Лекція №10
Дефектоскопія – це область знань, що охоплює теорію, методи та технічні засоби визначення дефектів у матеріалі контрольованих об'єктів, зокрема у матеріалі деталей машин та елементів металоконструкцій.
Дефектоскопія є складовою діагностики технічного стану обладнання та його складових частин. Роботи, пов'язані з виявленням дефектів у матеріалі елементів обладнання, поєднуються з ремонтами та технічним обслуговуванням або виконуються самостійно в період технічного огляду.
Для виявлення прихованих дефектів у конструкційних матеріалах використовують різні методи неруйнівного контролю (дефектоскопії).
Відомо, що дефекти в металі є причиною зміни його фізичних характеристик: густини, електропровідності, магнітної проникності, пружних та інших властивостей. Дослідження цих показників і виявлення з допомогою дефектів становить фізичну сутність методів неруйнівного контролю. Ці методи засновані на використанні проникаючих випромінювань рентгенівських та гамма-променів, магнітних та електромагнітних полів, коливань, оптичних спектрів, явищ капілярності та інших.
Відповідно до ГОСТ 18353 методи неруйнівного контролю класифікують за видами: акустичні, магнітні, оптичні, проникаючими речовинами, радіаційні, радіохвильові, теплові, електричні, електромагнітні. Кожен вид є умовною групою методів, об'єднаних спільністю фізичних характеристик.
Вибір виду дефектоскопії залежить від матеріалу, конструкції та розмірів деталей, характеру дефектів, що виявляються, та умов дефектоскопії (у майстернях або на машині). Основними якісними показниками методів дефектоскопії є чутливість, роздільна здатність, достовірність результатів. Чутливість- Найменші розміри дефектів, що виявляються; Роздільна здатність– найменша відстань між двома сусідніми мінімальними дефектами, що виявляються, вимірюється в одиницях довжини або числом ліній на 1 мм (мм -1). Достовірність результатів- Імовірність пропуску дефектів або бракування придатних деталей.
Акустичні методизасновані на реєстрації параметрів пружних коливань, збуджених у об'єкті, що досліджується. Ці методи широко застосовуються для контролю товщини деталей, помилки (тріщин, пористості, раковин тощо) та фізико-механічних властивостей (зернистості, міжкристалітної корозії, глибини загартованого шару та ін.) матеріалу. Контроль виконується виходячи з аналізу характеру поширення звукових хвиль у матеріалі деталі (амплітуди, фази, швидкості, кута заломлення, резонансних явищ). Метод придатний для деталей, матеріал яких здатний пружно чинити опір деформаціям зсуву (метали, фарфор, оргскло, деякі пластмаси).
Залежно від частоти акустичні хвилі поділяють на інфрачервоні – із частотою до 20 Гц, звукові (від 20 до 2∙10 4 Гц), ультразвукові (від 2∙10 4 до 10 9 Гц) та гіперзвукові (понад 10 9 Гц). Ультразвукові дефектоскопи працюють із УЗК від 0,5 до 10 МГц.
До основних недоліків ультразвукових методів належать необхідність досить високої чистоти поверхні деталей та суттєва залежність якості контролю від кваліфікації оператора-дефектоскопіста.
Магнітні методизасновані на реєстрації магнітних полів розсіювання над дефектами чи магнітних властивостей контрольованого об'єкта. Їх застосовують для виявлення поверхневих та підповерхневих дефектів у деталях різної форми, виготовлених із феромагнітних матеріалів.
При магнітопорошковому способі виявлення магнітного потоку розсіювання використовують магнітні порошки (сухий спосіб) або їх суспензії (мокрий спосіб). Матеріал, що проявляється, наносять на поверхню виробу. Під впливом магнітного поля розсіювання частинки порошку концентруються біля дефекту. Форма його скупчень відповідає контуру дефекту.
Сутність магнітографічного методу полягає в намагнічуванні виробу при одночасному записі магнітного поля на магнітну стрічку, якою покривають деталь, і подальшу розшифровку отриманої інформації.
Магнітні силові лінії результуючого поля спрямовані гвинтовими лініями до поверхні виробу, що дозволяє виявляти дефекти різної спрямованості.
Після контролю усі деталі, окрім бракованих, розмагнічують. Відновлення нерозмагнічених деталей механічною обробкою може призвести до пошкодження робочих поверхонь через притягування стружки. Не слід розмагнічувати деталі, що піддаються при відновленні нагрівання зварювально-наплавними та іншими способами до температури 600...700 о С.
Ступінь розмагніченості контролюють, обсипаючи деталі сталевим порошком. У добре розмагнічених деталей порошок не повинен утримуватись на поверхні. Для цих цілей застосовують прилади, забезпечені феррозондовими полюсошукачами.
Для контролю деталей магнітопорошковим способом серійно випускають стаціонарні, переносні та пересувні дефектоскопи. Останні включають: джерела струму, пристрої для підведення струму, намагнічування деталей і для нанесення магнітного порошку або суспензії, електровимірювальну апаратуру. Стаціонарні прилади характеризуються великою потужністю та продуктивністю. Там можна проводити всі види намагнічування.
Вихрострумові методизасновані на аналізі взаємодія зовнішнього електромагнітного поля з електромагнітним полем вихрових струмів, що наводяться збудливою котушкою в електропровідному об'єкті.
Методи вихрових струмів дозволяють виявляти поверхневі дефекти, у тому числі під шаром металевих та неметалічних покриттів, контролювати розміри покриттів та деталей (діаметри куль, труб, дроту, товщину листів та ін.), визначати фізико-механічні властивості матеріалів (твердості, структури, глибини азотування та ін), вимірювати вібрації та переміщення деталей у процесі роботи машини.
Дефектоскопія деталей радіаційними методамизаснована на реєстрації ослаблення інтенсивності радіоактивного випромінювання під час проходження через контрольований об'єкт. Найчастіше застосовуються рентгенівський та γ-контроль деталей та зварних швів. Промисловістю випускаються як пересувні рентгенівські апарати до роботи на умовах майстерень, і портативні до роботи на польових умовах. Реєстрація результатів радіаційного контролю здійснюється візуально (зображення на екранах, у тому числі стереоскопічне зображення) у вигляді електричних сигналів, фіксацією на фотоплівці або звичайному папері (ксерорадіографія).
Позитивні якості радіаційних методів: висока якість контролю, особливо лиття, зварних швів, стану закритих порожнин елементів машин; можливість документального підтвердження результатів контролю, що не потребує додаткового розшифрування. Істотними недоліками є складність апаратури та організації виконання робіт, пов'язаних із забезпеченням безпечного зберігання та використання джерел радіаційного випромінювання.
Радіохвильові методизасновані на реєстрації зміни електромагнітних коливань, що взаємодіють із контрольованим об'єктом. На практиці набули поширення надвисокочастотні (НВЧ) методи в діапазоні довжин хвиль від 1 до 100 мм. Взаємодія радіохвиль з об'єктом оцінюють характером поглинання, дифракції, відображення, заломлення хвилі, інтерференційним процесам, резонансним ефектам. Ці методи застосовують для контролю якості та геометричних параметрів виробів із пластмас, склопластиків, термозахисних та теплоізоляційних матеріалів, а також для вимірювання вібрації.
Теплові методиУ теплових методах як параметр, що діагностується використовується теплова енергія, що поширюється в об'єкті, випромінювана об'єктом, поглинається об'єктом. Температурне поле поверхні об'єкта є джерелом інформації про особливості процесів теплопередачі, які, у свою чергу, залежать від наявності внутрішніх та зовнішніх дефектів, охолодження об'єкта або його частини внаслідок довкілля тощо.
Контроль температурного поля здійснюють за допомогою термометрів, термоіндикаторів, пірометрів, радіометрів, інфрачервоних мікроскопів, тепловізорів та інших засобів.
Оптичні методиОптичний контроль, що не руйнує, заснований на аналізі взаємодії оптичного випромінювання з об'єктом. Для отримання інформації використовують явища інтерференції, дифракції, поляризації, заломлення, відбиття, поглинання, розсіювання світла, а також зміну характеристик самого об'єкта дослідження внаслідок ефектів фотопровідності, люмінесценції, фотопружності та інших.
До дефектів, що виявляються оптичними методами, відносяться порушення суцільності, розшарування, пори, тріщини, включення сторонніх тіл, зміни структури матеріалів, корозійні раковини, відхилення геометричної форми від заданої, а також внутрішні напруги в матеріалі.
Візуальна ентроскопія дає змогу виявити дефекти на поверхнях об'єкта. Ентроскопи (відеобороскопи) для внутрішнього обстеження важкодоступних місць об'єкта включають зонд зі скловолокна, за допомогою якого дослідник може проникати всередину об'єкта, і екран візуального спостереження поверхні, а також принтер для відеозапису досліджуваної поверхні об'єкта. Застосування оптичних квантових генераторів (лазерів) дозволяє розширити межі традиційних оптичних методів контролю та створити принципово нові методи оптичного контролю: голографічні, акустооптичні.
Капілярний методдефектоскопії заснований на капілярному проникненні індикаторних рідин у порожнини поверхневих і наскрізних несплошностей об'єкта, і реєстрації індикаторних слідів, що утворюються, візуально або за допомогою перетворювача (датчика).
Капілярні методи застосовують для виявлення дефектів у деталях простої та складної форми. Ці методи дозволяють виявляти дефекти виробничо-технологічного та експлуатаційного походження: тріщини шліфувальні, термічні, втомні, волосовини, заходи сонця та ін. В якості проникаючих речовин використовують гас, кольорові, люмінесцентні та радіоактивні рідини, а також застосовують метод вибірково фільтруються частинок.
При використанні кольорових рідин індикаторний малюнок виходить кольоровим, зазвичай червоним, добре виділяється на білому тлі проявника - кольорова дефектоскопія. При використанні люмінесцентних рідин індикаторний малюнок стає добре видимим під впливом ультрафіолетових променів – люмінесцентний метод. Контроль характеру індикаторних малюнків здійснюється візуально-оптичним методом. При цьому лінії малюнка виявляються порівняно легко, оскільки вони в десятки разів ширші та контрастніші, ніж дефекти.
Найпростішим прикладом капілярної дефектоскопії є гасова проба. Проникаючою рідиною служить гас. Проявник - крейда у вигляді сухого порошку або водної суспензії. Гас, просочуючись у шар крейди, викликає його потемніння, яке виявляється при денному світлі.
Достоїнствами капілярної дефектоскопії є універсальність щодо форми, матеріалів деталей, хороша наочність результатів, простота і низька вартість матеріалів, висока достовірність і хороша чутливість. Зокрема, мінімальні розміри тріщин, що виявляються, становлять: ширина 0,001 – 0,002 мм, глибина 0,01 – 0,03 мм. Недоліки: можливість виявлення лише поверхневих дефектів, велика тривалість процесу (0,5 м – 1,5 год) та трудомісткість (необхідність ретельного очищення), токсичність деяких проникаючих рідин, недостатня надійність при негативних температурах.
Тріщини в деталях можна виявляти за допомогою гасової проби.
Гас має гарну змочуючу здатність, глибоко проникає в наскрізні дефекти діаметром більше 0,1 мм. При контролі якості зварних швів одну з поверхонь виробу наносять гас, але в протилежну – адсорбуюче покриття (350...450 г суспензії меленого крейди на 1 л води). Наявність наскрізної тріщини визначають жовтими плямами гасу на крейдовій обмазці.
Для виявлення наскрізних пір та тріщин широко використовуються гідравлічний та пневматичний методи випробувань.
При гідравлічному методі внутрішню порожнину виробу заповнюють робочою рідиною (водою), герметизують, створюють надлишковий тиск насосом і витримують деталь деякий час. Наявність дефекту встановлюють візуально за появою крапель води або відпітування зовнішньої поверхні.
Пневматичний метод знаходження наскрізних дефектів чутливіший, ніж гідравлічний, оскільки повітря легше проходить через дефект, ніж рідина. У внутрішню порожнину деталей закачують стиснене повітря, а зовнішню поверхню покривають мильним розчином або занурюють деталь у воду. Про наявність дефекту судять із виділення бульбашок повітря. Тиск повітря, що закачується у внутрішні порожнини залежить від конструктивних особливостей деталей і зазвичай дорівнює 0,05 - 0,1 МПа.
Методи неруйнівного контролю є універсальними. Кожен їх може бути використаний найбільш ефективно виявлення певних дефектів. Вибір методу неруйнівного контролю визначається конкретними вимогами практики і залежить від матеріалу, конструкції об'єкта, що досліджується, стану його поверхні, характеристики дефектів, що підлягають виявленню, умов роботи об'єкта, умов контролю та техніко-економічних показників.
Поверхневі та підповерхневі дефекти у феромагнітних сталях виявляють намагнічуванням деталі та фіксацією при цьому поля розсіювання за допомогою магнітних методів. Ті ж дефекти у виробах, виготовлених з немагнітних сплавів, наприклад, жаропрочних, нержавіючих, не можна виявити магнітними методами. І тут застосовують, наприклад, електромагнітний метод. Однак і цей метод непридатний для виробів із пластмас. І тут виявляється ефективним капілярний метод. Ультразвуковий метод малоефективний при виявленні внутрішніх дефектів у литих конструкціях та сплавах з високим ступенем анізотропії. Такі конструкції контролюють за допомогою рентгенівських або гамма променів.
Конструкція (форма та розміри) деталейтакож обумовлює ви-
бір методу контролю. Якщо контролю об'єкта простий форми можна застосувати майже всі методи, то контролю об'єктів складної форми застосування методів обмежено. Об'єкти, що мають велику кількість витоків, канавок, уступів, геометричних переходів, важко контролювати такими методами, як магнітний, ультразвуковий, радіаційний. Великогабаритні об'єкти контролюють частинами, визначаючи зони найбільш небезпечних ділянок.
Стан поверхнівироби, під яким мають на увазі її шорсткість та наявність на ній захисних покриттів та забруднень істотно впливає на вибір методу та підготовку поверхні до досліджень. Груба шорстка поверхня виключає застосування капілярних методів, методу вихрових струмів, магнітних та ультразвукових методів у контактному варіанті. Мала шорсткість розширює можливості методів дефетоскопії. Ультразвуковий та капілярний методи застосовують при шорсткості поверхні не більше 2,5 мкм, магнітний та вихрострумовий – не більше 10 мкм. Захисні покриття не дозволяють застосовувати оптичні, магнітні та капілярні методи. Ці методи можна застосовувати лише після видалення покриття. Якщо таке видалення неможливе, застосовують радіаційні та ультразвукові методи. Електромагнітним методом виявляють тріщини на деталях, що мають лакофарбові та інші неметалеві покриття завтовшки до 0,5 мм та неметалічні немагнітні покриття до 0,2 мм.
Дефекти мають різне походження та відрізняються за виглядом, розмірами, місцем розташування, орієнтацією щодо волокна металу. При виборі способу контролю слід вивчити характер можливих дефектів. За розташуванням дефекти можуть бути внутрішніми, що залягають на глибині понад 1 мм, підповерхневими (на глибині до 1 мм) та поверхневими. Для виявлення внутрішніх дефектів у сталевих виробах використовують частіше радіаційні та ультразвукові методи. Якщо вироби мають порівняно невелику товщину, а дефекти, що підлягають виявленню, досить великі розміри, краще користуватися радіаційними методами. Якщо товщина виробу в напрямку просвічування більше 100-150 мм або потрібно виявити в ньому внутрішні дефекти у вигляді тріщин або тонких розшарування, то застосовувати радіаційні методи недоцільно, так як промені не припадають на таку глибину та їх напрямок перпендикулярно до напряму тріщин. У такому разі найбільш прийнятний ультразвуковий контроль.
Дефектоскопія є сучасним способом діагностики, який дозволяє виявити дефекти зварювання та внутрішніх структур матеріалів без їх руйнування. Цей спосіб діагностики використовується під час перевірки якості швів зварювання та визначення міцності металевих елементів. Поговоримо детальніше про різні методи дефектоскопії.
Під час виконання зварювальних робіт не завжди вдається забезпечити якісне з'єднання, що призводить до погіршення міцності виконаних металевих елементів. Щоб визначити наявність таких дефектів використовують спеціальне обладнання, здатне виявляти відхилення структури або склад досліджуваного матеріалу. Дефектоскопія досліджує фізичні властивості матеріалів, впливаючи на них інфрачервоним та рентгенівським випромінюванням, радіохвилями та ультразвуковими коливаннями. Проводитись таке дослідження може як візуально, так і за допомогою спеціальних оптичних приладів. Сучасне обладнання дозволяє визначати найменше відхилення у фізичній структурі матеріалу та виявляти навіть мікроскопічні дефекти, які здатні вплинути на міцність сполуки.
Слід сказати, що різні способи дефектоскопії мають свої переваги та недоліки. Важливо правильно підібрати оптимальну технологію для кожного конкретного зварного з'єднання, що дозволить забезпечити максимальну точність визначення наявних дефектів металевих сплавів і зварювальних швів.
В останні роки найбільшого поширення набула ультразвукова технологія дефектоскопії, яка відрізняється універсальністю у використанні та дозволяє точно визначати наявні неоднорідності структури. Зазначимо компактність обладнання для ультразвукової дефектоскопії, простоту робіт, що виконуються, і продуктивність такої діагностики. В даний час існують спеціальні установки для ультразвукової дефектоскопії, які дозволяють виявляти дефекти площею один квадратний міліметр.
За допомогою такого багатофункціонального сучасного обладнання можна визначити не тільки наявні ушкодження та дефекти, але й контролювати товщину матеріалу до декількох міліметрів товщини. Це дозволяє суттєво розширити сферу використання такого обладнання для дефектоскопії, функціонал якого останніми роками суттєво розширився.
Використання такого дослідження у виробничому процесі та подальше спостереження за металевими зварними виробами, що експлуатуються, дозволяє забезпечити скорочення тимчасових і грошових витрат на контроль якості виготовлених матеріалів і максимально точно визначати стан різних металевих деталей під час їх експлуатації.
*інформацію розміщено в ознайомлювальних цілях, щоб подякувати нам, поділіться посиланням на сторінку з друзями. Ви можете надіслати цікавий нашим читачам матеріал. Ми будемо раді відповісти на всі ваші запитання та пропозиції, а також почути критику та побажання за адресою [email protected]
Дефектоскопія - сучасний метод випробування та діагностики. Це високоефективний засіб виявлення дефектів у різних матеріалів. Спосіб заснований на ступеня поглинання матеріями рентгенівських променів. Рівень абсорбції залежить від показників густини матеріалу, атомного номера елементів, що входить до його складу. Дефектоскопію застосовують у різних галузях діяльності людей: виявлення тріщин з кованих деталях машин, щодо якості сталі, зварних швів, зварювання. Цей метод широко поширений для перевірки свіжості овочевих та плодових культур.
Дефектоскопія - що поєднує найменування кількох методів неруйнівного контролю матеріалів, елементів та виробів. Вони дозволяють виявити тріщини, відхилення хімічного складу, сторонні об'єкти, здуття, пористість, порушення однорідності, заданих габаритів та інші дефекти. Купити обладнання для дефектоскопії на сайті АСК-РЕНТГЕН зручно та просто. Такі пристрої користуються попитом серед підприємств, які займаються випуском різноманітної продукції. Дефектоскопія включає безліч методів:
Методик дефектоскопії багато. Всі вони є однією метою - виявлення дефектів. За допомогою дефектоскопії досліджують структуру матеріалів, що вимірюють товщину. Є використання у виробничих процесах дозволяє отримати відчутний економічний ефект. Дефектоскопія дозволяє заощаджувати метал. Вона допомагає запобігати руйнуванню конструкцій, збільшуючи показники довговічності, надійності.
Контроль якості виробництва та будівництва має здійснюватися кожному етапі. Іноді перевірити роботу об'єкта потрібно вже у процесі експлуатації. Прилад, який допомагає проводити подібну експертизу неруйнівним методом, називається дефектоскоп. Видів дефектоскопів існує безліч. Відрізняються вони за принципом роботи та призначенням. Вивчіть найпопулярніші методи дефектоскопії та корисні рекомендації щодо вибору пристрою, щоб не помилитися при виборі та швидко освоїти роботу.
Залежно від мети дефектоскопії та його застосування, кардинально змінюється методика виявлення ушкоджень і шлюбу, де грунтується робота тієї чи іншої дефектоскопа.
Прилад вихрострумового типу
Дефектоскопія – заходи, спрямовані виявлення різноманітних відхилень від проекту та нормативів під час виробництва чи експлуатації об'єкта. Дефектоскопія допомагає виявити несправність задовго до того, як вона дасть себе знати. Таким чином, можна запобігти поломкам механізмів, руйнуванню конструкцій та аварії на виробництві.
Дефектоскоп – прилад, призначений для перевірки та виявлення дефектів на поверхні або в тілі різних виробів. Дефекти можуть бути найрізноманітнішими. Одні прилади потрібні виявлення слідів корозії, інші – пошуку порожнин, витончення, невідповідності розмірів та інших фізико-механічних вад, а треті можуть визначити дефекти лише на рівні молекулярного будови – знайти зміни структури тіла, його хімічного складу.
Дефектоскоп із електронним дисплеєм
Дефектоскоп відносять до класу приладів під загальною назвою "засоби неруйнівного контролю". У процесі виробництва вироби часто піддаються різноманітним перевіркам. Деякі деталі піддають випробуванням у лабораторіях, де визначають їх запас міцності, здатність протистояти всіляким навантаженням та впливам. Недолік такої методики у цьому, що вона проводиться вибірково і гарантує 100% якість всієї продукції.
Діагностика трубопроводу
Неруйнівний контроль, якого відносять і перевірку дефектоскопом, дозволяє оцінити стан конкретного вироби чи елемента конструкції дома і проведення випробувань. Інструмент незамінний у таких галузях:
Неруйнівний контроль в авіабудуванні
Дефектоскопом перевіряють якість з'єднання (особливо важливо для зварювання трубопроводів високого тиску), стан конструкції в будівництві (металевої, залізобетонної), ступінь зносу механізму, наявність пошкодження деталі. Практично у всіх галузях промисловості, де важливо контролювати стан та відповідність нормам твердих елементів, застосовують різні дефектоскопи.
Залежно від методу перевірки виділяють такі типи дефектоскопів:
Панель керування УЗ дефектоскопа
Порівнювати їх складно, вони настільки різні за будовою, роботою і навіть зовнішнім виглядом, що поєднує їх тільки призначення. Виділити якийсь із приладів і впевнено сказати, що він найкращий, універсальний і замінить всі інші неможливо. Тому при виборі важливо не приймати необачних рішень і не купувати першу модель, що попалася.
Найпопулярніші дефектоскопи, якими можна проводити експертизу неруйнівним методом: ультразвуковий (акустичний), магнітний та вихрострумовий. Вони компактні, мобільні та прості в експлуатації та розумінні принципу. Інші використовуються негаразд широко, але кожен міцно займає свою нішу серед інших засобів дефектоскопії.
Види дефектоскопії
Акустичний дефектоскоп – поняття, що поєднує у собі схожі за загальним принципом прилади неруйнівного контролю. Грунтується акустична дефектоскопія на властивостях звукової хвилі. Зі шкільного курсу фізики відомо, що основні параметри хвилі не змінюються під час руху в однорідному середовищі. Однак, якщо на шляху хвилі виникає нове середовище, частота та довжина її змінюються.
Чим вище частота звуку, тим точніше результат, тому із усього діапазону застосовують ультразвукові хвилі. Ультразвуковий дефектоскоп випромінює звукові хвилі, які проходять крізь об'єкт, що перевіряється. Якщо є порожнини, вкраплення інших матеріалів або інші дефекти, ультразвукова хвиля обов'язково вкаже на них зміною параметрів.
Усі результати повинні заноситись до журналу
Ультразвукові дефектоскопи, що працюють за принципом луна-методу, є найбільш поширеними та доступними. УЗ-хвиля проникає в об'єкт, якщо дефектів не виявлено, відображення не відбувається, відповідно, прилад нічого не вловлює та не реєструє. Якщо ж виникло відображення УЗ, це вказує на наявність вади. Генератор ультразвуку є так само і приймачем, що дуже зручно та полегшує проведення дефектоскопії.
Міні-модель ультразвукового типу
Дзеркальний метод схожий на відлуння, але використовується два пристрої – приймач та передавач. Перевага такого методу в тому, що обидва пристрої знаходяться по одну сторону від об'єкта, що полегшує процес встановлення, налаштування та виміру.
Окремо виділяють методи аналізу ультразвуку, що пройшов через об'єкт наскрізь. Використовують поняття «звукова тінь». Якщо всередині об'єкта є дефект, він сприяє різкому загасанню коливань, тобто створює тінь. На цьому принципі ґрунтується тіньовий метод ультразвукової дефектоскопії, коли генератор і приймач коливань розташовуються на одній акустичній осі з різних боків.
Перевірка ультразвуком
Недоліки такого приладу в тому, що пред'являються суворі вимоги до розмірів, конфігурації і навіть шорсткості поверхні елемента, що перевіряється, що робить пристрій не зовсім універсальним.
Французький фізик Жан Фуко присвятив не один рік вивченню вихрових струмів (струмів Фуко), які виникають у провідниках при створенні в безпосередній близькості до них змінного магнітного поля. Грунтуючись на тому, що за наявності в тілі дефекту, ці вихрові струми створюють своє - вторинне магнітне поле, здійснюють дефектоскопію вихрострумові пристрої.
Вихрострумовий дефектоскоп створює вихідне змінне магнітне поле, а ось вторинне поле, яке і дає можливість виявити та проаналізувати недолік в об'єкті, виникає в результаті електромагнітної індукції. Дефектоскоп вловлює вторинне поле, реєструє його параметри і робить висновок про вид та якість дефекту.
Продуктивність цього приладу висока, перевірка здійснюється досить швидко. Однак вихрові струми можуть виникати виключно в тих матеріалах, які є провідниками, тому сфера застосування такого девайсу значно вже його аналогів.
Пристрій викликає в матеріалі вихрові струми
Ще один поширений метод дефектоскопії – магнітно-порошковий. Він застосовується для оцінки зварних з'єднань, якості захисного шару, надійності трубопроводів тощо. Особливо цінують це метод для перевірки складних формою елементів і важкодоступних для інших приладів ділянок.
Принцип роботи магнітного дефектоскопа ґрунтується на фізичних властивостях феромагнітних матеріалів. Вони мають здатність намагнічуватись. За допомогою постійних магнітів або спеціальних пристроїв, які можуть створювати поздовжнє або циркулярне магнітне поле.
Після на ділянку об'єкта магнітом, нього сухим чи мокрим способом наносять так званий реагент – магнітний порошок. Під дією магнітного поля, що виникло в результаті намагнічування, порошок з'єднується в ланцюжки, структурується і утворює на поверхні чіткий малюнок у вигляді вигнутих ліній.
Намагнічування спеціальним приладом
Цей малюнок наочно демонструє роботу магнітного поля. Знаючи його особливості та основні параметри, за допомогою магнітного дефектоскопа можна визначити, де знаходиться дефект. Як правило, безпосередньо над вадою (тріщиною або порожниною) спостерігається яскраво виражене скупчення порошку. Для визначення характеристик дефекту отриману картинку звіряють з еталоном.
Магнітний порошок у спреї
Методи дефектоскопії удосконалюються з кожним роком. З'являються нові методики, інші поступово виживають себе. Багато дефектоскоп мають досить вузькоспеціалізоване призначення і застосовуються тільки в певних галузях промисловості.
Принцип роботи феррозондового дефектоскопа ґрунтується на оцінці імпульсів, що виникають під час руху пристрою вздовж об'єкта. Застосовується в металургії, при виробництві металопрокату та діагностики зварних з'єднань.
Радіаційний дефектоскоп опромінює об'єкт рентгенівськими променями, альфа-, бета-, гамма-випромінюванням або нейтронами. В результаті отримують докладний знімок елемента з усіма дефектами і неоднорідностями. Метод дорогий, але дуже інформативний.
Капілярний дефектоскоп виявляє поверхневі тріщини і несплошності в результаті впливу на об'єкт спеціальною речовиною, що виявляє. Оцінка результату провадиться візуальним методом. Застосовується капілярна дефектоскопія переважно у машинобудуванні, авіації, суднобудуванні.
В енергетиці для аналізу роботи та виявлення недосконалості елементів, що знаходяться під високою напругою, застосовують електронно-оптичний дефектоскоп. Він здатний вловити найменші зміни коронних та поверхнево-часткових розрядів, що дає змогу оцінити роботу обладнання без його зупинки – дистанційно.
Знімки радіаційної дефектоскопії
Основні параметри, на які слід звернути увагу під час вибору дефектоскопа будь-якого типу:
Магнітопорошковий прилад МД-М
Різні моделі відрізняються за діапазоном виміру. Це означає, що одні здатні виявити дефекти 1 мкм, а межа для інших – 10 мм, наприклад. Якщо в машинобудуванні мікротріщини деталі відіграють істотну роль, то для дефектоскопії в будівництві немає сенсу купувати надточний прилад.
Також виробник неодмінно показує, для яких матеріалів призначений конкретний дефектоскоп, недоліки якого характеру він повинен виявляти. Можуть пред'являтися вимоги до характеру поверхні елемента, наявності захисного шару, розмірів та форми об'єкта.
Під параметром "продуктивність" мається на увазі швидкість сканування та обсяг роботи, який можна виконати за одиницю часу за допомогою певного дефектоскопа. Так, вихрострумовий та феррозондовий способи забезпечують високу швидкість, у той час як процес намагнічування та обробки кожної окремої ділянки магнітним інструментом може зайняти досить тривалий час.
Важлива деталь – встановлення. Вибираючи модель дефектоскопа, має сенс задуматися, як довго і наскільки складно його встановлювати. Ручні мобільні пристрої, які можна дістати з сумки в будь-який момент, краще для чергової дефектоскопії в процесі виробництва або монтажу. Більш складне та точне обладнання потребує тривалої установки та налагодження.
Ультразвуковий прилад вимагає налагодження перед початком роботи
Оскільки контроль, що не руйнує, може здійснюватися як у приміщенні, так і на вулиці, у тому числі в зимовий час, заздалегідь уточніть, чи можна працювати вибраним пристроєм при негативних температурах. Також обов'язково з'ясувати, чи можна виконувати діагностику в умовах агресивного середовища, якщо це необхідно.
Знаючи, як працює дефектоскоп того чи іншого типу, ви легко зможете визначитися з головним способом дефектоскопії. А визначитись із моделлю допоможе досвідчений консультант.
ДЕФЕКТОСКОПІЯ(від латів. defectus - недолік, вада і грец. skopeo - розглядаю, спостерігаю) - комплекс фіз. методів та засобів неруйнівного контролю якості матеріалів, заготовок та виробів з метою виявлення дефектів їх будови. Методи Д. дозволяють повніше оцінити якість кожного виробу без його руйнування та здійснити суцільний контроль, що особливо важливо для відповідальних виробів. призначення, для яких брало методи вибіркового руйнівного контролю недостатні.
Недотримання заданих технол. параметрів під час обробки матеріалу складного хім. та фазового складу, вплив агресивних середовищ та експлуатац. навантажень при зберіганні виробу та у процесі його роботи можуть призвести до виникнення у матеріалі виробу разл. роду дефектів - порушень суцільності чи однорідності, відхилень від заданого хім. складу, структури або розмірів, що погіршують експлуатаційні характеристики виробу. Залежно від величини дефекту у зоні його розташування змінюються фіз. властивості матеріалу - щільність, електропровідність, магнітні, пружні характеристики та ін.
Методи Д. засновані на аналізі спотворень, що вносяться дефектом, в прикладені до контрольованого виробу фіз. поля разл. природи та залежно від результуючих полів від властивостей, структури та геометрії виробу. Інформація про результуюче поле дозволяє судити про наявність дефекту, його координати та розмір.
Д. включає розробку методів неруйнівного контролю та апаратури - дефектоскопів, пристроїв для проведення контролю, систем для обробки і фіксації отриманої інформації. Застосовуються оптич., радіац., магн., акустич., ел-магн. (токовихреві), електрич. та ін методи.
Оптична Д. заснована на безпосередності. огляд поверхні виробу неозброєним оком (візуально) або за допомогою оптич. приладів (лупи, мікроскопа). Для огляду внутр. поверхонь, глибоких порожнин і важкодоступних місць використовують спец. ендоскопи - діоптрійні трубки, що містять світловодиз волоконної оптики, оснащені мініатюрними освітлювачами, призмами та лінзами. Методами оптич. Д. у видимому діапазоні можна виявляти тільки поверхневі дефекти (тріщини, полони та ін.) у виробах з непрозорих матеріалів для видимого світла, а також поверхневі і внутр. дефекти - у прозорих. мін. розмір дефекту, який виявляється візуально неозброєним оком, становить 0,1-0,2 мм, при використанні оптич. систем – десятки мкм. Для контролю геометрії деталей (напр., профілю різьблення, шорсткості поверхні) застосовують проектори, профілометри та мікроінтерферометри. Новою реалізацією оптич. методу, що дозволяє істотно підвищити його роздільну здатність, є лазерна Д., в якій використовується дифракція когерентного лазерного променя з індикацією за допомогою фотоелектронних приладів. При автоматизації оптич. методу контролю застосовують телевізор. передачу зображення.
Радіаційна Д. заснована на залежності поглинання проникаючого випромінювання від довжини шляху, пройденого ним у матеріалі виробу, від густини матеріалу та атомного номера елементів, що входять до його складу. Наявність у виробі порушень суцільності, сторонніх включень, зміни щільності та товщини призводить до разл. ослаблення променів в разл. його перерізах. Реєструючи розподіл інтенсивності минулого випромінювання, можна отримати інформацію про внутрішньо. структурі виробу, в т. ч. судити про наявність, конфігурацію та координати дефектів. При цьому можуть використовуватися проникні випромінювання разл. твердості: рентг. випромінювання з енергіями 0,01-0,4 МеВ; випромінювання, отримане в лінійному (2-25 МеВ) та цикліч. (бетатрон, мікротрон 4-45 МеВ) прискорювачах або в ампулі з активними радіоізотопами (0,1-1 МеВ); гамма-випромінювання з енергіями 0,08-1,2 МеВ; нейтронне випромінювання з енергіями 0,1-15 МеВ.
Реєстрація інтенсивності минулого випромінювання здійснюється разл. способами - фотографіч. методом з отриманням зображення виробу, що просвічується на фотоплівці (плівкова радіографія), на багаторазово використовуваної ксерорадіографіч. платівці (електрорадіографія); візуально, спостерігаючи зображення виробу, що просвічується на флуоресцентному екрані (радіоскопія); за допомогою електронно-оптич. перетворювачів (рентгенотелебачення); виміром інтенсивності випромінювання спец. індикаторами, дія яких брало засноване на іонізації газу випромінюванням (радіометрія).
Чутливість методів радіації. Д. визначається ставленням протяжності дефекту або зони, що має відмінну щільність, у напрямку просвічування до товщини виробу в цьому перерізі і для разл. матеріалів становить від 1 до 10% його товщини. Застосування рентг. Д. ефективно для виробів пор. товщини (сталь до ~80 мм, легкі сплави до ~250 мм). Наджорстке випромінювання з енергією в десятки МеВ (бетатрон) дозволяє просвічувати сталеві вироби завтовшки до ~500 мм. Гамма-Д. характеризується більшою компактністю джерела випромінювання, що дозволяє контролювати важкодоступні ділянки виробів завтовшки до ~250 мм (сталь), причому в умовах, коли рентг. Д. утруднена. Нейтронна Д. наиб. ефективна для контролю виробів невеликої товщини із матеріалів малої щільності. Один із нових способів рентгеноконтролю – обчислить. томографія, заснована на обробці радіометріч. інформації з допомогою ЕОМ, одержуваної при багаторазовому просвічуванні виробів під різними кутами. При цьому вдається пошарово візуалізувати зображення всередину. структури виробу. При роботі з джерелами іонізуючих випромінювань має бути забезпечена відповідна біол. захист.
Радіохвильова Д. заснована на зміні параметрів ел-магн. хвиль (амплітуди, фази, напрямки вектора поляризації) сантиметрового та міліметрового діапазону при поширенні їх у виробах з діелектричних матеріалів (пластмаси, гума, папір).
Джерелом випромінювання (зазвичай - когерентного, поляризованого) є генератор НВЧ (магнетронний, клістронний) невеликої потужності, що живить хвилевод або спец. антену (зонд), що передає випромінювання в контрольований виріб. Та ж антена при прийомі відбитого випромінювання або аналогічна, розташована з протилежного боку виробу, - при прийомі випромінювання, що пройшло, подає отриманий сигнал через підсилювач на індикатор. Чутливість методу дозволяє виявляти в діелектриках на глибині до 15-20 мм розшарування площею від 1 см 2 вимірювати вологість паперу, сипких матеріалів з похибкою менше 1%, товщину металлич. аркуша з похибкою менше 0,1 мм і т. д. Можливі візуалізація зображення контрольованої зони на екрані (радіовізор), фіксація його на фотопапері, а також застосування голографіч. способів фіксації зображення
Теплова (інфрачервона) Д. заснована на залежності температури поверхні тіла як у стаціонарних, так і в нестаціонарних полях від наявності дефекту і неоднорідності структури тіла. При цьому використовується інфрачервоне випромінювання в низькотемпературному діапазоні. Розподіл темп-р на поверхні контрольованого виробу, що виникає в проходить, відбитому або власному випромінюванні, є ІЧ-зображення даної ділянки виробу. Скануючи поверхню приймачем випромінювання, чутливим до ІЧ-променів (термістором або піроелектриком), на екрані приладу (тепловізору) можна спостерігати світлотіньове або кольорове зображення цілком, розподіл темп-р по перерізах або, нарешті, виділити отд. ізотерми. Чутливість тепловізорів дозволяє реєструвати на поверхні виробу різницю темп-р менше 1 о C. Чутливість методу залежить від відношення розміру dдефекту чи неоднорідності до глибини lйого залягання приблизно як ( d/l) 2, а також від теплопровідності матеріалу виробу (назад пропорційна залежність). Застосовуючи тепловий метод, можна контролювати вироби, що нагріваються (охолоджуються) під час роботи.
Магнітна Д. може застосовуватися тільки для виробів із феромагну. сплавів та реалізується у двох варіантах. Перший ґрунтується на аналізі параметрів магн. полів розсіювання, що виникають у зонах розташування поверхневих та підповерхневих дефектів у намагнічених виробах, другий – на залежності магн. властивостей матеріалів від їх структури та хім. складу.
При контролі за першим способом виріб намагнічується за допомогою електромагнітів, соленоїдів, шляхом пропускання струму через виріб або стрижень, пройнятий крізь отвір у виробі, або індукування струму у виробі. Для намагнічування використовуються постійні, змінні та імпульсні магні поля. Оптим. умови контролю створюються при орієнтуванні дефекту перпендикулярно напрямку поля, що намагнічує. Для магнітно-твердих матеріалів контроль здійснюється у полі залишкової намагніченості, для магнітно-м'яких – у прикладеному полі.
Індикатор магн. поля дефекту може бути магн. напр. магнетит високої дисперсності (метод магн. порошку), до якого іноді додаються фарбувальні (для контролю виробів з темною поверхнею) або флуоресцентні (для підвищення чутливості) компоненти. Частинки порошку після посипання або поливання суспензією намагніченого виробу осідають на краях дефектів і візуально спостерігаються. Чутливість цього методу висока - виявляються тріщини глибиною ~25 мкм та розкриттям -2 мкм.
При магнітографіч. метод індикатором служить магн. стрічка, яка притискається до виробу і намагнічується разом з ним. Вибракування проводиться за результатами аналізу запису на магн. стрічці. Чутливість методу до поверхневих дефектів така сама, як у порошкового, а до глибинних дефектів вище - на глибині до 20-25 мм виявляються дефекти протяжністю по глибині 10-15% від товщини.
Як індикатор поля дефекту можуть використовуватися індукційні пасивні перетворювачі. Виріб, що рухається з відносить. швидкістю до 5 м/с і більше, після проходження через пристрій, що намагнічує, проходить через перетворювач, індукуючи в його котушках сигнал, що містить інформацію про параметри дефекту. Такий спосіб ефективний контролю металу в процесі прокатки, а також контролю залізничних рейок.
Феррозондовий метод індикації використовує активні перетворювачі ферозонди, у яких брало на тонкий пермалоєвий сердечник намотані котушки: збуджуюча, поле якої взаємодіє з полем дефекту, і вимірювальна, по едс судять про напруженість поля дефекту або про градієнт цього поля. Феррозондовий індикатор дозволяє виявити у виробах простої форми, що рухаються зі швидкістю до 3 м/с, на глибині до 10 мм дефекти протяжністю (по глибині) ~10% від товщини виробу. Для індикації поля дефекту використовуються також перетворювачі на основі Холла ефектута магніторезисторні. Після проведення контролю методами магнітної Д. виріб має бути ретельно розмагнічений.
Друга група методів магн. Д. служить контролю структурного стану, режимів термич. обробки, механіч. властивостей матеріалу. Так, коерцитивна силавуглецевої та низьколегиров. сталі корелюється з вмістом вуглецю і, отже, з твердістю, магнітна проникність- З вмістом феритної складової (ос-фази), граничний вміст до-рой лімітується через погіршення механіч. та технологич. властивостей матеріалу. Спец. прилади (феритометри, a-фазометри, коерцитиметри, магн. аналізатори), що використовують залежність між магн. характеристиками та ін. властивостями матеріалу, також дозволяють практично вирішувати завдання магн. Д.
Методи магнію. Д. використовуються також для вимірювання товщини захисних покриттів на виробах з феромагну. матеріалів. Прилади цих цілей засновані або на пондеромоторном дії - у разі вимірюється сила тяжіння (відриву) пост. магніту або електромагніту від поверхні виробу, до якої він притиснутий, або на вимірі напруженості магн. поля (за допомогою датчиків Холла, феррозондів) у магнітопроводі електромагніта, встановленого на цій поверхні. Товщиноміри дозволяють проводити вимірювання в широкому діапазоні товщин покриттів (до сотень мкм) з похибкою, що не перевищує 1-10 мкм.
Акустична(ультразвукова) Д. використовує пружні хвилі (подовжні, зсувні, поверхневі, нормальні, згинальні) широкого частотного діапазону (гл. обр. УЗ-діапазону), що випромінюються в безперервному або імпульсному режимі і вводяться у виріб за допомогою п'єзоелектрич. (рідше - ел - магнітоакустич.) перетворювача, збуджуваного генератором ел - магн. коливань. Поширюючись у матеріалі виробу, пружні хвилі згасають у разл. ступеня, а зустрічаючи дефекти (порушення суцільності чи однорідності матеріалу), відбиваються, заломлюються і розсіюються, змінюючи у своїй свою амплітуду, фазу та інших. параметри. Приймають їх тим самим або отд. перетворювачем та після відповідної обробки сигнал подають на індикатор або записуючий пристрій. Існує дек. варіантів акустич. Д., які можуть застосовуватися в разл. комбінаціях.
Ехо-метод є УЗ-локацію в твердому середовищі; це наиб. універсальний та поширений метод. Імпульси УЗ-частоти 0,5-15 МГц вводять у контрольований виріб та реєструють інтенсивність та час приходу ехо-сигналів, відбитих від поверхонь виробу та від дефектів. Контроль луною-методом ведеться при односторонньому доступі до виробу шляхом сканування його поверхні шукачем із заданою швидкістю та кроком при оптим. вугіллі введення УЗ. Метод має високу чутливість, яка обмежується структурними шумами. В оптим. умовах можуть бути виявлені дефекти розмірами в дек. десятих часток мм. Недолік луна-методу - наявність неконтрольованої мертвої зони біля поверхні, довжина якої (глибина) визначається гол. обр. тривалістю випромінюваного імпульсу і зазвичай становить 2-8 мм. Ехо-методом ефективно контролюються зливки, фасонне лиття, металургіч. напівфабрикати, зварні, клеєні, паяні, заклепувальні з'єднання та ін. елементи конструкцій у процесі виготовлення, зберігання та експлуатації. Виявляються поверхневі та внутр. дефекти в заготовках та виробах разл. форми та габаритів з металів та неметалліч. матеріалів, зони порушення однорідності кристаліч. структури та корозійного ураження металлич. виробів. Може бути з високою точністю виміряно товщину виробу при односторонньому доступі до нього. Варіант луна-методу з використанням Лемба хвиль, що мають повноводний характер поширення, дозволяє здійснювати контроль листових напівфабрикатів великої протяжності з високою продуктивністю; обмеженням є вимога до сталості товщини контрольованого напівфабрикату. Контроль із застосуванням Релея хвильдозволяє виявляти поверхневі та приповерхневі дефекти; обмеженням є вимога до високої гладкості поверхні.
Тіньовий метод передбачає введення УЗ з одного боку виробу, а прийом – з протилежного. Про наявність дефекту судять щодо зменшення амплітуди в зоні звукової тіні, що утворюється за дефектом, або зміни фази або часу прийому сигналу, що огинає дефект (тимчасовий варіант методу). При односторонньому доступі до виробу використовується дзеркальний варіант тіньового методу, при якому індикатором дефекту є зменшення сигналу, відбитого від дна виробу. За чутливістю тіньовий метод поступається луною-методом, проте перевагою його є відсутність мертвої зони.
Резонансний метод використовується гол. обр. для виміру товщини виробу. Порушуючи в локальному об'ємі стінки виробу УЗ-коливання, модулюють їх по частоті в межах 2-3 октав, за значеннями резонансних частот (коли по товщині стінки укладається ціла кількість напівхвиль) визначають товщину стінки виробу з похибкою ок. 1%. При збудженні коливань у всьому обсязі виробу (інтегр. варіант методу) можна змінити резонансну частоту судити також про наявність дефектів або про зміну пружних характеристик матеріалу виробу.
Метод вільних коливань (інтегральний варіант) заснований на ударному збудженні пружних коливань в контрольованому виробі (напр., бойком НЧ-вібратора) та подальшому вимірі за допомогою п'єзоелемента механіч. коливань, зі зміни спектру яких брало судять про наявність дефекту. Метод успішно застосовується для контролю якості склеювання низькодобротних матеріалів (текстоліт, фанера та ін.) між собою та з металлич. обшивкою.
Імпедансний метод заснований на вимірі локального механіч. опору (імпедансу) контрольованого виробу. Датчик імпедансного дефектоскопа, що працює на частоті 1,0-8,0 кГц, притиснувши до поверхні виробу, реагує на силу реакції виробу в точці притиску. Метод дозволяє визначати розшарування площею від 20-30 мм 2 у клеєних та паяних конструкціях з металлич. та неметалліч. заповненням, у шаруватих пластиках, а також у плакованих листах та трубах.
Велосиметричний метод заснований на зміні швидкості поширення згинальних хвиль у пластині в залежності від товщини пластини або від наявності розшарування всередині багатошарової клеєної конструкції. Метод реалізується на НЧ (20-70 кГц) і дозволяє виявляти розшарування площею 2-15 см 2 (залежно від глибини), що залягають на глибині до 25 мм у виробах із шаруватих пластиків.
Акустико-топографіч. метод заснований на спостереженні мод коливань, у т. ч. "фігур Холодні", за допомогою тонкодіоперсного порошку при збудженні в контрольованому виробі згинальних коливань з частотою, що модулюється (в межах 30-200 кГц). Частинки порошку, зміщуючись з ділянок поверхні, що коливаються з макс. амплітудою, до ділянок, де ця амплітуда мінімальна, описують контури дефекту. Метод ефективний контролю виробів типу багатошарових листів і панелей і дозволяє виявляти дефекти протяжністю від 1 - 1,5 мм.
Метод акустич. емісії (що відноситься до пасивних методів) заснований на аналізі сигналів, що характеризують хвилі напруги, що випромінюються при виникненні та розвитку тріщин у виробі в процесі його механіч. чи теплового навантаження. Сигнали приймаються п'єзоелектрич. шукачами, які розташовані на поверхні виробів. Амплітуда, інтенсивність та ін. параметри сигналів містять інформацію про зародження та розвиток втомних тріщин, корозії під напругою і фазових перетвореннях у матеріалі елементів конструкцій разл. типів, зварних швах, судинах високого тиску тощо. буд. Метод акустич. емісії дозволяє виявляти розвиваються, т. е. наиб. небезпечні, дефекти та відокремити їх від виявлених ін. методами дефектів, що не розвиваються, менш небезпечні для подальшої експлуатації виробу. Чутливість цього при використанні спец. заходів захисту приймального пристрою від впливу зовнішніх шумових перешкод досить висока і дозволяє виявляти тріщини на поч. стадії їх розвитку, задовго до вичерпання ресурсу виробу.
Перспективними напрямками розвитку акустич. Методами контролю є звукобачення, в т. ч. акустич. голографія, акустич. томографія.
Вихроструменева(Електроіндуктивна) Д. заснована на реєстрації змін електрич. параметрів датчика вихрострумового дефектоскопа (повного опору його котушки або ЕДС), викликаних взаємодією поля вихрових струмів, збуджених цим датчиком у виробі з електропровідного матеріалу, з полем самого датчика. Результуюче поле містить інформацію про зміну електропровідності та магн. проникності через наявність у металі структурних неоднорідностей або порушень суцільності, а також про форму та розміри (товщину) виробу або покриття.
Датчики вихрострумових дефектоскопів виконуються у вигляді котушок індуктивності, що поміщаються всередину контрольованого виробу або навколишніх (прохідний датчик) або накладаються на виріб (накладний датчик). У датчиках екранного типу (прохідних та накладних) контрольований виріб розташовується між котушками. Вихрострумова Д. не вимагає механіч. контакту датчика з виробом, що дозволяє проводити контроль на високих швидкостях, їх відносить. переміщення (до 50 м/с). Вихрострумові дефектоскопи поділяються на слід. осн. групи: 1) прилади виявлення порушень суцільності з прохідними чи накладними датчиками, які працюють у широкому частотному діапазоні - від 200 Гц до десятків МГц (підвищення частоти збільшує чутливість до протяжності тріщин, оскільки можна застосовувати малогабаритні датчики). Це дозволяє виявляти тріщини, полони неметаллич. включень та ін дефекти довжиною 1-2 мм при глибині їх залягання 0,1-0,2 мм (накладним датчиком) або довжиною 1 мм при глибині 1-5% від діаметра виробу (прохідним датчиком). 2) Прилади для контролю розмірів - товщиноміри, за допомогою яких брало вимірюють товщину разл. покриттів, нанесених на основу розл. матеріалів. Визначення товщини неелектропровідних покриттів на електропровідних основах, що є по суті виміром зазору, проводиться на частотах до 10 МГц з похибкою в межах 1-15% від вимірюваної величини.
Для визначення товщини електропровідних гальванич. чи плакірів. покриттів на електропровідній підставі використовуються вихрострумові товщиноміри, в яких брало реалізуються спец. схеми придушення впливу зміни уд. електропровідності матеріалу основи та зміни величини зазору.
Вихрострумові товщиноміри застосовуються для вимірювання товщини стінки труб, балонів з неферромагну. матеріалів, а також листів та фольг. Діапазон вимірів 0,03-10 мм, похибка 0,6-2%.
3) Вихрострумові структуроміри дозволяють, аналізуючи значення уд. електропровідності та магн. проникності, а також параметри вищих гармонік напруги, судити про хімічні. склад, структурний стан матеріалу, величину внутр. напруги, сортувати вироби за марками матеріалу, якістю терміч. обробки і т. д. Можна виявляти зони структурної неоднорідності, зони втоми, оцінювати глибину обезуглероджених шарів, шарів терміч. і хім-терміч. обробки і т. д. Для цього в залежності від конкретного призначення приладу використовуються або НЧ-поля великої напруженості, або ВЧ-поля малої напруженості, або дво- і багаточастотні поля. багаточастотні поля та здійснюється спектральний аналіз сигналу. Прилади для контролю феромагну. матеріалів працюють у НЧ-діапазоні (50 Гц-10 кГц), для контролю неферомагнітних – у ВЧ-діапазоні (10 кГц-10 мГц), що обумовлено залежністю скін-ефекту від значення магн. проникності.
Електрична Д. заснована на використанні слабких постів. струмів і ел-статич. полів і здійснюється ел-контактним, термоелектрич., трибоелектрич. і ел-статич. методами. Елконтактний метод дозволяє виявити поверхневі і підповерхневі дефекти зі зміни електроопору на ділянці поверхні виробу в зоні розташування цього дефекту. За допомогою спец. контактів, розташованих на відстані 10-12 мм один від одного і щільно притиснутих до поверхні виробу, підводиться струм, а на ін. парі контактів, розташованих на лінії струму, вимірюється напруга, пропорційна опору на ділянці між ними. За зміною опору судять про порушення однорідності будови матеріалу чи наявність тріщини. Похибка виміру становить 5-10%, що зумовлено нестабільністю опору струмових і виміряє. контактів.
Термоелектрич. метод заснований на вимірюванні термоелектрорушійної сили (ТЕДС), що виникає в замкнутому ланцюзі при нагріванні місця контакту двох різнорідних металів. Якщо один з цих металів прийняти за зразок, то при заданій різниці темп-р гарячого і холодного контактів величина і знак ТЕРС будуть визначатися властивостями другого металу. Цим методом можна визначити марку металу, з якого виготовлені заготівля або елемент конструкції, якщо кількість можливих варіантів невелика (2-3 марки).
Трибоелектрич. метод заснований на вимірі трибоЕРС, що виникає при терті різнорідних металів один про одного. Вимірюючи різницю потенціалів між еталонним і випробуваним металами, можна розрізнити марки деяких сплавів. Зміна хім. складу сплаву в межах, допустимих за техн. умовам, що призводить до розкиду показань термо- і трибоелектрич. приладів. Тому обидва ці методи можуть бути застосовані лише у випадках різкої відмінності властивостей сортованих сплавів.
Ел.-статі ч. метод заснований на використанні пондеромоторних сил ел-статич. поля, в якому поміщають виріб. Для виявлення поверхневих тріщин у покритті металлич. вироби його запилюють тонким порошком крейди з пульверизатора з ебонітовим наконечником. Частинки крейди при терті об ебоніт заряджаються позитивно за рахунок трибоелектрич. ефекту і осідають на краях тріщин, оскільки поблизу останніх неоднорідність ел-статич. поля виражена наиб. помітно. Якщо виріб виготовлено з неелектропровідних матеріалів, воно попередньо змочується іоногенним пенетрантом і після видалення надлишку його з поверхні виробу припудрюється заряд. частинками крейди, які притягуються рідиною, що заповнює порожнину тріщини. У цьому випадку можливе виявлення тріщин, що не виходять на поверхню, що піддається огляду.
КапілярнаД. заснована на мистецтві. підвищенні кольоро- та світлоконтрастності ділянки виробу, що містить поверхневі тріщини, щодо навколишньої поверхні. Здійснюється гол. обр. люмінесцентним і кольоровим методами, що дозволяють виявити тріщини, виявлення яких брало неозброєним оком неможливо через малих розмірів, а використання оптич. приладів неефективно через недостатню контрастність зображення та малого поля зору при необхідних збільшеннях.
Для виявлення тріщини порожнина її заповнюється пенетрантом - індикаторною рідиною на основі люмінофорів або барвників, що проникає в порожнину під дією капілярних сил. Після цього поверхня виробу очищається від надлишків пенетранту, а з порожнини тріщини індикаторна рідина витягується за допомогою проявника (сорбенту) у вигляді порошку або суспензії і виріб оглядається у затемненому приміщенні УФ-світлі (люмінесцентний метод). Люмінесценція індикаторного розчину, поглиненого сорбентом, дає чітку картину розташування тріщин з хв. розкриттям 0,01 мм, глибиною 0,03 мм та протяжністю 0,5 мм. При кольоровому методі не потрібно затемнення. Пенетрант, що містить добавку барвника (звичайно яскраво-червоного), після заповнення порожнини тріщини і очищення поверхні від його надлишку дифундує в білий лак, що проявляє тонким шаром на поверхню виробу, чітко обмальовуючи тріщини. Чутливість обох методів приблизно однакова.
Перевага капілярної Д. - її універсальність та однотипність технології для деталей разл. форми, розмірів та матеріалів; недолік - застосування матеріалів, що мають високу токсичність, вибухо- і пожежонебезпечність, що висуває особливі вимоги до техніки безпеки.
Значення Д. Методи Д. застосовуються в разл. областях народного господарства, сприяючи вдосконаленню технології виготовлення виробів, підвищенню їх якості, продовженню терміну служби та запобіганню аваріям. Деякі методи (гл. обр. акустичні) дозволяють при періодич. контролю виробів у процесі їх експлуатації оцінювати ушкоджуваність матеріалу, що особливо важливо для прогнозування залишкового ресурсу виробів відповідального призначення. У зв'язку з цим безперервно підвищуються вимоги до достовірності інформації, одержуваної при використанні методів Д., а також до продуктивності контролю. T. к. метрологіч. Показники дефектоскопів невисокі і їх показання впливає безліч випадкових чинників, оцінка результатів контролю може лише вероятностной. Поруч із розробкою нових методів Д., осн. напрямок вдосконалення існуючих - автоматизація контролю, застосування багатопараметрових методів, використання ЕОМ для обробки інформації, що отримується, поліпшення метрологіч. характеристик апаратури з метою підвищення достовірності та продуктивності контролю, використання методів візуалізації внутр. структури та дефектів виробу.
Літ.:Шрайбер Д. С., Ультразвукова дефектоскопія, M., 1965; Неруйнівні випробування. (довідник), за ред. Д. Мак-Майстра, пров. з англ., кн. 1-2, M.-Л., 1965; Фалькевич А. С., Xусанов M. X., Магнітографічний контроль зварних з'єднань, M., 1966; Дорофєєв А. Л., Електроіндуктивна (індукційна) дефектоскопія, M., 1967; Румянцев С. Ст, Радіаційна дефектоскопія, 2 видавництва, M., 1974; Прилади для неруйнівного контролю матеріалів та виробів, за ред. В. В. Клюєва, [т. 1-2], M., 1976; Неруйнівний контроль металів та виробів, під ред. Г. С. Самойловича, M., 1976. Д. С. Шрайбер.
