Головна

   Велика Радянська Енциклопедія

... скопия

   
 

), комплекс методів і засобів неруйнівного контролю матеріалів і виробів з метою виявлення дефектів. Д. включає: розробку методів і апаратуру (дефектоскопи тощо); складання методик контролю; обробку показань дефектоскопів. Внаслідок недосконалості технології виготовлення або в результаті експлуатації в тяжких умовах у виробах з'являються різні дефекти - порушення сплошности або однорідності матеріалу, відхилення від заданого хімічного складу або структури, а також від заданих розмірів. Дефекти змінюють фізичні властивості матеріалу (щільність, електропровідність, магнітні, пружні властивості та ін.) В основі існуючих методів Д. лежить дослідження фізичних властивостей матеріалів при впливі на них рентгенівських, інфрачервоних, ультрафіолетових і гамма-променів, радіохвиль, ультразвукових коливань, магнітного та електростатичного полів та ін Найбільш простим методом Д. є візуальний - неозброєним оком або за допомогою оптичних приладів (наприклад, лупи). Для огляду внутрішніх поверхонь, глибоких порожнин і важкодоступних місць застосовують спеціальні трубки з призмами і мініатюрними освітлювачами (діоптрійної трубки) і телевізійні трубки. Використовують також лазери

для контролю, наприклад якості поверхні тонкого дроту та ін Візуальна Д. дозволяє виявляти тільки поверхневі дефекти (тріщини, полон та ін.) в металевих виробах і внутрішні дефекти у виробах зі скла або прозорих для видимого світла пластмас. Мінімальний розмір дефектів, що виявляються неозброєним оком, становить 0,1-0,2

мм , а при використанні оптичних систем - десятки мкм Рентгенодефектоскопія заснована на поглинанні рентгенівських променів , яке залежить від щільності середовища і атомного номера елементів, що утворюють матеріал середовища. Наявність таких дефектів, як тріщини, раковини або включення чужорідного матеріалу, призводить до того, що проходять через матеріал промені (.

рис. 1 ) послаблюються в різного ступеня. Реєструючи розподіл інтенсивності проходять променів, можна визначити наявність і розташування різних неоднорідностей матеріалу. Інтенсивність променів реєструють декількома методами. Фотографічними методами отримують знімок деталі на плівці. Візуальний метод заснований на спостереженні зображення деталі на флуоресціюючому екрані. Більш ефективний цей метод при використанні електронно-оптичних перетворювачів . При ксерографії методі отримують зображення на металевих пластинках, покритих шаром речовини, поверхні якого повідомлений електростатичний заряд. На пластинах, які можуть бути використані багаторазово, отримують контрастні знімки. Іонізаційний метод заснований на вимірюванні інтенсивності електромагнітного випромінювання по його іонізуючому дії, наприклад на газ. У цьому випадку індикатор можна встановлювати на достатній відстані від виробу, що дозволяє контролювати вироби, нагріті до високої температури.

Чутливість методів рентгенодефектоскопії визначається відношенням протяжності дефекту в напрямку просвічування до товщини деталі в цьому перетині і для різних матеріалів становить 1-10%. Застосування рентгенодефектоскопії ефективно для деталей порівняно невеликої товщини, т.к. проникаюча здатність рентгенівських променів із збільшенням їх енергії зростає незначно. Рентгенодефектоскопії застосовують для визначення раковин, грубих тріщин, ліквационних включень в литих і зварних сталевих виробах товщиною до 80 мм і у виробах з легких сплавів товщиною до 250

мм . Для цього використовують промислові рентгенівські установки з енергією випромінювання від 5-10 до 200-400 кев (1 ев = 1,60210 Ї 10 -19 дж ). Вироби великої товщини (до 500 мм ) просвічують наджорстким електромагнітним випромінюванням з енергією в десятки МеВ , отриманим в бетатроні Гамма-дефектоскопія має ті ж фізичні основи, що й Рентгенодефектоскопія, але використовується випромінювання гамма-променів, що випускаються штучними радіоактивними ізотопами різних металів (кобальту, іридію, европия та ін.) Використовують енергію випромінювання від декількох десятків кев до 1-2 .

МеВ для просвічування деталей великої товщини ( рис. 2 ). Цей метод має суттєві переваги перед рентгенодефектоскопії: апаратура для гамма-дефектоскопії порівняно проста, джерело випромінювання компактний, що дозволяє обстежити важкодоступні ділянки виробів. Крім того, цим методом можна користуватися, коли застосування рентгенодефектоскопії утруднене (наприклад, в польових умовах). При роботі з джерелами рентгенівського і гамма-випромінювань має бути забезпечена біологічний захист. 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 здатності мікрорадіохвиль обмежена (див.

Скін-ефект ). Цим методом визначають дефекти в сталевих листах, прутках, 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, мікрорадіоволни через рупорні антени проникають у виріб і, пройшовши підсилювач прийнятих сигналів, реєструються прийомним пристроєм. Інфрачервона Д. використовує інфрачервоні (теплові) промені (див. Інфрачервоне випромінювання ) для виявлення непрозорих для видимого світла включень. Так зване інфрачервоне зображення дефекту отримують в прохідному, відбитому або власному випромінюванні досліджуваного виробу. Цим методом контролюють вироби, що нагріваються в процесі роботи. Дефектні ділянки у виробі змінюють тепловий потік. Потік інфрачервоного випромінювання пропускають через виріб і реєструють його розподіл теплочутливим приймачем. Неоднорідність будови матеріалів можна досліджувати також методом ультрафіолетової Д.

Магнітна Д. заснована на дослідженні спотворень магнітного поля , що виникають у місцях дефектів у виробах з феромагнітних матеріалів. Індикатором може служити магнітний порошок (закис-окис заліза) або його суспензія в олії з дисперсністю часток 5-10

мкм . При намагнічуванні вироби порошок осідає в місцях розташування дефектів (метод магнітного порошку). Поле розсіювання можна фіксувати на магнітній стрічці, яку накладають на досліджувану ділянку намагніченого вироби (магнітографічний метод). Використовують також малогабаритні датчики (Ферозонд), які при русі по виробу в місці дефекту вказують на зміни імпульсу струму, що реєструються на екрані осцилоскопа (ферозондовий метод). Чутливість методу магнітної Д. залежить від магнітних характеристик матеріалів, застосовуваних індикаторів, режимів намагнічування виробів та ін Методом магнітного порошку можна виявляти тріщини і ін дефекти на глибині до 2 мм рис. 3

), магнітографічним методом контролюють головним чином зварні шви трубопроводів завтовшки до 10-12 мм ( і виявляють тонкі тріщини і непровар. Ферозондовий метод найбільш доцільний для виявлення дефектів на глибині до 10 мм і в окремих випадках до 20 мм у виробах правильної форми. Цей метод дозволяє повністю автоматизувати контроль і розбракування. Намагнічування виробів проводиться магнітними дефектоскопами ( рис. 4 ), що створюють магнітні поля достатньої напруженості. Після проведення контролю вироби ретельно розмагнічують. Методи магнітної Д. застосовують для дослідження структури матеріалів (магнітна структурометрія) та вимірювання товщини (магнітна толщинометрія). Магнітна структурометрія заснована на визначенні основних магнітних характеристик матеріалу (коерцитивної сили, індукції, залишкової намагніченості, магнітної проникності). Ці характеристики, як правило, залежать від структурного стану сплаву, що піддається різної термічній обробці. Магнітну структурометрія застосовують для визначення структурних складових сплаву, що знаходяться в ньому в невеликій кількості і по своїх магнітних характеристиках значно відрізняються від основи сплаву, для вимірювання глибини цементації, поверхневої гарту і т.п. Магнітна толщинометрія заснована на вимірі сили тяжіння постійного магніту або електромагніту до поверхні виробу з феромагнітного матеріалу, на яку нанесений шар немагнітного покриття, і дозволяє визначати товщину покриття. Електроіндуктівная (струмовихровий) Д. заснована на збудженні вихрових струмів змінним магнітним полем датчика дефектоскопа. Вихрові струми створюють своє поле, протилежне за знаком збудливій. У результаті взаємодії цих полів змінюється повний опір котушки датчика, що і відзначає індикатор. Показання індикатора залежать від електропровідності і магнітної проникності металу, розмірів виробу, а також змін електропровідності за структурних неоднорідностей або порушень суцільності металу. Датчики струмовихровий дефектоскопів виконують у вигляді котушок індуктивності, усередині яких поміщають виріб (прохідні датчики), або які накладають на виріб (накладні датчики). Застосування струмовихровий Д. дозволяє автоматизувати контроль якості дроту, прутків, труб, профілів, що рухаються в процесі їх виготовлення зі значними швидкостями, вести безперервний вимір розмірів. Струмовихровими дефектоскопами можна контролювати якість термічної обробки, оцінювати забрудненість високоелектропроводних металів (міді, алюмінію), визначати глибину шарів хіміко-термічної обробки з точністю до 3%, розсортовувати деякі матеріали по марках, вимірювати електропровідність неферомагнітних матеріалів з точністю до 1%, виявляти поверхневі тріщини глибиною в кілька

мкм

при протяжності їх в декілька десятих доль

мм Термоелектрична Д. заснована на вимірі електрорушійної сили (термоедс), 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 термоедс визначатимуться хімічним складом другого матеріалу. Цей метод зазвичай застосовують в тих випадках, коли потрібно визначити марку матеріалу, з якого складається напівфабрикат або елемент конструкції (в тому числі і в готовій конструкції). .

Трибоелектричного Д. заснована на вимірі електрорушійної сили, що виникає при терті різнорідних матеріалів (див. трибометр ). Вимірюючи різницю потенціалів між еталонними і випробовуваними матеріалами, можна розрізнити марки деяких сплавів.

Електростатична Д. заснована на використанні електростатичного поля , в яке поміщають виріб. Для виявлення поверхневих тріщин у виробах з неелектропровідних матеріалів (фарфору, скла, пластмас), а також з металів, покритих тими ж матеріалами, виріб запилюють тонким порошком крейди з пульверизатора з ебонітовим наконечником (порошковий метод). При цьому частки крейди отримують позитивний заряд. В результаті неоднорідності електростатичного поля частки крейди скупчуються біля країв тріщин. Цей метод застосовують також для контролю виробів з ізоляційних матеріалів. Перед запиленням їх необхідно змочити ионогенной рідиною.

Ультразвукова Д. заснована на використанні пружних коливань (див. Пружні хвилі ), головним чином ультразвукового діапазону частот. Порушення суцільності або однорідності середовища впливають на поширення пружних хвиль у виробі або на режим коливань виробу. Основні методи: ехометод, тіньовий, резонансний, велосімметріческій (власне ультразвукові методи), імпедансний і метод вільних коливань (акустичні методи).

Найбільш універсальний ехометод заснований на посилці у виріб коротких імпульсів ультразвукових коливань ( рис. 5 ) і реєстрації інтенсивності і часу приходу луна сигналів, відбитих від дефектів. Для контролю виробу датчик еходефектоськопа сканує його поверхню. Метод дозволяє виявляти поверхневі і глибинні дефекти з різною орієнтуванням. Створені промислові установки (

рис. 6 ) для контролю різних виробів. Ехосигнали можна спостерігати на екрані осцилоскопа або реєструвати самозаписуючі приладом. В останньому випадку підвищуються надійність, об'єктивність оцінки, продуктивність і відтворюваність контролю. Чутливість ехометодом вельми висока: в оптимальних умовах контролю на частоті 2-4 Мгц можна виявляти дефекти, відбиває поверхня яких має площу близько 1 мм 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 Резонансний метод заснований на визначенні власних резонансних частот пружних коливань (частотою 1-10 Мгц 2.

) при порушенні їх у виробі. Цим методом вимірюють товщину стінок металевих і деяких неметалічних виробів. При можливості вимірювання з одного боку точність вимірювання близько 1%. Крім того, цим методом можна виявляти зони корозійного ураження. Резонансними дефектоскопами здійснюють контроль ручним способом і автоматизованим із записом показань приладу.

Велосіметріческій метод еходефектоськопа заснований на вимірюванні зміни швидкості поширення пружних хвиль в зоні розташування дефектів у багатошарових конструкціях, використовується для виявлення зон порушення зчеплення між шарами металу. Імпедансний метод заснований на вимірюванні механічного опору (імпедансу) виробу датчиком, скануючим поверхню і збудливим у виробі пружні коливання звукової частоти. Цим методом можна виявляти дефекти в клейових, паяних та ін з'єднаннях, між тонкою обшивкою і елементами жорсткості або заповнювачами в багатошарових конструкціях. Виявлені дефекти площею від 15 мм

і більше відзначаються сигналізатором і можуть записуватися автоматично.

Метод вільних коливань (див. Власні коливання2) Заснований на аналізі спектру вільних коливань контрольованого виробу, порушеної ударом; застосовується для виявлення зон порушення з'єднань між елементами в багатошарових клеєних конструкціях значної товщини з металевих і неметалевих матеріалів.

Ультразвукова Д., що використовує кілька змінних параметрів (частотний діапазон, типи хвиль, режими випромінювання, способи здійснення контакту та ін.), є одним з найбільш універсальних методів неруйнівного контролю. Капілярна Д. заснована на штучному підвищенні світло-і кольороконтрастної дефектної ділянки відносно неушкодженого. Методи капілярної Д. дозволяють виявляти неозброєним оком тонкі поверхневі тріщини і ін несуцільності матеріалу, що утворюються при виготовленні та експлуатації деталей машин. Порожнини поверхневих тріщин заповнюють спеціальними індикаторними речовинами (Пенетранти), 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 тощо), що володіє сорбційними властивостями, за рахунок чого частки 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 барвників (наприклад, червоної фарби). Для контролю виробів з темною поверхнею застосовують магнітний порошок, забарвлений люмінофорами (магнітнолюмінесцентний метод), що полегшує спостереження тонких тріщин.Чутливість капілярної Д. дозволяє виявляти поверхневі тріщини з розкриттям менше 0,02

мм

. Однак широке застосування цих методів обмежено через високу токсичність пенетрантів і проявителей.

Д. - рівноправне і невід'ємна ланка технологічних процесів, що дозволяє підвищити надійність випускається. Проте методи Д. не є абсолютними, т.к. на результати контролю впливає безліч випадкових факторів. Про відсутність дефектів у виробі можна говорити тільки з тим або іншим ступенем ймовірності. Надійності контролю сприяє його автоматизація, вдосконалення методик, а також раціональне поєднання декількох методів. Придатність виробів визначається на підставі норм бракування, що розробляються при їх конструюванні і складанні технології виготовлення. Норми бракування різні для різних типів виробів, для однотипних виробів, що працюють в різних умовах, і навіть для різних зон одного виробу, якщо вони піддаються різному механічному, термічному або хімічного впливу. Застосування Д. в процесі виробництва і експлуатації виробів дає великий економічний ефект за рахунок скорочення часу, що витрачається на обробку заготовок з внутрішніми дефектами, економії металу та ін Крім того, Д. відіграє значну роль у запобіганні руйнувань конструкцій, сприяючи збільшенню їх надійності та довговічності .Літ

.: Трапезников А. К., Рентгенодефектоскопія, М., 1948; Жигадло А. В., Контроль деталей методом магнітного порошку, М., 1951; Таточенко Л. К., Медведєв С. В., Промислова гамма-дефектоскопія, М ., 1955; дефектоскопії металів. СБ ст., під ред. Д. С. Шрайбера, М., 1959; Сучасні методи контролю матеріалів без руйнування, під ред. С. Т. Назарова, М., 1961; Кіфер І. ??І., Випробування феромагнітних матеріалів, 2 вид., М. - Л., 1962; Гурвич А. К., Ультразвукова дефектоскопія зварних з'єднань, К., 1963; Шрайбер Д. С., Ультразвукова дефектоскопія, М., 1965; Неруйнівні випробування. Довідник, під ред. Р. Мак-Мастера, пров. з англ., кн. 1-2, М. - Л., 1965; Дорофєєв А. Л., Електроіндуктівная (індукційна) дефектоскопія, М., 1967.

Д. С. Шрайбер

Лит.: Трапезников А. К., Рентгенодефектоскопия, М., 1948; Жигадло А. В., Контроль деталей методом магнитного порошка, М., 1951; Таточенко Л. К., Медведев С. В., Промышленная гамма-дефектоскопия, М., 1955; Дефектоскопия металлов. Сб. ст., под ред. Д. С. Шрайбера, М., 1959; Современные методы контроля материалов без разрушения, под ред. С. Т. Назарова, М., 1961; Кифер И. И., Испытания ферромагнитных материалов, 2 изд., М. - Л., 1962; Гурвич А. К., Ультразвуковая дефектоскопия сварных соединений, К., 1963; Шрайбер Д. С., Ультразвуковая дефектоскопия, М., 1965; Неразрушающие испытания. Справочник, под ред. Р. Мак-Мастера, пер. с англ., кн. 1-2, М. - Л., 1965; Дорофеев А. Л., Электроиндуктивная (индукционная) дефектоскопия, М., 1967.

Д. С. Шрайбер.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я
 


 
© 2014-2022  vre.pp.ua