Неразрушающий контроль

Оптический контроль: виды и их описание

Как уже упоминалось выше, оптический метод контроля – это часть ВИК, которая подразумевает использование специальных приборов для выявления глубинных дефектов. Он делится на три вида:

• Визуально-оптический, для которого применяются лупа и микроскоп
• Дифракционные, интерференционные, голографические, стробоскопические, нефелометрические, поляризационные методы. Они предполагают проверку тех изделий, которые полностью или частично пропускают световое излучение
• Телевизионные, спектральные, фотометрические, денситометрические методы НК. Они подразумевают использование соответствующего оборудования и значительно меньше зависят от человеческого фактора

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:

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.

4 Виды и методы неразрушающего контроля

4.1 Неразрушающий контроль в зависимости от физических явлений, положенных в его основу, подразделяют на следующие виды:

– акустический;

– виброакустический;

– вихретоковый;

– магнитный;

– оптический;

– проникающими веществами;

– радиационный;

– радиоволновой;

– тепловой;

– электрический.

4.2 Методы неразрушающего контроля каждого вида классифицируют по следующим признакам:

а) характеру взаимодействия физических полей или веществ с контролируемым объектом;

б) первичным информативным параметрам;

в) способам получения первичной информации.

В наименовании метода должны присутствовать классификационные признаки, изложенные выше, свойственные данному методу неразрушающего контроля.

Допускается применение комбинированных методов одного или нескольких видов неразрушающего контроля, классифицируемых по различным признакам, изложенным в 4.2.

Классификация методов неразрушающего контроля приведена в таблицах 1, 2.

Таблица 1

Вид контроля	Классификация методов неразрушающего контроля
	По характеру взаимодействия физических полей с контролируемым объектом	По первичному информативному параметру	По способу получения первичной информации
Магнитный	Магнитный	Коэрцитивной силы.Намагниченности.Остаточной индукции.Магнитной проницаемости.Напряженности.Эффекта Баркгаузена	Магнитопорошковый.Индукционный.Феррозондовый.Эффекта Холла.Магнитографический.Пондеромоторный.Магниторезисторный
Электрический	Электрический.Трибоэлектрический.Термоэлектрический	Электропотенциальный.Электроемкостный	Электростатический порошковый.Электропараметрический.Электроискровой.Рекомбинационного излучения.Экзоэлектронной эмиссии.Шумовой.Контактной разности потенциалов
Вихретоковый	Прошедшего излучения.Отраженного излучения	Амплитудный.Фазовый.Частотный.Спектральный.Многочастотный	Трансформаторный.Параметрический
Радиоволновой	Прошедшего излучения.Отраженного излучения.Рассеянного излучения.Резонансный	Амплитудный.Фазовый.Частотный.Временной.Поляризационный.Геометрический	Детекторный (диодный).Болометрический.Термисторный.Интерференционный.Голографический.Жидких кристаллов.Термобумаг.Термолюминофоров.Фотоуправляемых полупроводниковых пластин.Калориметрический
Тепловой	Тепловой контактный.Конвективный.Собственного излучения	Термометрический.Теплометрический	Пирометрический.Жидких кристаллов.Термокрасок.Термобумаг.Термолюминофоров.Термозависимых параметров.Оптический интерференционый.Калориметрический
Оптический	Прошедшего излучения.Отраженного излучения.Рассеянного излучения.Индуцированного излучения	Амплитудный.Фазовый.Временной.Частотный.Поляризационный.Геометрический.Спектральный	Интерференционный.Нефелометрический.Голографический.Рефрактометрический.Рефлексометрический.Визуально-оптический
Радиационный	Прошедшего излучения.Рассеянного излучения.Активационного анализа.Характеристического излучения.Автоэмиссионный	Плотности потока энергии.Спектральный	Сцинтилляционный.Ионизационный.Вторичных электронов.Радиографический.Радиоскопический
Акустический	Прошедшего излучения.Отраженного излучения (эхо-метод).Резонансный.Импедансный.Свободных колебаний	Амплитудный.Фазовый.Временной.Частотный.Спектральный	Пьезоэлектрический.Электромагнитно-акустический.Микрофонный.Порошковый
	Акустико-эмиссионный	Амплитудный.Фазовый.Временной.Частотный.Спектральный
	Акустико-ультразвуковой	Амплитудный.Фазовый.Временной.Частотный.Спектральный	Пьезоэлектрический
Виброакустический	Механические колебания – движение точки или механической системы, при котором происходят колебания характеризующих его скалярных величин	Статистические параметры колебательного процесса (механических колебаний)	Пьезоэлектрический.Электромагнитно-акустический

Таблица 2

Классификация методов контроля проникающими веществами (капиллярных и течеискания)
По характеру взаимодействия веществ с контролируемым объектом	По первичному информативному параметру	По способу получения первичной информации
Молекулярный	Жидкостный.Газовый	Яркостный (ахроматический).Цветной (хроматический).Люминесцентный.Люминесцентно-цветной.Фильтрующихся частиц.Масс-спектрометрический.Пузырьковый.Манометрический.Галогенный.Радиоактивный.Катарометрический.Высокочастотного разряда.Химический.Остаточных устойчивых деформаций.Акустический

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.

Основные применяемые методы неразрушающего контроля

Во время обследования объектов сотрудники нашей лаборатории применяют следующие методы неразрушающего контроля:

• Дефектоскопию или метод контроля ультразвуков, не разрушающую структуру соединения. Технология проведения ультразвукового анализа предполагает поиск структур, не отвечающим по химическим либо физическим параметрам, любые различия от нормы считаются признаками дефекта;
• Сейсмоакустический метод контроля – при помощи этого метода неразрушающего контроля сплошности бетонных свай производится контроль качества этих сооружений, выполняется анализ сплошности, определяется их текущая длина. Этот метод предназначен для проверки отдельно стоящих свай всех типов, без учета технологии их возведения (забивных, буронабивных, буроинъекционных и др.);
• Тепловизионное обследование – это метод исследования, основанный на дистанционном замере тепловизором температур на поверхности ограждающий конструкций. Одним из способов сокращения энергозатрат является сокращение тепловых утечек через ограждающие конструкции. Избыточное поступление холодных воздушных масс в помещение ощущается человеком, вот только визуально выявить эти теплопотери возможно только с применением специального прибора;
• Визуально-измерительный метод – простой и весьма точный способ обследования строительных материалов, визуальный осмотр и замеры производит специалист на объекте. Этот способ обследования применяется для практически для всех видов строительных материалов – от небольших изделий до крупных строительных объектов. Контроль производятся при помощи измерительных приборов, например, штангенциркуля, металлической линейки, специально разработанных шаблонов под конкретные задачи. Этот метод помогает быстр и легко выявить различные дефекты и погрешности в строительстве. Методом визуально-измерительного контроля проверяются на различных стадиях создания объекта: при входном контроле, во время подготовительного этапа к сборке или сварке, контроль наплавок, исправления дефектов;
• Акустический контроль – метод неразрушающего контроля, использующий волновые колебания, возбуждаемых в проверяемом объекте. При помощи упругих колебаний, возбуждаемых на поверхности объекта, производится анализ частотного спектра, позволяющий выявить дефекты жесткой связи между слоями конструкции, а также внутренние дефекты объемных изделий;
• Магнитопорошковый метод предназначен для выявления поверхности и подповерхностных, используется с целью поиска травильных, закалочных, деформационных трещин, волосовин, а также закатов, флокенов, расслоений, надрывов. В сварных соединениях метод выявляет трещины, непровары, наличие окисных, шлаковых и флюсовых соединений. Для этого на поверхность конструкции наносится порошок либо суспензия, затем выполняют намагничивание объекта. В точках несплошности силовые линии магнитного поля достигают поверхности, образуя полюса по краям дефектной точки, притягивая частички ферромагнитного порошка. Таким образом по сформированному рисунку обнаруживают поверхностные и подповерхностные неисправности объекта;
• Радиографический способ позволяет выявить скрытые недочеты сварных стыков без необходимости их повреждения. В основе метода лежит способность волн рентгена проникать сквозь металл. Излучение, которое исходит с оборотной стороны обследуемой детали, подвергается тщательному измерению. На основании полученных данных выдают точные показатели толщины, состава металла. Этим способом исследуют скрытые недочеты технологических и гражданских трубопроводов, корпусов судов, каркасов зданий, элементов самолетов, ракет, оружейных систем. С помощью радиографии определяют локально местонахождение непроваров, включений шлака, вольфрама, газовых пор, объективно оценить величину деформаций корня стыка выпуклой либо вогнутой формы;
• Магнитный метод обследования предназначен для поиска и оценки качества арматуры в бетоне, для проведения исследования применяется арматуроскоп. Этот прибор позволяет с точностью измерить толщину защитного слоя бетона при технологическом контроле на предприятиях, оперативно проверять качество армирования различных железобетонных конструкций.

Вихретоковый контроль

Основой для вихретокового метода НК служит взаимодействие электромагнитных полей – внешнего и поля вихревых токов, создаваемых в объекте контроля. Вихревые потоки заметил физик из Франции Араго в 1824 году. Ученый отметил, что находящийся под магнитной стрелкой медный диск вращается за счет вихревых токов.

С помощью вихретокового метода можно не только выявить дефекты и оценить свойства объектов контроля. Вихретоковый контроль широко применяется и при производстве деталей, и при их ремонте. Высокоточное современное оборудование – это возможность для обработки и хранения большого объема данных о результатах контроля. Системы сканирования автоматизированы, что увеличивает точность визуализации объекта контроля во много раз.

В каких областях используют вихретоковый контроль? Список широк:

1. Вихретоковым методом исследуют сварные и резьбовые соединения, детали разнообразных форм и размеров для оборудования. Кроме того, это метод контроля корпусного оборудования, гибов трубопроводов, лопаток паровых турбин. С помощью вихретокового метода также проверяют поверхность осевого канала роторов турбин.
2. Вихретоковый контроль нужен, чтобы измерять толщину защитных покрытий, тонких труб и тонкого листового проката. Помимо этого, с помощью вихретокового метода ищут коррозионные повреждения.
3. Вихретоковый метод позволяет оценить состояние металла тепломеханического оборудования (как исходное, так и текущее). Метод применим и для оценки качества термообработки; с его помощью проводят сортировку объектов и определяют состав контролируемого вещества.
4. Посредством вихревых токов измеряют глубину поверхностных трещин, обнаруженных на электропроводящих материалах.

Все методы и приборы неразрушающего контроля служат одной цели – выявить даже незначительные повреждения, в том числе грибок, коррозию, расслоение. Востребованность НК объясняется просто: его методы сочетают в себе множество достоинств и соответствуют строгим требованиям промышленной безопасности.

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.

Метод неразрушающего контроля проникающими веществами

Суть способа заключается в том, что во внутренние полости контролируемого устройства или конструкции запускают специально подготовленную жидкость, реже — химически активное или радиоактивное вещество. По его скоплению или следам и определяют место дефекта.

Различают две разновидности:

• капиллярный, для нахождения поверхностных капиллярных трещин, по которым и просачивается вещество – индикатор;
• течеискание — для обнаружения утечек в трубопроводах и емкостях.

Метод неразрушающего контроля проникающими веществами

Поверхность тщательно очищают, далее наносят на нее вещество-индикатор, или пенетрант. После определенной выдержки наносят вещество — проявитель и наблюдают картину дефектов визуально. В случае применения радиоактивных маркеров обнаружение дефектов производят соответствующей рентгенографической аппаратурой. Методика обладает следующими достоинствами:

• высокая чувствительность;
• простота применения;
• наглядность представления.

Он хорошо сочетается с другими методиками и служит им для взаимной проверки.

Приложение А(справочное)

Перечень изменений настоящего стандарта по отношению к международному стандарту

Таблица А.1

Положения международного стандарта ИСО/ТУ 18173:2005	Положения настоящего стандарта
Термин 2.4.	Термин 2.4.
искусственная несплошность: Несплошности, полученные посредством обработки резанием или иной обработки, такие как отверстия, пазы или зарубки	искусственная несплошность: Несплошности, полученные посредством обработки резанием или иной обработки, такие как отверстия, пазы, щели или зарубки
Термин 2.5.	Термин 2.5.
настройка прибора; юстировка прибора: Сравнение показаний прибора со значением параметра, воспроизводимого контрольным образцом, и его регулировка при необходимости	настройка прибора; юстировка прибора: Приведение прибора в состояние, необходимое для выполнения неразрушающего контроля, его наладка, регулировка, в частности путем сравнения его показаний со значением параметра, воспроизводимого контрольным образцом
Термин 2.9.	Термин 2.9.
несплошность: Нарушение сплошности или когезии, выраженное в виде естественных или искусственных разрывов физической структуры материала или искажения формы изделия	несплошность: Нарушение сплошности или когезии, выраженное в виде естественных или искусственных разрывов физической структуры материала
Термин 2.13.	Термин 2.13.
дефектность: Отклонение показателей качества от предполагаемых значений	дефектность: Отклонение показателей качества от установленных значений
Термин 2.15.	Термин 2.15.
интерпретация: Принятие решения о том, является ли показание значимым, незначимым или ложным	распознавание дефекта: Определение характера обнаруженного дефекта, установление его вида, формы и размеров и принятие решения о том, является ли дефект значимым, незначимым или ложным
Термин 2.20.	Термин 2.20.
неразрушающий контроль, НК: Разработка и применение технических методов исследования материалов или деталей, узлов, компонентов изделий в целях оценки их целостности, свойств, состава и измерения геометрических характеристик путем обнаружения и локализации дефектов, измерения их параметров способами, не ухудшающими последующую эксплуатационную пригодность и надежность	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
Термин 2.22.	Термин 2.22.
контрольный образец: Образец из материала определенного состава с заданными геометрической формой и размерами, используемый для настройки и оценки параметров оборудования	контрольный образец: Образец из материала определенного состава с заданными геометрической формой и размерами, используемый для настройки и оценки параметров аппаратуры и дефектоскопических материалов, а также в качестве индикаторов их работоспособности
Термин 2.23.	Термин 2.23.
контрольный образец чувствительности: Образец материала, содержащий четко определенные несплошности и используемый для настройки или проверки чувствительности оборудования и (или) метода	контрольный образец чувствительности: Образец материала, содержащий четко определенные несплошности и используемый для настройки или проверки чувствительности метода, оборудования, аппаратуры или дефектоскопических материалов при заданной технологии контроля
Термин 2.27.	Термин 2.27.
анализ результатов контроля: Систематическое изучение данных при проведении неразрушающего контроля в целях определения наличия или отсутствия дефектов	анализ результатов контроля: Систематическое изучение данных при проведении неразрушающего контроля за какой-то период времени для установления наличия или отсутствия дефектов, прогнозирования появления дефектов, определения необходимости корректировки технологии изготовления или эксплуатации проверяемых технических объектов, оптимизации контролируемых параметров или изменения стратегии неразрушающего контроля в целях эффективного воздействия на качество продукции на всех стадиях ее жизненного цикла
–	Термин 2.29.
	дефектоскопический материал: Краска, жидкость, порошок, суспензия, паста или другой материал, предназначенный для обнаружения и визуализации дефектов объекта контроля

УДК 620.179:006.354		ОКС 19.100
Ключевые слова: контроль неразрушающий, дефект, контрольный образец, чувствительность, разрешающая способность

Электронный текст документа

и сверен по:

, 2019

Устройства электрического НК

Электроизмерительные приборы регулируются ГОСТ 25315-82, которым предусматривается применение:

1. Электрических преобразователей, конструктивно зависимых от агрегатного состояния контролируемой среды. При наиболее сложном жидком или газообразном состоянии выбор устройства осуществляется в соответствии с такими критериями, как его пропускная способность и характер взаимодействия среды с электродами.
2. Измерители состава и структуроскопы применяются для определения состава и структуры проверяемого материала по значениям диэлектрической проницаемости, коэффициенту или тангенсу угла потерь.
3. Электропотенциальные приборы, основанные на измерении разности потенциалов на проверяемом участке, когда через него пропускается ток, они применяются для измерения поверхностных пустот и трещин глубиной до 120 мм.
4. Термоэлектрические устройства, используемые в сортировке изделий по маркам стали, экспресс-анализе металлов в процессе плавки или в слитках, измерении толщины гальванического покрытия, изучении механизмов усталости металлов.
5. Электроискровые, электростатические и трибоэлектрические дефектоскопы, контролирующие сплошности диэлектрических материалов и покрытий трубопроводов.

Вибродиагностический метод контроля

Это один из самых современных методов неразрушающего контроля. Он дает возможность следить за состоянием оборудования, не останавливая работу и не прерывая производственный процесс. Вибродиагностический метод контроля базируется на анализе вибрации, которая возникает при работе оборудования. Поскольку любая вибрация – это колебания, она представляет собой совокупность различных частот, которые можно изучить, узнать их амплитуды и по этим показателям определить, в каком состоянии находится оборудование. Конечно, всю эту информацию собирают с помощью высокочувствительной аппаратуры.

Вибродиагностический метод используют при контроле работы оборудования, имеющего в конструкции подшипники качения, гидрооборудование, колесно-редукторные блоки. С помощью этого метода регулярно производят диагностику цилиндров низкого давления, паровых турбин, «кручения» ригелей фундаментов турбин, статорных систем и т.д. Вибродиагностка применяется в энергодобывающих компаниях, на железнодорожном и морском транспорте и в области жилищно-коммунального хозяйства.

Этот метод диагностики позволяет проводить вибрационный контроль и мониторинг вращающегося оборудования, осуществлять тестовую диагностику и центровку машин, балансировку машин на месте эксплуатации, диагностику механических передач, электрических машин, выявлять дефекты подшипников скольжения и качения, ременных и зубчатых передач, дефекты компрессоров, насосов и вентиляторов, этому способу диагностики под силу даже обнаружить дефекты смазки.

Алгоритм контроля

Проведение вихретокового контроля регламентируется руководством РД-13-03-2006, которым предусматривается составление технологических карт для каждого отдельного проверяемого объекта. Технология контроля деталей вихретоковым методом предполагает поэтапный поиск дефектов.

• Визуальный осмотр проверяемой поверхности.
• Предварительная настройка и калибровка используемых устройств с помощью эталонных образцов.
• Корректирование предварительной калибровки на объекте контроля.
• Выявление отклонений преобразователем путем зигзагообразного сканирования исследуемой поверхности.
• Обработка полученных результатов и оценка качества объекта контроля.

К качеству выпускаемой продукции предъявляются жесткие требования, что стимулирует разработку и увеличивает разнообразие новых типов вихретоковых дефектоскопов и преобразователей.

Приложение А(справочное)

Пояснения к терминам и признакам классификации

К термину “контролируемый объект”

Под контролируемым объектом подразумеваются материалы, полуфабрикаты и готовые изделия. К термину “детектор”

Под детектором подразумевается устройство, предназначенное для обнаружения и преобразования энергии физического поля (излучения) в другой вид энергии, удобной для индикации, последующей регистрации и измерения. К термину “индикаторный след”

По ГОСТ 18442.

К термину “индикатор”

Под индикатором подразумевается прибор, устройство, элемент или вещество, предназначенные для регистрации первичных информативных параметров в форме, удобной для восприятия человеком. К термину “виброакустический”

Виброакустическими колебаниями называют механические колебания (вибрационные, акустические, гидроакустические), сопровождающие функционирование объекта.

Виброакустическим сигналом называют физическую величину, характеризующую виброакустические колебания.

Механическими колебаниями называют движение точки или механической системы, при котором происходят колебания характеризующих его скалярных величин. К признаку классификации “по характеру взаимодействия физических полей или веществ с контролируемым объектом”

Под характером взаимодействия физического поля или вещества с контролируемым объектом подразумевается непосредственное взаимодействие поля или вещества с контролируемым объектом, но не с проникающим веществом. К признаку классификации “по первичному информативному параметру”

Под первичным информативным параметром подразумевается одна из основных характеристик физического поля или проникающего вещества, регистрируемая после взаимодействия этого поля или вещества с контролируемым объектом. К признаку классификации “по способу получения первичной информации”

Под первичной информации подразумевается совокупность характеристик физического поля или проникающего вещества, регистрируемая после взаимодействия этого поля или вещества с контролируемым объектом.

УДК 620.179.16:006.354		ОКС 19.100
Ключевые слова: контроль неразрушающий, виды контроля, методы контроля, магнитный контроль, вихретоковый контроль, тепловой контроль, оптический контроль, акустический контроль

Электронный текст документа

и сверен по:

, 2019