О неразрушающем контроле
Сегодня мы сделаем небольшой экскурс в область неразрушающего контроля екатеринбург, но для начала небольшая преамбула. После того, как не имеющее аналогов в мире предприятие НПО «Кривой кипятильник» выдало партию своей многострадальной продукции, часто бывает важно проверить насколько высоко ее качество.
Контроль бывает РАЗРУШАЮЩИЙ И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ.
РАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ подвергает изделие нагрузкам и проверяет, при какой нагрузке оно разрушится. Если это произойдет при нагрузке более максимальной расчетной, то все супер, а если нет, значит брак. Этим, например, занимаются разрывные машины (рис 1). Разрушающий контроль очень хорош тем, что он является прямым. То есть тестирует изделия непосредственно на нагрузки, однако у него есть и несколько существенных минусов, далеко не всегда нагрузки изделия можно воссоздать в лабораторных условиях, ну и самый главный минус в том, что он разрушает изделие. Таким образом можно контролировать одно изделие из N в партии и, как пел Высоцкий, молиться, чтобы страховка не подвела. Ну, то есть надеяться на то, что остальные изделия будут не хуже. Однако, есть много ответственных отраслей, в которых такой подход не годится, и где нужен 100% контроль всех изделий, например — авиация.
И тут нам на помощь приходит НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ. О нем мы сегодня и поговорим подробнее. НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ хорош тем, что он позволяет производить контроль непосредственно выпускаемых изделий, но имеет и минус — он является косвенным контролем. То есть контролирует не сами нагрузки, которые может выдержать изделие, а ищет дефекты изделия, которые могут послужить причиной брака. Поэтому такой контроль, почти всегда делается с запасом.
Существуют разные методы НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ. Наиболее распространённые из них это:
1) ВИЗУАЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ (ВИК);
2) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ (УЗК);
3) РАДИОГРАФИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ (РК);
4) КАПИЛЛЯРНЫЙ;
5) МАГНИТОПОРОШКОВЫЙ;
6) ВИХРЕТОКОВЫЙ.
Существуют и другие методы неразрушающего контроля, но их мы здесь рассматривать не будем, так как нельзя объять необъятное, и уж тем более этот текст не претендует на полноту охвата всего неразрушающего контроля. Рассмотрим лучше поподробнее эти наиболее популярные методы и их плюсы и минусы.
1) ВИЗУАЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ КОНТРОЛЬ (ВИК)
Самый простой вид контроля, самый дешевый, и практически всегда обязательный, и предшествующий всем остальным видам контроля. Проводиться он может при помощи собственно глаз оператора и линейки, если к месту контроля есть хороший доступ. В противном случае – если подобраться нельзя, но ВИК произвести нужно, на помощь приходят видеоэндоскопы (рис 2). Эти приборы позволяют заглянуть в любое самое труднодоступное место, если, конечно, оно не наглухо заварено. Например, при помощи видеоэндоскопа можно заглянуть внутрь турбореактивного двигателя и осмотреть лопатки компрессора и турбины на предмет повреждений, не разбирая двигатель, или, скажем, заглянуть внутрь цилиндра автомобильного ДВС, также без разборки. Однако ВИКом можно увидеть только поверхностные дефекты, и то не все.
ПРЕИМУЩЕСТВА ВИК.
1) Простота и отсутствии необходимости в сложном и дорогостоящем оборудовании. (Видеоэндоскопы, конечно, не бесплатные, но, во-первых, они нужны не всегда, во-вторых они значительно дешевле, оборудования для других методов).
2) Скорость проведения и отсутствие подготовительных мероприятий.
3) От контролера, как правило, не требуется сложных навыков и высокой квалификации.
Пожалуй, главным НЕДОСТАТКОМ ВИК является то, что он может находит только поверхностные дефекты, и только если они не слишком малы.
2) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ (УЗК)
Данный метод контроля основан на исследовании процесса распространения ультразвуковых колебаний с частотой 0,5 — 25 МГц в контролируемых изделиях с помощью специального оборудования — источника ультразвуковых колебаний и их приемника. УЗК и сам делится на множество подметодов (их, кстати, очень много), отличающихся расположением источника, приемника колебания и некоторыми другими особенностями. Наиболее распространённый метод УЗК – Эхо-импульсный. В нем пьезоэлектрический преобразователь генерирует колебания, и он же принимает отражённые от дефектов эхо-сигналы. Данный метод позволяет определить местонахождение дефекта, в том числе глубину его залегания. Однако, для работы ультразвукового дефектоскопа (рис 3) требуется обеспечить плотное прилегание пьезоэлектрического преобразователя к изделию, для этих целей обычно используют глицерин (можно другую жидкость), им смачивают поверхность контролируемого изделия.
ПРЕИМУЩЕСТВА УЗК.
1) Относительная простота и невысокая стоимость.
2) Возможность обнаружения дефектов в толщине материала, при этом УЗК исправно функционирует и при весьма больших толщинах.
3) Возможность определения глубины залегания дефектов.
НЕДОСТАТКИ УЗК.
1) Необходимость подготовки гладкой и чистой поверхности, смоченной жидкостью.
2) Необходимость предварительной калибровки по СОП (стандартный образец предприятия).
3) Наличие мертвых зон.
4) Материал обязательно должен быть однородным.
3) РАДИОГРАФИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ (РК).
Или по-простому — рентген. Данный метод основан на принципе прохождения и поглощения рентгеновского и гамма-излучения материалами. Один из самых дорогих и сложных методов контроля, но он того стоит (рис 4). Работает это так: источник генерирует рентгеновское излучение, которое пропускают через объект контроля, с противоположной стороны объекта контроля стоит детектор излучения, например, пленка. Чем выше толщина, через которую прошел рентгеновский луч, тем меньше доза, полученная участком пленки, и тем светлее он будет. Таким образом мы можем увидеть внутреннюю структуру объекта на снимке (рис 5). Однако, чем выше толщина, тем более высокая энергия требуется от аппарата. Кроме того, рентгеновское излучение опасно для здоровья, по этой причине контроль проводят либо в специальной камере, либо на большом расстоянии от места, где находятся люди.