ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ В ОБЛАСТИ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ. Лекция 7 Калиниченко Алексей Николаевич, доцент каф. ФМПК ИНК

Неразрушающий контроль 2 Неразрушающий контроль (НК) - область науки и техники, охватывающая исследования физических принципов, разработку, совершенствование и применение методов, средств и технологий технического контроля объектов, не разрушающего и не ухудшающего их пригодность к эксплуатации. Неразрушающие методы контроля (дефектоскопия) – методы контроля материалов (изделий), используемые для обнаружения нарушения сплошности или однородности макроструктуры, отклонений химического состава (дефектов) и других целей, не требующих разрушения образцов материала и/или изделия в целом.

3 Неразрушающий контроль Дефект – каждое отдельное несоответствие продукции требованиям, установленным нормативной документацией (ГОСТ, ОСТ, ТУ и т.д.). К несоответствиям относятся: -нарушение сплошности материалов и деталей; -неоднородность состава материала: наличие включений, изменение химического состава, наличие других фаз материала, отличных от основной фазы и др. -любые отклонения параметров материалов, деталей и изделий от заданных (размеры, качество обработки поверхности, влаго- и теплостойкость и т.д.

4 Классификация дефектов Классификация дефектов по положению в объекте контроля: а – внутренние; б – поверхностные; в – подповерхностные Количественная классификация дефектов: а – одиночные; б – групповые; в – сплошные

5 Неразрушающий контроль Основные требования, предъявляемые к неразрушающим методам контроля, или дефектоскопии: – возможность осуществления контроля на всех стадиях изготовления, при эксплуатации и при ремонте изделий; – возможность контроля качества продукции по большинству заданных параметров; – согласованность времени, затрачиваемого на контроль, со временем работы другого технологического оборудования; высокая достоверность результатов контроля;

6 Неразрушающий контроль – возможность механизации и автоматизации контроля технологических процессов, а также управления ими с использованием сигналов, выдаваемых средствами контроля; – высокая надёжность дефектоскопической аппаратуры и возможность использования её в различных условиях; – простота методик контроля, техническая доступность средств контроля в условиях производства, ремонта и эксплуатации.

7 Перечень объектов контроля 1.Объекты котлонадзора. 2.Системы газоснабжения (газораспределения). 3.Подъемные сооружения. 4.Объекты горнорудной промышленности. 5.Объекты угольной промышленности. 6.Оборудование нефтяной и газовой промышленности. 7.Оборудование металлургической промышленности. 8.Оборудование взрывопожароопасных и химически опасных производств. 9.Объекты железнодорожного транспорта. 10.Объекты хранения и переработки зерна. 11.Здания и сооружения (строительные объекты). 12.Оборудование электроэнергетики.

8 Основные виды НК 1.оптический; 2.проникающими веществами; 3.тепловой; 4.магнитный; 5.электрический; 6.вихретоковый; 7.акустический; 8.радиационный; 9.радиоволновый.

9 Оптический вид НК Основан на наблюдении или регистрации параметров оптического излучения, взаимодействующего с контролируемым объектом.

10 Оптический вид НК По характеру взаимодействия с ОК: – прошедшего излучения; – отраженного излучения; – рассеянного излучения; – индуцированного излучения (люминесценция). По способу получения первичной информации: – органолептический визуальный контроль; – визуально-оптический контроль. Методы оптического вида НК

11 Оптический вид НК

12 Оптический вид НК

13 НК проникающими веществами Основан на проникновении специальных веществ в полости дефектов контролируемого объекта.

14 НК проникающими веществами Капиллярные – основаны на капиллярном проникновении в полость дефекта индикаторной жидкости По способу получения первичной информации: – ахроматический; – цветной; – люминесцентный. Методы Течеискания – основаны на капиллярном прохождении индикаторной жидкости через сквозной дефект

15 НК проникающими веществами

16 Тепловой вид НК Основан на регистрации изменений тепловых или температурных полей контролируемых объектов

17 Тепловой вид НК По характеру взаимодействия поля с ОК: Методы теплового вида НК Пассивный или собственного излучения – на объект не воздействуют внешним источником энергии Активный – объект нагревают или охлаждают от внешнего источника контактным или бесконтактным способом, стационарным или импульсным источником теплоты и измеряют температуру или тепловой поток с той же или с другой стороны объекта

18 Тепловой вид НК

19 Магнитный вид НК Основан на регистрации магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектами, или на определении магнитных свойств контролируемых изделий

20 Магнитный вид НК

21 Магнитный вид НК

22 Электрический вид НК Основан на регистрации параметров электрического поля, взаимодействующего с контролируемым объектом (электрический метод), или поля, возникающего в контролируемом объекте в результате внешнего воздействия (термоэлектрический и трибоэлектрический методы)

23 Вихретоковый вид НК Основан на анализе взаимодействия электромагнитного поля вихретокового преобразователя с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в контролируемом объекте

24 Вихретоковый вид НК Применяется только для контроля изделий из электропроводящих материалов Интенсивность и распределение вихревых токов в ОК зависят: – от геометрических размеров объекта; – от электрических и магнитных свойств материала объекта; – от наличия в материале несплошностей; – от взаимного расположения преобразователя и объекта.

25 Вихретоковый вид НК Методы вихретокового вида НК: Отраженного излучения Прохождения

26 Акустический вид НК Основан на регистрации параметров упругих волн, возникающих или возбуждаемых в объекте

27 Акустический вид НК Методы акустического вида НК Ультразвуковые методы – используют упругие волны ультразвукового диапазона (с частотой колебаний выше 20 кГц). Эти волны возбуждаются и принимаются, как правило, пьезопреобразователями. Используют жидкостный контакт. Методы, использующие звуковые частоты. Кроме пьезопреобразователей применяют ударное воздействие, а для приема – микрофоны. По используемой частоте:

28 Акустический вид НК Методы акустического вида НК Пассивные методы – регистрируются упругие волны, возникающие в самом объекте Вибрационный – регистрируется вибрация определенных узлов механизма и оценивается работоспособность этих узлов. По характеру взаимодействия с ОК:

29 Акустический вид НК Методы акустического вида НК Пассивные методы – регистрируются упругие волны, возникающие в самом объекте Вибрационный – регистрируется вибрация определенных узлов механизма и оценивается работоспособность этих узлов. По характеру взаимодействия с ОК:

30 Акустический вид НК Методы акустического вида НК Пассивные методы – регистрируются упругие волны, возникающие в самом объекте Акустической эмиссии – использует упругие волны ультразвукового диапазона, появляющиеся в результате перестройки структуры материала, вызываемой: движением групп дислокаций, возникновением и развитием трещин. По характеру взаимодействия с ОК:

31 Акустический вид НК Методы акустического вида НК Активные методы Ультразвуковой – основан на использовании результатов измерения интенсивности пропускаемого контролируемым образцом или отраженного им ультразвукового сигнала По характеру взаимодействия с ОК:

32 Радиационный вид НК Основан на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения после взаимодействия его с контролируемым объектом

33 Радиационный вид НК Методы радиационного вида НК Метод прохождения По характеру взаимодействия с ОК: Метод отражения – рентгеновский, – гамма, – бета (поток электронов), – нейтронный – жесткое тормозное (от ускорителя электронов – бетатрона, линейного ускорителя) В зависимости от природы ионизирующего излучения:

34 Радиационный вид НК Бетатрон - индукционный циклический ускоритель электронов, в котором энергия частиц увеличивается вихревым электрическим полем, создаваемым изменяющимся магнитным потоком, проходящим внутри орбиты частиц.

35 Радиационный вид НК В операционном блоке НИИ онкологии установлен малогабаритный бетатрон МИБ-6Э, созданный в НИИ интроскопии при ТПУ.

36 Радиационный вид НК Основные характеристики некоторых радионуклидов, применяемых в дефектоскопии Радионуклид Период полураспада Выход γ – квантов на распад, % Энергия γ – кванта, МэВ Энергия β-частиц 27 Co 60 5,25 года – 1,0 1,17 – 2,5 0,318 МэВ 55 Cs дней 1000,661 0,52 – 1,17 МэВ 34 Se ,4 дня 1,1 – 13 0,066 – 0,572

37 Радиационный вид НК Методы радиационного вида НК – радиографический метод (приемник излучения – рентгеновская пленка), – радиометрический метод (приемник излучения – сканирующий сцинтилляционный счетчик частиц и фотонов), – радиоскопический метод (приемник излучения – флюоресцирующий экран с последующим преобразованием изображения в телевизионное). По используемому приемнику излучения:

38 Радиационный вид НК Методы радиационного вида НК По используемому приемнику излучения:

39 Радиоволновой вид НК Основан на регистрации изменений параметров электромагнитных волн радиодиапазона, взаимодействующих с контролируемым объектом. Применяют волны сверхвысокочастотного диапазона (СВЧ) длиной 1 – 100 мм. Методы радиационного вида НК: – прошедшего излучения; – отраженного излучения; – рассеянного излучения; – резонансный метод. По характеру взаимодействия с объектом контроля :

40 Эффективность методов НК 1.Многие методы применимы для контроля только определенных типов материалов. 2.По опасности для обслуживающего персонала выделяются радиационные и капиллярные методы. 3.С точки зрения автоматизации контроля наиболее благоприятными являются: вихретоковый; магнитный; радиационный виды и некоторые методы тепловых методов НК. 4.По стоимости выполнения контроля к наиболее дорогим относят методы радиографические и течеискания. 5.Сопоставлять различные методы контроля можно только в тех условиях, когда для контроля данного типа дефекта в данном ОК возможно применение нескольких методов НК.

41 Эффективность методов НК

42 Преимущества неразрушающих методов контроля 1.Испытания проводятся непосредственно на изделиях, которые будут применяться в рабочих условиях. 2.Испытания можно проводить на любой детали, предназначенной для работы в реальных условиях. 3.Испытания можно проводить на целой детали или на всех ее опасных участках. 4.Могут быть проведены испытания многими НМК, каждый из которых чувствителен к различным свойствам или частям материала или детали. 5.Неразрушающие методы контроля часто можно применять к детали в рабочих условиях, без прекращения работы.

43 Преимущества неразрушающих методов контроля 6.НМК позволяют применить повторный контроль данных деталей в течение любого периода времени. 7.При НМК детали, изготовленные из дорогостоящего материала, не выходят из строя при контроле. 8.При НМК требуется небольшая (или совсем не требуется) предварительная обработка образцов. 9.Большинство НМК кратковременны и требуют меньшей затраты человекочасов, чем типичные разрушающие методы испытаний.

44 Недостатки неразрушающих методов контроля 1.НК обычно включает в себя косвенные измерения свойств, не имеющих непосредственного значения при эксплуатации. 2.Обычно требуются калибровка (настройка) на специальных (контрольных) образцах и исследование рабочих условий для интерпретации результатов НК.

45 Вопросы для самопроверки 1.Назовите основные виды НМК. 2.Каковы требования, предъявляемые к НМК? 3.В чем, на ваш взгляд, состоит основная задача системы контроля качества продукции? 4.Дайте определения основных критериев эффективности НМК. 5.Перечислите основные преимущества/недостатки НМК.

46 Неразрушающий контроль Спасибо за внимание!