Общие положения неразрушающего контроля

Дефекты материала сопровождают деталь на протяжении всего периода существования. Они могут появиться: на стадии получения заготовки (дефекты литья, ковки или прокатки); на стадии изготовления (дефекты обработки, закалки); на стадии эксплуатации (усталостные трещины, хрупкое и вязкое разрушение). Дефекты изготовления, не обнаруженные своевременно, реализуются на стадии эксплуатации, приводя к внезапным отказам, остановкам и простоям оборудования.

Многочисленными исследованиями установлено, что детали, подверженные циклическим нагрузкам, 90…97% времени срока службы работают при наличии и развитии дефектов. Даже хрупкое разрушение не происходит мгновенно, а занимает определенный промежуток времени с момента зарождения дефекта до полного разрушения. Такое постепенное накопление повреждений в материале детали позволяет контролировать ее состояние, используя неразрушающие методы контроля. Использование этих методов позволяет не только обнаружить дефекты, но и оценить опасность повреждения, определить причину возникновения дефекта.

неразрушающий контроль екатеринбург (НК) – контроль целостности, основных рабочих свойств и параметров объекта контроля. Методы неразрушающего контроля обеспечивают нахождение дефектов в материале изделия (объекта) без его разрушения, путем взаимодействия физического поля или вещества с объектом контроля. В качестве объекта в неразрушающем контроле наиболее часто выступает деталь или соединение деталей (сварочный шов, клеевое соединение).

Существует понятие разрушающего контроля. Например, измерить прочность на разрыв каната, болта или иного объекта можно только путем приложения разрушающей нагрузки, после чего объект уже не будет пригоден к использованию. Такой контроль применяют к нескольким объектам из партии, чтобы определить отсутствие нарушения технологий, влияющих на проверяемые параметры.

Задачи неразрушающего контроля связаны:

• с выбором метода, подходящего для обнаружения наиболее характерных дефектов, возникающих в данном объекте контроля;
• разработки методики и выбора средств для осуществления контроля;
• определения критериев для оценки степени повреждения.

Методы неразрушающего контроля

С точки зрения физических явлений выделяют девять основных видов неразрушающего контроля:

• магнитный;
• электрический;
• вихретоковый;
• радиоволновой;
• тепловой;
• оптический;
• радиационный;
• акустический;
• проникающими веществами.

Магнитный метод неразрушающего контроля

Магнитные методы НК применяются для контроля деталей и изделий, изготовленных из ферромагнитных материалов, находящихся в намагниченном состоянии. Свойства деталей (химический состав, структура, наличие несплошностей и др.), которые позволяет контролировать данный метод, связаны с параметрами процесса намагничивания и петлей гистерезиса. Неоднородности структуры детали, такие, как раковины, поры, трещины, инородные включения, вызывают изменения в магнитном потоке, протекающем по детали. Эти неоднородности имеют магнитные свойства, отличные от свойств основного материала, что приводит к искажению магнитного поля (рисунок 134).

Рисунок 134 – Схема образования магнитного поля над дефектом: 1 – контролируемая деталь; 2 – трещина; 3 – магнитное поле рассеивания; N, S – полюса постоянного магнита

Основные виды магнитных методов НК:

• индукционный;
• магнитографический;
• магниторезисторный;
• феррозондовый;
• магнитопорошковый.

Наибольшее применение получил магнитопорошковый метод, который применяют для контроля объектов из ферромагнитных материалов с магнитными свойствами, позволяющими создавать в местах нарушения сплошности магнитные поля рассеяния, достаточные для притяжения частиц магнитного порошка. Цель контроля состоит в обнаружении путем визуализации характера искажений магнитных силовых линий в контролируемой детали. Визуализация неоднородности магнитных силовых линий осуществляется путем нанесения на поверхность контролируемой детали намагниченных частиц, магнитных порошков, как в виде сухой пудры, так и в виде суспензии, магнитных пленок.

Контроль магнитопорошковым методом осуществляется в соответствии с ГОСТ 21105-87 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод».

Электрический метод неразрушающего контроля

Электрический метод НК основан на регистрации параметров электрического поля, взаимодействующего с контролируемым объектом (собственно электрический метод), или поля, возникающего в контролируемом объекте в результате внешнего воздействия (термоэлектрический метод). Его применяют для контроля диэлектрических и проводящих материалов. Методы электрического контроля (электростатический порошковый, термоэлектрический, электроискровой, электрического потенциала, емкостной) позволяют:

• определять дефекты различных материалов;
• измерять толщины стенок, покрытий и слоев;
• сортировать металлы по маркам, контролировать диэлектрические или полупроводниковые материалы.

Недостатками перечисленных методов электрического неразрушающего контроля являются необходимость контакта с объектом контроля, жесткие требования к чистоте поверхности изделия, трудности автоматизации процесса измерения и зависимость результатов измерения от состояния окружающей среды.

Первичными информационными параметрами являются электрическая емкость или потенциал. Если через контролируемую деталь или зону детали проходит ток, то на силу и плотность тока между парой электродов, соприкасающихся с поверхностью, влияют неоднородности и несплошности (рисунок 135). Это составляет физическую основу метода электрического неразрушающего контроля.