Видове безразрушително изпитване. Класификация на видовете и методите

2024 Автор: Angel Austin | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 05:17

Контролът на качеството на продуктите е съществена част от системата за управление на собствеността. На всеки етап от производството има специфични изисквания към различните видове продукти, а оттам и към използваните материали. Първоначално основните изисквания бяха главно точност и здравина, но с развитието на индустрията и усложняването на произведеното оборудване броят на характеристиките, заради които може да бъде отхвърлен, се е увеличил многократно.

Проверката на функционалните възможности на продуктите, без да ги унищожава, стана възможна благодарение на усъвършенстването на методите за безразрушително изпитване. Видовете и методите за провеждането му ви позволяват да оценявате различни параметри, без да нарушавате целостта на продукта и следователно възможно най-точно. Днес нито един технологичен процес за производство на отговорни продукти без добре изградена система за контрол няма право да бъде въведен в индустрията.

Концепцията за неразрушително изпитване

Този процес се разбира като набор оттакива тестове, на които обектът е директно подложен, като същевременно се поддържа неговата производителност без никакво увреждане на материала. Всички видове и методи за безразрушителен контрол, които съществуват днес, имат основната цел да гарантират индустриална безопасност чрез наблюдение на техническото състояние на оборудването, сградите и конструкциите. Извършват се не само на етап производство (строителство), но и за навременна и качествена поддръжка и ремонт.

По този начин различни видове неразрушително изпитване съгласно GOST могат да измерват геометричните параметри на продуктите, да оценят качеството на повърхностната обработка (например грапавост), структурата на материала и неговия химичен състав, наличието на различни дефекти. Навременността и надеждността на получените данни ви позволява да коригирате технологичния процес и да произвеждате конкурентни продукти, както и да предотвратите финансови загуби.

Изисквания за проверка

За да бъдат резултатите от всички видове безразрушително изпитване релевантни и ефективни, те трябва да отговарят на определени изисквания:

възможността за неговото изпълнение на всички етапи на производство, по време на експлоатацията и ремонта на продуктите;
контрол трябва да се извърши на максималния възможен брой от дадените параметри за конкретно производство;
времето, прекарано за инспекция, трябва да бъде разумно свързано с други стъпки в производствения процес;
надеждността на резултатите трябва да е много висока;
отвъзможностите за управление на технологичния процес трябва да бъдат механизирани и автоматизирани;
надеждността на устройствата и оборудването, използвани в безразрушителния контрол, видовете и условията на тяхното използване трябва да варират;
простота на методите, икономическа и техническа наличност.

Приложения

Цялото разнообразие от видове и методи за безразрушително изпитване съгласно GOST се използва за следните цели:

откриване на дефекти в критични части и възли (ядрени реактори, самолети, подводни и надводни плавателни средства, космически кораби и др.);
дефектоскопия на устройства, предназначени за продължителна експлоатация (пристанищни съоръжения, мостове, кранове, атомни електроцентрали и други);
изследване чрез методи за безразрушителен контрол на метали, видове техните структури и възможни дефекти в продуктите за подобряване на технологията;
непрекъснат контрол върху възникването на дефекти в възли и устройства с най-висока отговорност (например котли на атомни електроцентрали).

Класификация на видовете неразрушителни тестове

Въз основа на принципите на работа на оборудването и физични и химични явления, всички методи са разделени на десет типа:

акустичен (по-специално ултразвуков);
виброакустичен;
с проникващи вещества (капиляри и контрол на течове);
магнитна (или магнитна частица);
оптичен (визуално-оптичен);
радиация;
радиовълна;
термичен;
електрически;
Вихров ток (или електромагнитен).

Съгласно GOST 56542, изброените по-горе видове и методи на неразрушително изпитване са допълнително подразделени според следните характеристики:

особенности на взаимодействието на вещества или физически полета с контролиран обект;
основни параметри, предоставящи информация;
получете основна информация.

Акустични методи

В съответствие с класификацията на видовете и методите за неразрушаващо изпитване в съответствие с GOST R 56542-2015, този тип се основава на анализа на еластични вълни, които се възбуждат и (или) възникват в контролиран обект. Ако се използва честотен обхват, по-голям от 20 kHz, терминът "ултразвук" може да се използва вместо "акустичен".

Акустичният тип безразрушително изпитване е разделен на две големи групи.

Първи - методи, базирани на излъчване и приемане на акустични вълни. За управление се използват пътуващи и стоящи вълни или резонансни вибрации на контролирания обект. Те включват:

Метод на сянка. Наличието на дефект се открива поради затихване на получения сигнал или забавяне на регистрирането му поради закръгляване на дефекта от ултразвукови вълни.
Метод на ехо. Наличието на дефект се определя от момента на пристигане на сигнала, отразен от дефекта и повърхностите на обекта, което дава възможност да се определи местоположението на дефекта в обема на материала.
Метод на огледална сянка. Това е вариант на метода на сянка, който използва оборудване отехо метод. Слаб сигнал също е признак на недостатък.
Метод на импеданса. Ако има дефект в продукта, тогава импедансът на определена област от повърхността му намалява, сякаш омекотява. Това се отразява на амплитудата на трептенията на пръта, механичното напрежение в неговия край, фазата на трептенията и изместването на тяхната честота.
Резонансен метод. Важно за измерване на дебелината на филмовото покритие. Дефектът се открива чрез преместване на търсача по повърхността на продукта, което показва отслабване на сигнала или изчезване на резонанса.
Метод на безплатни вибрации. В хода на изпитването се анализират честотите на собствените трептения на пробата, които възникват в резултат на въздействие върху нея.

Втората група включва методи, базирани на регистриране на вълни, възникващи в продукти и материали:

Акустична емисия. Тя се основава на регистрирането на вълни, които възникват по време на образуването и развитието на пукнатини. Опасните дефекти водят до увеличаване на честотата и амплитудата на сигналите в определен честотен диапазон.
Метод шум-вибрация. Състои се в наблюдение на честотния спектър на механизма или неговите части по време на работа.

Видове и методи за безразрушително изпитване от класификацията, дадена по-горе, се използват за различни цели. За определяне на параметрите на валцуван метал с малка дебелина, каучукови изделия, фибростъкло, бетон, методът на сянка е най-подходящ. Неговият значителен недостатък е необходимостта от достъп до продукта от две страни. С еднопосочен достъп допробата може да използва методите за огледална сянка или резонанс. Тези два вида са много подходящи за безразрушително изпитване на заварени съединения, както и за акустични емисии. Методът на импеданса, както и методът на свободната вибрация, проверяват качеството на залепените и запоени продукти от стъкло, метал и пластмаса.

Капилярни методи

Съгласно класификацията на видовете и методите за безразрушително изпитване в съответствие с GOST R 56542-2015, капилярните методи са свързани с изследване с проникващи вещества.

Те се основават на проникването на капки от специални течности, наречени индикатор, в кухината на дефектите. Методът се свежда до почистване на повърхността на детайла и нанасяне на проникваща течност върху нея. В този случай кухините се запълват, след което течността се отстранява от повърхността. Останалата част се открива с помощта на разработчик, който формира индикаторна схема за местоположението на дефектите.

безразрушителен контрол, прилагане на индикатор

Чувствителността на капилярния тип при безразрушителния контрол до голяма степен зависи от избора на дефектоскопични материали, което прави предварителната им проверка задължителна. Индикаторните способности на решенията се проверяват спрямо някои стандартни решения. Белотата на проявителите се проверява чрез сравнение с баритна плоча (стандарт за белина).

Предимството на капилярните методи е възможността за тяхното използване в полеви и лабораторни условия с различни температури на околната среда. Те обаче са в състояние да открият повърхностни дефекти само с незапълнени кухини. Капилярните методи са приложими заоткриване на дефекти в метални и неметални части с различни форми.

Магнитни методи

Те се основават на регистриране на магнитни полета, възникващи над дефекта, или на определяне на магнитните свойства на изследваните продукти. Магнитните методи ви позволяват да откривате пукнатини, ролки и други дефекти, като механичните характеристики на феромагнитните стомани и чугуни.

Класификацията на неразрушителни типове и методи за контрол, налични в GOST, предвижда разделянето на магнитните на следните подвидове:

магнитографски (регистрирането на полетата се извършва с феромагнитен филм като индикатор);
магнитна частица (анализът на магнитните полета се извършва с феромагнитен прах или магнитна суспензия);
магниторезистор (регистрирането на разсеяните магнитни полета се извършва от магниторезистори);
индукционен тип магнитно безразрушително изпитване (наблюдава се величината или фазата на индуцираната ЕМП);
ponderomotive (записва се силата на извличане на магнит от контролиран обект);
феросонда (въз основа на измерване на силата на магнитното поле с помощта на fluxgates);
Метод на ефекта на Хол (магнитните полета се регистрират от сензорите на Хол).

Оптични методи

Видът безразрушителен контрол, основан на действието на светлинно лъчение върху обект с регистриране на резултатите от това действие, се нарича оптичен. Обикновено има три групи методи:

Визуалният (както и визуално-оптичният метод) се основава на личните качества на оператора (лаборант): опит, умения, визия. Той е много достъпен и лесен за изпълнение, което обяснява неговата повсеместност. Визуалният контрол се извършва без никакви оптични средства. Той е ефективен при големи обекти за откриване на груби недостатъци, нарушения на геометрията и размерите. Визуално-оптичният анализ се извършва с оптични помощни средства като лупа или микроскоп. Той е по-малко продуктивен, така че обикновено се комбинира с визуален

Фотометрични, денситометрични, спектрални и телевизионни методи се основават на инструментални измервания и се характеризират с по-малко субективност. Тези видове оптични неразрушаващи изпитвания са незаменими за измерване на геометрични размери, повърхностни площи, контролиране на коефициента на затихване, оценка на пропускане или отразяване, откриване на дефекти.
Интерференция, дифракция, фазов контраст, рефрактометрични, нефелометрични, поляризационни, стробоскопични, холографски методи се основават на вълновите свойства на светлината. С тяхна помощ можете да контролирате продукти, изработени от материали, които са прозрачни или полупрозрачни за светлинно излъчване.

Методи на радиация

Въз основа на ефекта на йонизиращо електромагнитно лъчение върху обект, последвано от регистриране на параметрите на това действие и сумиране на резултатите от контрола. За вида радиация на неразрушителното изпитване се използват различни лъчения, които позволяват да се опишат техните кванти със следните физически величини: честота, дължина на вълната илиенергия.

Преминавайки през продукта, рентгеново или гама лъчение, както и потоците от неутрино, се отслабват в различна степен в участъци със и без дефекти. Те ви позволяват да прецените вътрешното наличие на недостатъци. Използват се успешно за проверка на заварени и споени шевове, валцувани продукти.

Видове радиация при неразрушително изпитване носят биологична опасност, действайки прикрито. Това изисква спазване на организационните и санитарните норми на правилата за охрана на труда и безопасност.

Термични методи

Важен параметър е регистрирането на промените, възникващи в термичните или температурните полета на анализираната проба. За контрол се измерват температурата и разликите в топлинните характеристики на обекта.

NDT термичен изглед може да бъде пасивен или активен. В първия случай пробите не се влияят от външни източници на топлина, а температурното поле се измерва на работния механизъм. Повишаването или понижаването на температурата на някои места може да показва наличието на някакъв вид недостатъци, като например пукнатини в двигателите. С активен термичен контрол материалите или продуктите се нагряват или охлаждат, а температурата се измерва от двете му противоположни страни.

За получаване на точни и обективни данни се използват следните първични измервателни преобразуватели на топлинно излъчване: термометри, термодвойки, термични съпротивления, полупроводникови устройства, електронни вакуумни устройства, пироелектрични елементи. Често се използват индикатори за топлинни полета, които саплочи, пасти, филми от термочувствителни вещества, които се променят при достигане на определени температури. И така, термичните индикатори за топене, термични индикатори за промяна на цвета и люминофори са изолирани.

Чрез използването на специално оборудване, топлинните методи правят възможно измерването на физическите и геометричните параметри на обектите без контакт на доста големи разстояния. Те също така позволяват да се открият химични и физически замърсявания, грапавост, покрития по повърхностите им, въз основа на стойностите на топлинната емисия.

Методи за откриване на теч

Според основната класификация на видовете безразрушително изпитване, този метод се отнася до изпитване на проби с проникващи течности. Откриването на течове разкрива чрез дефекти в продуктите и конструкциите чрез проникване на изпитвани вещества през тях. Често наричан контрол на течовете.

Течности, някои газове, пари на течности могат да служат като тестови вещества. Според този параметър методите за контрол на откриване на течове се разделят на течни и газови. Газовете осигуряват по-голяма чувствителност, което означава, че се използват по-често. Също така, чувствителността на метода се влияе от използваното оборудване. Вакуумната техника в този случай е най-добрият вариант.

За откриване на течове са необходими специални устройства, наречени детектори за течове, но в някои случаи са подходящи и неустройствени методи за откриване на течове. За контролиране на този метод се използват следните детектори за течове:

Масова спектрометрия - характеризира се с най-голямоточувствителност и гъвкавост, ви позволява да разглеждате продукти с различни размери. Всичко това обяснява широкото му приложение. Но масспектрометърът е много сложен и обемист инструмент, който изисква вакуум за работа.
Халоген, чието действие се основава на рязко увеличаване на емисиите на катиони на алкални метали, когато в изпитваното вещество се появят халогени.
Bubble - се основава на откриването на мехурчета от тестов газ, освободени от теч по време на изпитване под налягане на газ на контролиран обект, с течност, приложена върху повърхността му или потопена в резервоар. Това е доста прост метод, който не изисква сложни инструменти и специални газове, но осигурява висока чувствителност.
Манометрични - ви позволява да оцените херметичността на тестовия обект с помощта на манометри, които измерват налягането на тестовите газове.

Електрически методи

Този тип безразрушително изпитване съгласно GOST R 56542-2015 се основава на анализа на параметрите на електрическото поле (или тока), действащо върху контролирания обект или възникващо в обекта поради външно въздействие.

Информативни параметри в този случай - електрически капацитет или потенциал. За управление на диелектрици или полупроводници се използва капацитивният метод. Тя ви позволява да анализирате химическия състав на пластмасите и полупроводниците, да откривате прекъсвания в тях и да оценявате съдържанието на влага в насипните материали.

Контролът на проводниците се извършва по метода на електрическия потенциал. В този случай дебелината на проводящия слой, наличието на прекъсванияблизо до повърхността на проводника се контролира чрез измерване на потенциалния спад в определена област.

Метод на вихров ток

Има друго име - методът на вихрови токове. Тя се основава на промени в действието на електромагнитното поле на намотка с поле от вихрови токове, индуцирани от тази намотка в контролиран обект. Подходящ за откриване на повърхностни дефекти на магнитни и немагнитни части и полуфабрикати. Също така ви позволява да намерите пукнатини на продукти с различни конфигурации.

Стойността на метода на вихрови токове е, че нито влажността, нито налягането, нито замърсяването на околната среда, нито радиоактивното излъчване и дори замърсяването на обекта с непроводими вещества практически нямат ефект върху измервателния сигнал. Областите му на приложение са както следва:

Проверка на линейните размери на продуктите (например диаметър на пръта, тръби, дебелина на металния лист, дебелина на стената на тялото).
Измерване на дебелината на нанесените покрития (диапазон от микрометри до десетки милиметри).
Определяне на отклонения в състава и структурата на метали и сплави.
Определяне на стойностите на механичното напрежение.

Предимства и недостатъци на неразрушителните методи

Въпреки факта, че и двата вида тестване, разрушително и неразрушително, имат своите плюсове и минуси, в съвременните производствени условия последният има редица предимства:

Тестовете се извършват незабавно на продукти, които ще се използват в работни условия.
Проучването може да се направи на всяка част или подвъзел, предназначен за реална употреба, ноако е икономически оправдано. Често това може да се направи дори когато партидата се характеризира с големи разлики между частите.
Можете да тествате цялата част или само най-опасните части от нея. В зависимост от удобството на провеждане или технологичните условия, те могат да се изпълняват едновременно или последователно.
Един и същ обект може да бъде тестван чрез много методи за безразрушително изпитване, всеки от които ще бъде чувствителен към определени свойства или части от частта.
Неразрушителни методи могат да се прилагат към уреда при работни условия и няма нужда да се спира работата му. Те не причиняват смущения и промени в характеристиките на частите.
Тестването ви позволява да инспектирате отново същите части след определен период от време. Това дава възможност да се установи връзка между режимите на работа и произтичащите повреди и тяхната степен.
Неразрушаващият тест позволява части, изработени от скъпи материали, да не бъдат повредени.
По правило тестовете се извършват без предварителна обработка на пробите. Много аналитични устройства са преносими и бързи и често автоматизирани.
Цената на неразрушителното изпитване е по-ниска от тази на разрушителните методи.
Повечето методи са бързи и изискват по-малко човекочасове. Такива методи трябва да се използват за определяне на качеството на всички детайли, ако тяхната цена е по-малка или сравнима с разходите за провеждане на разрушително проучване.само малък процент части от цялата партида.

Няма толкова много недостатъци на методите за безразрушително изпитване:

Обикновено се анализират индиректни свойства, които нямат директна връзка със стойностите по време на работа. За надеждността на резултатите се установява непряка връзка между получените данни и оперативната надеждност.
Повечето от тестовете не показват живота на обекта, а са в състояние да проследят само процесите на унищожаване.
За дешифриране и интерпретиране на резултатите от аналитичната работа е необходимо също да се извършат същите изследвания върху специални проби и при специални условия. И ако съответната връзка между тези тестове не е очевидна и доказана, тогава наблюдателите може да не са съгласни с нея.

Анализирахме видовете безразрушително изпитване, неговите характеристики и недостатъци.