Открыть главное меню

Приборы неразрушающего контроля

Прибо́ры неразруша́ющего контро́ля — средства используемые при различных методах неразрушающего контроля для определения свойств и параметров, и оценки надёжности объекта, конструкции или сварного шва.

ДефектоскопыПравить

 
Прибор для ультразвукового контроля двигателя V2500

Дефектоскоп — прибор неразрушающего контроля для выявления и оценки внутренних и поверхностных дефектов материалов и изделий. В зависимости от метода неразрушающего контроля, дефектоскопы можно классифицировать на вихретоковые, магнитные, ультразвуковые.

Дефектоскоп — устройство для обнаружения дефектов в изделиях из различных металлических и неметаллических материалов методами неразрушающего контроля. К дефектам относятся нарушения сплошности или однородности структуры, зоны коррозионного поражения, отклонения химического состава и размеров и др. Область техники и технологии, занимается разработкой и использованием дефектоскопов называется дефектоскопией. С дефектоскопами функционально связаны и другие виды средств неразрушающего контроля: течеискатели, толщиномеры, твердомеры, Структуроскопы, интроскопы и Стилоскоп.

Импульсные ультразвуковые дефектоскопыПравить

 
Испытания сварного шва трубопровода на наличие дефектов с использованием ультразвукового инструмента с фазированной решеткой.

В импульсных дефектоскопах используются эхо-метод, теневой и зеркально-теневой методы контроля. Эхо-метод основан на посылке в изделие коротких импульсов ультразвуковых колебаний и регистрации интенсивности и времени прихода эхо, отраженных от несплошностей (дефектов). Для контроля изделия датчик еходефектоскопа сканирует его поверхность. Метод позволяет обнаруживать поверхностные и глубинные дефекты с различной ориентацией. При теневом методе ультразвуковые колебания, встретив на своем пути дефект, отражаются в обратном направлении. О наличии дефекта судят по уменьшению энергии ультразвуковых колебаний или по изменению фазы ультразвуковых колебаний, огибающих дефект. Метод широко применяют для контроля сварных швов, рельсов и др.

Зеркально-теневой метод используют вместо или в дополнение к эхо-метода для выявления дефектов, дающих слабое отражение ультразвуковых волн в направлении раздельно-совмещенного преобразователя. Дефекты (например, вертикальные трещины), ориентированные перпендикулярно к поверхности, по которой перемещают преобразователь (поверхности ввода), дают очень слабый рассеянный и донный сигналы благодаря тому, что на их поверхности продольная волна трансформируется в главную, которая в свою очередь излучает боковые волны, уносящие энергию. Пример применения зеркально-теневого метода — контроль рельсов на вертикальные трещины в шейке. По чувствительности этот метод обычно в 10-100 раз хуже эхо-метода.

При контроле сварных соединений необходимо обеспечивать тщательное прозвучивание всего шва металла. Ультразвуковые волны вводятся в шов через основной металл с помощью наклонных акустических преобразователей. При поиске дефектов делают продольно-поперечное перемещение (сканирование) преобразователя вдоль шва, одновременно осуществляя его вращательное движение. Чувствительность ультразвукового контроля определяется минимальными размерами выявленных дефектов или эталонных отражателей (моделей дефектов). В качестве эталонных отражателей обычно используют плоскодонные сверления, ориентированные перпендикулярно направлению прозвучивания, а также боковые сверления или зарубки.

Импедансные дефектоскопыПравить

Принцип работы основан на определении различия полного механического сопротивления (импеданса) дефектного участка по сравнению с доброкачественным, для чего контролируемая поверхность сканируется с помощью двух пьезоэлементов, один из которых возбуждает колебания в материале, а другой воспринимает колебания. Импедансные дефектоскопы предназначены для выявления дефектов, расслоений, пористости и нарушения целостности композитных материалов и сотовых структур в авиастроении, космической, автомобильной и других отраслях промышленности.

Резонансные дефектоскопыПравить

Резонансный метод основан на определении собственных резонансных частот упругих колебаний (частотой 1 — 10 МГц) при возбуждении их в изделии. Этим методом измеряют толщину стенок металлических и некоторых неметаллических изделий. При возможности измерения с одной стороны погрешность измерения — около 1 %. Кроме того, с помощью резонансной дефектоскопии можно выявлять зоны коррозионного поражения. Вариантом резонансного метода является спектрально-акустическая дефектоскопия .

Магнитно-порошковые дефектоскопыПравить

 
Распределение магнитного поля вокруг дефекта в ферромагнитном материале

Дефектоскоп позволяет контролировать различные по форме детали, сварные швы, внутренние поверхности отверстий путем намагничивания отдельных контролируемых участков или изделия в целом циркулярным или продольным полем, создаваемым с помощью набора намагничивается устройств, питающихся импульсным или постоянным током, или с помощью постоянных магнитов. Принцип действия основан на создании поля рассеяния над дефектами контролируемой детали с последующим выявлением их магнитной суспензией. Наибольшая плотность магнитных силовых линий поля рассеяния наблюдается непосредственно над трещиной (или над другой несплошное) и уменьшается с удалением от неё[1].

Для выявления несплошности на поверхность детали наносят магнитный порошок, взвешенный в воздухе (сухим способом) или в жидкости (мокрым способом). На долю в поле рассеяния будут действовать силы: магнитного поля, направленная в область наибольшей плотности магнитных силовых линий, то есть до места расположения трещины; тяжести; выталкивающей действия жидкости; трения; силы электростатического и магнитного взаимодействия, возникающих между частицами. В магнитном поле частицы намагничиваются и соединяются в цепочки. Под действием результирующей силы частицы притягиваются к трещине и накапливаются над ней, образуя скопления порошка. Ширина полоски (валика) с оседлой порошка значительно больше ширины раскрытия трещины. По этому осаждению (индикаторному рисунку) определяют наличие дефектов.

Вихретоковые дефектоскопыПравить

Принцип действия основан на методе вихревых токов, который заключается в нарушении вихревых токов в локальной зоне контроля и регистрации изменений электромагнитного поля вихревых токов, обусловленных дефектом и электрофизическими свойствами объекта контроля. Характеризуется небольшой глубиной контроля. Используется для обнаружения трещин и несплошности материала на глубине до 2 мм.

Феррозондовые дефектоскопыПравить

Феррозондовые используют метод магнитной дефектоскопии, основанный на том, что при движении феррозондовые (чувствительного элемента, реагирующего на изменение магнитного поля) вдоль изделия производятся импульсы тока, форма которых зависит от наличия дефектов в изделии. Высокая чувствительность дефектоскопов-градиентометры позволяет выявлять дефекты с шириной раскрытия в несколько микрометров и глубиной от 0,1 мм. Возможно выявление дефектов немагнитным покрытием толщиной до 6 мм. Шероховатость контролируемых поверхностей — до Rz 320 мкм. Дефектоскопы-градиентометры применяются для контроля литых деталей, проката, сварных соединений.

Электроискровые дефектоскопыПравить

Принцип действия основан на электрическом пробое воздушных промежутков между соприкасающимися поверхностями изоляционного покрытия щупом, подключенным к одному полюсу источника высокого напряжения, и диагностируются объектом, подключенным к другому полюсу источника высокого напряжения непосредственно или через почву с помощью заземления.

Термоэлектрические дефектоскопыПравить

Принцип действия термоэлектрических дефектоскопов основан на измерении ЭДС (термо-ЭДС), возникающая в замкнутой цепи при нагреве места контакта двух разнородных материалов. Если один из этих материалов принять за эталон, то при заданной разности температур горячего и холодного контактов величина и знак термо-ЭДС определяться химическим составом второго материала. Этот метод обычно применяют в тех случаях, когда нужно определить марку материала, из которого состоит полуфабрикат или элемент конструкции (в том числе, в готовой конструкции).

Радиационные дефектоскопыПравить

В радиационных дефектоскопах осуществляется облучения объектов рентгеновскими, α, β и γ лучами, а также нейтронами. Источники излучений — рентгеновские аппараты, радиоактивные изотопы, линейные ускорители, Бетатрон, Микротрон. Радиационное изображение дефекта превратят в радиографический снимок (радиография), электрический сигнал (радиометрия) или световое изображение на выходном экране радиационно-оптического преобразователя или прибора (радиационная интроскопия, радиоскопия).

Первый радиационный дефектоскоп был внедрен в 1933 году на Балтийском судостроительном заводе изобретателем Л. В. Мысовскую и использовался для выявления дефектов литья в толстых металлических плитах к печам «Мигге-Перроу».

Инфракрасные дефектоскопыПравить

Инфракрасные дефектоскопы используют инфракрасные (тепловые) лучи для обнаружения непрозрачных для видимого света включений. Так называемое инфракрасное изображение дефекта получают в проходящем, отраженном или собственном излучении исследуемого изделия. Дефектные участки в изделии изменяют тепловой поток. Поток инфракрасного излучения пропускают через изделие и регистрируют его распределение теплочувствительным приемником.

Радиоволновые дефектоскопыПравить

Радиодефектоскопия основана на проникающих свойствах радиоволн сантиметрового и миллиметрового диапазонов (микрорадиоволн), позволяет выявлять дефекты главным образом на поверхности изделий обычно из неметаллических материалов. Радиодефектоскопия металлических изделий из-за малой проникающей способностью микрорадиоволн ограничено. Этим методом определяют дефекты в стальных листах, прутьях, проволоке в процессе их изготовления, а также измеряют их толщину или диаметр, толщину диэлектрических покрытий и т. Д. От генератора, работающего в непрерывном или импульсном режиме, микрорадиоволн через рупорные антенны проникают в изделие и, пройдя усилитель принятых сигналов, регистрируются приемным устройством.

Электронно-оптические дефектоскопыПравить

ЭОД предназначены для дистанционного контроля высоковольтного энергетического оборудования, находящегося под напряжением. В основе метода диагностики лежит определение характеристик коронных (КР) и поверхностно-частичных разрядов (ПЧР), а также их зависимостей от величины напряжения и степени загрязнения изоляции.

Капиллярные дефектоскопыПравить

Капиллярный дефектоскоп представляет собой совокупность приборов капиллярного неразрушающего контроля. Капиллярный контроль основан на искусственном повышении световой и цветовой контрастности дефектного участка относительно неповрежденной. Методы капиллярной дефектоскопии позволяют обнаруживать невооруженным глазом тонкие поверхностные трещины и другие несплошности материала, образующиеся при изготовлении и эксплуатации деталей машин. Полости поверхностных трещин заполняют специальными индикаторными веществами (пенетранта), проникающими в них под действием сил капиллярности. Для так называемого люминесцентного метода пенетранты составляют на основе люминофоров (керосин, нориол[2] и др.) На очищенную от избытка пенетранта поверхность наносят тонкий порошок белого проявителя (окись магния, тальк и т. п.), обладает сорбционными свойствами, за счет чего частицы пенетранта извлекаются из полости трещины на поверхность, изображают контуры трещины и ярко светятся в ультрафиолетовых лучах. При так называемом цветном методе контроля пенетранты составляют на основе керосина с добавлением бензола, скипидара и специальных красителей (например, красной краски).

ТолщиномерПравить

Основная статья: Толщиномер

Толщиномер — это измерительный прибор, позволяющий с высокой точностью измерить толщину слоя покрытия металла (такого как краска, лак, грунт, шпаклевка, ржавчина, толщину основной стенки металла, пластмасс, стекла, а также других неметаллических соединений, покрывающих металл). Современные приборы позволяют измерить толщину покрытия без нарушения его целостности.

Применяется в автомобильной, судостроительной промышленности для контроля качества лакокрасочного покрытия транспортных средств, в ремонтных работах, для определения состояния кузова или обшивки по результатам эксплуатации.

В строительстве применяется для определения толщины покрытия металла, имеющего в своем составе противопожарные, антикоррозионные и другие виды компонентов, используемых при создании конструкций зданий.

Толщиномер применяется в работе экспертов-оценщиков, профессиональных полировщиков, контролирующих качество проведения покрасочных работ.

Толщиномеры делятся по принципу их работы, сферы применения, а также способом измерений на:

  • механические
  • электромагнитные
  • ультразвуковые
  • магнитные
  • вихретоковые
  • электромагнитновихретоковые

ТечеискательПравить

Основная статья: Течеискатель

Течеискатель — прибор предназначен для обнаружения, локализации и количественной оценки величины течи. Работа течеискателей может базироваться на различных физических принципах, ориентированных как на прямые, так и на косвенные измерения параметров. Количественную оценку течи производят, как правило, при использовании тестового газа. Для количественной оценки течи используется отношение произведения величины тестируемого объёма на перепад давления в нём до единицы времени.

Гелиевые масспектрометрические течеискателиПравить

Необходимым условием для использования гелиевых масспектрометрических течеискателей является наличие вакуума в детекторе прибора — в масспектрометр. Согласно течеискатели делят на 2 вида — течеискатели для работы с вакуумированным оборудованием и течеискатели-шнифферы (от англ. Sniffer и нем. Schnüffer — нюхач) с помощью которых фиксируют течи тестового газа с тестируемого объёма в атмосферу. Шнифферы есть дешевле моделями течеискателей и обладают на 4 — 6 порядков более низкой чувствительностью, чем течеискатели на вакууме. Тем не менее большинство течеискателей первого типа комплектуется насадками для защиты входа, которые позволяют им работать в режиме шниффера.

Фреоновые течеискателиПравить

Фреоновые течеискатели используются для поиска протечек на любом оборудовании, но проигрывают 3 — 4 порядка в чувствительности гелиевым масспектрометричним течеискатель. Принцип действия фреоновых течеискателей основан на адсорбции тестового газа на поверхности датчика. В связи с этим при детектировании крупных протечек фреоновые течеискатели могут сорбировать слишком много фреона и потребуются специальные процедуры для релаксации датчика. С другой стороны работа на атмосферном давлении и простота датчика позволяют создавать ручные портативные течеискатели с чувствительностью до 10 — 7 Вт.

ЛитератураПравить

  • Алешин Н. П., Щербинский В. Г. Радиационная, ультра-звуковая и магнитная дефектоскопии металлоизделий. — М .: Высш.шк., 1991. — 271 с.
  • Билокур И. П. Дефектология и неразрушающий контроль .- Киев: Вища шк., 1990. — 207с.
  • Адаменко А. А. Современные методы радиационной дефектоскопии. — Киев: Наук. мнение, 1984. — 215 с.
  • Герасимов В. Г., Останин Ю. Я., Покровский А. Д. и др. Неразрушающий контроль качества электромагнитными методами. — М .: Энергия, 2008. 215 с.
  • Билокур И. П., Коваленко В. А. Дефектоскопия материалов и изделий. — Киев: Техника, 1989. — 192 с.

ПримечанияПравить