Vrste neporušnega testiranja. Razvrstitev vrst in metod

2024 Avtor: Angel Austin | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-17 05:41

Kontrola kakovosti izdelkov je bistveni del sistema upravljanja nepremičnin. V vsaki fazi proizvodnje obstajajo posebne zahteve za različne vrste izdelkov in s tem za uporabljene materiale. Sprva sta bili glavni zahtevi predvsem natančnost in moč, vendar se je z razvojem industrije in zapletom proizvedene opreme število lastnosti, zaradi katerih jo je mogoče zavrniti, večkrat povečalo.

Preverjanje funkcionalnih sposobnosti izdelkov, ne da bi jih uničili, je postalo mogoče zahvaljujoč izboljšanju metod nedestruktivnega testiranja. Vrste in metode izvajanja vam omogočajo, da ocenite različne parametre, ne da bi pri tem kršili celovitost izdelka, in zato čim bolj natančno. Danes niti en tehnološki proces za proizvodnjo odgovornih izdelkov brez dobro oblikovanega nadzornega sistema nima pravice do uvedbe v industrijo.

Koncept nedestruktivnega testiranja

Ta proces se razume kot niztakšni preskusi, ki jim je predmet neposredno izpostavljen, pri čemer ohrani svojo zmogljivost brez poškodb materiala. Vse vrste in metode neporušnega testiranja, ki obstajajo danes, imajo glavni namen zagotavljanje industrijske varnosti s spremljanjem tehničnega stanja opreme, zgradb in objektov. Izvajajo se ne le v fazi proizvodnje (gradnje), temveč tudi za pravočasno in kakovostno vzdrževanje in popravila.

Tako lahko različne vrste neporušnega testiranja po GOST merijo geometrijske parametre izdelkov, ocenijo kakovost površinske obdelave (na primer hrapavost), strukturo materiala in njegovo kemično sestavo, prisotnost različnih okvar. Pravočasnost in zanesljivost pridobljenih podatkov vam omogoča prilagajanje tehnološkega procesa in proizvodnjo konkurenčnih izdelkov ter preprečevanje finančnih izgub.

Zahteve za pregled

Da bi bili rezultati vseh vrst neporušnega testiranja ustrezni in učinkoviti, morajo izpolnjevati določene zahteve:

• možnost njegove izvedbe v vseh fazah izdelave, med delovanjem in popravilom izdelkov;
• kontrolo je treba izvesti na največjem možnem številu danih parametrov za posamezno proizvodnjo;
• čas, porabljen za inšpekcijo, mora biti razumno povezan z drugimi koraki v proizvodnem procesu;
• zanesljivost rezultatov mora biti zelo visoka;
• odmožnosti za nadzor tehnoloških procesov je treba mehanizirati in avtomatizirati;
• zanesljivost naprav in opreme, ki se uporablja pri neporušnem testiranju, je treba spreminjati vrste in pogoje njihove uporabe;
• preprostost metod, ekonomska in tehnična razpoložljivost.

Aplikacije

Celotna raznolikost vrst in metod neporušnega testiranja po GOST se uporablja za naslednje namene:

• odkrivanje okvar v kritičnih delih in sklopih (jedrski reaktorji, letala, podvodna in površinska plovila, vesoljska plovila itd.);
• defektoskopija naprav, zasnovanih za dolgotrajno delovanje (pristaniški objekti, mostovi, žerjavi, jedrske elektrarne in drugo);
• raziskave z metodami neporušnega testiranja kovin, vrst njihovih struktur in možnih napak v izdelkih za izboljšanje tehnologije;
• stalni nadzor nad pojavom okvar v enotah in napravah najvišje odgovornosti (na primer kotli jedrskih elektrarn).

Razvrstitev vrst neporušnega testiranja

Na podlagi principov delovanja opreme ter fizikalnih in kemijskih pojavov so vse metode razdeljene na deset vrst:

1. akustični (zlasti ultrazvočni);
2. vibroakustično;
3. s prodirajočimi snovmi (za nadzor kapilar in puščanja);
4. magnetno (ali magnetni delec);
5. optično (vizualno-optično);
6. sevanje;
7. radijski val;
8. termični;
9. električni;
10. Virtinski tok (ali elektromagnetni).

V skladu z GOST 56542 so zgoraj navedene vrste in metode neporušnega testiranja nadalje razdeljene glede na naslednje značilnosti:

• posebnosti interakcije snovi ali fizičnih polj z nadzorovanim predmetom;
• primarni parametri, ki zagotavljajo informacije;
• pridobite primarne informacije.

Akustične metode

V skladu s klasifikacijo vrst in metod neporušnega preskušanja v skladu z GOST R 56542-2015 ta vrsta temelji na analizi elastičnih valov, ki se vzbujajo in (ali) nastanejo v nadzorovanem objektu. Če se uporablja frekvenčno območje, večje od 20 kHz, se lahko namesto izraza "akustično" uporabi izraz "ultrazvok".

Akustična vrsta neporušnega testiranja je razdeljena v dve veliki skupini.

Prva - metode, ki temeljijo na oddaji in sprejemu akustičnih valov. Za nadzor se uporabljajo potujoči in stoječi valovi ali resonančne vibracije nadzorovanega predmeta. Ti vključujejo:

• Senčna metoda. Prisotnost okvare se zazna zaradi slabljenja prejetega signala ali zamude pri njegovi registraciji zaradi zaokroževanja okvare z ultrazvočnimi valovi.
• Metoda odmeva. Obstoj napake je določen s časom prihoda signala, ki ga odbija napaka, in površine predmeta, kar omogoča določitev lokacije napake v prostornini materiala.
• Metoda zrcalne sence. Je različica senčne metode, ki uporablja opremo izeho metoda. Šibek signal je tudi znak napake.
• Metoda impedance. Če je v izdelku napaka, se impedanca določenega območja njegove površine zmanjša, kot da se zmehča. To vpliva na amplitudo nihanja palice, mehansko obremenitev na njenem koncu, fazo nihanja in premik njihove frekvence.
• Resonančna metoda. Pomembno za merjenje debeline filmske prevleke. Napako najdemo s premikanjem iskala vzdolž površine izdelka, kar kaže na oslabitev signala ali izginotje resonance.
• Metoda prostih vibracij. Pri testiranju se analizirajo frekvence naravnih nihanj vzorca, ki nastanejo kot posledica udarca nanj.

Druga skupina vključuje metode, ki temeljijo na registraciji valov, ki nastajajo v izdelkih in materialih:

• Akustična emisija. Temelji na registraciji valov, ki nastanejo med nastankom in razvojem razpok. Nevarne okvare vodijo do povečanja frekvence in amplitude signalov v določenem frekvenčnem območju.
• Metoda s hrupom in vibracijami. Sestoji iz opazovanja frekvenčnega spektra mehanizma ali njegovih delov med delovanjem.

Vrste in metode neporušnega testiranja iz zgornje klasifikacije se uporabljajo za različne namene. Za določitev parametrov valjane kovine majhne debeline, izdelkov iz gume, steklenih vlaken, betona je najbolj primerna senčna metoda. Njegova pomembna pomanjkljivost je potreba po dostopu do izdelka z dveh strani. Z enosmernim dostopom dovzorec lahko uporabi metodo zrcalne sence ali resonančne metode. Ti dve vrsti sta zelo primerni za neporušno testiranje zvarnih spojev, pa tudi za akustične emisije. Impedančna metoda, kot tudi metoda prostih vibracij, preverja kakovost lepljenih in spajkanih izdelkov iz stekla, kovine in plastike.

kapilarne metode

Po klasifikaciji vrst in metod neporušnega preskušanja v skladu z GOST R 56542-2015 so kapilarne metode povezane s pregledovanjem s prodornimi snovmi.

Temeljijo na prodiranju kapljic posebnih tekočin, imenovanih indikator, v votlino okvar. Metoda je zmanjšana na čiščenje površine dela in nanos prodorne tekočine nanjo. V tem primeru se votline napolnijo, po katerem se tekočina odstrani s površine. Preostanek se zazna s pomočjo razvijalca, ki tvori indikatorski vzorec lokacije napak.

Občutljivost kapilarnega tipa neporušnega testiranja je v veliki meri odvisna od izbire materialov za detekcijo napak, zaradi česar je njihova predhodna verifikacija obvezna. Indikatorske sposobnosti rešitev se preverjajo glede na nekatere standardne rešitve. Belina razvijalcev se preveri s primerjavo z baritno ploščo (standard beline).

Prednost kapilarnih metod je možnost njihove uporabe v terenskih in laboratorijskih pogojih z različnimi temperaturami okolice. Vendar pa lahko zaznajo površinske napake le z nezapolnjenimi votlinami. Kapilarne metode so uporabne zaodkrivanje napak v kovinskih in nekovinskih delih različnih oblik.

Magnetne metode

Temeljijo na registraciji magnetnih polj, ki nastanejo nad okvaro, ali na določanju magnetnih lastnosti preučevanih izdelkov. Magnetne metode vam omogočajo, da najdete razpoke, zvitke in druge napake, kot so mehanske lastnosti feromagnetnih jekel in litega železa.

Razvrstitev nedestruktivnih vrst in metod nadzora, ki so na voljo v GOST, predvideva razdelitev magnetnih na naslednje podvrste:

• magnetografska (registracija polj se izvaja s feromagnetnim filmom kot indikatorjem);
• magnetni delec (analiza magnetnih polj se izvaja s feromagnetnim prahom ali magnetno suspenzijo);
• magnetorupor (registracijo potepuških magnetnih polj izvajajo magnetouporniki);
• indukcijska vrsta magnetnega nedestruktivnega testiranja (nadzoruje se velikost ali faza induciranega EMF);
• ponderomotiv (zapiše se sila magnetnega odpoklica iz nadzorovanega predmeta);
• ferosonda (na podlagi merjenja jakosti magnetnega polja z uporabo fluxgates);
• Metoda Hallovega učinka (magnetna polja registrirajo Hallovi senzorji).

Optične metode

Vrsta neporušnega testiranja, ki temelji na delovanju svetlobnega sevanja na predmet z registracijo rezultatov tega delovanja, se imenuje optično. Običajno obstajajo tri skupine metod:

Vizualno (kot tudi vizualno-optična metoda) temelji na osebnih lastnostih operaterja (laborantke): izkušnje, spretnost, vizija. Je zelo dostopen in enostaven za izvedbo, kar pojasnjuje njegovo vseprisotnost. Vizualni nadzor se izvaja brez kakršnih koli optičnih sredstev. Učinkovito je na velikih predmetih za odkrivanje velikih napak, kršitev geometrije in dimenzij. Vizualno-optična analiza se izvaja z optičnimi pripomočki, kot je povečevalno steklo ali mikroskop. Je manj produktiven, zato je običajno kombiniran z vizualnim

• Fotometrične, denzitometrične, spektralne in televizijske metode temeljijo na instrumentalnih meritvah in zanje je značilna manjša subjektivnost. Te vrste optičnega neporušnega testiranja so nepogrešljive za merjenje geometrijskih dimenzij, površin, nadzor koeficienta slabljenja, ocenjevanje prenosa ali odbojnosti, odkrivanje napak.
• Interferenčne, difrakcijske, fazni kontrast, refraktometrične, nefelometrične, polarizacijske, stroboskopske, holografske metode temeljijo na valovnih lastnostih svetlobe. Z njihovo pomočjo lahko nadzorujete izdelke iz materialov, ki so prozorni ali prosojni za svetlobno sevanje.

metode sevanja

Na podlagi učinka ionizirajočega elektromagnetnega sevanja na objekt, čemur sledi registracija parametrov tega dejanja in seštevanje rezultatov kontrole. Za vrsto sevanja neporušnega testiranja se uporabljajo različna sevanja, ki omogočajo opisovanje njihovih kvantov z naslednjimi fizikalnimi količinami: frekvenca, valovna dolžina oz.energija.

Rentgensko ali gama sevanje, kot tudi nevtrinski tokovi, se pri prehodu skozi izdelek v odsekih z in brez napak oslabijo do različnih stopenj. Omogočajo vam, da ocenite notranjo prisotnost pomanjkljivosti. Uspešno se uporabljajo za preverjanje varjenih in spajkanih šivov, valjanih izdelkov.

Vrste sevanja pri neporušnem testiranju predstavljajo biološko nevarnost, saj delujejo prikrito. To zahteva skladnost z organizacijskimi in sanitarnimi normami predpisov o varstvu dela in varnosti.

Termične metode

Pomemben parameter je registracija sprememb, ki se pojavljajo v termičnih ali temperaturnih poljih analiziranega vzorca. Za kontrolo se izmeri temperatura in razlike v toplotnih lastnostih predmeta.

NDT termični pogled je lahko pasiven ali aktiven. V prvem primeru na vzorce ne vplivajo zunanji viri toplote, temperaturno polje pa se meri na pogonskem mehanizmu. Zvišanje ali znižanje temperature ponekod lahko kaže na prisotnost kakšne napake, kot so razpoke v motorjih. Z aktivnim termičnim nadzorom se materiali ali izdelki segrevajo ali ohlajajo, temperatura pa se meri z dveh nasprotnih strani.

Za pridobitev točnih in objektivnih podatkov se uporabljajo naslednji primarni merilni pretvorniki toplotnega sevanja: termometri, termoelementi, toplotni upornosti, polprevodniške naprave, elektronske vakuumske naprave, piroelektrični elementi. Pogosto se uporabljajo indikatorji toplotnih polj, ki soplošče, paste, filmi termoobčutljivih snovi, ki se spreminjajo, ko se dosežejo določene temperature. Torej so izolirani indikatorji toplote taljenja, termični indikatorji, ki spreminjajo barvo, in fosforji.

Z uporabo posebne opreme toplotne metode omogočajo merjenje fizičnih in geometrijskih parametrov predmetov brez stika na precej velikih razdaljah. Omogočajo tudi zaznavanje kemičnih in fizičnih onesnaženosti, hrapavosti, premazov na njihovih površinah, na podlagi vrednosti toplotne emisivnosti.

Metode odkrivanja puščanja

V skladu z glavno klasifikacijo vrst neporušnega testiranja se ta metoda nanaša na preskušanje vzorcev s prodornimi tekočinami. Odkrivanje puščanja razkriva napake v izdelkih in strukturah s prodiranjem preskusnih snovi skozi njih. Pogosto se imenuje nadzor puščanja.

Tekočine, nekateri plini, hlapi tekočin lahko služijo kot preskusne snovi. Po tem parametru so metode nadzora odkrivanja puščanja razdeljene na tekočine in pline. Plini zagotavljajo večjo občutljivost, kar pomeni, da se uporabljajo pogosteje. Na občutljivost metode vpliva tudi uporabljena oprema. Vakuumska tehnika je v tem primeru najboljša možnost.

Za odkrivanje puščanja so potrebne posebne naprave, imenovane detektorji puščanja, v nekaterih primerih pa so primerne tudi metode odkrivanja puščanja brez naprav. Za nadzor te metode se uporabljajo naslednji detektorji puščanja:

• Masna spektrometrija - označena z največjimobčutljivost in vsestranskost vam omogoča pregledovanje izdelkov različnih dimenzij. Vse to pojasnjuje njegovo široko uporabo. Toda masni spektrometer je zelo zapleten in zajeten instrument, ki zahteva vakuum za delovanje.
• Halogen, katerega delovanje temelji na močnem povečanju emisije kationov alkalijskih kovin, ko se v preskusni snovi pojavijo halogeni.
• Mehurček - temelji na odkrivanju mehurčkov testnega plina, ki se sproščajo iz puščanja med preskušanjem plinskega tlaka nadzorovanega predmeta, s tekočino, ki se nanese na njegovo površino ali potopljena v rezervoar. To je dokaj preprosta metoda, ki ne zahteva zapletenih instrumentov in posebnih plinov, vendar zagotavlja visoko občutljivost.
• Manometrični - omogoča ocenjevanje tesnosti testnega predmeta z uporabo merilnikov tlaka, ki merijo tlak preskusnih plinov.

električne metode

Ta vrsta neporušnega testiranja po GOST R 56542-2015 temelji na analizi parametrov električnega polja (ali toka), ki deluje na nadzorovani predmet ali nastane v objektu zaradi zunanjega vpliva.

Informativni parametri v tem primeru - električna zmogljivost ali potencial. Za nadzor dielektrikov ali polprevodnikov se uporablja kapacitivna metoda. Omogoča vam analizo kemične sestave plastike in polprevodnikov, odkrivanje prekinitev v njih in oceno vsebnosti vlage v razsutih materialih.

Kontrola prevodnikov se izvaja z metodo električnega potenciala. V tem primeru je debelina prevodne plasti, prisotnost prekinitevblizu površine prevodnika se nadzoruje z merjenjem potencialnega padca na določenem območju.

metoda vrtinčastih tokov

Ima drugo ime - metoda vrtinčnih tokov. Temelji na spremembah delovanja elektromagnetnega polja tuljave s poljem vrtinčnih tokov, ki jih ta tuljava inducira v nadzorovanem objektu. Primerno za odkrivanje površinskih napak magnetnih in nemagnetnih delov ter polizdelkov. Omogoča tudi iskanje razpok na izdelkih različnih konfiguracij.

Vrednost metode vrtinčnih tokov je, da niti vlaga, niti tlak, niti onesnaženost okolja, niti radioaktivno sevanje in celo kontaminacija predmeta z neprevodnimi snovmi praktično ne vplivajo na merilni signal. Njegova področja uporabe so naslednja:

• Preverjanje linearnih dimenzij izdelkov (na primer premer palice, cevi, debelina pločevine, debelina stene karoserije).
• Merjenje debeline nanesenih premazov (razpon od mikrometra do deset milimetrov).
• Določanje odstopanj v sestavi in strukturi kovin in zlitin.
• Določanje vrednosti mehanskih obremenitev.

Prednosti in slabosti nedestruktivnih metod

Kljub temu, da imata obe vrsti testiranja, destruktivno in nedestruktivno, svoje prednosti in slabosti, ima slednje v sodobnih proizvodnih razmerah številne prednosti:

1. Testi se takoj izvedejo na izdelkih, ki se bodo uporabljali v delovnih pogojih.
2. Anketa se lahko izvede na katerem koli delu ali podsklopu, ki je namenjen uporabi v resničnem svetu, vendarče je ekonomsko upravičeno. Pogosto je to mogoče storiti, tudi če so za serijo značilne velike razlike med deli.
3. Preizkusite lahko celoten del ali le najnevarnejše dele. Glede na priročnost izvedbe ali tehnološke pogoje se lahko izvajajo hkrati ali zaporedno.
4. Isti predmet je mogoče testirati s številnimi metodami nedestruktivnega testiranja, od katerih bo vsaka občutljiva na določene lastnosti ali dele dela.
5. Nedestruktivne metode se lahko uporabljajo za enoto v delovnih pogojih in njenega delovanja ni treba ustaviti. Ne povzročajo motenj in sprememb v lastnostih delov.
6. Testiranje vam omogoča ponovni pregled istih delov po katerem koli časovnem obdobju. To omogoča vzpostavitev povezave med načini delovanja in nastalo škodo ter njihovo stopnjo.
7. Neporušitveno testiranje omogoča, da se deli, izdelani iz dragih materialov, ne poškodujejo.
8. Praviloma se testi izvajajo brez predhodne obdelave vzorcev. Številne analitične naprave so prenosne in hitre ter pogosto avtomatizirane.
9. Stroški nedestruktivnega testiranja so nižji od stroškov destruktivnih metod.
10. Večina metod je hitrih in zahteva manj delovnih ur. Takšne metode je treba uporabiti za ugotavljanje kakovosti vseh podrobnosti, če je njihov strošek nižji ali primerljiv s stroškom izvajanja destruktivne raziskave.le majhen odstotek delov v celotni seriji.

Pomanjkljivosti metod neporušnega preskušanja niso toliko:

1. Običajno se analizirajo posredne lastnosti, ki med delovanjem nimajo neposredne povezave z vrednostmi. Za zanesljivost rezultatov najdemo posredno povezavo med pridobljenimi podatki in operativno zanesljivostjo.
2. Večina testov ne kaže življenjske dobe predmeta, ampak lahko spremlja le procese uničenja.
3. Za dešifriranje in interpretacijo rezultatov analitičnega dela je treba izvesti enake študije tudi na posebnih vzorcih in pod posebnimi pogoji. In če ustrezna povezava med temi testi ni očitna in dokazana, se opazovalci morda ne strinjajo z njo.

Analizirali smo vrste neporušnega testiranja, njegove značilnosti in slabosti.