Неразрушающий контроль - это широкая группа методов анализа, используемых для проверки, оценки или тестирования состояния материалов, деталей, компонентов, конструкций, оборудования и различной техники без разрушения исследуемого объекта.
Это очень ценные методы, которые могут значительно сэкономить как деньги, так и время на оценке объекта, поиске и устранении неисправностей, различных измерений и исследований. Методы неразрушающего контроля могут быть применены на металлах, пластмассах, керамике, композитах, металлокерамиках и различных покрытиях для обнаружения трещин, внутренних пустот, полостей поверхности, расслоений, дефектов сварных швов и любых других дефектов, которые могут привести к преждевременному разрушению конструкции или механизма.
Многие методы неразрушающего контроля способны определять параметры дефектов, такие как размер, форма и ориентация.
Обзор методов неразрушающего контроля
Целью неразрушающего контроля является проверка объекта исследования безопасным, надежным и экономичным способом без ущерба для оборудования или необходимости остановки эксплуатации объекта. Это противоречит разрушающим испытаниям, когда испытываемая часть может быть повреждена или разрушена во время процесса проверки.
Методы неразрушающего контроля основаны на использовании преобразования электромагнитного излучения, звука и других сигналов с помощью специального оборудования.
Основные методы неразрушающего контроля:
- Ультразвуковой метод;
- Акустический метод;
- Метод магнитных частиц (магнитопорошковый);
- Метод контроля проникающими веществами;
- Вихретоковый метод;
- Вибродиагностический метод;
- Электрический метод;
- Тепловой метод;
- Радиоволновой метод;
- Радиационный метод;
- Оптический метод;
- Метод визуальных испытаний.
Акустические методы неразрушающего контроля
В акустическом (ультразвуковом) методе неразрушающего контроля для выявления размера и положения дефектов используются звуковые волны, которые генерируются и направляются в исследуемый материал с помощью специального пьезоэлектрического преобразователя и которые отражаются от границы материала или дефектов, если они присутствуют в материале. Далее отраженные волны фиксируются и анализируются преобразователем и на основе проанализированной информации на дисплее прибора можно сделать вывод о наличии или отсутствии дефектов, или отклонений.
Акустический метод неразрушающего контроля может быть использован для исследования и тестирования практически любого материала. При ультразвуковой дефектоскопии используются упругие волны ультразвукового диапазона (выше 20 кГц) и акустический неразрушающий контроль называют ультразвуковым.
В методах акустического неразрушающего контроля можно выделить контроль с применением акустической эмиссии.
Акустическая эмиссия
Тестирование акустической эмиссии (AET) - это метод неразрушающего контроля, основанный на генерации волн, вызванных внезапным перераспределением напряжения в материале.
Когда часть оборудования подвергается внешнему воздействию - изменению давления, нагрузки или температуры, это вызывает высвобождение энергии в виде волн напряжений, которые распространяются на поверхность и регистрируются датчиками. Обнаружение и анализ сигналов акустической эмиссии может предоставить информацию о наличии разрывов в материале.
Из-за своей универсальности метод тестирования акустической эмиссии имеет множество применений в различных отраслях, таких как:
- Оценка целостности объекта;
- Обнаружение дефектов;
- Контроль качества сварки;
- Обнаружение активной коррозии на дне различных резервуаров для хранения;
- Обнаружение повреждений в системах высокоэнергетических трубопроводов;
- Инспекция сосудов под давлением;
- Обнаружение утечек.
Этот метод особенно эффективный для непрерывного наблюдения(мониторинга) за несущими конструкциями.
Магнитопорошковые методы неразрушающего контроля
Магнитопорошковый метод контроля или метод тестирования магнитных частиц (MT) использует одно или несколько магнитных полей для обнаружения поверхностных или лежащих около поверхности пор, разрывов и трещин в ферромагнитных материалах. При использовании этого метода неразрушающего контроля металлический исследуемый объект подвергается воздействию сильного магнитного поля. Магнитное поле может применяться с постоянным магнитом или электромагнитом. При использовании электромагнита поле присутствует только при подаче тока.
Поскольку линии магнитного потока плохо перемещаются в воздухе, то на краях пор и трещин магнитное поле концентрируется и вызывает притягивание очень мелких цветных ферромагнитных частиц, которые наносятся на поверхность объекта. После прекращения действия магнитного поля на краях разрывов и пор будет наблюдаться концентрация этих частиц, производя видимую индикацию места дефекта на поверхности детали. Магнитные частицы могут быть сухим порошком или жидким раствором магнитного порошка, также они могут быть окрашены цветным или флуоресцентным красителем, который флуоресцирует под ультрафиолетовым светом. Для выявления всех дефектов проводят 2 проверки – первая перпендикулярно поверхности, вторая – с ориентацией на 90 градусов к первому положению.
Методы неразрушающего контроля проникающими веществами
Контроль жидкостного пенетранта является эффективным инструментом для оценки поверхностей сварных швов, отливок и других компонентов, которые нельзя разобрать или разрушить. В дополнение к проверке на наличие трещин и пор, его также можно использовать для определения других характеристик поверхности, таких как пористость. Неразрушающий контроль проникающими веществами долгое время остается одним из самых надежных, эффективных и экономически выгодных методов для обнаружения поверхностных дефектов в непористых материалах.
Основным принципом испытаний на проникновение жидкости является то, что при нанесении на поверхность детали очень специальной жидкости (пенетранта) она проникает в открытые на поверхности трещины и пустоты. После нанесения жидкого красителя и обеспечения надлежащего времени выдержки часть жидкости очищается и наносится проявляющий порошок. Инспектор, который проводит анализ извлекает жидкость, просачивающуюся в трещины или поры, что приводит к появлению видимых следов, идентифицирующих дефекты.
При проведении осмотра проникающими веществами необходимо, чтобы испытуемая поверхность была чистой и не содержала каких-либо посторонних материалов или жидкостей, которые могли бы блокировать проникновение пенетранта в открытые пустоты или трещины.
Вихретоковые методы контроля
Вихретоковое тестирование является эффективным и точным методом. Вихретоковый метод контроля основан на анализе взаимодействия электромагнитного поля вихретокового преобразователя с электромагнитным полем вихревых токов, проходящих по исследуемому образцу.
Вихревые токи могут использоваться для обнаружения трещин, измерения толщины материала или покрытия, измерения проводимости для идентификации материала, контроля термообработки. Методы вихревых токов обычно используются для неразрушающего контроля и мониторинга состояния большого разнообразия металлических конструкций, включая трубы теплообменников, фюзеляжи самолетов и конструктивные элементы летательных аппаратов.
К преимуществам вихретокового контроля относятся:
- Чувствительность к небольшим трещинам и другим дефектам;
- Способность обнаруживать поверхностные и около поверхностные дефекты,
- Результаты в режиме онлайн;
- Переносное компактное оборудование;
- Широкий спектр использования;
- Минимальная подготовка деталей;
- Отсутствие необходимости контакта с проверяемой деталью (зазор до 2мм);
- Возможностью проверки сложных форм и размеров исследуемого объекта.
Виброакустический метод контроля
Виброакустические методы неразрушающего контроля относятся к процессу мониторинга сигнатур вибраций оборудования или конструкции, характерных для части вращающегося механизма, и анализа этой информации для определения состояния этого оборудования.
Обычно используются три типа датчиков:
- Датчики смещения;
- Датчики скорости;
- Акселерометры.
Электрические методы неразрушающего контроля
Электрические методы неразрушающего контроля основаны на фиксации показателей электрического поля, взаимодействующего с исследуемым объектом или возникающем в контролируемом объекте в следствии стороннего воздействия. Электрический метод неразрушающего контроля позволяет определять некоторые характеристики материала: плотность, степень полимеризации, толщину материалов и покрытий.
Тепловой метод неразрушающего контроля
Термическое / инфракрасное тестирование используются для измерения или отображения температуры поверхности на основе инфракрасного излучения, выделяемого объектом, когда тепло проходит через этот объект или из него. Большая часть инфракрасного излучения длиннее длины волны, чем видимый свет, но может быть обнаружена с использованием тепловизионных устройств (тепловизоров), называемых «инфракрасными камерами». Для точного ИК-тестирования исследуемая часть должна находиться в прямой видимости с камерой, не должна быть закрыта посторонними предметами или крышкой, поскольку крышки будут рассеивать тепло и могут привести к ложным показаниям. При правильном использовании тепловое изображение может использоваться для обнаружения коррозионных повреждений, отложений, пустот, различных включений, а также многих других дефектов и отклонений.
Радиоволновые методы неразрушающего контроля
Неразрушающий контроль с использованием принципов радиоволнового исследования состоит в фиксации изменений параметров радиомагнитных волн, которые взаимодействуют с исследуемым объектом.
Радиационные методы неразрушающего контроля
Радиографическое тестирование (RT) - метод неразрушающего контроля, который включает использование либо рентгеновских лучей, либо гамма-лучей для просмотра внутренней структуры компонента. В нефтехимической промышленности радиографическое тестирование часто используется для проверки механизмов, таких как сосуды под высоким давлением и клапаны, для обнаружения дефектов. Радиографическое тестирование также используется для проверки качества сварных швов.
По сравнению с другими методами неразрушающий контроль качества с помощью рентгенографии имеет ряд преимуществ.
- Метод может использоваться на различных материалах;
- Собранные данные могут храниться для последующего анализа.
Радиография - эффективный инструмент, который требует очень небольшой подготовки поверхности. Многие радиографические системы компактны и имеют автономное питание, что позволяет использовать их в полевых условиях.
Типы радиографии
Существуют различные виды неразрушающего контроля с помощью радиографии, включая обычную рентгенографию и множественные формы цифрового радиографического тестирования.
Все эти виды неразрушающего контроля работают по-разному и имеют свой собственный набор преимуществ и недостатков.
- Обычная рентгенография. В обычной радиографии используется чувствительная пленка, которая реагирует на излучение объекта для захвата изображения испытываемой части. Затем это изображение может быть проверено на предмет наличия повреждений или недостатков. Самое большое ограничение этого метода заключается в том, что пленки можно использовать только один раз, и они занимают много времени для обработки и интерпретации.
- Цифровая радиография. В отличие от обычной радиографии технология цифровой радиографии не требует пленки. Вместо этого он использует цифровой детектор для отображения рентгенографических изображений на экране компьютера почти мгновенно. Это позволяет значительно сократить время экспозиции, чтобы изображения могли быть интерпретированы быстрее. Цифровые изображения значительно выше по качеству, чем обычные рентгенографические изображения. Благодаря возможности получения высококачественных изображений технология может быть использована для выявления дефектов материала, посторонних предметов в конструкции, изучения качества сварных швов и проверки предметов на коррозию под изоляцией.
Визуальное и оптическое тестирование, как способы неразрушающего контроля
Визуальное тестирование является наиболее часто используемым методом тестирования в промышленности. Поскольку большинство методов тестирования требуют, чтобы оператор смотрел на поверхность проверяемой детали, визуальный осмотр присущ большинству других методов испытаний. Как следует из названия, визуальный контроль включает в себя визуальное наблюдение поверхности исследуемого объекта для оценки наличия видимых дефектов и отклонений. Проверки с использованием визуального контроля могут проводиться с помощью прямого просмотра с использованием зрения или могут быть улучшены с использованием оптических инструментов, таких как увеличительные стекла, зеркала, бороскопы, видеоэндоскопы и компьютерные системы просмотра.
Портативный блок видеонаблюдения с зумом позволяет осмотреть большие резервуары и суда, железнодорожные цистерны, канализационные линии.
Роботизированные сканеры допускают наблюдение в опасных зонах, таких как воздуховоды, реакторы, трубопроводы.
Коррозия, несоосность деталей, физические разрывы и трещины являются лишь некоторыми из дефектов, которые могут быть обнаружены с помощью технологии визуального и оптического тестирования.
Сравнение методов неразрушающего контроля
Ни один метод неразрушающего контроля не будет работать для всех задач обнаружения дефектов или измерений. Каждый из методов имеет преимущества и недостатки по сравнению с другими методами. В приведенной ниже таблице приведены основные виды неразрушающего контроля, общие сферы применения, преимущества и недостатки некоторых из наиболее часто используемых методов неразрушающего контроля.
| Методы неразрушающего контроля проникающими веществами | Магнитные методы неразрушающего контроля | Акустические методы неразрушающего контроля | Вихретоковые методы неразрушающего контроля | Радиационные методы неразрушающего контроля | |
| Основное использование | |||||
| Используется для обнаружения трещин, пористости и других дефектов, которые находятся на поверхности материала и имеют достаточный объем для заливки и удерживания проникающего материала. | Используется для проверки ферромагнитных материалов (тех, которые могут быть намагничены) для дефектов, которые приводят к переходу в магнитную проницаемость материала. Проверка магнитных частиц может обнаруживать дефекты поверхности | Используется для обнаружения поверхностных и внутренних дефектов во многих материалах, включая металлы и пластмассы. Ультразвуковой контроль также используется для измерения толщины материалов и в других случаях характеризует свойства материала на основе измерений скорости звука и затухания. | Используется для обнаружения поверхностных и около поверхностных дефектов в проводящих материалах, таких как металлы. Вихретоковый контроль также измеряет толщину тонких листов металла и непроводящих покрытий, таких как краска. | Используется для контроля почти любого материала для внутренних дефектов. Рентгеновские лучи могут также использоваться для обнаружения и измерения внутренних характеристик, подтверждения местоположения скрытых деталей в сборке и измерения толщины материалов. | |
| Основные преимущества | |||||
| Можно быстро и недорого осмотреть большие площади поверхности или большие объемы деталей / материалов Детали со сложной геометрией регулярно проверяются. Показания производятся непосредственно на поверхности детали, обеспечивая визуальный образ разрыва. Инвестиции в оборудование минимальны. | Большие поверхности сложных деталей можно быстро проверять. Может обнаруживать поверхностные и около поверхностные дефекты. Показания магнитных частиц производятся непосредственно на поверхности детали и образуют изображение разрыва. Стоимость оборудования относительно низкая. | Глубина проникновения для обнаружения дефектов или измерения превосходит другие методы. Требуется только односторонний доступ. Предоставляет информацию о глубине залегания дефекта. Требуется подготовка детали. Метод может использоваться гораздо больше, чем просто обнаружение дефектов. | Обнаруживает дефекты поверхности. Датчик не нуждается в контакте с деталью. Метод может использоваться для обнаружения различных дефектов. Требуется минимальная подготовка детали. | Может использоваться для проверки практически всех материалов. Обнаруживает скрытые внутренние дефекты. Возможность проверки сложных форм и многослойных конструкций без разборки. Требуется минимальная подготовка детали. | |
| Недостатки | |||||
| Способ обнаруживает только дефекты разрушения поверхности. Подготовка поверхности имеет решающее значение, поскольку загрязняющие вещества могут маскировать дефекты. Требуется относительно гладкая и непористая поверхность. | Могут быть проверены только ферромагнитные материалы. Правильное выравнивание магнитного поля и дефекта является критическим. Большие токи необходимы для очень больших деталей. Требуется относительно гладкая поверхность. | Поверхность должна быть доступна для зонда и муфты. Поверхность и шероховатость могут мешать проверке. Линейные дефекты, ориентированные параллельно звуковому лучу, могут оставаться незамеченными. | Могут быть проверены только проводящие материалы. Ферромагнитные материалы требуют специальной обработки для устранения магнитной проницаемости. Глубина проникновения ограничена.Недостатки, которые лежат параллельно направлению обмотки катушки контрольного зонда, могут оставаться незамеченными. | Приборы и методы неразрушающего контроля с помощью радиографии требуют хорошей подготовки. Обычно требуется доступ к обеим сторонам структуры. Ориентация пучка излучения на объемные дефекты имеет решающее значение. Требуется относительно дорогостоящее инвестирование в оборудование. Возможная радиационная опасность для персонала. | |
В нашей компании представлено все необходимое оборудование и приборы для проведения полного цикла исследования объектов с помощью методов неразрушающего контроля, которое Вы можете купить или взять в аренду по выгодной цене.
Квалифицированные менеджеры всегда готовы помочь выбрать оборудование для неразрушающего контроля оптимально подходящее под Ваши задачи.
