Введение в неразрушающий контроль 1 Содержание

Введение в неразрушающий контроль 1

Содержание • Введение в неразрушающий контроль (НК) • Обзор самых распространенных методов НК • Области применения 2

Определение НК Неразрушающий контроль это: группа промышленных методов оценки сплошности материала объекта или измерения некоторых его количественных характеристик без нарушения пригодности к эксплуатации. 3

Методы НК Микр о Визуал ьный Теплов ой волн е вани и стук й Про ионны адиац Р овы й Магни Акустич еская м Акусто-эмиссионный Маг Ульт разв уков ой e x Leakag Flu й ы рошков то-по и ерен зм и ные нит Вихр еток о я пия й иллярны Кап вый Лазерная ин икроско Rep терферомет р lica tion ия 4

Примеры применения методов НК • Обнаружение и оценка трещин • Нахождение протечек • Определение местоположения • Характеристика структуры или микроструктуры • Измерение геометрических размеров Индикация флюоресцентным пенетрантом • Оценка механических и физических свойств • Измерение напряжений и получение динамических характеристик • Сортировка материалов и определение их химического состава 5

Когда применяется НК? НК применяется практически на каждой стадии производственного цикла объекта: • для помощи в разработке продукта; • для отслеживания и сортировки поступающих материалов; • для мониторинга, совершенствования или контроля производственного процесса; • для контроля параметров обработки, например, закалки; • для отслеживания правильной сборки; • для диагностики во время службы. 6

6 самых распространенных методов НК • • • визуальный капиллярный магнитный ультразвуковой вихретоковый рентгеновский 7

Визуально-измерительный контроль Базовый метод с использованием эндоскопов, бороскопов, увеличительных стекл и зеркал Портативный модуль с трансфокатором для видео инспекции крупных баков и сосудов, ж/д вагонов, труб Роботы-кроулеры позволяют обследовать опасные или узкие участки, такие как воздуховоды, реакторы, трубопроводы 8

Капиллярный (цветной) контроль • На поверхность детали наносится жидкость с высокой характеристикой смачивания и оставляется на некоторое время для проникания в поверхностные дефекты; • Лишняя жидкость удаляется; • Проявитель (порошок) вытягивает захваченный пенетрант на поверхность, где он может быть виден; • Визуальная инспекция – конечный этап контроля. Пенетрант часто содержит флюорисцентный краситель и инспекция проводится в УФ свете, что увеличивает чувствительность. 9

Магнито-порошковый контроль Объект намагничивается и на его поверхность наносятся мелко дробленые частицы железа, смешанные с красителем. Эти частицы притягиваются силовыми линиями магнитного поля и скапливаются в местах несплошностей. Скопления можно обнаружить невооруженным глазом в условиях хорошего освещения Силовые линии магнитного поля Намагниченные частицы Трещина 10

Магнито-порошковая индикация трещин 11

Радиография Излучение, используемое в радиационном контроле, входит в высокоэнергетическую (коротковолновую) облась электромагнитного спектра, частью которого также является видимый свет. Источником может быть рентгенгенератор или радиоактивный источник. Высокое напряжение электроны + - Рентген генератор или радиоактивный источник Излучение проходит в образец Запись прошедшего излучения 12

Плёночная радиография Контролируемая деталь помещается между источником излучения и рентген-плёнкой. Часть излучения поглощается в детали: чем толще и плотнее область детали, тем больше излучения она поглотит. Рентген-плёнка Проявленная плёнка (вид сверху) Потемнение плёнки (плотность) будет зависеть от количества излучения, дошедшего до плёнки сквозь тестируемый объект. = менее облученная область = более облученная область 13

Радиографические снимки 14

Вихретоковый метод катушка вихревые токи магнитное поле катушки магн. поле вихревых токов проводник 15

Вихретоковый метод контроля особенно хорошо подходит для обнаружения поверхностный дефектов, но также может использоваться для измерений электронной проводимости и толщины покрытий. На рисунке часть поверхности образца сканируется на предмет трещин. 16

Ультразвуковой контроль (эхо-метод) Высокочастотные звуковые волны вводятся в материал и отражаются от поверхностей или дефектов. Отраженный звуковой импульс отображается на дисплее прибора как функция времени, и дефектоскопист может представить наглядно поперечное сечение образца и глубину залегания элементов, отражающих звук. f стартовый импульс эхо от задней поверхности эхо от дефекта дефект 0 2 4 6 8 10 Осциллограф или экран УЗ дефектоскопа пластина 17

Ультразвуковая акустоскопия Визуализируя интенсивность сигнала или время пробега волны с помощью компьютерной сканирующей системы, можно получать изображения высокого разрешения. Черно-белое изображение, полученное отражением звуковых волн от передней поверхности монеты. Черно-белое изображение, полученное отражением звуковых волн от задней поверхности монеты ( «смотрели» со стороны «орла» ). 18

Типичные задачи для НК • Контроль сырьевых продуктов • Контроль после вторичной обработки • Контроль эксплуатационный 19

Контроль сырьевых продуктов • Штамповки • Поковки • Отливки и т. д. 20

Контроль после вторичной обработки • Мехобработка • Сварка • Шлифовка • Термообработка • Покрытие и т. д. 21

Контроль эксплуатационный • Трещины • Коррозия • Эрозия/износ • Тепловые повреждения и т. д. 22

Контроль электростанций Периодически электростанции отключают для проведения контроля. Дефектоскописты вводят вихретоковые датчики в трубы теплообменника для проверки на коррозию. Труба с дефектом Датчик Сигналы от областей с разной величиной коррозионного утонения. 23

Контроль проволочных тросов Электромагнитные приборы и визуальный контроль используются для обнаружения обрывов и других дефектов в проволочных тросах, используемых на канатках, кранах и других подъемных механизмах. 24

Контроль резервуаров Для поиска коррозионных утонений на стенках крупных резервуаров применяются роботизированны е ультразвуковые кроулеры. Для контроля подзеаных резервуаров существуют камеры на длинных шарнирносочленынных манипуляторах. 25

НК в авиации • НК интенсивно применяется на всем процессе производства самолета; • Кроме того, НК необходим для обнаружения трещин и коррозии в процессе его эксплуатации; • Ниже показана усталостная трещина, образовавшаяся на месте удара молнии. 26

Контроль реактивных двигателей Двигатель самолета тщательно осматривают после его эксплуатации в течение определенного времени. Его полностью разбирают, чистят, проверяют, а затем собирают вновь. Многие части двигателя при поиске трещин тестируют флюоресцентным капиллярным методом. 27

Крушение рейса United Flight 232 штат Айова, 1989 г. Причина: пропущенный дефект на рабочем колесе турбины 28

Контроль сосудов под давлением Дефекты в сосудах под давлением могут привести к резкому выбросу большого количества энергии. Во избежание этого применяют радиографический и ультразвуковой контроль. 29

Контроль железных дорог Специальными машинами километры железных дорог сканируются на дефекты, способные привести к сходу поездов с рельс. 30

НК в гражданском строительстве • Бетоноконструкции • Здания • Дамбы Замеры влажности и твердости, поиск трещин, коррозии и других дефектов Контроль бетоноконструкций. Измерение твердости бетона. Гамма/нейтронные замеры – определение степени сжатия бетона и содержания влаги. 31

Контроль мостов В США 578, 000 автодорожных мостов. Коррозия, трещины и другие дефекты влияют на эксплуатационные качества мостов. В крушении Silver Bridge в 1967 погибли 47 человек. В США мосты визуально контролируют приблизительно раз в 2 года. В некоторых случаях используют акустоэмиссию, которая помогает «услышать» растущие трещины. 32

Контроль трубопроводов НК используется при обследованиях трубопроводов для предупреждения утечек, способных нанести вред окружающей среде. Применяются в частности визуальный, радиографический и электромагнитный контроль. Дистанционное визуальное обследование роботом-кроулером. Магнитный контроль протечек. Устройство на рисунке, известное как «свинья» , запускается в трубопровод и собирает данные о состоянии трубы, продвигаемое вперед тем, что по ней транспортируется. Радиография сварных швов. 33

Специальные измерения Сотрудникам Боинг в Филадельфии была доверена привелегия оценить состояние Колокола Свободы с помощью методов НК. Вихретоковым методом в различный точках бронзовой обшивки Колокола измерялась электрическая проводимость для оценки ее однородности. 34