наибольшей чувствительностью и универсальностью, позволяет обследовать изделия разнообразных габаритов. Все это объясняет его широкое применение. Но масс-спектрометр — весьма сложный и громоздкий прибор, требующий вакуума для работы.
  • Галогенный, действие которого основано на резком повышении эмиссии катионов щелочных металлов при появлении в пробном веществе галогенов.
  • Пузырьковый — базируется на обнаружении пузырьков пробного газа, выделяемых из течи во время опрессовки газом контролируемого объекта, с нанесенной жидкостью на его поверхность или погруженного в резервуар. Это довольно простой метод, не требующий сложных приборов и специальных газов, зато обеспечивающий высокую чувствительность.
  • Манометрический — позволяет оценить герметичность объекта контроля по манометрам, замеряющим давление пробных газов.

Особенности выбора метода неразрушающего контроля

В ряде отраслей промышленности, таких, как :

  • атомная;
  • химическая;
  • аэрокосмическая;
  • оборонная;

выбор способов дефектоскопии строго регламентирован государственными стандартами и нормами сертифицирующих организаций, таких, ка МАГАТЭ или Госатомнадзора.

Вне этих отраслей руководитель подразделения качества предприятия выбирает методики дефектоскопии, руководствуясь следующими параметрами:

  • физико-химические свойства применяемого материала;
  • размеры и прежде всего — толщина конструкции;
  • тип контролируемого объекта, соединения или конструкции;
  • требования технологического процесса;
  • стоимостные параметры того или иного способа дефектоскопии.

Универсального способа определить все дефекты и сразу не существует. При планировании стратегии качества изделия необходимо определить дефекты, наиболее значимые по степени привносимого ими риска неисправности. Далее находится та комбинация средств измерения и методик неразрушающего контроля, которая:

  • позволит выявить все критически значимые дефекты с заданной вероятностью;
  • минимизирует финансовые издержки трудозатраты;
  • окажет минимальное влияние на основной производственный процесс.

Средства неразрушающего контроля применяются сегодня практически на всех производствах — от авиазавода и судоверфи до авторемонтной мастерской и кондитерской фабрики. Контролируют прочность сварных швов и герметичность сосудов высокого давления, качество лакокрасочного покрытия и однородность массы для приготовления зефира в шоколаде. Экономя предприятиям средства на проведение выборочных испытаний на разрушение, применение неразрушающей дефектоскопии сказывается и на цене выпускаемых на рынок продуктов при одновременной гарантии их высокого качества.

Тепловой метод

Тепловые методики основаны на измерении интенсивности тепловых полей, излучаемых контролируемым устройством или конструкцией. Распределение температур на поверхности и градиент их изменения отражает распределение тепла внутри объекта. В местах дефектов и неоднородностей равномерная тепловая картина будет искажена.

Использование тепловизора для неразрушающего контроля

Исследователи путем расчетов и экспериментов определили типовые изменения в тепловом портрете изделия, характерные для тех или иных дефектов, и в настоящее время распознавание таких особенностей доверяют компьютерам и нейронным сетям. Измерения тепловой картины на поверхности производят как с помощью контактных термометров, так и путем дистанционной пирометрии. С помощью теплового портрета обнаруживают дефекты сварки и пайки, нарушения герметичности сосудов, места концентрации внутренних напряжений и неисправные электронные компоненты. Самое широкое применение тепловой способ находит в электронике и приборостроении.

Вихретоковый метод неразрушающего контроля

Способ основан на наведении в исследуемом объекте вихревых (приповерхностных) токов малой интенсивности и частотой до нескольких мегагерц помещения его в электромагнитное поле, создаваемое вихретоковым преобразователями измерения. Применяется для металлов и других электропроводящих материалов. На основании неоднородностей приповерхностного вихревого поля можно судить о наличии неоднородностей и других дефектов в наружном слое металла (до глубины в несколько миллиметров). Измерения с высокой точностью определяют также дефекты лакокрасочных и защитных покрытий, нанесенных на металлическую деталь. В роли вихретокового преобразователя служить мощная катушка индуктивности, генерирующая высокочастотное электромагнитное поле. Вихревые токи, наводимые этим полем в приповерхностном слое металла, измеряют этой же катушкой (совмещенная схема) или отдельной (разнесенная схема). По пространственной картине распределения интенсивности измеренных токов определяют места неоднородностей, вносящих искажение в поле.

Вихретоковый метод неразрушающего контроля

На применении вихревых токов основано большое количество различных конструкций дефектоскопов, специализирующихся на определении толщины и однородности листов металлопроката и покрытий на конструкциях, непрерывного измерения диаметра проволоки и пруткового проката во время их производства. Применяются вихретоковые устройства, наряду с ультразвуковыми, и для определения состояния лопаток турбин и других ответственных высоконагруженных узлов.

Предисловие

1    РАЗРАБОТАН Федеральным государственном унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений» (ФГУП «8НИИОФИ»)

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 371 «Неразрушающий контроль»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 7 августа 2015 г Но 1112-ст

4    ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящее о стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (‘раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандартыа официальный текст изменений и поправок — а ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомления и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет )

Стандартинформ, 2015

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издздия без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

Содержание

a7ff0fdc017a0e617285737de4a4fbcc.png

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ Классификация видов и методов

Non-destructive testing. Classrfcatson of types and methods

Дата введения — 2016—06—01

Акустические методы

В соответствии с классификацией видов и методов неразрушающего контроля по ГОСТ Р 56542-2015, этот вид основан на анализе упругих волн, которые возбуждаются и (или) возникают в контролируемом объекте. Если используется диапазон частот, превышающий 20 кГц, допускается употребление термина «ультразвуковой» вместо «акустический».

Акустический вид неразрушающего контроля делится на две большие группы.

Первая — методы, основывающиеся на излучении и приеме акустических волн. Для контроля используются бегущие и стоячие волны или резонансные колебания контролируемого объекта. К ним относят:

  • Теневой метод. Наличие дефекта обнаруживается благодаря ослаблению принимаемого сигнала или задерживанию его регистрации из-за огибания дефекта ультразвуковыми волнами.
  • Эхо-метод. Существование дефекта определяют по времени прихода сигнала, отраженного дефектом и поверхностями объекта, позволяет определить расположение недочета в объеме материала.
  • Зеркально-теневой метод. Является разновидностью теневого метода, в котором применяется оборудование от эхо-метода. Признаком изъяна также является ослабленный сигнал.
  • Импедансный метод. Если в изделии имеется дефект, то уменьшается импеданс некоторого участка его поверхности, он как бы размягчается. Это сказывается на амплитуде колебаний стержня, механическом напряжении на его конце, фазе колебаний и смещении их частоты.
  • Резонансный метод. Важен для измерения толщины пленочного покрытия. Дефект находится перемещением искателя по поверхности изделия, указывает на него ослабление сигнала или же исчезновение резонанса.
  • Метод свободных колебаний. В ходе контроля анализируются частоты собственных колебаний образца, возникающих вследствие удара по нему.

ed5d372a448b6c8ed35b54a8551a6644.jpg

Во вторую группу входят методы, основывающиеся на регистрации волн, возникающих в изделиях и материалах:

  • Акустическая эмиссия. Основывается на регистрации волн, возникающих при образовании и развитии трещин. Опасные дефекты приводят к увеличению частоты и амплитуды сигналов в специфичном диапазоне частот.
  • Шумо-вибрационный метод. Заключается в наблюдении за спектром частот механизма или его частей в ходе работы.

Виды и методы неразрушающего контроля из классификации, приведенной выше, применяются для самых разных целей. Для определения параметров металлопроката небольшой толщины, резиновых изделий, стеклопластиков, бетона наилучшим образом подходит теневой метод. Существенным его недостатком является необходимость доступа к изделию с двух сторон. В условиях одностороннего доступа к образцу возможно применение зеркально-теневого или резонансного методов. Хорошо подходят эти два вида для как и акустическая эмиссия. Импедансным методом, как и методом свободных колебаний, проверяют качество клееных и спаянных изделий из стекла, металла и пластика.

Методы разрушающего контроля

Разрушающий контроль служит для количественного определения максимальной нагрузки на предмет, после которой наступает разрушение. Испытания могут носить разный характер: статические нагрузки позволяют точно измерить силу воздействия на образец и подробно описать процесс деформации. Динамические испытания служат для определения вязкости или хрупкости материала: это разного рода удары, при которых возникают инерционные силы в  частях образца и испытательной машины. Испытания на усталость – это многократные нагрузки небольшой силы, вплоть до разрушения. Испытания на твердость служат для измерения силы, с которой более твердое тело (например, алмазный наконечник ударника) внедряется в поверхность образца. Испытания на изнашивание и истирание позволяют определить изменения свойств поверхности материала при длительном воздействии трения. Комплексные испытания позволяют описывать основные конструкционные и технологические свойства материала, регламентировать максимально допустимые нагрузки для изделия.

cbe8b5470b3a8a45c51ba3e76b00f1d0.jpg

Для определения характеристик механической прочности используют разрывные машины. Например, WEB 600, производства TIME Group Inc.: она способна развивать усилие 600 кН. Машины для технологических испытаний, такие как ИА 5073-100, ИХ 5133, ИХ 5092 отечественного производства, поставляемые компанией ООО «Северо-Западные Технологии», служат для испытаний на скручивание проволоки, выдавливание листового металла, перегибов проволоки и так далее.

Есть несколько методов определения твердости металла: по Виккерсу, когда в поверхность вдавливается четырехгранная алмазная пирамидка под действием нагрузки в 5, 10, 20, 30, 50 и 100 кгс. Затем отпечаток измеряют по диагоналям квадрата, и по таблице определяют число твердости. Машины для определения твердости  – твердомеры. Например ИТ 5010 – машина для определения твердости по Виккерсу.

При исследовании твердости по методу Роквелла, образец плавно нагружают до 98 Н (10 кгс). Затем дается дополнительная нагрузка до максимального значения 490 Н (50 кгс) – 1373 Н (140 кгс). После его достижения на шкале индикатора прибора отображается количество единиц твердости образца. Один из распространенных твердомеров по Роквеллу – ТР 5006 М. Среди машин, предназначенных для испытания на усталость можно назвать МУИ-6000 (поставщик – «Северо-Западные Технологии»).   

Акустический метод

Первичный информативный параметр: временной, спектральный, амплитудный, частотный, фазовый.

Взаимодействие с контролируемым объектом физических полей: резонансный, свободных колебаний, прошедшего, отраженного (эхо-метод) излучения, импедансный, акустико-эмиссионный.

Классификация акустического неразрушающего контроля по способу получения первоначальной информации: порошковый, пьезоэлектрический, микрофонный, электромагнитно-акустический.

Такой вид мониторинга, как акустический, заключается в снятии параметров упругих волн, возникающих и (либо) возбуждаемых в предмете контроля. Использование ультразвуковых упругих волн  (частота которых более 20 кГц) дает возможность называть данный вид НК уже не акустическим, а ультразвуковым.

Метод контроля проникающими веществами

Метод неразрушающего контроля проникающими веществами связан с проникновением в полость дефекта объекта, подлежащего контролю, специальных веществ. Этот метод называют капиллярным, когда речь идет о выявлении малозаметных трещин на поверхности, а при поиске сквозных способ называют «метод течеискания». При применении этого метода дефекты, окрашенные индикаторной жидкостью (пенетрантом), выявляются либо визуально, либо с помощью преобразователей.

Первоначально поверхность контролируемого объекта очищают механическим и/или химическим методом, затем наносят на нее индикаторную жидкость, заполняющую полости дефектов. Излишки пенетранта удаляют. На поверхность наносят проявитель, который выявляет признаки дефектов. Этот метод высокочувствительный, он обеспечивает простоту контроля и наглядность результатов, поэтому его применяют не только для обнаружения, но и для подтверждения дефектов, обнаруженных другими методами – ультразвуковым, магнитным и вихревых токов и другими. Из капиллярных методов наиболее распространены цветной, люминесцентный, люминесцентно-цветной, фильтрующихся частиц, радиоактивных жидкостей.

Методы течеискания базируются на регистрации индикаторных жидкостей и газов, которые проникают в сквозные дефекты контролируемого объекта. Широкое применение они нашли для контроля герметичности работающих под давлением сварных сосудов, баллонов, трубопроводов, гидро-, топливо-, масляных систем силовых установок и т.п. Наиболее известные методы течеискания: гидравлическая опрессовка, аммиачно-индикаторный метод, фреоновыф, масс-спектрометрический, пузырьковый, с помощью гелиевого и галоидного течеискателей. Течеискание с помощью радиоактивных веществ значительно повлияло на эффективность метода в сторону ее увеличения.

Оптические методы

                Оптические методы неразрушающего контроля регистрируют и анализируют параметры, присущие взаимодействующему с объектом оптическому излучению. Эти методы дают возможность обнаруживать пустоты, поры, расслоения, трещины, инородные включения, геометрические отклонения и внутренние напряжения в объектах контроля.

            Наружный оптический контроль применяют для обнаружения дефектов практически  любого из материалов. Внутренние дефекты с помощью этого метода можно обнаружить только в прозрачных материалах. Также производится контроль диаметров и толщины с помощью оптического способа, базирующегося на явлении дифракции. Шероховатость и сферичность выявляют методы, основанные на явлении интерференции.

            Преимущества оптических методов неразрушающего контроля в их простоте, применении несложного оборудования и относительно небольшой трудоемкости.  Поэтому они нашли применение на различных стадиях изготовления деталей и элементов конструкций.

            Оптические приборы обладают невысокой чувствительностью и достоверностью, поэтому используются только для определения достаточно крупных трещин, коррозионных и эрозионных повреждений, открытых раковин, забоин. Они применяются также для обнаружения течей, загрязнений, наличия посторонних предметов и т.д.  В строительстве методы неразрушающего контроля используются при измерении различных строительных элементов, строительных конструкций зданий и сооружений на отдельных этапах выполнения и после всех работ, контроле оборудования, приспособлений и оснастки для изготовления и монтажа элементов, разбивочных сетей и их элементов. Неразрушающий контроль используется при производстве линейных измерений, геодезическом контроле качества выполнения строительно-монтажных работ, при определении прочности бетона методом ударного импульса или методом отрыва со скалыванием или скалыванием ребра, при определении защитного слоя бетона, при тепловизионном контроле качества устройства ограждающих конструкций и в других случаях.

            Компания «Безопасность и Надёжность» оказывает услуги неразрушающего контроля за выполнением строительно-монтажных работ. Наши опытные специалисты выполнят отдельные работы либо осуществят мероприятия по неразрушающему контролю в процессе технадзора за ходом строительства Вашего объекта. Обратитесь к нам – и Вы убедитесь: у нас недорого, качественно и надежно! Подробнее о наших услугах Вы можете узнать по телефонам: +7 (495) 120-17-44

Вместе с этой темой посетители нашего сайта просматривают следующие странички:

  • Аттестованная лаборатория неразрушающего контроля
  • Неразрушающий контроль
  • Неразрушающий контроль бетона

 

Магнитный метод неразрушающего контроля

Эта группа методик имеет в своей физической основе измерение взаимодействия исследуемого объекта с магнитным полем. Применяются для дефектоскопии ферромагнитных материалов и сплавов. Три основных вида магнитных исследований – это:

  • магнитопорошковый;
  • феррозондовый;
  • магнитографический.

Магнитный метод

Чтобы обнаружить неоднородность в структуре магнитного материала, его намагничивают, а поверхность смазывают специальной суспензией или гелем, содержащим калиброванные металлические частицы. Эти частицы концентрируются вдоль силовых линий магнитного поля, простым и наглядным способом визуализируя его. В местах неоднородностей и дефектов магнитное поле искажено, и линии его будут искривлены. Магнитографические опыты проводились учеными еще в XVIII веке, но для целей дефектоскопии были приспособлены только в XX.

Тепловые методы

Важным параметром является регистрация изменений, происходящих в тепловых или температурных полях анализируемого образца. Для контроля измеряют температуру и перепады тепловых характеристик объекта.

Тепловой вид неразрушающего контроля может быть пассивным или активным. В первом случае на образцы не действуют внешними источниками тепла, а температурное поле замеряют у работающего механизма. Повышение или понижение температуры в некоторых местах может говорить о наличии каких-то изъянов, например трещин в двигателях. При активном тепловом контроле проводится нагревание или охлаждение материалов или изделий, а измерение температуры проводят с двух его противоположных сторон.

Для получения точных и объективных данных применяют следующие первичные измерительные преобразователи теплового излучения: термометры, термопары, термосопротивления, полупроводниковые приборы, электронно-вакуумные приборы, пироэлектрические элементы. Нередко используются индикаторы тепловых полей, представляющие собой пластины, пасты, пленки из термочувствительных веществ, которые изменяются при достижении некоторых температур. Так, выделяют термоиндикаторы плавления, меняющие свой цвет термоиндикаторы и люминофоры.

735db58d6d62ea0d3c170b381c686f72.jpg

Благодаря использованию особого оборудования, тепловые методы позволяют измерять физические и геометрические параметры объектов бесконтактно на довольно больших расстояниях. Также они позволяют обнаруживать на их поверхностях химические и физические загрязнения, шероховатости, покрытия, основываясь на значениях коэффициента теплового излучения.

Акустический, или ультразвуковой контроль

Способ основан на возбуждении в конструкции колебаний определенной частоты, амплитуды, скважности импульсов и анализе отклика конструкции на эти колебания. Интерпретация результатов с помощью специализированных компьютерных программ позволяет воссоздать двумерные сечения исследуемого объекта, не разрушая его

Различают две основных группы методик акустической дефектоскопии:

  • Активные — установка осуществляет излучение колебаний и последующий прием отклика от конструкции.
  • Пассивные — осуществляется только измерение колебаний и импульсов.

Ультразвуковой неразрушающий контроль

Звуковые колебания с частотой выше 20 килогерц называют ультразвуком. Ультразвук является одним из самых популярных способов акустической дефектоскопии в промышленности и позволяет проверять качество и пространственную конфигурацию практически любых материалов. Популярность ультразвука определяется его преимуществами перед другими методами:

  • низкая цена оборудования;
  • компактность установок;
  • безопасность для персонала;
  • высокая чувствительность и пространственное разрешение.

Ультразвуковой способ мало применим к конструкциям, имеющим крупнозернистую структуру или сильно шероховатую поверхность.

Безопасность ультразвука для человека позволяет широко использовать его в медицинской диагностике, включая обследование ребенка в утробе матери и раннее определение его пола.

Оптический метод неразрушающего контроля

Оптический способ дефектоскопии основан на анализе оптических эффектов, связанных с отражением, преломлением и рассеянием световых лучей поверхностью или объемом объекта.

Оптический метод

Внешние оптические методики позволяют определять чистоту и шероховатость поверхностей, особо важную в точном машиностроении. При измерении размеров мелких деталей применяется физическое явление дифракции, шероховатость поверхностей определяется на основе интерференционных измерений.

Внутренние дефекты возможно выявить лишь для прозрачных материалов, и здесь оптическим методикам нет равных по дешевизне и эффективности.

Выгодно отличаются они своей простотой и малой трудоемкостью и при нахождении пороков поверхностей, таких, как трещины, заусенцы и забоины.

Акустические методы неразрушающего контроля

Основаны на регистрации и анализе параметров упругих волн, возникающих или возбуждаемых в объекте контроля. Объектом контроля могут быть материалы, полуфабрикаты и готовые изделия. Когда используются волны ультразвукового диапазона, методы можно назвать ультразвуковыми. Методы акустического контроля основаны на свойстве упругих волн создавать тесные связи с некоторыми свойствами материалов (анизотропией, плотностью, упругостью и др.) Поскольку акустические свойства твердых веществ и воздуха значительно разнятся, становится возможным выявление с помощью акустических методов неразрушающего контроля малейших дефектов, определение качества шлифовки и толщины поверхностей.

Сфера применения акустических методов довольно широка. Идею, связанную с регистрацией и анализом параметров упругих волн используют ультразвуковые дефектоскопы. Их применение имеет широкую область: все, проводящие акустические волны материалы. Методы контроля делятся на активные и пассивные, в зависимости от характера взаимодействия с контролируемым объектом. В первом случае исследуются волны, которые возникают в самом объекте, в этом случае по шумам работающего устройства можно сказать о его исправности, неисправности и даже определить характер неисправности. К активным методам относятся способы, базирующиеся на измерении интенсивности пропускаемого или отражаемого объектом акустического сигнала.

Акустические методы неразрушающего контроля используются для обнаружения как внутренних, так и поверхностных дефектов (нарушений сплошности, неоднородности структуры, межкристаллитной коррозии, дефектов склейки, пайки, сварки и т.п.). Этот метод дает возможность измерять геометрические параметры, когда доступ к изделию затруднен, а также физико-механические свойства металлов и изделий из них без их разрушения. Методы звукового диапазона (импедансный, свободных колебаний и др.) методы ультразвукового диапазона (эхо-импульсный, резонансный, теневой, эмиссионный, велосиметрический).

Рентгеновский контроль

Этот метод обыкновенно используется для дефектоскопии крупных сварных металлических конструкций, подверженных коррозионному воздействию атмосферы: трубопроводов, опор и несущих и любых других металлических конструкций. Рентгеновские аппараты могут быть стационарные (кабельного и моноблочного типа), переносные или монтироваться на кроулеры. Кроулер – самоходный, дистанционно управляемый робот, несущий автономный рентгеновский комплекс. Он предназначен для контроля качества сварных соединений трубопроводов. Такой аппарат по команде извне перемещается в трубопроводе, останавливается и снимает рентгенограмму. Экспонирующее устройство кроулера работает полностью независимо. Одни рентгеновские аппараты требуют экспонирования и проявки специальной пленки, другие отражают информацию сразу в цифровом виде.

8e7dfd019758630bc8056ac76cbb8095.jpg

Среди аппаратуры рентгеновского контроля нужно назвать продукцию ЗАО «Синтез НДТ», входящую в группу предприятий «ЮНИТЕСТ». Стационарные аппараты серии «Витязь» изготовлены моноблоком, со стеклянной рентгеновской трубкой. Их стоимость относительно невысока. Серия «Бастион» – аппараты кабельного типа, в них  используется металлокерамическая трубка, что обеспечивает надежность и длительный срок службы, но они более дороги. Как правило, стационарные аппараты используются для контроля материалов или готовой продукции, они отличаются от переносных высокой стабильностью параметров тока, напряжения и минимумом пульсаций. Переносные рентгеновские аппараты серии «РПД», того же производителя, предусматривают и варианты для работы в тяжелых климатических условиях, на  Крайнем севере. В этом случае, блок питания и управления монтируется в металлическом корпусе, категория защиты — IP65.  На кроулеры устанавливаются панорамные рентгеновские трубки серии СХТ. Они обеспечивают максимально возможную жесткость спектра излучения с высоким КПД, аппараты питаются от аккумуляторной батареи кроулера. Оборудование СХТ  снабжено системой принудительного воздушного охлаждения анодов вентиляторами.

Сегодня не существует одного универсального метода, который позволял бы измерить все свойства металлического изделия разом. Поэтому методы контроля качества применяются в комплексе: на стадиях разработки и изготовления – разрушающие, в процессе эксплуатации –  различные неразрушающие. Выбор конкретного способа контроля зависит не только от специфики и назначения металлической конструкции, но и от многочисленных внешних факторов, которые непременно учитываются специалистами.

Оптические методы

Вид неразрушающего контроля, основанный на действии светового излучения на объект с регистрацией результатов этого действия, называют оптическим. Условно выделяют три группы методов:

  • Визуальный (так же, как и визуально-оптический метод) опирается на личные качества оператора (лаборанта): опыт, умение, зрение. Он весьма доступен и прост в исполнении, что объясняет его повсеместную распространенность. Визуальный контроль осуществляется без каких-либо оптических средств. Он эффективен на крупных объектах для выявления грубых изъянов, нарушений геометрии и размеров. Визуально-оптический анализ проводится с оптическими средствами, такими как лупа или микроскоп. Он является менее производительным, поэтому обычно его комбинируют с визуальным.

ad73c7f59bc628d02d241fd158bf6abd.jpg

  • Фотометрические, денситометрические, спектральные и телевизионные методы базируются на аппаратурных измерениях и характеризуются меньшей субъективностью. Эти виды оптического неразрушающего контроля незаменимы для измерения геометрических размеров, площадей поверхностей, контроля коэффициента затухания, оценки пропускной или отражающей способностей, дефектоскопии.
  • Интерференционные, дифракционные, фазовоконтрастные, рефрактометрические, нефелометрические, поляризационные, стробоскопические, голографические методы основываются на волновых свойствах света. С их помощью можно контролировать изделия из материалов, которые являются прозрачными или полупрозрачными для светового излучения.

Достоинства и недостатки неразрушающих методов

Несмотря на то что оба вида контроля, разрушающий и неразрушающий, имеют свои плюсы и минусы, в современных производственных условиях последний имеет ряд преимуществ:

  1. Испытания проводятся сразу на изделиях, которые будут использоваться в рабочих условиях.
  2. Обследование можно провести на любой детали или любом узле, предназначенных для эксплуатации в реальных условиях, но если оно экономически обосновано. Нередко его можно осуществить даже тогда, когда партия характеризуется большими различиями между деталями.
  3. Испытаниям можно подвергнуть целую деталь или только наиболее опасные ее участки. В зависимости от удобства проведения или технологических условий, их можно выполнить одновременно или последовательно.
  4. Один и тот же объект можно испытать многими неразрушающими методами контроля, причем каждый из них будет чувствителен к определенным свойствам или частям детали.
  5. Неразрушающие методы возможно применять к агрегату в рабочих условиях, при этом нет нужды прекращать его эксплуатацию. Они не вызывают нарушения и изменения характеристик деталей.
  6. Испытания позволяют провести повторный контроль тех же деталей через любой период времени. Это делает возможным установить связь режимов эксплуатации с возникающими повреждениями и их степенью.
  7. Неразрушающий контроль позволяет не выводить из строя детали, произведенные из дорогостоящих материалов.
  8. Как правило, испытания проводятся без предварительной обработки образцов. Многие аналитические устройства являются портативными и быстродействующими и зачастую автоматизированными.
  9. Стоимость проведения неразрушающего контроля ниже, чем у разрушающих методов.
  10. Большинство методов не требуют длительного времени и нуждаются в меньших затратах человеко-часов. Такие методы следует использовать для определения качества всех деталей в том случае, если их стоимость меньше или сопоставима со стоимостью проведения разрушающего обследования лишь малого процента деталей во всей партии.

Недостатков у неразрушающих методов контроля не так уж и много:

  1. Обычно анализируются косвенные свойства, не имеющие непосредственной связи со значениями при эксплуатации. Для надежности результатов находят опосредованную связь между полученными данными и эксплуатационной надежностью.
  2. Большая часть испытаний не указывают на срок службы объекта, а способны лишь проследить за процессами разрушения.
  3. Для расшифровки и интерпретации результатов аналитических работ также необходимо проведение тех же исследований на специальных образцах и в специальных условиях. И если соответствующая связь между этими испытаниями не очевидна и не доказана, то наблюдатели могут с ней не согласиться.

Мы разобрали виды неразрушающего контроля, его особенности и недостатки.

Радиоволновой метод неразрушающего контроля

Заключается в облучении исследуемого объекта радиочастотным излучением и измерении параметров прошедшей, отраженной или рассеянной электромагнитной волны.

Радиоволновой метод

Он применим к диэлектрическим, полупроводниковым материалам, а также к тонкостенным металлическим оболочкам и конструкциям, в которых хорошо распространяются радиоволны. Используется для проверки однородности, габаритов и формы изделий из пластика, резины, композитных материалов. Измеряют при этом амплитудные, фазовые или поляризационные характеристики волны. Неразрушающий контроль радиоволновым методом позволяет обнаружить в массе материала неоднородности, посторонние включения, некачественные клеевые и сварные соединения и другие дефекты.

Оставьте ответ

Введите свой комментарий
Введите имя