В процессе различных видов материалообработки меняются структура и свойства готовых изделий. Эти изменения обусловлены влиянием внутренних напряжений, условиями нагрева или охлаждения, спецификой некоторых технологических процессов. В частности, после литья готовые отливки могут иметь пустоты и раковины, у катаной продукции могут образоваться флокены и свищи, а дефектная сварка изделий приводит к неплотностям в зоне сварного шва. Всё это становится одной из причин низкой долговечности конечной продукции. Ситуация усугубляется ещё и тем, что только малая часть дефектов являются поверхностными, а большинство  их образуется в толще материалов.

В чём состоят задачи неразрушающего контроля

При массовом выпуске некоторых изделий  в технологическом процессе их изготовления можно предусмотреть определённый процент продукции, характеристики которой могут быть установлены по результатам крэш-тестов. Например, болты могут испытываться на прочность разрывными машинами, чугун и ряд полимеров подвергают испытаниям на изгиб, а заклёпки – на срез. Но в случае дорогостоящих изделий, или деталей, производимых малыми сериями, предпочтение всегда отдаётся методам неразрушающего контроля.
Суть такого контроля – установить фактическую макроструктуру материала детали, либо проверить её на наличие поверхностных микротрещин. При этом справедливо полагается, что любой неблагоприятный результат станет причиной несоответствующего техническим требованиям качества или пониженной работоспособности изделия.
По результатам неразрушающих испытаний может принято решение о направлении изделия на доработку (исправимый брак), или о его утилизации (неисправимый брак).

Классификация методов неразрушающего контроля

Они определяются поиском наиболее вероятных внутренних дефектов структуры контролируемого изделия, в числе которых:

• Внутренние дефекты, обусловленные термическими напряжениями, либо нежелательным изменением химического состава изделия (например, посторонние включения, шлаки, газовые поры и т.п.);
• Внешние технологические дефекты, например, задиры, трещинообразование, повышенные растягивающие напряжения;
• Снижение качества поверхности, определяющее пониженные конструктивные характеристики: прожоги после сварки, несоответствующие шероховатость и/или твёрдость  готового изделия (в том числе и микротвёрдость).

В зависимости от поставленных целей контроля, его реализуют в следующих видах:
1.Радиографическим просвечиванием детали при помощи рентгеновского излучения.
2.Ультразвуковой дефектоскопией.
3.Контролем различными электрическими и магнитными методами.
4.Физическими методами, среди которых наибольшее распространение получили  термография, пенетрация и различные виды деформации испытательными машинами.

Радиографическая дефектоскопия 

Метод состоит в сквозном просвечивании детали направленным потоком γ-частиц, которые, взаимодействуя с материалом детали, определённым образом изменяют свою интенсивность и плотность потока. Количественное изменение этих параметров зависит от  габаритов и конфигурации внутреннего изменённого объёма,  а также фактической плотности материала. Сравнивая полученные результаты с необходимыми по техническим условиям, делают вывод о пригодности изделия к эксплуатации.
Радиографический контроль проводится на γ-дефектоскопах. Его ограничения заключаются в необходимости создания достаточно мощного потока γ-частиц, и минимально возможном расстоянии до испытуемого объекта, что не всегда возможно. Кроме того, технология предъявляет  весьма высокие требования к радиационной безопасности.

Ультразвуковая дефектоскопия

При ультразвуковом неразрушающем контроле фиксируются изменения амплитуды и частоты колебаний, возникающих в процессе прохождения ультразвука сквозь исследуемый объём. Процесс происходит в следующей последовательности:

• Высокочастотные звуковые волны генерируются любым преобразователем частоты – магнитострикционным или пьезоэлектрическим, после чего  проходят через контролируемую зону. При этом они отражаются от возможных искажений макроструктуры – пор, пустот и пр.;
• При помощи специального устройства в ультразвуковых дефектоскопах – искательной головки, эти изменения фиксируются прибором, для чего звуковая волна отражается от источника в противоположном направлении;
• По интенсивности изменения направления, либо угла отражения звуковой волны судят о наличии и протяжённости внутреннего дефекта.

В зависимости от конструкции  ультразвуковых дефектоскопов используется или резонансный метод (контролируются изменения амплитуды колебаний), либо импульсный метод, при котором изменения акустического сигнала преобразуются в электрические колебания, которые записываются прибором.

Дефектоскопия с применением физических методов неразрушающего контроля

Все методики, входящую в эту группу используют изменение какого-либо физического параметра вещества изделия.
Пенетрация (проникновение) заключается в визуальной оценке качества  детали по диффузии в её поверхность веществ с высокой проникающей способностью. После нанесения индикаторной жидкости на поверхность её обрабатывают специальным проявителем, который облегчает последующее выявление  микродефектов при помощи электронного растрового микроскопа. Метод неприменим для выявления глубинных дефектов структуры.
Термография применяется при дефектоскопии железобетона, проката, сварных соединений. С её помощью устанавливается неравномерное распределение температуры, которое является следствием неблагоприятных изменений в однородности и гомогенности структуры материалов.

Читайте также: как измерить скорость воздуха с помощью анемометра?

Все публикации
Архив по годам: 2015; 2016;