Введение в технический контроль Технический контроль предназначен для

Введение в технический контроль Технический контроль предназначен для: Определения геометрических характеристик и размеров изделий и конструкций; определения пространственного положения элементов сооружений и измерения их габаритов; определения технического состояния материалов конструкций; измерений значений физических величин, характеризующих свойства окружающей среды и ее воздействия на сооружения; измерений характеристик напряженно-деформированного состояния конструкций; получения изображений элементов сооружений; осмотров и оценки технического состояния скрытых элементов сооружений; проведения испытаний сооружений и их отдельных элементов. 1

Введение в технический контроль Виды технического контроля 2

Введение в технический контроль Схема основных технических состояний (А, В, С, D) и изменяющих их событий: 1 - повреждение, 2 - отказ, 3 - переход в предельное состояние из-за наличия критического дефекта, 4 - ремонт. 3

Классификация видов технического контроля Разрушающий контроль – требует вырезки образцов непосредственно из материала объекта, объект остается неработоспособен до восстановления мест отбора образцов; Повреждающий контроль – производиться непосредственно на объекте, при этом объект сохраняет работоспособность, но в местах контроля остаются не препятствующие эксплуатации неустранимые следы; Неразрушающий физический контроль – требует применение специальных веществ, сложных приборов и достаточно наукоемких технологий, исследуемый объект не повреждается и остается в постоянном работоспособном состоянии. 4

Классификация видов технического контроля По назначению технический контроль подразделяется на: предварительный (входной); промежуточный (текущий); окончательный (приёмочный); инспекционный. Предварительный (входной) контроль заключается в проверке качества сырья, материалов. Полуфабрикатов до начала их обработки с целью предотвращения поступления в производство бракованных предметов труда. Промежуточный (текущий) контроль осуществляется в процессе изготовления продукции по отдельным операциям. Окончательный (приёмочный) контроль предусматривает проверку годности продукции после её полной обработки для выявления некачественной. Инспекционный контроль заключается в проверке продукции, уже прошедшей контрольные операции, с целью выяснения достоверности первоначальных результатов контроля, а также для оценки работы контролёров. 5

Классификация видов технического контроля По месту выполнения контрольных операций различают контроль: стационарный – производится на специально оборудованном пункте, куда доставляются объекты контроля; подвижный – осуществляется непосредственно на месте выполнения технологических операций. По степени охвата контроль может быть: сплошным. Проверке подвергаются все без исключения объекты одного наименования; выборочный. Предусматривает проверку части партии однородных объектов с использованием статистических методов контроля. По характеру воздействия на качественный результат 6

7

8

Классификация неразрушающих физических методов контроля по ГОСТ 18353 -79 Вид контроля Оптический Контроль проникающими веществами Магнитный Электромагнитный Электрический Радиоволновый Радиационный Акустический Тепловой Категория вида контроля Для оптически прозрачных материалов объемный, для непрозрачных поверхностный Поверхностный Требования к материалу объекта Любой твердый или жидкий Поверхностный*' Объемный Ферромагнитные металлы Любые неметаллы Любой твердый или жидкий 9

Виды дефектов в материалах и сварных швах Вид дефекта 1 Трещина Усадочная раковина в отливке Шлаковые включения в сварных швах Непровар сварного шва Эскиз сечения материала 2 Причина возникновения 3 Превышение допустимых механических или термических напряжений Нарушение термических режимов литья Неверный выбор марки электрода Превышение скорости сварки, слабый сварочный ток или неверная разделка кромок под сварку 10

Виды дефектов в материалах и сварных швах Дефекты формы сварных швов Газовые поры сварных швах в Подрез сварного шва Нарушение технологии сварки Сварка непрокаленными электродами Смещение или наклон электрода при сварке Расслоение в прокате Раскатка усадочной раковины в заготовкеотливке Закат в прокате ( «ласточкин хвост» ) Раскатка грубой наружной неровности в заготовке-отливке Заков в поковке ( «ковочный крест» ) Смятие усадочной раковины в заготовкеотливке при ее проковке 11

Визуальный и измерительный контроль (ВИК) Регламентируется руководящим документом РД 03 – 606 – 03. Визуальный контроль – единственный вид неразрушающего контроля, который может быть выполнен без какого либо оборудования с пользованием простейших измерительных средств. В то же время он является таким же современным видом как радиационный и ультразвуковой. Основой визуального контроля являются законы оптики: Закон прямолинейного распространения света; Закон независимости световых лучей; Закон отражения; Закон преломления. 12

Комплект «Аршин» для проведения визуально - измерительного контроля 13

Виды измерений Прямое измерение – измерение при котором значение измеряемой величины определяют непосредственно по результату измерения; Косвенное измерение – измерение при котором искомое значение величины определяют перерасчетом результатов прямых измерений величин; Контактное измерение – измерение при котором воспринимающее устройство средства измерений имеет механический контакт с поверхностью объекта; Бесконтактное измерение – измерение при котором воспринимающее устройство средства измерений не имеет механического контакта с поверхностью объекта. 14

Косвенное измерение штангенциркулем дистанций между центрами отверстий 15

Обозначения: 1 — источник излучения; 2 — объект контроля; 3 — приемное устройство; 4 — зеркальная составляющая отраженного потока. 16

Требования к специалистам осуществляющим ВИК Специалисты, осуществляющие визуальный и измерительный контроль, должны быть аттестованы в соответствии с Правилами аттестации персонала в области неразрушающего контроля (ПБ 03 -440 -02). Они не должны иметь медицинских противопоказаний по состоянию здоровья. Теоретическая и практическая подготовка специалистов и контролеров может производиться на специальных курсах при учебно-аттестационных центрах, в учебных комбинатах или по месту работы в соответствии с программой. Минимальный стаж работы по ВИК при аттестации на I уровень квалификации должен быть не менее 3 месяцев; при этом для лиц со средним, средним специальным и средним техническим образованием – обучение полное; аттестация на II уровень возможна после 6 месяцев работы для специалистов I уровня. Для лиц с высшим образованием аттестация на II уровень возможна при минимальном стаже работы 9 месяцев с прохождением курсов повышения квалификации. 17

Визуально оптический контроль Методы контроля: Наружный метод – предназначен для обследования только легкодоступных поверхностей и широких полостей, в которые оператор может проникнуть с простыми средствами оптического контроля (зеркала, линзы, очки, лупы); Перископический метод – предназначен для обследования узких, длинных, прямолинейных полостей; Эндоскопический метод - предназначен для обследования узких, длинных, искривленных полостей; 18

Визуально оптический контроль Перископический метод: 19

Визуально оптический контроль Эндоскопический метод: 20

Оптический контроль Обобщенная структурная схема оптико электронного прибора 21

Оптический контроль Структурная схема одноканального прибора: 1 – источник излучения; 2 – исследуемый образец; 3 – приемник; 4 – усилитель; 5 – индикатор 22

Оптический контроль Структурная схема двухканального прибора: I , II – эталонный и измерительный каналы; 1 – источник излучения; 2 – эталон с постоянным поглощением; 3 – оптический клин; 4 – объект измерения; 5, 6 – приемники; 7 – усилитель; 8 – двигатель; 8 – шкала 23

Оптический контроль Схема интерференционного прибора: 1 – источник излучения; 2 – полупрозрачная пластина; 3 – неподвижное зеркало; 4 – подвижное зеркало; 5 – приемник; 6 – усилитель 24

Оптический контроль Схема светодальномера: а – структура устройства; б – графики напряжений 25

Оптический контроль Функциональная схема спектрального прибора: а). одноканальный с модуляцией потока; б). Одноканальный со сменой образца и эталона; И – источник излучения; М – модулятор; О – образец; СФ – селективный фильтр; П – приемник; У – усилитель; Р – регистрирующее устройство 26

Оптический контроль Функциональная схема спектрального дифракционного прибора : 1 – источник излучения; 2 – зеркало; 3 – исследуемый образец; 4 – входная щель; 5 – входной объектив; 6 – дифракционная решетка; 7 – выходной объектив; 8 – выходная щель 27

Оптический контроль Внешний вид спектрофотометра СФ-56 и результат контроля 28

Схема измерителя толщин покрытий: 1 источник белого света, 2 светоделительная пластина, 3 микрообъектив, 4 измеряемая структура, 5 держатель, 6 опорное зеркало, 7 видеокамера, 8 компьютер, МИИ 4 микроинтерферометр Линника

Оптическая схема лазерного спектрофотометрического толщиномера: 1 лазер, 2, 7 измерительный и опорный пиродатчики, соответственно, 3 конический отражатель, 4 светоделитель, 5 механический перыватель, 6 поворотное зеркало, 8 линза из Ga. As, 9 диффузный отражатель, 10 покрытие, 11 поверхность металла

Оптический контроль Сканирующий микроскоп 31

Принципиальная схема микроскопа: 1 — лампа накаливания, 2 — линза конденсора, 3 — светофильтр, 4 — диафрагма, 5 — поворотное зеркало, 6 — линза, 7 — предметный стол, 8 — объектив, 9 — система призм, 10 — штриховая сетка с круговым лимбом, 11 — окуляр, 12 — отсчетный микроскоп, 13 — минутная шкала, 14 — окуляр

Контроль проникающими веществами Данный вид контроля в целом основан на способности тел или иных веществ проникать в слабо раскрытые, наружные и сквозные дефекты в твердых стенках контролируемых объектов. 33

Контроль проникающими веществами Методы контроля Метод Газоаналитический Газогидравлически й Вакуумножидкостный Капиллярный Контролируемые объекты Сосуды, баллоны, аммиачные трубопроводы Баллоны, дюкеры Выявляемые дефекты Только сквозные Днища и стенки резервуаров Любые твердые Наружные сквозные и несквозные 34

Контроль проникающими веществами Газоаналитический метод ( «течеискание» ) Герметически закрытый объект наполняют химически активным газом (аммиак) под давлением. В качестве индикатора используют отрезок лакмусовой бумаги или специальный портативный прибор – газоанализатор. Лакмусом либо датчиком газоанализатора медленно сканируют всю наружную поверхность объекта. В зоне, где имеется сквозной дефект, образуется утечка аммиака, в результате в этом месте лакмус темнеет, а газоанализатор дает соответствующие показания. 35

Контроль проникающими веществами Схема газоаналитического метода 36

Контроль проникающими веществами Газогидравлический метод ( «течеискание» ) Герметически закрытый объект наполняют воздухом под давлением и погружают в прозрачную жидкость (дюкеры – подводные переходы различных трубопроводов через водоемы – заведомо погружены в нее). В точке, где имеется сквозной дефект, образуется утечка воздуха в жидкость, в результате в этом месте в жидкости возникает цепочка восходящих пузырьков. В быту этот метод хорошо знаком велосипедистам – именно так они обнаруживают мелкие проколы в камерах колес. 37

Контроль проникающими веществами Схема газогидравлического метода 38

Контроль проникающими веществами Вакуумно-жидкостный метод ( «течеискание» ) Широко применяется при контроле герметичности днищ и стенок резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов. Средствами контроля являются электрический вакуумный насос, вакуумный манометр и вакуум-камера, представляющая собой лист толстого оргстекла со штуцером, обнесенный по контуру толстой полосой пористой резины. Насос, манометр и камера соединены между собой резиновыми шлангами. В качестве индикаторного средства используется жидкое мыло или обыкновенный косметический шампунь. Контролируемый участок объекта обильно покрывают слоем мыла, накрывают вакуум-камерой и откачивают из-под нее воздух. Степень вакуума должна быть не менее -0, 75 кгс/см 2. Если под камерой имеется сквозной дефект, то под действием внешнего атмосферного давления наружный воздух устремляется сквозь него в полость камеры, и над дефектом возникает вспенивание мыльного слоя, которое оператор хорошо видит сквозь прозрачную крышку камеры. 39

Контроль проникающими веществами Схема вакуумно-жидкостного метода 40

Контроль проникающими веществами Капиллярный метод Подразделяется на две разновидности: цветной и люминесцентный. Основным индикаторным средством здесь служит специальная жидкость с высокой проникающей способностью – пенетрант (от греческого «пенетро» - «проникаю» ). При цветном способе пенетрант имеет яркоалый цвет, а для люминесцентного применяется жидкость, имеющая свойство сиять в ультрафиолетовом облучении. В России капиллярный метод регламентируется стандартом ГОСТ 18442 -80 «Качество продукции. Неразрушающий контроль. Капиллярные методы. Общие требования. » 41

Контроль проникающими веществами Последовательность поиска трещины капиллярным методом а) структура дефекта б) обильное покрытие слоем пенетранта, выдержка 5 -7 минут для проникновения в дефект в) тщательное удаление пенетранта с поверхности г) нанесение проявителя, вытягивание пенетранта на поверхность, проявление дефекта на поверхности 42

Контроль проникающими веществами Пример выявления трещины капиллярным методом 43

Контроль проникающими веществами Комплект оборудования для проведения копилярного контроля 44

Магнитный контроль Методы магнитного контроля: q q q Индукционный Магнитоферрозондовый Магнитографический Магнитопорошковый Метод эффекта Холла Метод магнитной памяти металла 45

Магнитный контроль Кривые намагничивания ферромагнитных материалов: а — магнитожесткого; б — магнитомягкого (1 — основная кривая намагничивания, 2 — петля гистерезиса, 3 — скачкообразный характер намагничивания, наблюдаемый при точных измерениях) 46

Магнитный контроль Методы магнитного контроля: Рис. 1. 4. Способы намагничивания при выявлении несплошностей: а — полюсный, б — циркулярный 47

Магнитный контроль Методы магнитного контроля: Индукционный метод - основан на явлении самоиндукции. Если электрическую катушку, замкнутую на гальванометр или милливольтметр, быстро проносить над металлом, в котором имеется наружный дефект, то над дефектом возникает неоднородность электромагнитного поля в катушке, которая образует слабую электродвижущую силу в ней. Эта ЭДС, индицируемая прибором, и является признаком дефекта. 48

Магнитный контроль Методы магнитного контроля: Магнитоферрозондовый - поле рассеяния над дефектом возбуждает ЭДС в датчике – катушке, замкнутой на индикатор 49

Магнитный контроль Методы магнитного контроля: Магнитоферрозондовый - поле рассеяния над дефектом возбуждает ЭДС в датчике – катушке, замкнутой на индикатор 50

Магнитный контроль Методы магнитного контроля: Магнитопорошковый - при котором слабораскрытые дефекты визуализируются за счет того, что на них образуются валики черного магнитного порошка, которые в несколько раз шире дефекта и потому различимы глазом. В России магнитопорошковый метод регламентирован стандартом ГОСТ 21105 -87 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод» 51

Магнитный контроль Методы магнитного контроля: Магнитостатический метод основанный на эффекте Холла, в котором поле рассеяния над дефектом вызывает отклонение траектории электрического тока в пластине Холла 52

Пондеромоторный магнитный толщиномер Константа М 1 1 – постоянный магнит, 2 – пружина, 3 – корпус, 4 – движок с узлом натяжения пружины б) вид шкалы (1) и отсчетного устройства (2)

Магнитный контроль Методы магнитного контроля: Метод магнитной памяти металла - основан на измерении и анализе распределения собственных магнитных полей рассеяния металла, отражающих их структурную и технологическую наследственность. Установлено, что в зонах стального объекта, когда-либо (даже лишь однократно) претерпевавших повышенные механические напряжения (далее - зоны концентрации напряжений, ЗКН), напряженность поля остаточной намагниченности металла Нр меняет свой знак (инверсия: плюс на минус или наоборот) либо обращается в нуль. 54

Магнитный контроль Средства контроля методом магнитной памяти металла: Контроль каната методом МПМ 55

Магнитный контроль Примеры магнитного контроля узлов подъемнотранспортных машин Износ каната Состояние резино-тросовой ленты 56

Магнитоиндукционный толщиномер защитных покрытий Константа К 5 Функциональная схема магнитоиндукционного толщиномера Константа МК 4

Электромагнитный контроль Методы электромагнитного контроля: q Вихретоковая дефектоскопия q Вихретоковая толщинометрия Оба эти метода основаны на вихревых токах (токах Фуко), создаваемых в электропроводных материалах, и поэтому в отличие от магнитных методов могут применяться на любых твердых металлах. 58

Электромагнитный контроль Схема вихретокового контроля: 1 силовые линии; 2 индуктивная катушка; 3 измерительная катушка; 4 контролируемый объект 59

Электромагнитный контроль Вихретоковая дефектоскопия: Предназначена выявлять наружные и подповерхностные дефекты (не глубже 2 мм) дефекты раскрытием от 1 мкм и более. Датчик представляет собой катушку с переменным (гармоническим) током определенной амплитуды. Создаваемое катушкой электромагнитное поле образует в металле поле вихревых токов Фуко, которое однородно, если под катушкой нет дефектов. Это поле ответно возбуждает в катушке вторичную электродвижущую силу, в определенной степени изменяющую амплитуду тока. 60

Электромагнитный контроль Принцип действия вихретокового метода дефектоскопии 61

Электромагнитный контроль Разновидности вихретоковых датчиков 62

Электромагнитный контроль Средства вихретоковой дефектоскопии 63

Электромагнитный контроль Вихретоковая толщинометрия: Вихретоковая толщинометрия применяется для измерения толщины металлизации на неметаллических материалах (например, заготовки для печатных плат в радиоэлектронике) или наоборот – толщины защитных неметаллических покрытий на металле (например, электроизоляция). Понижение толщины исследуемого покрытия вызывает уплотнение поля вихревых токов под датчиком и усиление его влияния на амплитуду тока в катушке. Поскольку существует корреляция между толщиной покрытия и плотностью создаваемого поля токов Фуко, это и дает возможность численной оценки толщины покрытия этим методом, но в пределах не более 2 мм. 64

а б в Внешний вид вихретоковых толщиномеров: а Константа К 5, б Константа К 6, в Константа К 7

Электромагнитный прибор для измерения толщины защитного слоя бетона

Электрический контроль Методы электрического контроля: q q q Электропотенциальный метод Электроискровой Электроемкостной 67

Электрический контроль Электропотенциальный метод: Предназначен для измерения глубины наружных трещин в металле, выявленных ранее иными методами. Он основан на измерении электрического сопротивления R (микроомы) локального исследуемого участка электропроводящего объекта и сравнении результата с сопротивлением аналогичного эталонного (заведомо бездефектного) элемента такой же длины. Однако в таких условиях речь идет об измерении очень малых значений сопротивления, поэтому используется ток высокой частоты, характеризующийся активным проявлением так называемого скин-эффекта, а в качестве измеряющего устройства применяется измеритель очень малых значений электросопротивления – микроомметр, включенный по схеме моста Уинстона. 68

Электрический контроль Понятие «скин-эффект» : Скин-эффект (от английского «skin» – «шкура» ) состоит в том, что электрическое поле тока высокой частоты (ВЧ) охватывает не всю высоту сечения проводника, а лишь сегментообразную приповерхностную зону между электродами 69

Электрический контроль Принцип действия электропотенциального метода при измерении глубины трещины : 70

Электрический контроль Электроискровой метод: Предназначен для измерения толщены изолирующих покрытий проводников в электрических системах, так же позволяет обнаруживать места сквозного пробоя изоляции. Основным элементом аппаратуры является измеритель очень больших значений электросопротивления – мегаометр. 71

Электрический контроль Принцип действия электроискрового метода: Один полюс мегаометра подключается к проводнику, а в торой – к электроду сканирующему поверхность изоляции. При уменьшении толщины изоляции наблюдается уменьшение сопротивления, при сквозном пробое возникает вольтова дуга, в этом случае показания прибора пульсируют. 72

Электрический контроль Электроемкостной метод: Предназначен для измерения толщены изолирующих покрытий проводников в электрических системах, так же позволяет обнаруживать места сквозного пробоя изоляции. Основным элементом аппаратуры является измеритель емкости – микрофарадометр. 73

Электрический контроль Принцип действия электроемкостного метода: Один полюс микрофарадометра подключается к исследуемому проводнику, а второй – к специальной металлической пластине, которой сканируют поверхность изоляции. Проводник и пластина, разделенные изоляцией, в совокупности создают конденсатор большой емкости. В местах, где есть уменьшение толщины изоляции, наблюдается пропорциональное этому уменьшение емкости. 74

Радиоволновый контроль Методы радиоволнового контроля: Радиоволновый контроль основан на том, что все металлы являются препятствием для радиоволн, отражая либо поглощая их (поглощение радиоволн происходит путем их преобразования в электрический ток в металле, если этот металл надежно заземлен). q Сквозной (радиотеневой) – относится к классу методов прохождения. Он состоит в том, что сквозь исследуемый объект пускают поток радиоволн. q Радиолокационный – относится к классу методов отражения, он состоит в том, что в исследуемый объект запускают импульс радиоволн. 75

Радиоволновый контроль Сквозной (радиотеневой) метод: Если на пути потока в объекте имеется металлическое включение, оно оттеняет часть волнового потока, и амплитуда А сигнала на приеме падает относительно значения А 0, полученного на свободном участке, что и является признаком присутствия металлического включения 76

Функциональная схема амплитудно фазовых приборов, работающих по схеме «на прохождение» : 1 – блок питания; 2 – источник энергии СВЧ; 3 – развязывающий элемент (ферритовый вентиль); 4 – аттенюатор; 5 – излучающая антенна; 6 – приемная антенна; 7 – детектор; 8 – блок обработки информации; 9 – фазовращатель; 10 – объект контроля

Радиоволновый контроль Радиолокационный метод: Если на пути потока в объекте имеется незаземленное металлическое включение, оно отражает часть волнового потока, и совмещенная по излучению и приему антенна прибора принимает радиоэхо от металлического включения. 78

б а Функциональная схема амплитудно фазовых приборов, работающих «на отражение» : а – однозондовый вариант; б – двухантенный вариант: 1 – блок питания; 2 – источник энергии СВЧ; 3 – развязывающий элемент; 4 – узел разделения излучаемого и принимаемого сигнала (двойной волновой тройник, направленный ответвитель, щелевой мост и т. п. ); 5 – излучающая (приемная) антенна; 6 – детектор; 7 – индикаторный прибор; 8 – объект контроля

Радиоволновый контроль Структурная схема прибора, реализующего импульсный метод отраженного радиоволнового излучения. 1 – широкополосный усилитель; 2 – устройство выборки и хранения; 3 – аналого – цифровой преобразователь; 4 – устройство стробоскопической развертки; 5 – передатчик; 6 – цифровой сигнальный процессор 80

Радиоволновый контроль Внешний вид прибора радиоволнового прибора 81

Радиоволновый контроль Результат радиоволнового контроля. Восстановленная картина арматуры железобетонной конструкции с указанием глубины залегания стержней 82

Радиоволновый контроль Приемно – излучающая антенна Картина дефектов структуры гранитного основания 83

Классификация методов радиационного контроля

Классификация источников ионизирующих излучений

Классификация методов промышленной радиографии

Радиационный контроль Методы радиационного контроля: Все методы радиационного контроля основаны на пропускании ионизирующего излучения через твердый материал объекта и поэтому относятся только к классу методов прохождения. Радиационные методы чаще всего применяют при контроле качества сварных соединений. Рентгенографический ; Гаммаграфический; Рентгеноскопический. . 87

Радиационный контроль Рентгенографический метод: Источником излучения является специальный генерирующий аппарат, располагаемый по одну сторону от объекта, а на другой стороне крепится рентгеновская фотопленка, упакованная в гибкую светонепроницаемую кассету. Аппарат управляется дистанционно (ДУ) с помощью реле времени, которым задается время просвечивания (экспозиции). Требования к методу изложены в ГОСТ 751282 «Контроль неразрушающий. Радиографический метод» 88

Радиационный контроль Рентгенографический метод: 89

Схема рентгеновской трубки с направленным выходом излучения: 1 – стеклянный баллон, 2 – фокусирующий электрод, 3 – нить накала катода, 4 – чехол анода, 5 – мишень анода

Схема детектора «сцинтиллятор – ФЭУ» : 1 – поток рентгеновского излучения, 2 – сцинтиллятор, 3 – фотоны рентгенолюминесценции, 4 – фотокатод, 5 – фокусирующий электрод, 6 – диноды, 7 – анод, 8 – предварительный усилитель

Радиационный контроль Гаммаграфический метод: Отличается от рентгенографического тем, что здесь применяются негенерирующие (т. е. непрерывно излучающие) мощные естественные источники гамма-излучения – элементы из радиоактивных металлов (уран, стронций, иридий, кобальт), помещенные в специальные переносные свинцовые колбы с дистанционно управляемым затвором. Этот метод характеризуется большей мощностью излучения, чем рентгенографический, и поэтому позволяет осуществлять контроль более толстых стальных объектов – до 40 мм (рентгенографический – до 25 мм). 92

Радиационный контроль Рентгеноскопический метод: Является стационарным, так как в этом случае мощный рентгеновский аппарат, преобразователь изображения и контролируемый объект должны быть помещены в специальной камере (бункере). Толстые стены камеры выполнены из бетона со свинцовым наполнителем (дробь), помещение снабжено датчиками присутствия, а входная дверь – датчиком закрытия: система не будет работать, если дверь камеры открыта или в камере находятся люди. Из трех рассматриваемых здесь методов рентгеноскопический – самый мощный, он позволяет просвечивать стальные изделия толщиной до 80 мм. 93

Радиометрический метод Структурная схема построения радиометрических приборов

Радиометрический метод Схема радиометрического контроля: 1 источник излучения; 2 - коллиматоры; 3 - контролируемый объект; 4 - направление перемещения; 5 кристалл; 6 - фотоэлектронный умножитель; 7 усилитель; 8 - регистрирующий прибор

Структурная схема толщиномера прямого измерения: 1 - источник излучения; 2 градуированный магазин стандартных образцов толщины; 3 - ионизационная камера; 4 - предусилитель; 5 электронный блок; 6 - процессор; 7 индикатор отклонения толщины полосы от номинала; 8 - корректор толщины ОК; 9 - корректор химического состава ОК; 10 - пульт управления толщиномера; // ОК в виде полосы; 12 - охлаждающая рубашка

Акустический контроль Пассивные методы Шумодиагностический На работающих однотипных агрегатах измеряют амплитудно-частотные характеристики шумов, которые сравнивают с таковыми для эталонного (заведомо бездефектного) агрегата. В случае кардинального отличия от характеристик эталона агрегат выводят из эксплуатации. 97

Акустический контроль Пассивные методы Вибродиагностический На работающих однотипных агрегатах измеряют характеристики активности вибрации, которые сравнивают с таковыми для эталонного (заведомо бездефектного) агрегата. В случае кардинального отличия от характеристик эталона агрегат выводят из эксплуатации. 98

Акустический контроль Пассивные методы Акустико-эмиссионый контроль Объект контроля подвергают механическому напряжению (например, в сосуде - создают внутреннее давление). При этом развивающиеся трещины подрастают скачками. При каждом акте подрастания (скачке) от венца трещины в материал излучается импульс акустической энергии ("щелчок", эмиссия). Такие импульсы улавливаются и анализируются специальной аппаратурой. 99

Акустико эмиссионый контроль ППС – приемо передающая станция. ЦППС – центральная приемо передающая станция. МАЭ – модуль регистрации АЭ. ПАЭ – преобразователь АЭ. Laptop – персональный компьютер

Акустико эмиссионый контроль Акустико эмиссионная система СДС 1008/12 Преобразователи АЭ сигнала

Акустико эмиссионый контроль Схема упруго–пластического деформирования шарового индентора с регистрацией акустической эмиссии

Акустико эмиссионый контроль Диаграммы изменения интенсивности сигналов и суммарного числа импульсов АЭ в зависимости от времени деформирования (степени деформирования) при статическом растяжении образца из стали 19 Г в исходном структурном состоянии

Акустико эмиссионый контроль Характер акустоэмиссионного излучения при нагружении оболочек из стеклопластика с различной прочностью нагрузкой с одинаковой скоростью нагружения 1 –образец из стеклопластика с разрушающей нагрузкой 8200 кг 2 –образец из стеклопластика с разрушающей нагрузкой 9100 кг

Акустический контроль Импедансный метод Прибор 1 возбуждает непрерывные акустические колебания в излучающей пьезопластине, помещенной вверху датчика 2. Принимающая пьезопластина расположена внизу датчика и разделена с излучающей стальным стержнем. Если слоистый ОК качественно склеен, то в контакте наконечника с поверхностью ОК он хорошо демпфирует (затормаживает) приемную пьезопластину, и большая доля звуковой энергии в ней вынуждена переходить в электрическую. Если под датчиком дефект 3 (непроклей), то в этой зоне импеданс ОК (сопротивление колебаниям) меньше, демпфирование слабее, и амплитуда электросигнала на приемной пластине ниже. 105

Акустический контроль Спектральные методы свободных колебаний Локальный Используют для контроля многослойных неметаллических и композитных материалов. Вибратором 2 к точке объекта контроля (ОК) прилагают колебания. Ответные колебания принимают микрофоном 3. Индикатор 4 покажет резкое изменение колебаний при расположении вибратора над дефектом 5. 106

Акустический контроль Спектральные методы свободных колебаний Интегральный Объект контроля (например, крановое колесо) подвергают удару специальным молотком 1. Ответный звук принимают микрофоном 2 и при помощи специальной аппаратуры 3 анализируют его частотный спектр. По характеру спектра судят о наличии или отсутствии дефектов в ОК 107

Методы собственных частот. Методы колебаний: вынужденных (а - интегральный, б локальный); свободных (в интегральный, г локальный): 1 генератор непрерывных колебаний меняющейся частоты; 2 - излучатель; 3 - объект контроля; 4 - приемник; 5 усили тель; - индикатор резонанса; 7 6 модулятор частоты; 8 - индикатор; 9 - спектроанализатор; 10 - ударный вибратор; 11 -блок обработки информации

Акустический контроль Спектральные методы вынужденых колебаний Локальный резонансный Толщиномер 1 посылает в преобразователь 2 колебания переменной частоты f. Когда частота достигает такого значения, при котором длина волны в ОК =С/f=2 h, объект входит в активный резонанс. Это значение частоты (резонансное) фиксируется, и по нему прибор определяет толщину ОК h (С - скорость звука в ОК). 109

Акустический контроль Спектральные методы вынужденых колебаний Интегральный резонансный Обширный участок поверхности ОК подвергают непрерывным колебаниям при помощи вибраторов 1 и покрывают алюминиевой пудрой 2. В зоне дефекта 3 вследствие резонанса колебания более активны, и поэтому оседание пудры - меньше. 110

Акустический контроль Ультразвуковые методы бегущих волн (методы прохождения) Теневой амплитудный Импульсные или непрерывные ультразвуковые волны пропускают сквозь плоский ОК от излучателя (И) к приемнику (П). Если между И и П дефектов нет, то волны проходят беспрепятственно, и на приеме - сигнал большой амплитуды (вариант I). Малый дефект (Д) оттеняет часть потока, и амплитуда на приеме падает (вариант II). Крупный дефект полностью перекрывает поток, обнуляя сигнал на приеме (вариант III). Глубина залегания и размеры дефекта аппаратурно не оцениваются. Необходим двусторонний доступ к ОК. 111

Акустический контроль Ультразвуковые методы бегущих волн (методы прохождения) Теневой временной Импульсы ультразвуковых волн пропускают сквозь плоский ОК от излучателя И к приемнику П. Если между И и П появляется дефект Д средней величины, он оттеняет часть потока, а отклоняющиеся боковые лучи падают на его край, где претерпевают дифракцию. Попадая в приемник несколько позже прямого потока 1, дифрагированные лучи 2 образуют отдельный слабый сигнал. По разности времени прихода сигналов судят о размерах дефекта. Глубина залегания не определяется. Необходим двусторонний доступ к ОК 112

Акустический контроль Ультразвуковые методы бегущих волн (методы прохождения) Велосиметрический Точечные излучатель и приемник жестко скреплены. Излучатель возбуждает в плоском ОК изгибные волны Лэмба моды а 0. Дистанция между осями И и П приблизительно равна длине волны. Поскольку фазовая скорость волн Лэмба зависит от толщины целого слоя, а дефект делит эту толщину, то в дефектной зоне фазовая скорость понижается, и фаза сигнала на приеме сдвигается относительно фазы на излучении. По сдвигу фаз определяют наличие дефекта. Только плоские ОК. 113

Акустический контроль Ультразвуковые методы бегущих волн (методы отражения) Эхо метод В совмещенном (I) или раздельном (II) режиме работы аппаратуры импульс ультразвуковых волн посылается в ОК. Если на его пути встречается дефект, то импульс частично отражается от него и возвращается в преобразователь, образуя сигнал на приеме (эхо-сигнал). В раздельном режиме изображение посылаемого (зондирующего) импульса на экране отсутствует. Односторонний доступ к ОК, возможность определения координат дефекта и условной оценки его величины и формы. 114

Акустический контроль Ультразвуковые методы бегущих волн (методы отражения) Эхо-зеркальный метод Предназначен для оценки формы и размеров заведомо выявленного внутреннего дефекта в плоском объекте. В раздельно-совмещенном режиме аппаратуры дефект облучается импульсами ультразвуковых волн. Если эхо в ИП лишь немного превышает эхо в П, и оба сигнала - средней амплитуды (вар. I), предполагают круглую форму дефекта. Если сигнал в ИП - мощный, а в П - отсутствует (вар. II), предполагают плоскую форму и наклонную ориентацию. Если не удается получить эхо обоими преобразователями (вар. III), предполагают горизонтальную плоскую форму. Если эхо в П выше, чем в ИП (вар. IV), то дефект плоский вертикальный. Разводя и сближая ИП и П, по дистанции между ними в позициях пропадания сигналов можно оценить высоту дефекта. 115

Акустический контроль Основные типы пьезопреобразователей: а — прямой; б — наклонный; в — раздельно совмешенный 116

Акустический контроль Схема ультразвукового дефектоскопа: 1 пьезопреобразователь; 2 генератор зондирующих импульсов; 3 синхронизатор; 4 генератор горизонтальной развертки; 5 глубиномер; 6 блок временной регулировки чувствительности; 7 усилитель; 8 автоматический сигнализатор дефектов; 9 экран дефектоскопа 117

Акустический контроль Ультразвуковые методы бегущих волн (методы отражения) Дельта - метод Применяется для оценки высоты заведомо выявленных внутренних дефектов. В раздельном режиме работы аппаратуры импульс ультразвуковых волн посылается в ОК так, что облучается верхний край дефекта (позиции I). По дифрагированному эхо-сигналу определяют глубину залегания верхнего края. Затем, раздвигая И и П, находят позицию облучения нижнего края (II). Разность показаний глубины есть высота дефекта. 118

Акустический контроль Ультразвуковые методы бегущих волн (методы отражения) Дифракционно-временной метод Применяется аналогично дельтаметоду, но прием дифрагированных сигналов от краев дефекта осуществляется прямым датчиком, установленным над дефектом, в том числе с использованием отражения от противоположной поверхности ОК. 119

Акустический контроль Ультразвуковые методы бегущих волн (методы отражения) Реверберационный метод В совмещенном режиме работы аппаратуры импульс ультразвуковых волн посылается в слоистый (клееный) ОК. Если склейка качественная (I), то основная часть импульса уходит через клей, а малая доля отражается обратно. На поверхности ОК часть этой доли идет в ИП, образуя первый пик, а часть вновь углубляется в ОК, и с ней происходит то же самое. Так как основная доля всегда хорошо проходит вглубь ОК, то реверберации в верхнем слое быстро ослабевают, и на экране амплитуда пиков - убывающая. Дефект (Д) типа "непроклей" препятствует уходу сигнала (II), и в этом случае реверберации в первом слое - мощные. 120

Акустический контроль Ультразвуковые методы бегущих волн (комбинированные методы) Толщинометрия Толщиномер измеряет время t пробега сигнала до противоположной поверхности ОК и обратно и определяет толщину ОК как h = 0, 5 C × t, где С – известная скорость звука в данном материале. 121

Акустический контроль Ультразвуковые методы бегущих волн (комбинированные методы) Эхо-теневой метод В раздельно-совмещенном режиме аппаратуры импульсы ультразвуковых волн посылают в ОК. Если на тракте - дефект, то импульс частично отражается от него в совмещенный преобразователь (ИП) как эхо-сигнал. Отдельным приемником (П) оценивают падение амплитуды сквозного сигнала, вызванное дефектом. Обладает качествами эхометода + подтверждение дефекта теневым принципом, но требует двустороннего доступа к ОК. 122

Акустический контроль Ультразвуковые методы бегущих волн (комбинированные методы) Зеркально-теневой метод В совмещенном (прямой ИП) или раздельном (наклонные И и П) режиме аппаратуры импульсы ультразвуковых волн посылают в ОК. Если на тракте - дефект, то он преграждает путь, вызывая падение донного сигнала. По падению донного сигнала судят о наличии и величине дефекта. Односторонний доступ к ОК, при наклонном - выявление дефектов любой формы и ориентации. Не дает глубину залегания дефекта. 123

Акустический контроль Ультразвуковой дефектоскоп 124

Акустический контроль Ультразвуковой толщиномер 125

Акустический контроль Твердомер металлов ультразвуковой импедансный Ультразвуковой прибор ПУЛЬСАР 1. 2 Электронный склерометр (измеритель прочности бетона) ОНИКС 2. 5 126

Ультразвуковые толщиномеры Булат 1 S и Булат 2

Разрушающий метод Неразрушающий метод Разрушающие методы подразделяются на: Механический разрушающий метод Метод местного (локального) разрушения бетона Метод отрыва со скалыванием. Огнестрельный метод. Неразрушающие методы подразделяются на: Склерометрический метод или метод пластических деформаций Метод упругого отскока Ультразвуковой импульсный метод. 128

Разрушающие методы контроля прочности Схемы разрушения кубов: а, б при наличии касательных напряжений; в, г при отсутствии касательных напряжений 129

Разрушающие методы контроля прочности Установка для скалывания ребра конструкции Градуировочная кривая определения прочности бетона по усилию скалывания ребра конструкции 130

где Р — нагрузка на шарик, Н; D—диаметр шарика, мм; d — диаметр отпечатка, мм Определение твердости по Бринеллю 1 стального шарика; 2 тело испытуемого металла 131

Конструкция молотка К. П. Кашкарова: 1 корпус; 2 наковальня; 3 обрезиненный наконечник; 4 металлическая ручка; 5 обойма; 6 стакан с отверстиями для шарика и эталонного стержня; 7 пружина; 8 шарик диаметром 17. 46 мм; 9 эталонный стержень; 10 белая бумага; 11 копировальная бумага; 12 бетонная конструк ция 132

Ударный метод и прибор Шмидта Прибор Шмидта типа N: 1 боек; 2 исследуемая бетонная конструкция; 3 корпус; 4 ползунок; 5 измерительная шкала; 6 стопор; 7 направляющий стержень; 8 диск; 9 крышка; 10, 11 пружины; 12 крючок; 13 подвижная масса; 14 втулка; 15 упорный болт Графики зависимости величины отскока бойка прибора Шмидта от прочности бетона при различном положении прибора: 1 вертикально вниз; 2 горизонтально; 3 вертикально вверх 133

Способы расположения преобразователей: а соосное; б диагональное; в поверхностное Градуировочная зависимость при прозвучивании бетона ультразвуковым импульсным методом 134

Ультразвуковой прибор для контроя прочности бетона Упрощенная функциональная схема ультразвукового прибора: 1 задающий генератор; 2 генератор высоковольтных электрических импульсов; 3 излучатель ультразвуковых импульсов; 4 контролируемое изделие; 5 приемник; 6 усилитель; 7 генератор формирования ворот; 8 генератор счетных импульсов; 9 блок развертки; 10 индикатор; 11 процессор; 12 блок ввода коффициентов; 13 цифровой индикатор значений t, V, R 135

Зависимость скорости УЗК от прочности бетона График зависимости скорости ультразвука от прочности бетона в большом диапазоне их значений где Rc – прочность при сжатии, V – скорость ультразвука, a, b, c коэффициенты, зависящие от состава бетона и технологий его приготовления 136

Тепловой контроль Методы контроля: Инфракрасной дефектоскопии - метод основан на том, что в местах дефектов металла подогретого объекта или в зонах утонения стенок трубопровода с подогретой средой тепло передается от внутренней к внешней поверхности стенки несколько в большей степени, чем в окружающих бездефектных зонах. Тепловизор преобразует картину теплового распределения на поверхности объекта в видеоизображение. Чувствительность современных тепловизоров исчисляется десятыми долями градуса. Метод пирометрии - дистанционное измерение температуры объекта – применяется в литейном производстве для оценки температуры расплавов и в теплоэнергетике. Выполняется более простыми приборами – пирометрами. 137

Блок схема тепловизионного прибора: 1 ИК объектив; 2 - матрица ИК приемников; 3 - система охлаждения или термостабилизации матрицы; 4 - предварительные усилители; 5 - мультиплексор; б и 8 -аналоговый и цифровой корректоры неоднородности сигналов; 7 аналого цифровой преобразователь (АЦП); 9 - корректор неработающих (слепых) элементарных приемников, или пикселей, 10 блок формирования изображений со встроенным микропроцессором обработки видеосигналов; 11 ТВ монитор или портативный электронный видоискатель; 12 видеовыход; 13 - окуляр (используется только с видоискателем); 14 - тактовый генератор; 15 - первичный источник питания (аккумулятор) или сетевой адаптер. (Примечание. В неохлаждаемых тепловизорах п. 3 отсутствует, а также зачастую п. п. 6, 8 и 9)

Тепловой контроль Современные модели тепловизоров «SAT S-160» «SAT S-280» «SAT HY-6800» «SAT G-90» 139

Тепловой контроль Применение тепловизоров для измерения температуры. 140

Тепловой контроль Применение пирометра для измерения температуры. 141

Советы первокурсникам 1. Старайтесь вести себя ровно и дружелюбно по отношению к сокурсникам, если можете чем-то помочь во время учебы - помогите. Дружные группы всегда заканчивают обучение в институте с наименьшими потерями. 2. Если по каким-то причинам вам необходимо прервать обучение, старайтесь обязательно закончить хотя бы первый курс. 3. В вузе нет ежедневного контроля самостоятельной работы студента, поэтому нужно выработать у себя привычку работать регулярно, хотя бы по полчаса или по часу каждый день. 4. Обязательно ведите конспекты (самая плохая авторучка лучше самой хорошей памяти) и старайтесь не пропускать занятия. 5. Если вы хотите стать профессионалом в своем деле, нужно обязательно иметь дома библиотечку технической литературы и в первую очередь следует приобретать справочную литературу. 6. Изучая техническую литературу, обязательно выписывайте в свой конспект самые важные сведения и определения. Перед экзаменом вы сможете несколько раз прочесть эти записи, и тогда эти сведения и определения останутся в вашей долговременной памяти и составят основу вашего технического образования. 7. Помните: некомпетентность и небрежность - наиболее серьезные недостатки для любого работника, но особенно для инженера. Именно сейчас складывается ваш характер, не забывайте самую мудрую пословицу: посеешь привычку - пожнешь характер, посеешь характер - пожнешь судьбу. 8. Научитесь ценить свое и чужое время, важно уметь плодотворно работать и эффективно отдыхать. 9. Помните: инженерная работа - это интересная и творческая работа, и вы - на правильном пути. Десятую заповедь, надеемся, вы сформулируете сами. 142