Основы неразрушающего контроля

Неразрушающий контроль (НК) основан на получении информации о качестве проверяемых материалов и изделий при взаимодействии их с веществами или физическими полями в виде электрических, световых, звуковых или других сигналов.

Современные методы НК в соответствии с ГОСТ 18 353–79 подразделяются на девять основных видов:

радиационный;

акустический;

магнитный;

проникающими веществами — капиллярный и течеискания;

оптический;

вихретоковый;

электрический;

радиоволновой;

тепловой.

Рассмотрим некоторые из этих методов.

Методы каждого вида НК классифицируют по характеру взаимодействия физических полей или веществ с контролируемым объектом, первичным информативным признакам и способам получения первичной информации.

Качество материалов и изделий формируется на всех этапах их создания и эксплуатации — проектирования, изготовления и потребления. В процессе контроля сравнивают выходные или промежуточные характеристики продукции с расчетными или установленными данными, указанными в стандартах или технических условиях.

На промышленных предприятиях в соответствии с ГОСТ 16 504–74 применяют входной, операционный и приемочный контроль.

Входной контроль предназначен для исключения некачественных материалов, дефектных изделий, поступающих с других предприятий или участков производства до начала производства.

Операционный (технологический) контроль предназначен для оценки продукции в процессе ее изготовления.

Большое распространение получает активный операционный контроль. Измерительные приборы активного контроля дают информацию о характеристиках получаемого материала или изделия, а система обратной связи автоматически управляет производственным процессом.

Приемочный контроль применяют для готовой продукции по окончании всех технологических операций.

Контроль может быть сплошным или выборочным.

Сплошной контроль предусматривает проверку каждой единицы продукции.

Выборочный контроль целесообразен при стабильном технологическом процессе в массовом или серийном производстве. Норма выборки определяется на основании эксплуатационных данных, анализа технологического процесса, стоимости контроля и изделия. Размер выборки, а также условия приемки партии деталей определяются методами статистического контроля.

В процессе эксплуатации изделий проводят профилактический, регламентированный и целевой контроль.

Анализ контролируемой продукции позволяет выделить некоторые общие признаки для широкой номенклатуры применяемых материалов с различными физическими свойствами (материаловедческие), различными видами дефектов типа несплошностей (дефектоскопические), размерами, формой переходных участков (концентраторы), толщиной (геометрические), техническим состоянием, величиной и характером напряженно-деформированного состояния, признаками предразрушения (эксплуатационные).

Достоверность контроля зависит от интенсивности изменения контролируемых показателей и физических свойств материала при изменении условий нагружения, обработки, эксплуатации, а также от выбора физического поля или явления, максимально реагирующего на эти изменения.

Выбор и применение метода контроля обусловливаются следующими факторами:

агрегатным состоянием контролируемой среды (газообразное, жидкое, твердое);

видом материала (диэлектрик, проводник, магнит и т. п.);

видом структуры контролируемого материала (монокристаллическая, крупноструктурная); способностью взаимодействовать с наводимым полем или применяемым веществом;

условиями контроля (в вакууме, при высоких температуре, давлении);

размерами, конфигурацией и конструктивными особенностями объекта контроля;

видом решаемой задачи (диагностика, структуроскопия, влагометрия).

В современных условиях при большом разнообразии методов и приборов необходим тщательный анализ для выбора наиболее эффективного и экономичного НК. Принцип выбора методов НК материалов и изделий основывается на их классификационных признаках. Основными признаками являются: характер взаимодействия физических полей или веществ с контролируемым объектом, первичная, информативная характеристика, индикация первичной информации, окончательная информация. Каждый метод имеет свою область наиболее эффективного применения.

Рациональное использование комплекса неразрушающих методов контроля позволяет в некоторых случаях увеличить его эффективность. При этом понятие комплексности не ограничивается только сочетанием методов НК с целью дублирования результатов контроля. Под комплексным контролем подразумевают рациональное сочетание различных неразрушающих методов, которые могут и должны обеспечить достоверную оценку качества изделия в целом.

По контролируемым параметрам применяемые средства неразрушающего контроля разделяются на приборы и установки, предназначенные:

для обнаружения дефектов типа нарушений сплошности (трещины, раковины, расслоения, пористость, очаги коррозии, рыхлость и т. д.),.

контроля геометрических характеристик (наружные и внутренние диаметры, толщина стенки, покрытий, слоев, степень износа и т. д.),.

измерения физико-механических и физико-химических характеристик (электрические, магнитные и структурные параметры, отклонения от марки материала и химического состава,.

измерения твердости, пластичности коэрцитивной силы, контроль качества упрочненных слоев, содержания и распределения ферритной фазы и т. п.),.

технической диагностики для предсказания возникновения различного рода дефектов, в том числе нарушений сплошности,.

изменения размеров и физико-механических свойств изделий на период их эксплуатации.

Одной из современных тенденций в использовании испытательной техники является замена разрушающих испытаний неразрушающими. Разрушающие испытания образцов позволяют установить соответствие эксплуатационных характеристик изделия измеренным. Если эти связи установлены, то НК дает возможность резко сократить объем и периодичность испытаний разрушающими методами. Установление связей между изменениями параметров физического поля либо вещества и характеристиками контролируемой продукции при их взаимодействии составляет физические основы дефектоскопии.