Ім'я файлу: Методи дефектоскопії.docx
Розширення: docx
Розмір: 612кб.
Дата: 27.04.2020
скачати

Зміст

Дефектоскопія 3

Методи дефектоскопії 3

Дефектоскопи 4

Імпульсні ультразвукові дефектоскопи 4

Імпедансні дефектоскопи 5

Резонансні дефектоскопи 6

Магнітно-порошкові дефектоскопи 6

Вихрострумові дефектоскопи 6

Ферозондові дефектоскопи 7

Електроіскрові дефектоскопи 7

Термоелектричні дефектоскопи 7

Радіаційні дефектоскопи 8

Інфрачервоні дефектоскопи 9

Радіохвильові дефектоскопи 9

Електронно-оптичні дефектоскопи 9

Капілярні дефектоскопи 9

Товщиномір 10

Течешукач 11

Гелієві масспектрометричні течешукачі 11

Фреонові течешукачі 11

Методи дефектоскопії в авіації 12

1.Капілярний метод неруйнівного контролю 12

1.1.Загальний опис 12

1.2.Капілярні дефектоскопи 13

2.1.Загальний опис 14

3.Ультразвукова дефектоскопія 16

3.1.Принцип роботи 16

3.2. П'ять методів проведення дослідження 17

3.3.Переваги 20

3.4.Застосування 20

4.1. Контроль зварних з'єднань 23

4.2. Безпека 23

5.Візуальна дефектоскопія 23

6.Вихрострумова дефектоскопія 24

6.1. Принцип роботи 24

6.2. Застосування 25


Дефектоскопія


Дефектоскопія — сукупність методів неруйнівного контролю якості матеріалів і виробів з метою виявлення внутрішніх і прихованих дефектів металевих і неметалевих матеріалів і виробів та визначення місця їх розташування (без їх руйнування фізичними методами).

Методи дефектоскопії


Методи дефектоскопії зазвичай класифікують залежно від фізичного ефекту, що його використовують для контролю.

Найпростіший — візуальний метод ґрунтується на неоднаковому відбиванні світла від бездефектної поверхні й від дефектів. Зовнішню поверхню вивчають неозброєним оком або за допомогою лупи, для дослідження внутрішніх шарів використовують спеціальні трубки з освітлювачами. Таким методом (з використанням лупи) виявляють поверхневі дефекти розміром до 0,01 мм.

Основою акустичної дефектоскопії (у тому числі і ультразвукової) є контроль параметрів пружних коливань, збуджених у контрольованих виробах.

Методи магнітної дефектоскопії ґрунтуються на реєстрації магнітних полів розсіяння на дефектах або магнітних властивостей досліджуваних виробів. Засобами електроіндуктивної дефектоскопії аналізують ефект, викликаний зміною (через наявність дефектів) взаємодії власного електромагнітного поля котушки з електромагнітним полем вихрових струмів, що наводяться цією котушкою в контрольованих виробах.

За методом рентгенодефектоскопії вироби просвічують рентгенівським промінням. Методи оптичної дефектоскопії ґрунтуються на взаємодії світлового проміння з виробами.

Поширені електростатична дефектоскопія і трибоелектрична дефектоскопія. Є й капілярна дефектоскопія, гамма-дефектоскопія, інфрачервона дефектоскопія, радіодефектоскопія і термоелектрична дефектоскопія.

Дефектоскопи


Дефектоскоп — прилад неруйнівного контролю для виявлення та оцінки внутрішніх і поверхневих дефектів матеріалів та виробів. В залежності від методу неруйнівного контролю, дефектоскопи можна класифікувати на: вихрострумові, магнітні, ультразвукові.

Дефектоскоп — пристрій для виявлення дефектів у виробах з різних металевих і неметалічних матеріалів методами неруйнівного контролю. До дефектів відносяться порушення суцільності або однорідності структури, зони корозійного ураження, відхилення хімічного складу і розмірів та ін. Область техніки і технології, що займається розробкою і використанням дефектоскопів називається дефектоскопією. З дефектоскопами функціонально пов'язані й інші види засобів неруйнівного контролю: течешукачі, товщиноміри, твердоміри, структуроскопи, інтроскопи і стилоскопи.

Імпульсні ультразвукові дефектоскопи


В імпульсних дефектоскопах використовуються ехо-метод, тіньовий і дзеркально-тіньовий методи контролю. Ехо-метод заснований на посилці у виріб коротких імпульсів ультразвукових коливань і реєстрації інтенсивності і часу приходу ехосигналів, відбитих від несуцільностей (дефектів). Для контролю виробу датчик еходефектоскопа сканує його поверхню. Метод дозволяє виявляти поверхневі і глибинні дефекти з різним орієнтуванням. При тіньовому методі ультразвукові коливання, зустрівши на своєму шляху дефект, відбиваються у зворотному напрямку. Про наявність дефекту судять по зменшенню енергії ультразвукових коливань або по зміні фази ультразвукових коливань, що огинають дефект. Метод широко застосовують для контролю зварних швів, рейок та ін.

Дзеркально-тіньовий метод використовують замість або на додаток до ехо-методу для виявлення дефектів, що дають слабке віддзеркалення ультразвукових хвиль у напрямі роздільно-суміщеного перетворювача. Дефекти (наприклад, вертикальні тріщини), орієнтовані перпендикулярно до поверхні, по якій переміщують перетворювач (поверхні вводу), дають дуже слабкий розсіяний і донний сигнали завдяки тому, що на їх поверхні поздовжня хвиля трансформується в головну, яка в свою чергу випромінює бічні хвилі, що забирають енергію. Приклад застосування дзеркально-тіньового методу — контроль рейок на вертикальні тріщини в шийці. За чутливістю цей метод зазвичай в 10-100 разів гірше ехо-методу.(рис. 1)



Рис.1 Дзеркально-тіньовий метод

При контролі зварних з'єднань необхідно забезпечувати ретельне прозвучування всього шва металу. Ультразвукові хвилі вводяться в шов через основний метал за допомогою похилих акустичних перетворювачів. При пошуку дефектів роблять поздовжньо-поперечне переміщення (сканування) перетворювача вздовж шва, одночасно здійснюючи його обертальний рух. Чутливість ультразвукового контролю визначається мінімальними розмірами виявлених дефектів або еталонних відбивачів (моделей дефектів). Як еталонні відбивачі зазвичай використовують плоскодонні свердління, орієнтовані перпендикулярно напрямку прозвучування, а також бічні свердління або зарубки.

Імпедансні дефектоскопи




Рис.2 Хвильовий контроль

Принцип роботи заснований на визначенні відмінності повного механічного опору (імпедансу) дефектної ділянки в порівнянні з доброякісним, для чого контрольована поверхня сканується за допомогою двох п'єзоелементів, один з яких збуджує коливання в матеріалі, а інший сприймає коливання. Імпедансні дефектоскопи призначені для виявлення дефектів, розшарувань, пористості і порушення цілісності композитних матеріалів і стільникових структур в авіабудуванні, космічній, автомобільній та інших галузях промисловості.

Резонансні дефектоскопи


Резонансний метод заснований на визначенні власних резонансних частот пружних коливань (частотою 1—10 Мгц) при збудженні їх у виробі. Цим методом вимірюють товщину стінок металевих і деяких неметалічних виробів. При можливості вимірювання з одного боку похибка вимірювання — близько 1%. Крім того, за допомогою резонансної дефектоскопії можна виявляти зони корозійного ураження. Варіантом резонансного методу є спектрально-акустична дефектоскопія.

Магнітно-порошкові дефектоскопи


Дефектоскоп дозволяє контролювати різні за формою деталі, зварні шви, внутрішні поверхні отворів шляхом намагнічування окремих контрольованих ділянок або виробу в цілому циркулярним або поздовжнім полем, створюваним за допомогою набору намагнічується пристроїв, що живляться імпульсним або постійним струмом, або за допомогою постійних магнітів. Принцип дії заснований на створенні поля розсіювання над дефектами контрольованої деталі з наступним виявленням їх магнітної суспензією. Найбільша щільність магнітних силових ліній поля розсіювання спостерігається безпосередньо над тріщиною (або над іншою несуцільне) і зменшується з видаленням від неї. Для виявлення несуцільності на поверхню деталі наносять магнітний порошок, зважений у повітрі (сухим способом) або в рідині (мокрим способом). На частку в поле розсіювання будуть діяти сили: магнітного поля, спрямована в область найбільшої щільності магнітних силових ліній, тобто до місця розташування тріщини; тяжкості; виштовхуючої дії рідини; тертя; сили електростатичної і магнітної взаємодії, що виникають між частинками. У магнітному полі частинки намагнічуються і з'єднуються в ланцюжки. Під дією результуючої сили частинки притягуються до тріщини і накопичуються над нею, утворюючи скупчення порошку. Ширина смужки (валика) з осілого порошку значно більше ширини розкриття тріщини. За цим осадженням – індикаторним малюнка визначають наявність дефектів.

Вихрострумові дефектоскопи


Принцип дії заснований на методі вихрових струмів, що полягає у порушенні вихрових струмів в локальній зоні контролю і реєстрації змін електромагнітного поля вихрових струмів, обумовлених дефектом і електрофізичними властивостями об'єкта контролю. Характеризується невеликою глибиною контролю, тобто тріщини і несуцільності матеріалу на глибині до 2 мм.

Ферозондові дефектоскопи


Ферозондові використовують метод магнітної дефектоскопії, заснований на тому, що при русі ферозонда (чутливого елемента, що реагує на зміну магнітного поля) вздовж виробу виробляються імпульси струму, форма яких залежить від наявності дефектів у виробі. Висока чутливість дефектоскопів-градієнтометрів дозволяє виявляти дефекти з шириною розкриття в кілька мікрометрів і глибиною від 0,1 мм. Можливе виявлення дефектів під немагнітним покриттям товщиною до 6 мм. Шорсткість контрольованих поверхонь — до Rz 320 мкм. Дефектоскопи-градієнтометри застосовуються для контролю литих деталей, прокату, зварних з'єднань.

Електроіскрові дефектоскопи


Принцип дії заснований на електричному пробої повітряних проміжків між дотичними поверхнями ізоляційного покриття щупом, підключеним до одного полюса джерела високої напруги, і діагностуються об'єктом, підключеним до іншого полюса джерела високої напруги безпосередньо або через ґрунт за допомогою заземлювача.

Термоелектричні дефектоскопи


Принцип дії термоелектричних дефектоскопів заснований на вимірюванні електрорушійної сили (термо-ЕРС), що виникає в замкнутому ланцюзі при нагріві місця контакту двох різнорідних матеріалів. Якщо один з цих матеріалів прийняти за еталон, то при заданій різниці температур гарячого і холодного контактів величина і знак термо-ЕРС визначатимуться хімічним складом другого матеріалу. Цей метод зазвичай застосовують в тих випадках, коли потрібно визначити марку матеріалу, з якого складається напівфабрикат або елемент конструкції (у тому числі, в готовій конструкції).

Радіаційні дефектоскопи




Рис. 3 Принцип роботи радіаційного дефектоскопа



Рис. 4 Принцип роботи радіаційного дефектоскопа

У радіаційних дефектоскопах здійснюється опромінювання об'єктів рентгенівськими, α, β і γ променями, а також нейтронами. Джерела випромінювань — рентгенівські апарати, радіоактивні ізотопи, лінійні прискорювачі, бетатрони, мікротрони. Радіаційне зображення дефекту перетворять в радіографічний знімок (радіографія), електричний сигнал (радіометрія) або світлове зображення на вихідному екрані радіаційно-оптичного перетворювача або приладу (радіаційна інтроскопія, радіоскопія).

Перший радіаційний дефектоскоп був впроваджений в 1933 році на Балтійському суднобудівному заводі винахідником Л. В. Мисовським і використовувався для виявлення дефектів лиття в товстих металевих плитах до печей «Мігге-Перроя».

Інфрачервоні дефектоскопи


Інфрачервоні дефектоскопи використовують інфрачервоні (теплові) промені для виявлення непрозорих для видимого світла включень. Так зване інфрачервоне зображення дефекту отримують в прохідному, відбитому або власному випромінюванні досліджуваного виробу. Дефектні ділянки у виробі змінюють тепловий потік. Потік інфрачервоного випромінювання пропускають через виріб і реєструють його розподіл теплочутливим приймачем.

Радіохвильові дефектоскопи


Радіодефектоскопія заснована на проникаючих властивостях радіохвиль сантиметрового і міліметрового діапазонів (мікрорадіохвиль), дозволяє виявляти дефекти головним чином на поверхні виробів зазвичай з неметалічних матеріалів. Радіодефектоскопія металевих виробів через малу проникаючої здатність мікрорадіохвиль обмежена. Цим методом визначають дефекти в сталевих листах, прутах, дроті в процесі їх виготовлення, а також вимірюють їх товщину або діаметр, товщину діелектричних покриттів і т. д. Від генератора, що працює в безперервному або імпульсному режимі, мікрорадіохвилі через рупорні антени проникають у виріб і, пройшовши підсилювач прийнятих сигналів, реєструються приймальним пристроєм.

Електронно-оптичні дефектоскопи


ЕОД призначені для дистанційного контролю високовольтного енергетичного обладнання, що знаходиться під напругою. В основі методу діагностики лежить визначення характеристик коронних (КР) і поверхнево-часткових розрядів (ПЧР), а також їх залежностей від величини напруги і ступеня забруднення ізоляції.

Капілярні дефектоскопи


Капілярний дефектоскоп являє собою сукупність приладів капілярного неруйнівного контролю. Капілярний контроль заснований на штучному підвищенні світлової і кольорової контрастності дефектної ділянки відносно неушкодженої. Методи капілярної дефектоскопії дозволяють виявляти неозброєним оком тонкі поверхневі тріщини та інші несуцільності матеріалу, що утворюються при виготовленні і експлуатації деталей машин. Порожнини поверхневих тріщин заповнюють спеціальними індикаторними речовинами (пенетрантами), проникаючими в них під дією сил капілярності. Для так званого люмінесцентного методу пенетранти складають на основі люмінофорів (гас, норіол та ін.) На очищену від надлишку пенетранта поверхню наносять тонкий порошок білого проявника (окис магнію, тальк і т. ін.), що володіє сорбційними властивостями, за рахунок чого частинки пенетранта витягуються з порожнини тріщини на поверхню, змальовують контури тріщини і яскраво світяться в ультрафіолетових променях. При так званому кольоровому методі контролю пенетранти складають на основі гасу з додаванням бензолу, скипидару і спеціальних фарбників (наприклад, червоної фарби).

Товщиномір


Товщиномір — це вимірювальний прилад, що дозволяє з високою точністю виміряти товщину шару покриття металу (такого як фарба, лак, ґрунт, шпаклівка, іржа, товщину основної стінки металу, пластмас, скла, а також інших неметалевих сполук, що покривають метал). Сучасні прилади дозволяють виміряти товщину покриття без порушення його цілісності.

Застосовується в автомобільній, суднобудівній промисловості для контролю якості лакофарбового покриття транспортних засобів, в ремонтних роботах, для визначення стану кузова або обшивки за результатами експлуатації.

У будівництві застосовується для визначення товщини покриття металу, що має в своєму складі протипожежні, антикорозійні та інші види компонентів, що використовуються при створенні конструкцій будівель.

Товщиномір застосовується в роботі експертів-оцінювачів, професійних полірувальників, контролюючих якість проведення фарбувальних робіт.

Товщиноміри діляться за принципом їх роботи, сфери застосування, а також способом вимірювань на:

  • Механічні

  • Електромагнітні

  • Ультразвукові

  • Магнітні

  • Вихретокові

  • Електромагнітновихретокові


Течешукач


Течешукач — прилад призначений для виявлення, локалізації та кількісної оцінки величини течі. Робота течешукачів може базуватися на різних фізичних принципах, орієнтованих як на прямі, так і на непрямі вимірювання параметрів. Кількісну оцінку течі виробляють, як правило, при використанні тестового газу. Для кількісної оцінки течі використовується відношення добутку величини тестованого обсягу на перепад тиску в ньому до одиниці часу.

Гелієві масспектрометричні течешукачі


Необхідною умовою для використання гелієвих масспектрометріческіх течешукачів є наявність вакууму в детекторі приладу - в масспектрометрі. Відповідно течешукачі ділять на 2 види — течешукачі для роботи з вакуумованим обладнанням і течешукачі-шніффери (від англ. Sniffer і нім. Schnüffer — нюхач) за допомогою яких фіксують течі тестового газу з тестованого обсягу в атмосферу. Шніффери є дешевшими моделями течешукачів і володіють на 4—6 порядків нижчою чутливістю, ніж течешукачі на вакуумі. Тим не менше більшість течешукачів першого типу комплектується насадками для захисту входу, які дозволяють їм працювати в режимі шніффера.

Фреонові течешукачі


Фреонові течешукачі використовуються для пошуку протікання на будь-якому обладнанні, але програють 3—4 порядки в чутливості гелієвим масспектрометричним течешукачам. Принцип дії фреонових течешукачів заснований на адсорбції тестового газу на поверхні датчика. У зв'язку з цим при детектуванні великих протікань фреонові течешукачі можуть сорбувати занадто багато фреону і будуть потрібні спеціальні процедури для релаксації датчика. З іншого боку робота на атмосферному тиску і простота датчика дозволяють створювати ручні портативні течешукачі з чутливістю до 10—7 Вт.

Методи дефектоскопії в авіації



  1. Капілярний метод неруйнівного контролю


Капілярний метод контролю (КМК) — метод неруйнівного контролю придатний лише для виявлення дефектів, які виникають на поверхні контрольованого об'єкта.
    1. Загальний опис


Метод заснований на проникненні спеціальних рідин — пенетранта — в порожнині поверхневих і наскрізних несуцільностей об'єкту контролю, і на вилученні рідини (пенетранта) з дефектів за допомогою спеціального покриття та у фіксуванні рідини (пенетранта). Глибина дефектів, які виявляються КМК, повинна значно перевищувати їх ширину. Якщо ширина поверхневого ушкодження більше його глибини (риска, подряпина), то легко заповнюється пенетрантом і так само легко видаляється з пошкоджень. Такі дефекти, як правило, КМК не виявляються.

КМК зазвичай використовують для виявлення дефектів, не видимих неозброєним оком. Його абсолютну чутливість визначають середнім розкриттям дефекту типу тріщин довжиною 3-5 мм, що виявляється із заданою вірогідністю.

Індикаторні малюнки, які утворюються при контролі, або мають здатність люмінесціювати в ультрафіолетових променях, або мають забарвлення, викликану вибраним поглиначем (відбивачем) частини падаючих на них світлових променів. Лінії індикаторного малюнка мають ширину від 0,05 до 0,3 мм (на відстані найкращого зору це відповідає кутовий ширині від 15 до 1'30 ), контрасті яскравості 30-60 % і більше, а також високий колірний контраст. Це значно вище відповідних параметрів поверхневих дефектів, які виявляються візуально (кутовий розмір від 1 'до 10' ', яскравості контраст 0-5 %, колірний контраст відсутній).

При КМК ставлять наступні задачі: вияв дефекту, визначення направлення дефекту відносно конфігурації деталі, визначення розмірів і форми дефекту.

При КМ застосовують такі матеріали:

1. Як пенетрант — різні рідкі розчини, найчастіше на основі гасу(керосину), в який додаються барвники або люмінофори, що світяться під дією ультрафіолетового випромінювання. Наприклад, пенетрант «А» складається з 700 мл гасу, 300 мл бензину Б-70, 30 г темно-червоного барвника. Пенетрант «Е» складається з гасу (800 мл), бензолу (200 мл) і темно-червоного барвника. Існують пенетранти, у яких у керосин додані ацетон, бензин і барвник, або трансформаторне масло, скипидар і барвник, і ряд інших.

Люмінесцентні пенетранти являють собою суміші органічних розчинників, масел, гасу з добавками поверхнево активних речовин (ПАР) і люмінесцентних речовин.

2. Очищувальну рідина, яка призначена для видалення пенетранта з поверхні контрольованого об'єкта. Як очищувачі рідин використовуються вода, вода з додаванням ПАР, органічні розчинники, суміш масла з гасом і інші рідини. Наприклад, масло МК-8 — 65 %, толуол — 30 %, емульгатор ОП-7 — 5 %.

3. Гасник, який являє собою склад для усунення забарвлення або люмінесцентних залишків пенетранта без видалення його з контрольованої поверхні. Це, наприклад, вода з кальцинованої содою (гасник О201), спирт з поверхнево активною речовиною ОП-7 (гаситель О300) та інші речовини.

4. Агар-агар, крохмаль, Порошок окису магнію, суспензія каоліну в ацетоні і багато інших матеріалів, які адсорбують пенетрант, що проник в дефекти, і тим самим дозволяють фіксувати їх на поверхні контрольованого об'єкта.

Для виконання КНК застосовується наступна апаратура: 1 — ванни для миття і насичення вироби пенетрантом; 2 — шафи для сушіння виробів; 3 — пристрої для нанесення пенетранта; 4 оптичні пристрої для фіксації дефектів візуально, за допомогою фотозйомок і для опромінення пенетранта ультрафіолетовими променями в разі застосування люмінесцентних речовин.

Проникаючу рідину наносять на попередньо очищену поверхню деталей, щоб заповнити порожнини можливих поверхневих дефектів. Тривалість контакту рідини з поверхнею деталі залежить від фізичних властивостей рідини, характеру виявляються дефектів і способи заповнення рідиною порожнин дефектів.
    1. Капілярні дефектоскопи


Капілярний дефектоскоп являє собою сукупність приладів капілярного неруйнівного контролю. Капілярний контроль заснований на штучному підвищенні світлової і кольорової контрастності дефектної ділянки відносно неушкодженої. Методи капілярної дефектоскопії дозволяють виявляти неозброєним оком тонкі поверхневі тріщини та інші несуцільності матеріалу, що утворюються при виготовленні і експлуатації деталей машин. Порожнини поверхневих тріщин заповнюють спеціальними індикаторними речовинами (пенетрантами), проникаючими в них під дією сил капілярності. Для так званого люмінесцентного методу пенетранти складають на основі люмінофорів (гас, норіол та ін.) На очищену від надлишку пенетранта поверхню наносять тонкий порошок білого проявника (окис магнію, тальк і т. ін.), що володіє сорбційними властивостями, за рахунок чого частинки пенетранта витягуються з порожнини тріщини на поверхню, змальовують контури тріщини і яскраво світяться в ультрафіолетових променях. При так званому кольоровому методі контролю пенетранти складають на основі гасу з додаванням бензолу, скипидару і спеціальних фарбників (наприклад, червоної фарби).

  1. Магнітна дефектоскопія

Магнітна дефектоскопія - це окремий випадок магнітного неруйнівного контролю, який передбачає спосіб виявлення дефектів у вигляді порушення цілісності в об'єктах з феррімагнітних матеріалів.
    1. Загальний опис


Суть методу - реєстрація магнітних полів розсіювання поблизу цих дефектів.

При приміщенні в однорідне магнітне поле об'єкта контролю, що не має дефектів і різкої зміни форми, магнітний потік Фм буде проходити по шляху найменшого опору через матеріал, практично не виходячи за межі об'єкта (рис. 1, а).

Деяка незначна частина магнітного потоку Ф0 може проходити по повітрю. Це пов'язано з тим, що магнітний опір матеріалу (металу) багато менше опору повітря, оскільки цей опір обернено пропорційний магнітній проникності.

При наявності тріщини, перпендикулярної напряму магнітного потоку, виникає перешкода у вигляді повітряного проміжку, що різко збільшує магнітний опір на цій ділянці. Тому потік Фм буде в основному огинати тріщину знизу. Разом з тим частина потоку буде замикатися в повітря над тріщиною, тобто виникає потік розсіювання над дефектом ΔФд (рис. 1 б).

У матеріалі з дуже великою магнітною проникністю і малим магнітним опором весь магнітний потік піде під тріщиною і потоку ΔФд практично не буде. Це означає дуже низьку чутливість магнітної дефектоскопії при контролі таких матеріалів.

Величина Фр залежить не тільки від виду феромагнетика, а й від напруженості намагнічуючого поля (див. Рис. ). Тому правильний вибір оптимальних режимів намагнічування підсилює потік розсіювання над дефектом і підвищує чутливість методу.

Дефекти оптимально виявляються в разі, коли напрямок намагнічування контрольованої деталі перпендикулярний напрямку розвитку дефекту. Для створення оптимальних умов контролю застосовують три види намагнічування:

• циркулярне;

• поздовжнє (полюсне);

• комбіноване.

Циркулярне намагнічування призначене для деталей, що мають форму тіл обертання (при цьому щось обертається: деталь або магнітний потік). Поздовжнє (полюсне) намагнічування здійснюється за допомогою електромагнітів, постійних магнітів або соленоїдів. При цьому деталь намагнічується зазвичай вздовж свого найбільшого розміру. На краях утворюються полюси, що створюють поле зворотного напрямку. Комбіноване намагнічування здійснюється при одночасному намагнічуванні деталі двома або кількома змінними магнітними полями.

Розрізняють магніт-м'які і магніт-жорсткі матеріали. Магніт-м'які розмагнічуються при прибиранні поля (сталі СтЗ, Ст10). Магніт-жорсткі залишаються намагніченими при видаленні поля (загартована сталь).

Намагнічені деталі з магніто-жорстких матеріалів після проведення контролю повинні бути розмагнічені щоб уникнути налипання на них металевих стружок, які можуть потрапити в підшипники, направляючі, зубчасті передачі і інші вузли і вивести їх з ладу.

Якість розмагнічування можна перевірити за допомогою магнітометра, магнітної стрілки або за допомогою бритвеного леза, підвішеного на нитці.

Існує три способи розмагнічується:

• статичний;

• динамічний;

• термічний.

Статичне розмагнічування здійснюється за допомогою зовнішнього магнітного поля, яке призводить намагніченість магнітного матеріалу до такого значення, що при видаленні поля вона стає рівною нулю. Для динамічного розмагнічування деталь поміщають в змінне магнітне поле з амплітудою, що розмірено зменшується від деякого максимального значення до нуля. При цьому відбувається поступове перемагнічування. У ряді випадків може бути використаний більш ефективний спосіб розмагнічування - нагрівання виробів до температури точки Кюрі, при якій магнітні властивості матеріалу пропадають. Цей спосіб має дуже обмежене застосування, так як при нагріванні можуть змінюватися механічні властивості матеріалу.

Магнітні дефектоскопи складаються з наступних основних вузлів: джерела струму, пристрої для підведення струму до деталі і полюсного намагнічування, магнітного перетворювача для індикації магнітного поля, освітлювального пристрою, вимірювача струму або напруженості магнітного поля.

Залежно від призначення в дефектоскопах можуть бути не всі з перерахованих вузлів, але можуть бути і додаткові (наприклад, вузли для автоматичного переміщення деталі і механічної вибраковки, дефект-лічильник і т.п.).

Для реєстрації магнітних полів розсіювання від дефектів найбільше застосування знайшли магнітні порошки, що забезпечують найвищу чутливість. При магнітопорошковій дефектоскопії контроль включає наступні основні етапи:

• підготовка поверхні деталей;

• намагнічування деталей;

• обробка сухим порошком або суспензією;

• огляд деталей, оцінка наявних дефектів і, при необхідності, розмагнічування.

Магнітопорошковим методом визначають поверхневі дедефекти і дефекти, розташовані на невеликій глибині. Чутливість контролю визначається багатьма факторами: магнітними характеристиками матеріалу, властивостями застосовуваного порошку і т.п. Збільшення шорсткості призводить до зниження чутливості, оскільки магнітний порошок осідає на нерівностях поверхності. Поверхню потрібно готувати: очистити від окалини, бруду, мастила. Наклеп поверхні часто приймають за дефект. Контроль зварних швів можливий тільки після їх механічної зашліфовки. Допускається проведення контролю за немагнітним покриттям. Наявність таких покриттів при товщині до 20 мкм практично не впливає на чутливість методу.
  1. Ультразвукова дефектоскопія


Ультразвукова дефектоскопія — пошук дефектів у матеріалі виробів ультразвуковим методом, тобто шляхом випромінювання та прийняття ультразвукових коливань, і подальшого аналізу їх амплітуди, часу приходу, форми та ін за допомогою спеціального обладнання — ультразвукового дефектоскопа.
    1. Принцип роботи


При ультразвуковій дефектоскопії кільцеві зварні з'єднання контролюють шляхом послідовного прозвучування їх по периметру з'єднання плавним переміщенням шукача - п'єзоперетворювача по поверхні труби.

Звукові хвилі не змінюють траєкторії руху в однорідному матеріалі. Відображення акустичних хвиль походить від розділу середовищ з різними питомими акустичними опорами. Чим більше розрізняються акустичні опору, тим більша частина звукових хвиль відіб'ється і повернеться до приймача при проходженні фронту хвилі через межу розділу.

Так як включення в металі часто містять повітря, що має на кілька порядків більше питомий акустичний опір, ніж сам метал, то за включення хвилі практично не проходять.

Розширенння акустичного дослідження визначається довжиною використовуваної звукової хвилі. Це обмеження накладається тим фактом, що при розмірі перешкоди менше чверті довжини хвилі, хвиля від нього практично не позначається. Це визначає використання високочастотних коливань — ультразвуку.

Випромінювання ультразвуку проводиться за допомогою резонатора, який перетворює електричні коливання в акустичні за допомогою зворотного п'єзоелектричного ефекту і вводить їх в досліджуваний матеріал. Відображені сигнали потрапивши на п'єзопластин через прямий п'єзоелектричний ефект перетворюються в електричні, які й реєструються вимірювальними схемами.


3.2. П'ять методів проведення дослідження


Луна-метод (луна-імпульсний метод) — найпоширеніший: резонатор генерує коливання (генератор) і він же приймає відбиті від дефектів сигнали (приймач)

Тіньовий — використовуються два резонатора, які знаходяться по два боки від досліджуваної деталі на одній лінії. У цьому випадку один з резонаторів генерує коливання (генератор), а другий бере їх (приймач). Ознакою наявності дефекту буде значне зменшення амплітуди прийнятого сигналу, або його пропажа (дефект створює акустичну тінь).

Дзеркально-тіньовий — використовується для контролю деталей з паралельними двома сторонами, розвиток тіньового методу: резонатор генерує коливання і приймає їх відображення від протилежної грані деталі, ознакою дефекту, як і при тіньовому методі буде вважатися пропажа відбитих коливань. Основна перевага цього методу на відміну від тіньового полягає в доступі до деталі з одного боку.

Дзеркальний — використовуються два перетворювача з одного боку деталі: згенеровані коливання відбиваються від дефекту в бік приймача. На практиці використовується тільки для специфічних дефектів (це пов'язано зі складністю прогнозування відображення сигналів від дефектів) і тільки разом з іншими методами.

Дельта-метод — різновид дзеркального методу — відрізняються механізмом відображення хвилі від дефекту і способом прийняття. На практиці не використовується.

Сучасні дефектоскопи використовують одночасно кілька методів у різних поєднаннях, формують вузький промінь акустичних хвиль і точно заміряють час, що минув від моменту випромінювання, до прийому луно-сигналу, що дозволяє досягти високого просторового дослідження та достовірності прийнятого рішення про дефектності досліджуваної деталі. Комп'ютеризовані системи з фазованими ґратами випромінювачів дозволяють отримати тривимірне зображення дефектів у металі



Рис. 1. Луна-імпульсний метод контролю зварного з'єднання без дефекту (зверху) і з дефектом (знизу). У правій частині зображення представлений екран дефектоскопа із зображеним на ньому зондуючим імпульсом (зверху) і імпульсом від дефекту (знизу).



Рис. 2. Вертикально орієнтована тріщина, що виявляється дзеркальним методом.



Рис. 3. Тріщина в кутовому зварному шві, що виявляється дифракційно-темпоральним методом контролю.
    1. Переваги


Ультразвукове дослідження не руйнує і не пошкоджує зразок, що є його головною перевагою. Так само можна виділити високу швидкість і достовірність дослідження при низькій вартості і небезпеці для людини
    1. Застосування


Застосовується для пошуку дефектів матеріалу (пори, різні включення, неоднорідна структура тощо) і контролю якості проведення робіт — зварювання, паяння, склейки та ін.

Ультразвук використовують для неруйнівного контролю бетонних блоків будівельних конструкцій, зварних швів магістральних трубопроводів конструкцій, зварних швів магістральних трубопроводів, наявності дефектів у рейках і інших областях контролю. Широко ультразвук застосовують в медицині для виявлення змін в організмі людини.

  1. Радіодефектоскопія

Радиографический контроль (РК) - неруйнівний контроль (НК) для перевірки матеріалів на наявність прихованих дефектів. Радиографический контроль використовує здатність рентгенівських хвиль глибоко проникати в різні матеріали.

Будь рентгенівський апарат використовує в якості джерела випромінювання матеріали Ізотопи іридію 192, кобальт-60, або в окремих випадках Цезій-137. Нейтронний радіографічний контроль (НР) є різновидом радіографічного контролю, який використовує нейтрони замість фотонів для проникнення в матеріали. [4]

Оскільки випромінювання, що виходить з протилежного боку матеріалу може бути виміряна, воно використовуються для визначення товщини і складу матеріалу. Проникаюче випромінювання є частиною електромагнітного спектра з довжиною хвилі менше 10 нм.



Рис. 4. Виготовлення рентгенограми

4.1. Контроль зварних з'єднань


Для контролю зварних з'єднань зразок поміщається між джерелом випромінювання і пристроєм виявлення, зазвичай це плівка в сланцевий тримачі або касеті, в яку радіація може проникнути на протязі необхідного проміжку часу.

В результаті на плівці фіксується двовимірна проекція зразка з видимим прихованим зображенням різної щільності в залежності від кількості випромінювання в кожній області. Рентгенограми розглядається в негативному варіанті, без друку, як в позитивній фотографії. Це відбувається тому, що при друку деякі деталі губляться.

Радиографический контроль використовується для виявлення в зварних швах таких дефектів, як тріщини, непровари, шлакові включення, газові пори і ін. Такі дефекти, як розшарування і планарні тріщини виявити за допомогою рентгенографії важко.

4.2. Безпека


Небезпечні фактори при радіографічному контролі:

  • надходження радіоактивного ізотопу всередину організму працюючих;

  • забруднення радіоактивними речовинами спецодягу, тіла працюють, робочих місць, обладнання;

  • перевищення норми дозових меж, встановлених НРБ-76/87;

  • замикання електричного кола через тіло працюючого при експлуатації рентгенівських апаратів.

Промислова радіографія є однією з найбільш небезпечних для людей професій. У ній використовуються сильні гамма - джерела (> 2 CI).
  1. Візуальна дефектоскопія


Візуальний метод-це один з методів неруйнівного контролю оптичного виду. Він заснований на отриманні первинної інформації про контрольований об'єкт при візуальному спостереженні або за допомогою оптичних приладів і засобів вимірювань. Це органолептичний контроль, тобто сприймається органами почуттів (органами зору).

Зовнішнім оглядом перевіряють якість підготовки та складання заготовок під зварювання, якість виконання швів в процесі зварювання і якість зварних з'єднань. Як правило, зовнішнім оглядом контролюють всі зварні вироби незалежно від застосування інших видів контролю. Візуальний контроль у багатьох випадках достатньо інформативний і є найбільш дешевим і оперативним методом контролю.

Візуальний метод контролю дозволяє виявляти несплошності, відхилення розміру і форми від заданих більше 0,1 мм при використанні приладів із збільшенням до 10х. Візуальний контроль, як правило, проводиться неозброєним оком або з використанням збільшувальних луп до 7х. У сумнівних випадках і при технічному діагностуванні допускається застосування луп зі збільшенням до 20х. Перед проведенням візуального контролю поверхню в зоні контролю повинна бути очищена від іржі, окалини, бруду, фарби, масла, бризок металу, і інших забруднень, що перешкоджають огляду.

При візуальному контролі зварних швів зоною контролю є зварений шов і прилеглі до нього ділянки основного металу на ширині не менше 20 мм в кожну сторону від шва з двох поверхонь, якщо обидві вони доступні для огляду. Візуальний контроль виконується до проведення інших методів контролю.

Візуальний метод неруйнівного контролю є досить простим методом, проте, може служити високоефективним засобом для попередження і виявлення дефектів.
  1. Вихрострумова дефектоскопія


Вихрострумовий контроль - один з методів неруйнівного контролю виробів з струмопровідних матеріалів. Заснований на аналізі взаємодії зовнішнього електромагнітного поля з електромагнітним полем вихрових струмів, що наводяться в об'єкті контролю цим полем.

6.1. Принцип роботи


Вихрострумовий метод контролю заснований на аналізі взаємодії зовнішнього електромагнітного поля з електромагнітним полем вихрових струмів, що наводяться збудливою котушкою в електропровідному об'єкті контролю (ОК) цим полем. Як джерело електромагнітного поля найчастіше використовується індуктивна котушка (одна або кілька), звана перетворювача (ВТП).

Синусоїдальний (або імпульсний) струм, що діє в котушках ВТП, створює електромагнітне поле, яке збуджує вихрові струми в електромагнітному об'єкті. Електромагнітне поле вихрових струмів впливає на котушки перетворювача, наводячи в них ЕРС або змінюючи їх повний електричний опір. Реєструючи напруга на котушках або їх опір, отримують інформацію про властивості об'єкта і про становище перетворювача щодо його. Особливість вихретокового контролю в тому, що його можна проводити без контакту перетворювача і об'єкта. Їх взаємодія відбувається на відстанях, достатніх для вільного руху перетворювача щодо об'єкта (від часткою міліметрів до декількох міліметрів). Тому цими методами можна отримувати хороші результати контролю навіть при високих швидкостях руху об'єктів.

6.2. Застосування


  • В авіації. Метод вихрових струмів використовується для контролю конструкцій, виготовлених з струмопровідних матеріалів в повітряних судах:

  1. барабани коліс

  2. лопаті повітряних гвинтів

  3. лопатки компресора і турбіни газотурбінних двигунів

  4. силові елементи планера

  • У залізничному транспорті вихрострумовий контроль застосовується для оцінки стану рейкового шляху.

  • У трубному виробництві для контролю прямо-шовного шва труб

скачати

© Усі права захищені
написати до нас