Дефектоскопия

Содержание

Введение                                                                                                               3

Визуально-измерительный  метод (ВИК)                                                                           4

Акустические (ультразвуковые методы)                                                                        6

Радиационный (рентгеновский) метод)                                                                           17

Капиллярный метод                                                                                                 19

Магнитная дефектоскопия                                                                                        26

Заключение                                                                                                           32

Литература                                                                                                          33 

    Введение.

    Дефектоскопия (от лат. defectus — недостаток и ...скопия), комплекс методов и средств неразрушающего контроля материалов и изделий с целью обнаружения дефектов.  

    Дефектоскопия включает: разработку методов и аппаратуру (дефектоскопы и др.); составление методик контроля; обработку показаний дефектоскопов.

    Вследствие  несовершенства технологии изготовления или в результате эксплуатации в  тяжёлых условиях в изделиях появляются различные дефекты — нарушения сплошности или однородности материала, отклонения от заданногохимического состава или структуры, а также от заданных размеров. Дефекты изменяют физические свойства материала (плотность, электропроводность, магнитные, упругие свойства и др.).

    В основе существующих методов дефектоскопии лежит исследование физических свойств материалов при воздействии на них рентгеновских, инфракрасных, ультрафиолетовых и гамма-лучей, радиоволн, ультразвуковых колебаний, магнитного и электростатического полей и др.  
1. Визуально-измерительный метод (ВИК)

    Дефектоскопию начинают с визуально-измерительного метода, так как этот метод наименее трудоемкий.

    ВИК проводят с использованием оптических систем с формированием пучков световых лучей, отражённых от поверхности изделия. При ВИКе используются: микроскопы, эндоскопы, линзы, радиусные шаблоны, измерительные щупы, угломеры и т.п. 

    В ситуациях, когда температура или химическая среда представляют опасность, или, когда конфигурация ОК (объекта контроля) не позволяет контролировать, используют промышленные телевизионные системы, включающие телевизионную установку, световой прибор и систему транспортировки. Такие системы называют комплексами дистанционного визуального контроля. В таких системах протекают следующие физические процессы: световое излучение, регулируемое световым прибором и отражённое от поверхности ОК, воздействует на первичный преобразователь и преобразуется в первичные сигналы, передающиеся по каналу связи. Во вторичном преобразователе электросигналы преобразуются в световые изображения, воспринимаемые глазом человека.                                        

    Измерительный контроль - вторая часть ВИК. Измерением называют нахождение, значение физической величины опытным путём с помощью  средств измерения. На выбор измерительных  средств оказывают влияние метрологические  показатели: цена деления шкалы, диапазон измерений, предел допустимой погрешности  средств измерений, допустимая погрешность  средств измерений, пределы измерений  и нормативне условия. Погрешностью измерения называют отклонение результата измерения от истинного значения.

     По сравнению с другими методами неразрушающего контроля визуальный контроль легко применим и относительно недорог. Доказано, что этот метод контроля является надежным источником точной информации о соответствии сварных изделий техническим условиям.

    Этот  вид контроля отличается от других видов неразрушающего контроля границами  спектральной      области электромагнитного излучения, используемого для получения информации об объекте. Видимое излучение (свет) - излучение, которое может непосредственно вызывать зрительное ощущение. И действительно, визуальный контроль - это единственный НМК (неразрушающий метод контроля), который может выполняться и часто выполняется без какого-либо оборудования и проводится с использованием простейших измерительных средств.

    Ввиду того, что некоторые технические  средства визуального и измерительного контроля доступны каждому, а сама процедура  контроля кажется достаточно простой, предполагают, что любое обсуждение этого метода может быть простым и быстрым. Фактически же, визуальный и измерительный контроль является таким же современным сложным видом контроля, как радиационный и ультразвуковой.

    Для эффективного выявления дефектов специалисты  по любому виду НК должны уметь выбрать  подход, разработать методику проведения испытания и создать необходимые  приспособления. Кроме того, эти  специалисты должны соответствующим образом подготовить технический персонал для проведения требуемого испытания и обработки его результатов.

    В процессе изготовления и монтажа сварных  конструкций осуществляют систематический  контроль качества производства сварочных  работ – предварительный контроль и контроль готовых сварных соединений. 

 

    

    2. Акустические (ультразвуковые методы) 

    Главным недостатком визуального метода является невозможность обнаружения внутренних дефектов, поэтому целесообразно его использование с другим методом.

    Наибольшее  применение для обнаружения внутренних дефектов получили методы радиационного  и акустического контроля.

    Для акустического метода НК применяют  колебания ультразвукового и  звукового диапазонов частотой от 50 Гц до 50 МГц. Интенсивность колебаний  обычно невелика, не превышает 1 кВт/м2. Такие колебания происходят в области упругих деформаций среды, где напряжения и деформации связаны пропорциональной зависимостью (область линейной акустики).

    Кроме упругости по объёму, в твёрдом  теле существует упругость по форме, поэтому в теле могут распространяться волны двух типов: продольные и поперечные. Акустические волны в твёрдых  телах характеризуются либо смещение, либо колебательными скоростями, либо тензорами деформации или напряжения.

    Для контроля применяют разные типы (моды) волн, отличающиеся направлением колебаний  частиц, скоростью распространения  и другими признаками.

    В объёме твёрдого тела, как уже было сказано  выше, могут распространяться продольные и поперечные волны. В продольной волне колебательные скорости частиц среды совпадают с направлением распространения волны, в поперечной - перпендикулярны ему. 
Известно много акустических методов неразрушающего контроля (рис.1), некоторые применяются в нескольких вариантах. Их делят на две большие группы - активные и пассивные методы.

    Активные  методы основаны на излучении и приёме упругих волн, пассивные - только на приёме волн, источником которых служит сам контролируемый объект.

    Активные  методы делят на методы прохождения, отражения, комбинированные (использующие как прохождение, так и отражение), импедансные и методы собственных частот.

    Методы  прохождения (рис.2) используют излучающие и приёмные преобразователи, расположенные по разные или по одну сторону контролируемого изделия. Применяют импульсное или (реже) непрерывное излучение и анализируют сигнал, прошедший через контролируемый объект. К методам прохождения относят:

• амплитудный теневой метод;
• временной теневой метод
• .велосиметрический метод.

 
 

    В методах отражения (рис.3) используют как один, так и два преобразователя; применяют импульсное излучение. К этой подгруппе относят следующие методы дефектоскопии: 

• эхо-метод; 
  
• эхо-зеркальный метод; 
  
• дельта-метод; 
  
• дифракционно-временной метод; 
  
• ревербирационный метод.

 
 

     
       В комбинированных методах (рис.4) используют принципы, как прохождения, так и отражения

• акустических волн: 
  
• зеркально-теневой метод; 
  
• эхо-теневой метод; 
  
• эхо-сквозной метод. 

 
 

    Методы  собственных частот (рис.5) основаны на измерении этих частот (или спектров) колебаний контролируемых объектов. Собственные частоты измеряют при возбуждении в изделиях как вынужденных, так и свободных колебаний. Свободные колебания обычно возбуждают механическим ударом, вынужденные - воздействием гармонической силы меняющейся частоты.

 

 

 
 

    Импедансные методы(рис.6,а) используют зависимость импедансов изделий при их упругих колебаниях от параметров этих изделий и наличия в них дефектов.

    Пассивные акустические методы основаны на анализе упругих колебаний волн, возникающих в самом контролируемом объекте. Наиболее характерным пассивным методом является акустико-эмиссионный метод (рис.6,б). Явление акустической эмиссии состоит в том, что упругие волны излучаются самим материалом в результате внутренней динамической локальной перестройки его структуры. Такие явления, как возникновение и развитие трещин под влиянием внешней нагрузки, аллотропические превращения при нагреве или охлаждении, движение скоплений дислокаций, - наиболее характерные источники акустической эмисии. Контактирующие с изделием пьезопреобразователи принимают упругие волны и позволяют установить место их источника (дефекта).