Vrste ispitivanja bez razaranja. Klasifikacija vrsta i metoda

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 05:28

Kontrola kvalitete proizvoda bitan je dio sustava upravljanja imovinom. U svakoj fazi proizvodnje postoje specifični zahtjevi za različite vrste proizvoda, a time i za upotrijebljene materijale. U početku su glavni zahtjevi bili uglavnom točnost i čvrstoća, ali s razvojem industrije i kompliciranjem proizvedene opreme, broj karakteristika zbog kojih se može odbiti višestruko se povećao.

Provjera funkcionalnih sposobnosti proizvoda bez njihovog uništavanja postala je moguća zahvaljujući poboljšanju metoda nerazornog ispitivanja. Vrste i metode provođenja omogućuju vam da procijenite različite parametre bez narušavanja integriteta proizvoda, a time i što je točnije. Danas niti jedan tehnološki proces za proizvodnju odgovornih proizvoda bez dobro oblikovanog sustava upravljanja nema pravo uvesti u industriju.

Koncept ispitivanja bez razaranja

Ovaj proces se shvaća kao skuptakva ispitivanja kojima je predmet izravno podvrgnut, uz održavanje njegove izvedbe bez ikakvih oštećenja materijala. Sve vrste i metode ispitivanja bez razaranja koje danas postoje imaju za osnovnu svrhu osiguranje industrijske sigurnosti praćenjem tehničkog stanja opreme, zgrada i građevina. Izvode se ne samo u fazi proizvodnje (izgradnje), već i radi pravovremenog i kvalitetnog održavanja i popravka.

Dakle, različite vrste ispitivanja bez razaranja prema GOST-u mogu mjeriti geometrijske parametre proizvoda, procijeniti kvalitetu površinske obrade (na primjer, hrapavost), strukturu materijala i njegov kemijski sastav, prisutnost raznih nedostataka. Pravodobnost i pouzdanost dobivenih podataka omogućuje prilagodbu tehnološkog procesa i proizvodnju konkurentnih proizvoda, kao i sprječavanje financijskih gubitaka.

Zahtjevi za inspekciju

Da bi rezultati svih vrsta ispitivanja bez razaranja bili relevantni i učinkoviti, moraju ispunjavati određene zahtjeve:

• mogućnost njegove implementacije u svim fazama proizvodnje, tijekom rada i popravka proizvoda;
• kontrolu treba provesti na maksimalno mogućem broju zadanih parametara za određenu proizvodnju;
• vrijeme utrošeno na inspekciju treba biti razumno povezano s drugim koracima u proizvodnom procesu;
• pouzdanost rezultata mora biti vrlo visoka;
• domogućnosti upravljanja tehnološkim procesima treba mehanizirati i automatizirati;
• pouzdanost uređaja i opreme koji se koriste u ispitivanju bez razaranja, vrste i uvjeti njihove uporabe trebaju biti različiti;
• jednostavnost metoda, ekonomska i tehnička dostupnost.

Prijave

Cijeli niz vrsta i metoda ispitivanja bez razaranja prema GOST-u koristi se u sljedeće svrhe:

• otkrivanje kvarova u kritičnim dijelovima i sklopovima (nuklearni reaktori, zrakoplovi, podvodni i površinski brodovi, svemirske letjelice, itd.);
• defektoskopija uređaja dizajniranih za dugotrajan rad (lučki objekti, mostovi, dizalice, nuklearne elektrane i ostalo);
• istraživanje metodama nerazornog ispitivanja metala, vrste njihovih struktura i mogućih nedostataka u proizvodima radi poboljšanja tehnologije;
• kontinuirana kontrola nad pojavom kvarova u jedinicama i uređajima najveće odgovornosti (npr. kotlovi nuklearnih elektrana).

Klasifikacija vrsta ispitivanja bez razaranja

Na temelju principa rada opreme i fizičkih i kemijskih pojava, sve metode su podijeljene u deset tipova:

1. akustični (posebno ultrazvučni);
2. vibroakustični;
3. prodornim tvarima (kontrola kapilara i curenja);
4. magnetski (ili magnetska čestica);
5. optički (vizualno-optički);
6. zračenje;
7. radioval;
8. termalni;
9. električni;
10. Vrtložna struja (ili elektromagnetska).

Prema GOST 56542, gore navedene vrste i metode ispitivanja bez razaranja dalje su podijeljene prema sljedećim značajkama:

• osobine interakcije tvari ili fizičkih polja s kontroliranim objektom;
• primarni parametri koji pružaju informacije;
• dobite primarne informacije.

Akustične metode

U skladu s klasifikacijom vrsta i metoda ispitivanja bez razaranja u skladu s GOST R 56542-2015, ova se vrsta temelji na analizi elastičnih valova koji su pobuđeni i (ili) nastaju u kontroliranom objektu. Ako se koristi frekvencijski raspon veći od 20 kHz, može se koristiti izraz "ultrazvučno" umjesto "akustično".

Akustična vrsta ispitivanja bez razaranja podijeljena je u dvije velike skupine.

Prva - metode temeljene na emisiji i prijemu akustičnih valova. Za upravljanje se koriste putujući i stajaći valovi ili rezonantne vibracije kontroliranog objekta. To uključuje:

• Metoda sjene. Prisutnost kvara otkriva se zbog slabljenja primljenog signala ili kašnjenja u njegovoj registraciji zbog zaokruživanja defekta ultrazvučnim valovima.
• Eho metoda. Postojanje defekta određuje se vremenom dolaska signala reflektiranog od defekta i površine predmeta, što omogućuje određivanje mjesta defekta u volumenu materijala.
• Metoda zrcalne sjene. To je varijacija metode sjene, koja koristi opremu izeho metoda. Slab signal je također znak mana.
• Metoda impedancije. Ako postoji nedostatak u proizvodu, tada se impedancija određenog područja njegove površine smanjuje, kao da omekšava. To utječe na amplitudu oscilacija štapa, mehaničko naprezanje na njegovom kraju, fazu oscilacija i pomak njihove frekvencije.
• Rezonantna metoda. Važno za mjerenje debljine filmskog premaza. Defekt se pronalazi pomicanjem tražila duž površine proizvoda, što ukazuje na slabljenje signala ili nestanak rezonancije.
• Metoda slobodnih vibracija. Tijekom ispitivanja analiziraju se frekvencije prirodnih oscilacija uzorka, koje nastaju kao posljedica udara na njega.

Druga skupina uključuje metode koje se temelje na registraciji valova koji nastaju u proizvodima i materijalima:

• Akustična emisija. Temelji se na registraciji valova koji nastaju tijekom stvaranja i razvoja pukotina. Opasni nedostaci dovode do povećanja frekvencije i amplitude signala u određenom frekvencijskom rasponu.
• metoda buke-vibracije. Sastoji se od promatranja frekvencijskog spektra mehanizma ili njegovih dijelova tijekom rada.

Vrste i metode ispitivanja bez razaranja iz gore navedene klasifikacije koriste se u razne svrhe. Za određivanje parametara valjanog metala male debljine, gumenih proizvoda, stakloplastike, betona, metoda sjene je najprikladnija. Njegov značajan nedostatak je potreba za pristupom proizvodu s dvije strane. S jednosmjernim pristupomuzorak može koristiti metode zrcalne sjene ili rezonancije. Ove dvije vrste dobro su prikladne za ispitivanje zavarenih spojeva bez razaranja, kao i za akustičnu emisiju. Metoda impedancije, kao i metoda slobodnih vibracija, provjerava kvalitetu lijepljenih i lemljenih proizvoda od stakla, metala i plastike.

Kapilarne metode

Prema klasifikaciji vrsta i metoda ispitivanja bez razaranja u skladu s GOST R 56542-2015, kapilarne metode se odnose na ispitivanje tvarima koje prodiru.

Temelje se na prodiranju kapi posebnih tekućina, zvanih indikator, u šupljinu defekata. Metoda se svodi na čišćenje površine dijela i nanošenje prodorne tekućine na nju. U tom slučaju, šupljine se pune, nakon čega se tekućina uklanja s površine. Ostatak se otkriva pomoću programera, koji tvori uzorak indikatora lokacije nedostataka.

Osjetljivost kapilarnog tipa ispitivanja bez razaranja uvelike ovisi o izboru materijala za detekciju nedostataka, zbog čega je njihova preliminarna provjera obavezna. Indikatorske sposobnosti rješenja provjeravaju se s nekim standardnim rješenjima. Bjelina razvijača provjerava se usporedbom s baritnom pločom (standard bjeline).

Prednost kapilarnih metoda je mogućnost njihove primjene u terenskim i laboratorijskim uvjetima s različitim temperaturama okoline. Međutim, oni su u stanju otkriti površinske nedostatke samo s neispunjenim šupljinama. Kapilarne metode su primjenjive zaotkrivanje nedostataka u metalnim i nemetalnim dijelovima raznih oblika.

Magnetske metode

Oni se temelje na registraciji magnetskih polja koja nastaju iznad defekta, ili na određivanju magnetskih svojstava proučavanih proizvoda. Magnetske metode omogućuju vam da pronađete pukotine, rolne i druge nedostatke, kao što su mehanička svojstva feromagnetnih čelika i lijevanog željeza.

Klasifikacija nedestruktivnih tipova i metoda kontrole dostupna u GOST-u predviđa podjelu magnetskih u sljedeće podvrste:

• magnetografski (registracija polja se provodi s feromagnetnim filmom kao indikatorom);
• magnetska čestica (analiza magnetskih polja provodi se feromagnetnim prahom ili magnetskom suspenzijom);
• magnetoresistor (registracija zalutalih magnetskih polja provodi se magnetootpornicima);
• indukcijska vrsta magnetskog ispitivanja bez razaranja (prati se veličina ili faza induciranog EMF-a);
• ponderomotiv (bilježi se sila povlačenja magneta iz kontroliranog objekta);
• ferosonda (na temelju mjerenja jakosti magnetskog polja pomoću fluxgates);
• Metoda s Hallovim efektom (magnetska polja registriraju Hallovi senzori).

Optičke metode

Vrsta ispitivanja bez razaranja koja se temelji na djelovanju svjetlosnog zračenja na objekt uz registraciju rezultata tog djelovanja naziva se optička. Konvencionalno, postoje tri grupe metoda:

Vizualno (kao i vizualno-optička metoda) temelji se na osobnim kvalitetama operatera (laborant): iskustvo, vještina, vizija. Vrlo je pristupačan i jednostavan za izvođenje, što objašnjava njegovu sveprisutnost. Vizualna kontrola se provodi bez ikakvih optičkih sredstava. Učinkovito je na velikim objektima za otkrivanje velikih nedostataka, kršenja geometrije i dimenzija. Vizualno-optička analiza provodi se pomoću optičkih pomagala kao što su povećalo ili mikroskop. Manje je produktivan, pa se obično kombinira s vizualnim

• Fotometrijske, denzitometrijske, spektralne i televizijske metode temelje se na instrumentalnim mjerenjima i karakteriziraju ih manje subjektivnosti. Ove vrste optičkih ispitivanja bez razaranja nezamjenjive su za mjerenje geometrijskih dimenzija, površina, kontrolu koeficijenta prigušenja, procjenu prijenosa ili refleksivnosti, detekciju nedostataka.
• Interferencija, difrakcija, fazni kontrast, refraktometrijska, nefelometrijska, polarizacijska, stroboskopska, holografske metode temelje se na valnim svojstvima svjetlosti. Uz njihovu pomoć možete kontrolirati proizvode izrađene od materijala koji su prozirni ili prozirni za svjetlosno zračenje.

Metode zračenja

Na temelju učinka ionizirajućeg elektromagnetskog zračenja na objekt, nakon čega slijedi registracija parametara ove akcije i zbrajanje rezultata kontrole. Za vrstu zračenja ispitivanja bez razaranja koriste se različita zračenja koja omogućuju opisivanje njihovih kvanta sljedećim fizičkim veličinama: frekvencijom, valnom duljinom ilienergija.

Prolazeći kroz proizvod, rendgensko ili gama zračenje, kao i tokovi neutrina, oslabljeni su u različitim stupnjevima u dijelovima sa i bez defekata. Omogućuju vam da prosudite unutarnju prisutnost nedostataka. Uspješno se koriste za provjeru zavarenih i zalemljenih šavova, valjanih proizvoda.

Vrste radijacije kod ispitivanja bez razaranja nose biološku opasnost, djelujući prikriveno. To zahtijeva poštivanje organizacijskih i sanitarnih normi propisa o zaštiti na radu i sigurnosti.

Termičke metode

Važan parametar je registracija promjena koje se događaju u toplinskim ili temperaturnim poljima analiziranog uzorka. Za kontrolu se mjeri temperatura i razlike u toplinskim karakteristikama objekta.

NDT termalni prikaz može biti pasivan ili aktivan. U prvom slučaju na uzorke ne utječu vanjski izvori topline, a temperaturno polje se mjeri na pogonskom mehanizmu. Povećanje ili smanjenje temperature na nekim mjestima može ukazivati na prisutnost neke vrste nedostataka, poput pukotina u motorima. Uz aktivnu kontrolu topline, materijali ili proizvodi se zagrijavaju ili hlade, a temperatura se mjeri s dvije suprotne strane.

Za dobivanje točnih i objektivnih podataka koriste se sljedeći primarni mjerni pretvarači toplinskog zračenja: termometri, termoparovi, toplinski otpori, poluvodički uređaji, elektronički vakuum uređaji, piroelektrični elementi. Često se koriste indikatori toplinskih polja, koji suploče, paste, filmovi od termoosjetljivih tvari koje se mijenjaju pri dostizanju određenih temperatura. Dakle, toplinski indikatori topljenja, termalni indikatori koji mijenjaju boju i fosfori su izolirani.

Upotrebom posebne opreme, toplinske metode omogućuju mjerenje fizičkih i geometrijskih parametara objekata bez kontakta na prilično velikim udaljenostima. Također omogućuju otkrivanje kemijskog i fizičkog onečišćenja, hrapavosti, premaza na njihovim površinama, na temelju vrijednosti toplinske emisivnosti.

Metode otkrivanja curenja

Prema glavnoj klasifikaciji vrsta ispitivanja bez razaranja, ova metoda se odnosi na ispitivanje uzoraka tekućinama koje prodiru. Detekcija curenja otkriva kroz nedostatke u proizvodima i strukturama prodiranjem ispitivanih tvari kroz njih. Često se naziva kontrola curenja.

Kao ispitne tvari mogu poslužiti tekućine, neki plinovi, pare tekućina. Prema ovom parametru metode kontrole otkrivanja curenja dijele se na tekućine i plinove. Plinovi pružaju veću osjetljivost, što znači da se češće koriste. Također, na osjetljivost metode utječe i korištena oprema. Vakuumska tehnika u ovom slučaju je najbolja opcija.

Za otkrivanje curenja potrebni su posebni uređaji koji se nazivaju detektori curenja, ali u nekim slučajevima su prikladne i metode detekcije curenja koje nisu uređaji. Za kontrolu ove metode koriste se sljedeći detektori curenja:

• Masena spektrometrija - karakterizirana najvećomosjetljivost i svestranost, omogućuje vam ispitivanje proizvoda različitih dimenzija. Sve to objašnjava njegovu široku primjenu. Ali maseni spektrometar je vrlo složen i glomazan instrument koji zahtijeva vakuum za rad.
• Halogen, čije se djelovanje temelji na oštrom povećanju emisije kationa alkalnih metala kada se halogeni pojave u ispitivanoj tvari.
• Mjehurić - temelji se na detekciji mjehurića ispitnog plina koji se oslobađaju iz curenja tijekom ispitivanja tlaka plina kontroliranog objekta, s tekućinom nanesenom na njegovu površinu ili uronjenom u spremnik. Ovo je prilično jednostavna metoda koja ne zahtijeva složene instrumente i posebne plinove, ali pruža visoku osjetljivost.
• Manometric - omogućuje vam procjenu nepropusnosti ispitnog objekta pomoću manometara koji mjere tlak ispitnih plinova.

Električne metode

Ova vrsta ispitivanja bez razaranja prema GOST R 56542-2015 temelji se na analizi parametara električnog polja (ili struje) koji djeluje na kontrolirani objekt ili nastaje u objektu zbog vanjskog utjecaja.

Informativni parametri u ovom slučaju - električni kapacitet ili potencijal. Za kontrolu dielektrika ili poluvodiča koristi se kapacitivna metoda. Omogućuje vam analizu kemijskog sastava plastike i poluvodiča, otkrivanje diskontinuiteta u njima i procjenu sadržaja vlage u rasutim materijalima.

Kontrola vodiča provodi se metodom električnog potencijala. U ovom slučaju, debljina vodljivog sloja, prisutnost diskontinuitetablizu površine vodiča kontrolira se mjerenjem pada potencijala u određenom području.

Metoda vrtložnih struja

Ima drugo ime - metoda vrtložne struje. Temelji se na promjenama djelovanja elektromagnetskog polja zavojnice s poljem vrtložnih struja koje ova zavojnica inducira u kontroliranom objektu. Pogodno za otkrivanje površinskih nedostataka magnetskih i nemagnetskih dijelova i poluproizvoda. Također vam omogućuje da pronađete pukotine na proizvodima različitih konfiguracija.

Vrijednost metode vrtložnih struja je da ni vlažnost, ni tlak, ni onečišćenje okoliša, ni radioaktivno zračenje, pa čak i kontaminacija predmeta nevodljivim tvarima praktički nemaju utjecaja na mjerni signal. Njegova područja primjene su sljedeća:

• Provjera linearnih dimenzija proizvoda (na primjer, promjer šipke, cijevi, debljina lima, debljina stijenke tijela).
• Mjerenje debljine nanesenih premaza (raspon od mikrometara do desetaka milimetara).
• Određivanje odstupanja u sastavu i strukturi metala i legura.
• Određivanje vrijednosti mehaničkog naprezanja.

Prednosti i nedostaci nedestruktivnih metoda

Unatoč činjenici da obje vrste ispitivanja, destruktivno i nerazorno, imaju svoje prednosti i nedostatke, u suvremenim proizvodnim uvjetima ovo posljednje ima niz prednosti:

1. Testovi se provode odmah na proizvodima koji će se koristiti u radnim uvjetima.
2. Anketa se može izvesti na bilo kojem dijelu ili podsklopu namijenjenom stvarnoj uporabi, aliako je to ekonomski opravdano. Često se to može učiniti čak i kada seriju karakteriziraju velike razlike između dijelova.
3. Možete testirati cijeli dio ili samo najopasnije dijelove. Ovisno o pogodnostima izvođenja ili tehnološkim uvjetima, mogu se izvoditi istovremeno ili uzastopno.
4. Isti predmet može se testirati mnogim metodama nerazornog ispitivanja, od kojih će svaka biti osjetljiva na određena svojstva ili dijelove dijela.
5. Nedestruktivne metode se mogu primijeniti na jedinicu u radnim uvjetima i nema potrebe za zaustavljanjem njenog rada. Ne uzrokuju smetnje i promjene u karakteristikama dijelova.
6. Testiranje vam omogućuje ponovnu inspekciju istih dijelova nakon bilo kojeg vremenskog razdoblja. To omogućuje uspostavljanje veze između načina rada i nastalih oštećenja i njihovog stupnja.
7. Nerazorno ispitivanje omogućuje da se dijelovi izrađeni od skupih materijala ne oštete.
8. U pravilu se ispitivanja provode bez prethodne obrade uzoraka. Mnogi analitički uređaji su prijenosni i brzi te često automatizirani.
9. Trošak nerazornog ispitivanja niži je od troškova destruktivnih metoda.
10. Većina metoda je brza i zahtijevaju manje radnih sati. Takve metode treba koristiti za određivanje kvalitete svih detalja ako je njihov trošak manji ili usporediv s troškom provođenja destruktivnog istraživanja.samo mali postotak dijelova u cijeloj seriji.

Nema puno nedostataka metoda nerazornog ispitivanja:

1. Obično se analiziraju neizravna svojstva koja nemaju izravnu vezu s vrijednostima tijekom rada. Za pouzdanost rezultata pronađena je neizravna veza između dobivenih podataka i operativne pouzdanosti.
2. Većina testova ne ukazuje na životni vijek objekta, već samo mogu pratiti procese uništenja.
3. Za dešifriranje i interpretaciju rezultata analitičkog rada također je potrebno provesti ista istraživanja na posebnim uzorcima i pod posebnim uvjetima. A ako relevantna veza između ovih testova nije očita i dokazana, promatrači se možda neće složiti s njom.

Analizirali smo vrste nerazornog ispitivanja, njegove značajke i nedostatke.