Контроль сплошности металла неразрушающими методами
ТРУБЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ БЕСШОВНЫЕ
Методы ультразвуковой дефектоскопии
Non-destructive testing. Metal seamless pipes and tubes. Ultrasonic methods of defect detection
МКС 19 100, 23.040.10
Предисловие
Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Техническим комитетом по стандартизации ТК 357 "Стальные и чугунные трубы и баллоны", Негосударственным образовательным учреждением дополнительного профессионального образования "Научно-учебный центр "Контроль и диагностика" ("НУЦ "Контроль и диагностика") и Акционерным обществом "Русский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (АО "РусНИТИ")
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 357 "Стальные и чугунные трубы и баллоны"
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 31 марта 2022 г. N 149-П)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
ЗАО "Национальный орган по стандартизации и метрологии" Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
Госстандарт Республики Казахстан
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 5 мая 2022 г. N 266-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 17410-2022 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 августа 2022 г.
Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.
В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"
Введение
Настоящий стандарт разработан взамен межгосударственного стандарта ГОСТ 17410-78 "Контроль неразрушающий. Трубы металлические бесшовные цилиндрические. Методы ультразвуковой дефектоскопии".
По сравнению с ГОСТ 17410-78 в настоящем стандарте:
- структура и содержание стандарта приведены в соответствие с ГОСТ 1.5-2001;
- "Термины и определения";
- "Обозначения и сокращения";
- добавлена возможность применения электромагнитно-акустических преобразователей и многоэлементных преобразователей (в том числе преобразователей с фазированными решетками);
- уточнены общие требования к контролю, к настроечным отражателям и настроечным образцам, к проведению контроля с учетом требований действующих стандартов в области ультразвукового контроля труб;
- уточнены схемы контроля и включения преобразователей (приложение А);
- типы настроечных отражателей и настроечных образцов приведены в приложении Б;
- требования к размерам настроечных отражателей приведены в приложении В.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает требования к проведению ультразвукового контроля сплошности металла бесшовных труб круглого сечения.
Настоящий стандарт распространяется на методы ультразвукового контроля с применением автоматизированного, механизированного и ручного контроля труб для выявления различных дефектов (типа нарушения сплошности и однородности металла), расположенных на наружной и внутренней поверхностях, а также в толще стенок труб, и обнаруживаемых ультразвуковым дефектоскопическим оборудованием.
Действительные размеры дефектов, их форма и характер настоящим стандартом не устанавливаются.
Размеры настроечных отражателей не рассматриваются как минимальные размеры дефектов, обнаруживаемых при контроле.
2 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
2.1 расслоение: Дефект, расположенный в стенке трубы и, как правило, ориентированный параллельно поверхности.
2.2 бесшовная труба: Труба, не имеющая сварного шва или соединения, выполненного другим способом.
2.3 документация на контроль: Стандарты, нормативная и технологическая документация, устанавливающие требования к проведению ультразвукового контроля.
2.4 технологическая документация: Графический или текстовый документ, который отдельно или в совокупности с другими документами определяет технологический процесс или операцию изготовления изделия.
Контроль сплошности металла неразрушающими методами
Для защиты металлических изделий применяются покрытия разных типов, в том числе изоляционные и лакокрасочные (ЛКП). В процессе нанесения и эксплуатации покрытий могут возникать дефекты, нарушающие их сплошность и защитные свойства. В связи с этим, контроль сплошности покрытий является важным условием безаварийной эксплуатации в течение всего срока службы промышленных объектов. Данный вид контроля наиболее часто применяется при контроле изоляции трубопроводов, резервуаров, цистерн и других объектов, где изоляция влияет на сохранения эксплуатационных характеристик.
Наша аттестованная лаборатория оказывает услуги по контролю сплошности покрытий. Работы проводятся дефектоскопистами, аттестованными на II и III уровни согласно СДАНК-02-2020 и имеющими всё необходимое оборудование (дефектоскоп, толщиномер, трещиномер). По результатам контроля выдается заключение о качестве контролируемого объекта (примеры). Высокий уровень организации рабочих процессов нашей ЛНК дополнительно подтвержден сертификатом соответствия ISO 9001. Стоимость электрического контроля сплошности покрытий начинается от 100 рублей за погонный метр. Для составления КП необходимо дать описание объекта и контролируемого покрытия, сообщить место проведения и количество объектов контроля. Работы возможны в Москве и на всей территории РФ.
Наиболее популярным видом неразрушающего контроля сплошности покрытий является электроискровой метод. Искровые дефектоскопы фиксируют искровые пробои информируя пользователя о наличии дефекта звуковой и световой сигнализацией. Такие приборы работают с напряжением от 0,5 до 35 кВ, позволяя контролировать покрытия толщиной от 40 мкм до 40 мм, и выявлять дефекты размером от 50 мкм. К преимуществам этого метода можно отнести высокие скорость контроля и достоверность результатов. В России данный метод регламентирован ГОСТ 34395-2018.
Другим методом электрического контроля, получившим широкое распространение в зарубежной практике является метод влажной губки (Holiday Testing) описанный в ASTM D 5162: 2015. В отличии от искрового, данный метод использует низковольтное напряжение до 100В, при котором возможность повреждения покрытия искровым пробоем полностью исключена. Недостатками метода являются низкая производительности (губку надо постоянно смачивать и протирать поверхность покрытия после обнаружения дефекта) и низкая чувствительность к дефектам типа утонения и включения.
Статьи и нормативы по контролю качества покрытий
- - Материалы лакокрасочные. Электроискровой метод контроля сплошности диэлектрических покрытий на токопроводящих основаниях – Контроль неразрушающий электрический. Термины и определения. - Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии. - Стандартный порядок испытания нарушений сплошности (тест Холидей) непроводящих защитных покрытий на металлических подложках - Инструкция по применению комплекса устройств для неразрушающего контроля сплошности изоляционных покрытий заглубленных трубопроводов
Наша лаборатория оснащена электроискровым дефектоскопом Elcometer 266
Подпишитесь на наш канал You Tube
ТРУБЫ СТАЛЬНЫЕ БЕСШОВНЫЕ
Методика входного ультразвукового контроля сплошности
Дата введения 1991-07-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН
Всесоюзным научно-исследовательским и проектным институтом технологии химического и нефтяного аппаратостроения (ВНИИПТхимнефтеаппаратуры)
Ф.Н.Пыщев (руководитель темы); В.В.Рязанова
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ указанием Министерства тяжелого машиностроения от 20.09.90 г. N AB-002-1-8993
3. Сведения о сроках и периодичности проверки документа:
Срок первой проверки 1995 г., периодичность проверки - 5 лет
4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
Номер пункта, подпункта, перечисления, приложения
1.1; 1.5; 1.6; 1.7; 1.8; 1.9; 1.10; 1.11
Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (1987 г.)**
Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей*** и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей**** (1984 г.)
Э 1.1.1; Э 1.1.3; Э 1.3.1; Э 2.13.2; Б 1.1.1; Б 1.1.2; Б 1.1.6; Б 1.1.7
Санитарные нормы и правила при работе с оборудованием, создающим ультразвук, передаваемый контактным путем на руки работающим (1980 г.)
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 1050-88.
**** На территории Российской Федерации действуют "Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок" (ПОТ Р М-016-2001, РД 153-34.0-03.150-00). , здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
Настоящий руководящий документ устанавливает методику ручного входного ультразвукового контроля (УЗК) качества металла холоднодеформированных, теплодеформированных и горячедеформированных бесшовных труб из углеродистых, легированных и аустенитных сталей, применяемых для изготовления химической, нефтяной и газовой аппаратуры.
Руководящий документ распространяется на трубы диаметром от 57 мм и более с толщиной стенки 3,5 мм и более.
Допускается применять механизированный УЗК металла труб по инструкциям, разработанным специализированными технологическими организациями.
* На территории Российской Федерации действует ОСТ 26-291-94. - Примечание изготовителя базы данных.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. Ультразвуковой контроль проводится с целью выявления внутренних и наружных дефектов труб типа раковин, трещин, закатов, расслоений, плен и других без расшифровки типа, формы и характера обнаруженных дефектов с указанием их количества, глубины залегания и условных размеров.
1.2. Необходимость проведения УЗК металла труб у потребителей устанавливается в следующих случаях:
при поставке труб, не подвергавшихся гидравлическим испытаниям и (или) замене испытаний на контроль физическими методами в соответствии с указаниями п.3.9 "Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением" и п.2.3.9 ОСТ 26-291;
при использовании труб, изготовленных по техническим требованиям без применения неразрушающих методов контроля, с целью оценки сплошности металла и сортировки труб с учетом требований ТУ 14-3-460 и другой документации, предусматривающей контроль ультразвуковым методом, и последующего их применения, например, для трубопроводов пара и горячей воды;
при введении входного ультразвукового контроля труб на заводе-потребителе по решению конструкторского или технологического подразделения.
1.4. Ультразвуковой контроль проводят после устранения недопустимых дефектов, обнаруженных при визуальном контроле.
1.5. При контроле не гарантируется выявление дефектов в концевых участках трубы на длине, равной половине ширины (диаметра) рабочей поверхности преобразователя.
1.6. Документация на контроль, содержащая отступления от требований настоящего руководящего документа или включающая новые методики контроля, должна согласовываться со специализированными организациями отрасли (НИИхиммашем, ВНИИПТхимнефтеаппаратуры и др.).
2. АППАРАТУРА
2.1. Дефектоскопы и преобразователи
2.1.1. При контроле металла труб должны использоваться ультразвуковые импульсные дефектоскопы типов УД2-12, УД-11ПУ, ДУК-66ПМ или другие, отвечающие требованиям настоящего руководящего документа. Для контроля труб на расслоение допускается использовать ультразвуковые толщиномеры типа "Кварц-6" или другие.
2.1.2. Толщиномеры и дефектоскопы 1 раз в год, а также после каждого ремонта подлежат обязательной государственной или ведомственной поверке. При поверке должны проводиться визуальный контроль и определение технических характеристик приборов в соответствии с методическими указаниями по поверке и требованиями ГОСТ 23667*.
* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 23667-85. - Примечание изготовителя базы данных.
2.1.3. Дефектоскопы должны быть укомплектованы раздельно-совмещенными (PC) и наклонными преобразователями с углом ввода ультразвукового луча 38° и 50° на частоту 2,5 и 5 МГц, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 23702.
Мертвая зона должна быть не более:
8 мм - для наклонных преобразователей с углом ввода 38° и 50° на частоту 2,5 МГц;
3 мм - для наклонных преобразователей с углом ввода 38° и 50° на частоту 5 МГц и PC преобразователей на частоты 2,5 и 5 МГц.
2.1.4. При контактном способе ультразвукового контроля труб с наружным диаметром менее 300 мм рабочая поверхность преобразователя должна соответствовать кривизне поверхности контролируемой трубы. Это достигается обработкой поверхности преобразователя (приложение 1).
Вместо обработки поверхности допускается использование стабилизирующих опор и насадок (см. приложение 1).
2.1.5. Для измерения толщины стенки трубы применяют толщиномеры "Кварц-6", УТ-93П или другие, обеспечивающие аналогичную точность измерений, а также PC преобразователи на частоту 2,5; 5 или 10 МГц.
2.2. Стандартные образцы
2.2.1. В комплект аппаратуры для проверки и настройки основных параметров дефектоскопов совместно с преобразователями должны входить комплект стандартных образцов СО-1, СО-2 и СО-3 по ГОСТ 14782, стандартные образцы предприятия (по терминологии ГОСТ 17410), юстировочные плитки для толщиномера.
2.2.2. Стандартные образцы CО-1, СО-2, СО-3 применяют для проверки и определения основных параметров контроля:
точки выхода ультразвукового луча;
угла наклона акустической оси преобразователя;
угла ввода ультразвукового луча.
2.2.3. Стандартные образцы предприятия используют для настройки глубиномерного устройства и чувствительности дефектоскопа. В качестве стандартного образца предприятия используют отрезок бездефектной трубы (черт.1), выполненный из того же материала, того же типоразмера и имеющий то же качество поверхности, что и контролируемая труба. Допускается отклонение размеров стандартных образцов предприятия (диаметр, толщина) от размеров контролируемой трубы не более чем на ±10%. На наружной и внутренней поверхностях образца наносят контрольные дефекты (искусственные отражатели) типа прямоугольных рисок по ГОСТ 17410.
Стандартный образец предприятия для наклонных преобразователей
Маркировать марку стали, диаметр (2), толщину стенки , глубину канавок
2.2.4. Стандартные образцы предприятия для настройки толщиномера и чувствительности дефектоскопа с PC преобразователем изготовляют ступенчатыми из соответствующего отрезка трубы (черт.2). В образце выполняют плоскодонное отверстие заданного размера.
Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно
ТРУБЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ БЕСШОВНЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ
Методы ультразвуковой дефектоскопии
Non-destructive testing. Metal seamless cylindrical pipes and tubes. Ultrasonic methods of defekt detection
МКС 19.100
23.040.10
Дата введения 1980-01-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения СССР
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 06.06.78 N 1532
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
Номер пункта, подпункта
5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)
6. ИЗДАНИЕ (сентябрь 2010 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в июне 1984 г., июле 1988 г. (ИУС 9-84, 10-88)
Настоящий стандарт распространяется на прямые металлические однослойные бесшовные цилиндрические трубы, изготовленные из черных и цветных металлов и сплавов, и устанавливает методы ультразвуковой дефектоскопии сплошности металла труб для выявления различных дефектов (типа нарушения сплошности и однородности металла), расположенных на наружной и внутренней поверхностях, а также в толще стенок труб и обнаруживаемых ультразвуковой дефектоскопической аппаратурой.
Необходимость проведения ультразвукового контроля, объем его и нормы недопустимых дефектов должны определяться в стандартах или технических условиях на трубы.
1. АППАРАТУРА И СТАНДАРТНЫЕ ОБРАЗЦЫ
1.1. При контроле используют: ультразвуковой дефектоскоп; преобразователи; стандартные образцы, вспомогательные устройства и приспособления для обеспечения постоянных параметров контроля (угла ввода, акустического контакта, шага сканирования).
Форма паспорта стандартного образца приведена в приложении 1а.
(Измененная редакция, Изм. N 2).
1.2. Допускается применять аппаратуру без вспомогательных приспособлений и устройств для обеспечения постоянных параметров контроля при перемещении преобразователя вручную.
1.3. (Исключен, Изм. N 2).
1.4. Выявленные дефекты металла труб характеризуются эквивалентной отражающей способностью и условными размерами.
1.5. Номенклатура параметров преобразователей и методы их измерений - по ГОСТ 23702.
(Измененная редакция, Изм. N 1).
1.6. При контактном способе контроля рабочую поверхность преобразователя притирают по поверхности трубы при наружном диаметре ее меньше 300 мм.
Вместо притирки преобразователей допускается использование насадок и опор при контроле труб всех диаметров преобразователями с плоской рабочей поверхностью.
1.7. Стандартным образцом для настройки чувствительности ультразвуковой аппаратуры при проведении контроля служит отрезок бездефектной трубы, выполненный из того же материала, того же типоразмера и имеющий то же качество поверхности, что и контролируемая труба, в котором выполнены искусственные отражатели.
1. Для труб одного сортамента, отличающихся по качеству поверхности и составу материалов, допускается изготовление единых стандартных образцов, если при одинаковой настройке аппаратуры амплитуды сигналов от одинаковых по геометрии отражателей и уровень акустических шумов совпадают с точностью не менее ±1,5 дБ.
2. Допускается предельное отклонение размеров (диаметр, толщина) стандартных образцов от размеров контролируемой трубы, если при неизменной настройке аппаратуры амплитуды сигналов от искусственных отражателей в стандартных образцах отличаются от амплитуды сигналов от искусственных отражателей в стандартных образцах того же типоразмера, что и контролируемая труба, не более чем на ±1,5 дБ.
3. Если металл труб неоднороден по затуханию, то допускается разделение труб на группы, для каждой из которых должен быть изготовлен стандартный образец из металла с максимальным затуханием. Методика определения затухания должна быть указана в технической документации на контроль.
1.7.1. Искусственные отражатели в стандартных образцах для настройки чувствительности ультразвуковой аппаратуры на контроль продольных дефектов должны соответствовать черт.1-6, на контроль поперечных дефектов - черт.7-12, на контроль дефектов типа расслоений - черт.13-14.
Примечание. Допускается использовать другие типы искусственных отражателей, предусмотренные в технической документации на контроль.
1.7.2. Искусственные отражатели типа риски (см. черт.1, 2, 7, 8) и прямоугольного паза (см. черт.13) используются преимущественно при автоматизированном и механизированном контроле. Искусственные отражатели типа сегментного отражателя (см. черт.3, 4, 9, 10), зарубки (см. черт.5, 6, 11, 12), плоскодонного отверстия (см. черт.14) используются преимущественно при ручном контроле. Вид искусственного отражателя, его размеры зависят от способа контроля и от типа применяемой аппаратуры и должны предусматриваться в технической документации на контроль.
1.7.3. Риски прямоугольной формы (черт.1, 2, 7, 8, исполнения 1) применяются для контроля труб с номинальной толщиной стенки, равной или большей 2 мм.
Риски треугольной формы (черт.1, 2, 7, 8, исполнения 2) применяются для контроля труб с номинальной толщиной стенки любой величины.
1.7.4. Угловые отражатели типа сегмента (см. черт.3, 4, 9, 10) и зарубки (см. черт.5, 6, 11, 12) используются при ручном контроле труб наружным диаметром свыше 50 мм и толщиной более 5 мм.
1.7.5. Искусственные отражатели в стандартных образцах типа прямоугольного паза (см. черт.13) и плоскодонных отверстий (см. черт.14) используются для настройки чувствительности ультразвуковой аппаратуры на выявление дефектов типа расслоений при толщине стенки трубы больше 10 мм.
1.7.6. Допускается изготовление стандартных образцов с несколькими искусственными отражателями при условии, что расположение их в стандартном образце исключает их взаимное влияние друг на друга при настройке чувствительности аппаратуры.
1.7.7. Допускается изготовление составных стандартных образцов, состоящих из нескольких отрезков труб с искусственными отражателями при условии, что границы соединения отрезков (сваркой, свинчиванием, плотной посадкой) не влияют на настройку чувствительности аппаратуры.
1.7.8. В зависимости от назначения, технологии изготовления и качества поверхности контролируемых труб следует использовать один из типоразмеров искусственных отражателей, определяемых рядами:
- глубина риски , % от толщины стенки трубы: 3, 5, 7, 10, 15 (±10%);
- длина риски , мм: 1,0; 2,0; 3,0; 5,0; 10,0; 25,0; 50,0; 100,0 (±10%);
- ширина риски , мм: не более 1,5.
1. Длина риски дана для ее части, имеющей постоянную глубину в пределах допуска; участки входа и выхода режущего инструмента не учитываются.
2. Допускаются на углах риски закругления, связанные с технологией ее изготовления, не больше 10% .
Для сегментных отражателей:
- высота , мм: 0,45±0,03; 0,75±0,03; 1,0±0,03; 1,45±0,05; 1,75±0,05; 2,30±0,05; 3,15±0,10; 4,0±0,10; 5,70±0,10.
Примечание. Высота сегментного отражателя должна быть больше длины поперечной ультразвуковой волны.
Неразрушающий контроль
В ходе эксплуатации или изготовления различного оборудования, его узлов и деталей, постоянно требуется оценить его состояние. Делать это необходимо без остановки, вывода из эксплуатации, разборки или взятия образцов материалов, поскольку такие действия обходятся очень дорого.
Для этого разработаны и широко применяются методы неразрушающего контроля, или non-destructive test. Обследование конструкции, механизма, детали проводят не прерывая его использования, не вызывая простоев. Периодическое обследование позволяет своевременно обнаружить предпосылки к возникновению неисправности механизма или усталости конструкции и предпринять действия по устранению причин возможных неисправностей или разрушений. Это существенно повышает безопасность эксплуатации и снижает стоимость и продолжительность внеплановых ремонтов.
С помощью неразрушающего контроля в конструкциях, узлах и деталях находят дефекты на ранней стадии их возникновения:
- пористость;
- растрескивание;
- механические или термические напряжения;
- сдвиговые деформации;
- посторонние включения;
- и многие другие.
Классификация методов неразрушающего контроля по ГОСТ 18353- 79
Основные методы неразрушающего контроля основаны на применении различных физических явлений и измерении характеризующих эти явления физических величин. Наиболее широко применяются следующие виды неразрушающего контроля:
- ультразвуковой;
- радиоволновый;
- электрический;
- акустический;
- вихревых токов;
- магнитный;
- тепловой;
- радиационный;
- проникающими веществами;
- оптический.
Общие виды неразрушающего контроля могут включать в себя несколько конкретных методов, различающихся по таким признакам, как:
- способ взаимодействия с контролируемым объектом;
- физические величины, измеряемые в ходе наблюдения;
- способ получения и интерпретации данных.
Правильный выбор способа позволяет предприятию сэкономить средства и обеспечить высокую надежность контролируемого оборудования и конструкций.
Радиоволновой метод неразрушающего контроля
Заключается в облучении исследуемого объекта радиочастотным излучением и измерении параметров прошедшей, отраженной или рассеянной электромагнитной волны.
Он применим к диэлектрическим, полупроводниковым материалам, а также к тонкостенным металлическим оболочкам и конструкциям, в которых хорошо распространяются радиоволны. Используется для проверки однородности, габаритов и формы изделий из пластика, резины, композитных материалов. Измеряют при этом амплитудные, фазовые или поляризационные характеристики волны. Неразрушающий контроль радиоволновым методом позволяет обнаружить в массе материала неоднородности, посторонние включения, некачественные клеевые и сварные соединения и другие дефекты.
Электрический метод неразрушающего контроля
Группа методов неразрушающего контроля металлов и диэлектриков основана на измерении и интерпретации характеристик электростатического поля, приложенного к контролируемому объекту. Чаще всего измеряют электрический потенциал и емкость.
Для работы с токопроводящими материалами применяют эквипотенциальный способ, к диэлектрическим материалам чаще применяют емкостной. Термоэлектрический способ применим для достаточно точного определения химического состава материала без взятия образцов и применения дорогих масс-спектрографических установок.
Неразрушающий контроль электрический
С использованием электрических методик находят различные скрытые дефекты:
- пустоты и пористость в отливках;
- микротрещины в металлопрокате;
- непровар и другие пороки сварки;
- некачественные лакокрасочные покрытия и клеевые швы.
Акустический, или ультразвуковой контроль
Способ основан на возбуждении в конструкции колебаний определенной частоты, амплитуды, скважности импульсов и анализе отклика конструкции на эти колебания. Интерпретация результатов с помощью специализированных компьютерных программ позволяет воссоздать двумерные сечения исследуемого объекта, не разрушая его. Различают две основных группы методик акустической дефектоскопии:
- Активные — установка осуществляет излучение колебаний и последующий прием отклика от конструкции.
- Пассивные — осуществляется только измерение колебаний и импульсов.
Ультразвуковой неразрушающий контроль
Звуковые колебания с частотой выше 20 килогерц называют ультразвуком. Ультразвук является одним из самых популярных способов акустической дефектоскопии в промышленности и позволяет проверять качество и пространственную конфигурацию практически любых материалов. Популярность ультразвука определяется его преимуществами перед другими методами:
- низкая цена оборудования;
- компактность установок;
- безопасность для персонала;
- высокая чувствительность и пространственное разрешение.
Ультразвуковой способ мало применим к конструкциям, имеющим крупнозернистую структуру или сильно шероховатую поверхность.
Безопасность ультразвука для человека позволяет широко использовать его в медицинской диагностике, включая обследование ребенка в утробе матери и раннее определение его пола.
Вихретоковый метод неразрушающего контроля
Способ основан на наведении в исследуемом объекте вихревых (приповерхностных) токов малой интенсивности и частотой до нескольких мегагерц помещения его в электромагнитное поле, создаваемое вихретоковым преобразователями измерения. Применяется для металлов и других электропроводящих материалов. На основании неоднородностей приповерхностного вихревого поля можно судить о наличии неоднородностей и других дефектов в наружном слое металла (до глубины в несколько миллиметров). Измерения с высокой точностью определяют также дефекты лакокрасочных и защитных покрытий, нанесенных на металлическую деталь. В роли вихретокового преобразователя служить мощная катушка индуктивности, генерирующая высокочастотное электромагнитное поле. Вихревые токи, наводимые этим полем в приповерхностном слое металла, измеряют этой же катушкой (совмещенная схема) или отдельной (разнесенная схема). По пространственной картине распределения интенсивности измеренных токов определяют места неоднородностей, вносящих искажение в поле.
Вихретоковый метод неразрушающего контроля
На применении вихревых токов основано большое количество различных конструкций дефектоскопов, специализирующихся на определении толщины и однородности листов металлопроката и покрытий на конструкциях, непрерывного измерения диаметра проволоки и пруткового проката во время их производства. Применяются вихретоковые устройства, наряду с ультразвуковыми, и для определения состояния лопаток турбин и других ответственных высоконагруженных узлов.
Магнитный метод неразрушающего контроля
Эта группа методик имеет в своей физической основе измерение взаимодействия исследуемого объекта с магнитным полем. Применяются для дефектоскопии ферромагнитных материалов и сплавов. Три основных вида магнитных исследований – это:
- магнитопорошковый;
- феррозондовый;
- магнитографический.
Чтобы обнаружить неоднородность в структуре магнитного материала, его намагничивают, а поверхность смазывают специальной суспензией или гелем, содержащим калиброванные металлические частицы. Эти частицы концентрируются вдоль силовых линий магнитного поля, простым и наглядным способом визуализируя его. В местах неоднородностей и дефектов магнитное поле искажено, и линии его будут искривлены. Магнитографические опыты проводились учеными еще в XVIII веке, но для целей дефектоскопии были приспособлены только в XX.
Тепловой метод
Тепловые методики основаны на измерении интенсивности тепловых полей, излучаемых контролируемым устройством или конструкцией. Распределение температур на поверхности и градиент их изменения отражает распределение тепла внутри объекта. В местах дефектов и неоднородностей равномерная тепловая картина будет искажена.
Использование тепловизора для неразрушающего контроля
Исследователи путем расчетов и экспериментов определили типовые изменения в тепловом портрете изделия, характерные для тех или иных дефектов, и в настоящее время распознавание таких особенностей доверяют компьютерам и нейронным сетям. Измерения тепловой картины на поверхности производят как с помощью контактных термометров, так и путем дистанционной пирометрии. С помощью теплового портрета обнаруживают дефекты сварки и пайки, нарушения герметичности сосудов, места концентрации внутренних напряжений и неисправные электронные компоненты. Самое широкое применение тепловой способ находит в электронике и приборостроении.
Радиационный метод неразрушающего контроля
Этот способ чрезвычайно эффективный, он позволяет получать информацию о самых крупных установках и конструкциях (практически без ограничения размера) путем просвечивания их проникающим ионизирующим излучением.
Радиационный метод неразрушающего контроля
Применяется в следующих диапазонах:
- гамма-лучи;
- рентгеновское излучение;
- нейтронное излучение.
Физической основой способа является возрастание плотности потока заряженных частиц в местах скрытых дефектов. На основании сравнения интенсивности прошедшего и отраженного потока делают вывод о глубине расположения неоднородности. Применяется при определении качества сварных швов на крупных изделиях, таких, как корпуса атомных или химических реакторов, турбин, магистральных трубопроводов и их запорной арматуры.
Метод неразрушающего контроля проникающими веществами
Суть способа заключается в том, что во внутренние полости контролируемого устройства или конструкции запускают специально подготовленную жидкость, реже — химически активное или радиоактивное вещество. По его скоплению или следам и определяют место дефекта.
Различают две разновидности:
- капиллярный, для нахождения поверхностных капиллярных трещин, по которым и просачивается вещество – индикатор;
- течеискание — для обнаружения утечек в трубопроводах и емкостях.
Метод неразрушающего контроля проникающими веществами
Поверхность тщательно очищают, далее наносят на нее вещество-индикатор, или пенетрант. После определенной выдержки наносят вещество — проявитель и наблюдают картину дефектов визуально. В случае применения радиоактивных маркеров обнаружение дефектов производят соответствующей рентгенографической аппаратурой. Методика обладает следующими достоинствами:
- высокая чувствительность;
- простота применения;
- наглядность представления.
Он хорошо сочетается с другими методиками и служит им для взаимной проверки.
Оптический метод неразрушающего контроля
Оптический способ дефектоскопии основан на анализе оптических эффектов, связанных с отражением, преломлением и рассеянием световых лучей поверхностью или объемом объекта.
Внешние оптические методики позволяют определять чистоту и шероховатость поверхностей, особо важную в точном машиностроении. При измерении размеров мелких деталей применяется физическое явление дифракции, шероховатость поверхностей определяется на основе интерференционных измерений.
Внутренние дефекты возможно выявить лишь для прозрачных материалов, и здесь оптическим методикам нет равных по дешевизне и эффективности.
Выгодно отличаются они своей простотой и малой трудоемкостью и при нахождении пороков поверхностей, таких, как трещины, заусенцы и забоины.
Особенности выбора метода неразрушающего контроля
В ряде отраслей промышленности, таких, как :
- атомная;
- химическая;
- аэрокосмическая;
- оборонная;
выбор способов дефектоскопии строго регламентирован государственными стандартами и нормами сертифицирующих организаций, таких, ка МАГАТЭ или Госатомнадзора.
Вне этих отраслей руководитель подразделения качества предприятия выбирает методики дефектоскопии, руководствуясь следующими параметрами:
- физико-химические свойства применяемого материала;
- размеры и прежде всего — толщина конструкции;
- тип контролируемого объекта, соединения или конструкции;
- требования технологического процесса;
- стоимостные параметры того или иного способа дефектоскопии.
Универсального способа определить все дефекты и сразу не существует. При планировании стратегии качества изделия необходимо определить дефекты, наиболее значимые по степени привносимого ими риска неисправности. Далее находится та комбинация средств измерения и методик неразрушающего контроля, которая:
- позволит выявить все критически значимые дефекты с заданной вероятностью;
- минимизирует финансовые издержки трудозатраты;
- окажет минимальное влияние на основной производственный процесс.
Средства неразрушающего контроля применяются сегодня практически на всех производствах — от авиазавода и судоверфи до авторемонтной мастерской и кондитерской фабрики. Контролируют прочность сварных швов и герметичность сосудов высокого давления, качество лакокрасочного покрытия и однородность массы для приготовления зефира в шоколаде. Экономя предприятиям средства на проведение выборочных испытаний на разрушение, применение неразрушающей дефектоскопии сказывается и на цене выпускаемых на рынок продуктов при одновременной гарантии их высокого качества.
Читайте также: