Печать
Опубликовано: 05 мая 2015 05 мая 2015
Просмотров: 9501 9501

Подробно рассмотрены визуально-оптический контроль, капиллярная дефектоскопия, магнитный метод, метод вихревых токов и радиационный контроль.

 Визуально-оптический контроль.

Визуальный контроль с применением оптических приборов называют визуально-оптическим. Контроль основан на использовании явления отражения видимого света от исследуемого объекта. Он предназначен для обнаружения различных поверхностных дефектов материала деталей, скрытых дефектов агрегатов, контроля закрытых конструкций, труднодоступных мест механизмов и машин (при наличии каналов для доступа приборов к контролируемым объектам). Контроль проводится путем наблюдения деталей и изделий в видимом свете. При контроле используются оптические приборы, создающие полное изображение проверяемой зоны, ее видимую картину.

Простота контроля, несложное оборудование, относительно малая трудоемкость - основные преимущества этого метода.

По виду приемника лучистой энергии различают три группы оптических приборов: визуальные, детекторные и комбинированные. У визуальных приборов приемник - глаз. Визуальные приборы, в основном используемые для визуально-оптического контроля, в свою очередь подразделяются по назначению на три группы:

1} приборы для контроля мелких, близко расположенных объектов, находящихся от глаза контролера на расстоянии наилучшего зрения - 250 мм {лупы, микроскопы);

2)          приборы для контроля удаленных объектов, т.е. расположенных далее 250 мм {телескопические лупы, зрительные трубы, бинокли, телевизионные системы контроля);

3)          приборы для контроля скрытых объектов - внутренних поверхностей отверстий, полых деталей и конструкций (эндоскопы, перископические дефектоскопы и др.).

К детекторным относятся приборы, Rкоторых приёмником лучистой энергии служат различные детекторы: химические реагенты (фотоэмульсии), люминесцирующие вещества, электронные приборы (спектрофотометры) и др.. Комбинированные приборы пригодны для обзора обьектов визуально и с помощью детектора.

Капиллярная дефектоскопия.

Капиллярные методы неразрушающего контроля предназначены для обнаружения открытых дефектов, выходящих на поверхность: трещин, пор, раковин, непроваров и других несплошностей поверхности изделий без их разрушения и, следовательно, дает возможность проводить 100% контроль продукции.

Различают две основные разновидности метода капиллярной дефектоскопии: цветной и люминесцентный. Этими методами контролируют детали различной формы из аустенитных, типовых, алюминиевых медных и других немагнитных материалов. Эти методы позволяют выявлять:

-  трещины сварочные, термические, усталостные;

-  пористость, непровары и другие дефекты типа "открытых несплошностей различной локализации и протяженности, невидимые
невооруженным глазом и лежащие в пределах чувствительности и надежности дефектоскопических средств.

Цветной и люминесцентные методы применимы и для контроля изделий и полуфабрикатов из ферромагнитных материалов в случае невозможности (по причине сложной геометрической формы или сильной структурной магнитной неоднородности) проведения магнитного контроля.

Методы цветной и люминесцентный методы применяют для контроля деталей термически и механически обработанных, шлифованных, полированных, фрезерованных и не имеющих каких-либо покрытий и поверхностных загрязнений.

Капиллярная дефектоскопия основана на физических явлениях капиллярности, сорбции, диффузии, цветовом и световом контрастах. Дефекты выявляют, обнаруживая жидкость, оставшуюся в их полостях после удаления ее с контролируемой поверхности. Как правило, это происходит после нанесения проявителя (рис.1). Он поглощает жидкость, образуя индикаторный рисунок, а также создает фон, улучшающий видимость рисунка.

Индикаторные рисунки, образующиеся при контроле, либо обладают способностью люминесцировать в ультрафиолетовых лучах, либо имеют окраску, вызываемую избирательным поглощением (отражением) части падающих на них световых лучей.

Магнитные методы контроля.

Магнитные методы являются наиболее старыми из методов неразрушающего контроля, связанных с применением приборов. Уже в 1868 году англичанин Саксби применил компас для определения дефектов в пушечных стволах. В 1917 году американец Хоке применил железные опилки для обнаружения трещин в стальных деталях.

Магнитные методы контроля основаны на регистрации магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектами, или на определении магнитных свойств контролируемых изделий. Существует довольно много разновидностей магнитных методов.

Наиболее широко применяемым в энергомашиностроении является магнитопорошковый метод, или магнитопорошковая дефектоскопия.

Рассмотрим принцип магнитопорошковой дефектоскопии. Магнитный поток в бездефектной части изделия не меняет своего направления. Если же на его пути встречаются участки с пониженной магнитной проницаемостью, например, дефекты в виде разрыва сплошности металла (трещины, неметаллические включения и т.д.), то часть магнитных линий выходит из детали. Там где они выходят из детали и входят в нее обратно, возникают местные магнитные полюсы N, Sи магнитное поле над дефектом. После снятия намагничивающего поля магнитное поле над дефектом и местные полюсы остаются из-за остаточной индукции.

Так как магнитное поле над дефектом неоднородно, то на магнитные частицы, попавшие в это поле, действует сила, стремящаяся затянуть частицы в место наибольшей концентрации магнитных линий, то есть к дефекту. Частицы в области поля дефекта намагничиваются и притягиваются друг к другу как магнитные диполи под действием силы так, что образуются цепочные структуры, ориентированные по магнитным силовым линиям поля. Таким образом, над дефектом происходит накопление ферромагнитных частиц.

Магнитопорошковая дефектоскопия является одним из самых распространенных методов обнаружения дефектов типа нарушения сплошности металла. Метод имеет следующие преимущества; высокую чувствительность; возможность контроля деталей, находящихся в конструкции; сравнительно высокую производительность контроля.

Магнитопорошковая дефектоскопия предназначена для выявления тонких поверхностных и подповерхностных нарушений сплошности металла - дефектов, распространяющихся вглубь изделий. Такими дефектами могут быть трещины, волосовины, надрывы, флокены, непровары, поры. Дефекты типа расслоений, закатов, плоскости которых параллельны контролируемой поверхности и не выходят на нее, магнитопорошковой дефектоскопией не выявляются.

Наибольшая вероятность выявления дефектов достигается в случае, когда плоскость дефекта составляет угол 90° с направлением намагничивающего поля (магнитного потока). С уменьшением этого угла чувствительность метода снижается, и при углах, существенно меньших 90°, дефекты могут быть не обнаружены.

Электромагнитный метод контроля.

Электромагнитный метод (метод вихревых токов) основан на регистрации изменений электромагнитного поля вихревых токов наводимых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте контроля. Вихревые токи - это замкнутые токи, индуктированные в проводящей среде изменяющимся магнитным полем. Если через катушку пропускать ток определенной частоты, то магнитное поле этой катушки меняет свой знак с той же частотой. Интенсивность и распределение вихревых токов в объекте зависят от его геометрических, электромагнитных параметров и от взаимного расположения измерительного вихретокового преобразователя и объекта. В качестве преобразователя используют обычно индуктивные катушки (одну или несколько). Синусоидальный или импульсный ток, действующий в катушках вихретокового преобразователя, создает электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в электропроводящем объекте. Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на катушки преобразователя наводя в них электродвижущую силу (ЭДС) или изменяя их полное сопротивление. Регистрируя напряжение на зажимах катушки или ее сопротивление, получают информацию о свойствах объекта и о положении преобразователя относительно него.

 

ЭДС или сопротивление преобразователя зависят от многих параметров объектов контроля, то есть информация - многопараметровая. С другой стороны, требуются специальные приемы для разделения информации об отдельных параметрах объекта. При контроле одного из параметров влияние остальных на сигнал преобразователя становится мешающим и это влияние необходимо уменьшать.

Другая особенность электромагнитного контроля состоит в том. Что его можно проводить без контакта преобразователя и объекта. Их взаимодействие происходит обычно на расстояниях небольших, но достаточных для свободного движения преобразователя относительно объекта. Поэтому этим методом можно получать хорошие результаты при высоких скоростях движения объектов контроля.

Метод вихревых токов применяют для дефектоскопии, структуроскопии, определения толщины покрытий, размеров, химического состава, качества термической обработки.

Возбудителем вихревых токов может быть поле движущегося магнита, переменное поле тока в проводе, волна радиоизлучения. Самым распространенным датчиком является катушка индуктивности с переменным током или комбинация нескольких катушек.

Радиационные методы контроля.

Радиационные методы основаны на взаимодействии электромагнитного излучения с твердым телом. Однородный поток электромагнитного излучения подается на просвечиваемую деталь (рис.3.9). Проходя через нее и взаимодействуя с материалом детали и дефектами в ней, поток ослабляется (рассеивается и поглощается). Степень ослабления зависит от толщины и плотности контролируемого объекта, а также от интенсивности и энергии излучения. В результате прохождения излучения через внутренние и наружные дефекты прошедшее поле становится неоднородным. Неоднородный поток электромагнитного излучения после прохождения детали образует так называемое радиационное изображение, которое преобразуется в видимое с помощью детектора, например, фоточувствительной пленки. На пленке после проявления формируются участки с различной оптической плотностью.

При радиационном контроле применяют тормозное излучение (частный случай – рентгеновские лучи), нейтронное или g-излучение.

По способу регистрации излучения различают:

а)           радиографию;

б)          радиоскопию;

в)           радиометрию.

При радиографии получают неподвижное изображение на фотопленке или на специальных пластинах. В последнем случае изображение с пластин переносят на бумагу. Радиография с использованием пленок основана на фотографическом действии электромагнитного излучения.

В радиоскопии радиационное изображение подается на сцинтилляционный кристалл. Сцинтилляция - явление излучения кристаллом видимого света под воздействием тормозного или g- излучения.
После кристалла изображение поступает на фотоэлектронный умножитель, где оптическое изображение преобразуется в электронное, затем оно подается на телевизионный приемник. Таким образом, радиоскопия - это получение подвижного видимого изображения.

В радиометрии радиационное изображение подается на ионизационную камеру или счетчик, где производит ионизирующее воздействие на газ, содержащийся в них. Возникающий ионизационный ток измеряется прибором. Таким образом, радиометрия - это получение электрических сигналов под воздействием ионизирующего излучения.

Ультразвуковая дефектоскопия.

В отдельной статье подробно рассмотрена ультразвуковая дефектоскопия.

 

 

Литература:

Кретов Е.Ф. Ультразвуковая дефектоскопия в энергомашиностроении. Санкт-Петербург: издательство «Радиоавионика». - 1995. – 327 с.