Mittepurustavate katsete tüübid. Tüüpide ja meetodite klassifikatsioon

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-17 05:24

Toodete kvaliteedikontroll on kinnisvarahaldussüsteemi oluline osa. Igas tootmisetapis kehtivad eri tüüpi toodetele ja seega ka kasutatavatele materjalidele erinõuded. Algselt olid peamised nõuded peamiselt täpsus ja tugevus, kuid tööstuse arengu ja valmistatud seadmete keerukuse tõttu on tunnuste arv, mille puhul seda võib tagasi lükata, mitu korda suurenenud.

Toodete funktsionaalsete võimete kontrollimine neid hävitamata on saanud võimalikuks tänu mittepurustavate testimismeetodite täiustamisele. Selle läbiviimise tüübid ja meetodid võimaldavad teil hinnata mitmesuguseid parameetreid ilma toote terviklikkust rikkumata ja seega võimalikult täpselt. Tänapäeval pole õigust tööstuses kasutusele võtta mitte ühelgi tehnoloogilisel protsessil vastutustundlike toodete tootmiseks ilma hästi väljakujunenud juhtimissüsteemita.

Mittepurustava testimise kontseptsioon

Seda protsessi mõistetakse kui komplektisellised katsed, millele objekt on vahetult allutatud, säilitades samal ajal selle toimivuse ilma materjali kahjustamata. Kõik tänapäeval eksisteerivad mittepurustavate katsete liigid ja meetodid on põhieesmärgiks tagada tööstusohutus seadmete, hoonete ja rajatiste tehnilise seisukorra jälgimise kaudu. Neid teostatakse mitte ainult tootmise (ehitamise) etapis, vaid ka õigeaegse ja kvaliteetse hoolduse ja remondi jaoks.

Seega saab erinevat tüüpi mittepurustavate katsetega vastav alt GOST-ile mõõta toodete geomeetrilisi parameetreid, hinnata pinnatöötluse kvaliteeti (näiteks karedust), materjali struktuuri ja keemilist koostist, olemasolu mitmesugustest defektidest. Saadud andmete õigeaegsus ja usaldusväärsus võimaldab kohandada tehnoloogilist protsessi ja toota konkurentsivõimelisi tooteid, samuti vältida rahalisi kaotusi.

Kontrollinõuded

Selleks, et igat tüüpi mittepurustavate katsete tulemused oleksid asjakohased ja tõhusad, peab see vastama teatud nõuetele:

• selle rakendamise võimalus kõikides tootmisetappides, toodete käitamise ja parandamise ajal;
• kontroll tuleks läbi viia maksimaalse võimaliku arvu antud parameetrite üle konkreetse toodangu jaoks;
• kontrollimiseks kulutatud aeg peaks olema mõistlikus korrelatsioonis tootmisprotsessi muude etappidega;
• tulemuste usaldusväärsus peab olema väga kõrge;
• poolttehnoloogiliste protsesside juhtimise võimalused tuleks mehhaniseerida ja automatiseerida;
• mittepurustavatel katsetel kasutatavate seadmete ja seadmete töökindlus, nende tüübid ja kasutustingimused peaksid olema erinevad;
• meetodite lihtsus, majanduslik ja tehniline kättesaadavus.

Rakendused

GOST-i järgi kasutatakse mitmesuguseid mittepurustavate katsete tüüpe ja meetodeid järgmistel eesmärkidel:

• kriitiliste osade ja sõlmede defektide tuvastamine (tuumareaktorid, lennukid, allvee- ja pealveesõidukid, kosmosesõidukid jne);
• pikaajaliseks tööks mõeldud seadmete defektoskoopia (sadamarajatised, sillad, kraanad, tuumaelektrijaamad ja muud);
• metallide, nende konstruktsioonitüüpide ja toodete võimalike defektide mittepurustavate katsete meetoditega tehtavad uuringud tehnoloogia täiustamiseks;
• pidev kontroll kõrgeima vastutusastmega sõlmede ja seadmete (näiteks tuumaelektrijaamade katlad) defektide esinemise üle.

Mittepurustavate katsete tüüpide klassifikatsioon

Seadmete tööpõhimõtete ning füüsikaliste ja keemiliste nähtuste alusel on kõik meetodid jagatud kümneks tüübiks:

1. akustiline (eriti ultraheli);
2. vibroakustiline;
3. lägavate ainetega (kapillaar- ja lekkekontroll);
4. magnetiline (või magnetosake);
5. optiline (visuaal-optiline);
6. kiirgus;
7. raadiolaine;
8. termiline;
9. elekter;
10. Pöörisvool (või elektromagnetiline).

Vastav alt GOST 56542-le on ül altoodud mittepurustavate katsete tüübid ja meetodid jagatud järgmiste tunnuste järgi:

• ainete või füüsikaliste väljade koosmõju iseärasused kontrollitava objektiga;
• teavet andvad esmased parameetrid;
• hankige esmane teave.

Akustilised meetodid

Vastav alt GOST R 56542-2015 mittepurustavate katsete tüüpide ja meetodite klassifikatsioonile põhineb see tüüp kontrollitavas objektis ergastavate ja (või) tekkivate elastsete lainete analüüsil.. Kui kasutatakse sagedusvahemikku, mis on suurem kui 20 kHz, võib termini "akustiline" asemel kasutada terminit "ultraheli".

Mittepurustavate katsete akustiline tüüp on jagatud kahte suurde rühma.

Esiteks – meetodid, mis põhinevad akustiliste lainete emissioonil ja vastuvõtmisel. Juhtimiseks kasutatakse juhitava objekti liikuvaid ja seisulaineid või resonantsvibratsiooni. Nende hulka kuuluvad:

• Varjumeetod. Defekti olemasolu tuvastatakse vastuvõetud signaali nõrgenemise või selle registreerimise viivituse tõttu, mis on tingitud defekti ümardamisest ultrahelilainete abil.
• Kajameetod. Defekti olemasolu määrab defektist peegelduva signaali saabumise aeg ja eseme pinnad, mis võimaldab määrata defekti asukoha materjali mahus.
• Peegel-varju meetod. See on variatsiooni variatsioon, mis kasutab seadmeid alateskaja meetod. Nõrk signaal on ka märk veast.
• Takistuse meetod. Kui tootel on defekt, siis selle pinna teatud ala impedants väheneb, nagu see pehmendab. See mõjutab varda võnkumiste amplituudi, mehaanilist pinget selle lõpus, võnkumiste faasi ja nende sageduse nihet.
• Resonantsmeetod. Oluline kilekatte paksuse mõõtmisel. Defekt avastatakse otsija liigutamisega piki toote pinda, mis viitab signaali nõrgenemisele või resonantsi kadumisele.
• Vaba vibratsiooni meetod. Katsetamise käigus analüüsitakse proovi omavõnkumiste sagedusi, mis tekivad sellele mõjul.

Teine rühm hõlmab meetodeid, mis põhinevad toodetes ja materjalides tekkivate lainete registreerimisel:

• Akustiline emissioon. See põhineb pragude tekke ja arengu ajal tekkivate lainete registreerimisel. Ohtlikud defektid põhjustavad teatud sagedusvahemikus signaalide sageduse ja amplituudi suurenemist.
• Müra-vibratsiooni meetod. See seisneb mehhanismi või selle osade sagedusspektri jälgimises töötamise ajal.

Eespool toodud klassifikatsiooni mittepurustavate katsete tüüpe ja meetodeid kasutatakse erinevatel eesmärkidel. Väikese paksusega v altsmetalli, kummitoodete, klaaskiu, betooni parameetrite määramiseks sobib kõige paremini varjumeetod. Selle oluline puudus on vajadus tootele juurde pääseda kahest küljest. Ühesuunalise juurdepääsugaproovis saab kasutada peegel-varju või resonantsi meetodit. Need kaks tüüpi sobivad hästi keevisliidete mittepurustavateks katseteks ja ka akustilisteks emissioonideks. Takistusmeetodil ja ka vabavibratsioonimeetodil kontrollitakse klaasist, metallist ja plastist valmistatud liimitud ja joodetud toodete kvaliteeti.

Kapillaarsed meetodid

Vastav alt mittepurustavate katsete tüüpide ja meetodite klassifikatsioonile vastav alt standardile GOST R 56542-2015 on kapillaarmeetodid seotud läbistavate ainete läbivaatusega.

Need põhinevad spetsiaalsete vedelike, mida nimetatakse indikaatoriks, tilkade tungimisel defektide õõnsusse. Meetod taandub detaili pinna puhastamisele ja sellele läbitungiva vedeliku pealekandmisele. Sel juhul täidetakse õõnsused, mille järel vedelik eemaldatakse pinn alt. Ülejäänud osa tuvastatakse arendaja abil, mis moodustab defektide asukoha indikaatormustri.

Kapillaarset tüüpi mittepurustavate katsete tundlikkus sõltub suuresti vigade tuvastamise materjalide valikust, mistõttu on nende eelkontrollimine kohustuslik. Lahenduste indikaatorvõimeid võrreldakse mõne standardlahendusega. Arendajate valgedust kontrollitakse bariitplaadiga (valgeduse standard).

Kapillaarsete meetodite eeliseks on nende kasutamise võimalus väli- ja laboritingimustes erinevate välistemperatuuridega. Kuid pinnadefekte suudavad nad tuvastada vaid täitmata õõnsustega. Kapillaarmeetodid on rakendatavaddefektide tuvastamine erineva kujuga metall- ja mittemetallist osadel.

Magnetilised meetodid

Need põhinevad defekti kohal tekkivate magnetväljade registreerimisel või uuritud toodete magnetiliste omaduste määramisel. Magnetmeetodid võimaldavad leida pragusid, rulle ja muid defekte, näiteks ferromagnetilise terase ja malmi mehaanilisi omadusi.

GOST-is saadaolev mittepurustavate tüüpide ja kontrollimeetodite klassifikatsioon näeb ette magneti jagamise järgmisteks alamliikideks:

• magnetograafiline (väljade registreerimine toimub indikaatorina ferromagnetilise kilega);
• magnetosake (magnetväljade analüüs viiakse läbi ferromagnetilise pulbri või magnetsuspensiooniga);
• magnetotakisti (hajuvate magnetväljade registreerimine toimub magnetotakistite abil);
• induktsiooni tüüpi magnetiline mittepurustav katse (jälgitakse indutseeritud elektromagnetväljade suurust või faasi);
• ponderomotive (registreeritakse juhitava objekti magneti tagasikutsumise jõud);
• ferrosond (põhineb magnetvälja tugevuse mõõtmisel fluxgate'i abil);
• Halli efekti meetod (magnetväljad registreerivad Halli andurid).

Optilised meetodid

Mittepurustavat katset, mis põhineb valguskiirguse toimel objektile koos selle tegevuse tulemuste registreerimisega, nimetatakse optiliseks. Tavaliselt on kolm meetodite rühma:

Visuaal (nagu ka visuaal-optiline meetod) põhineb operaatori (laborandi) isikuomadustel: kogemustel, oskustel, visioonil. See on väga ligipääsetav ja hõlpsasti teostatav, mis seletab selle üldlevimist. Visuaalne juhtimine toimub ilma optiliste vahenditeta. See on efektiivne suurte objektide puhul, et tuvastada jämedaid vigu, geomeetria ja mõõtmete rikkumisi. Visuaal-optiline analüüs viiakse läbi optiliste abivahenditega, nagu suurendusklaas või mikroskoop. See on vähem produktiivne, seetõttu kombineeritakse seda tavaliselt visuaalsega

• Fotomeetrilised, densitomeetrilised, spektraal- ja televisioonimeetodid põhinevad instrumentaalmõõtmistel ning neid iseloomustab väiksem subjektiivsus. Seda tüüpi optilised mittepurustavad testid on hädavajalikud geomeetriliste mõõtmete, pindalade mõõtmiseks, sumbumisteguri kontrollimiseks, ülekande või peegelduvuse hindamiseks, vigade tuvastamiseks.
• Interference, difraktsioon, faasikontrastsus, refraktomeetrilised, nefelomeetrilised, polarisatsiooni-, stroboskoopilised, holograafilised meetodid põhinevad valguse laineomadustel. Nende abiga saate juhtida tooteid, mis on valmistatud valguskiirgusele läbipaistvatest või poolläbipaistvatest materjalidest.

Kiirgusmeetodid

Põhineb ioniseeriva elektromagnetkiirguse mõjul objektile, millele järgneb selle toimingu parameetrite registreerimine ja kontrolli tulemuste summeerimine. Mittepurustavate katsete kiirgustüübi jaoks kasutatakse erinevaid kiirgusi, mis võimaldavad kirjeldada nende kvante järgmiste füüsikaliste suurustega: sagedus, lainepikkus võienergiat.

Toodet läbiv röntgen- või gammakiirgus ning neutriinovood nõrgenevad erineval määral defektidega ja defektideta sektsioonides. Need võimaldavad teil hinnata vigade sisemist olemasolu. Neid kasutatakse eduk alt keevis- ja joodetud õmbluste ning v altstoodete kontrollimiseks.

Mittepurustavate katsete kiirgusega kaasneb varjatud toimega bioloogiline oht. See eeldab organisatsiooniliste ja sanitaarnormide järgimist töökaitse- ja ohutuseeskirjadest.

termilised meetodid

Oluline parameeter on analüüsitava proovi termilistes või temperatuuriväljades toimuvate muutuste registreerimine. Juhtimiseks mõõdetakse objekti temperatuuri ja soojuskarakteristikute erinevusi.

NDT termovaade võib olla passiivne või aktiivne. Esimesel juhul ei mõjuta välised soojusallikad proove ja temperatuurivälja mõõdetakse töömehhanismi juures. Temperatuuri tõus või langus mõnes kohas võib viidata mingite vigade olemasolule, näiteks pragudele mootorites. Aktiivse termoreguleerimisega soojendatakse või jahutatakse materjale või tooteid ning temperatuuri mõõdetakse selle kahelt vastasküljelt.

Täpsete ja objektiivsete andmete saamiseks kasutatakse järgmisi soojuskiirguse esmaseid mõõtemuundureid: termomeetrid, termopaarid, soojustakistused, pooljuhtseadmed, elektroonilised vaakumseadmed, püroelektrilised elemendid. Sageli kasutatakse soojusväljade indikaatoreid, mis onplaadid, pastad, termotundlike ainete kiled, mis muutuvad teatud temperatuuride saavutamisel. Seega on sulavad termoindikaatorid, värvimuutvad termoindikaatorid ja fosforid isoleeritud.

Spetsiaalsete seadmete kasutamise abil võimaldavad termilised meetodid mõõta objektide füüsikalisi ja geomeetrilisi parameetreid ilma kontaktita üsna suurte vahemaade tagant. Samuti võimaldavad need tuvastada nende pindade keemilist ja füüsikalist reostust, karedust, katteid, lähtudes soojuskiirguse väärtustest.

Lekke tuvastamise meetodid

Vastav alt mittepurustavate katsete tüüpide põhiklassifikatsioonile viitab see meetod proovide testimisele läbistavate vedelikega. Lekke tuvastamine ilmneb toodete ja struktuuride defektide kaudu, uuritavate ainete tungimise kaudu läbi nende. Seda nimetatakse sageli lekkekontrolliks.

Vedelikud, mõned gaasid, vedelike aurud võivad olla testitavad ained. Selle parameetri järgi jagunevad lekke tuvastamise kontrollimeetodid vedelaks ja gaasiliseks. Gaasid tagavad suurema tundlikkuse, mis tähendab, et neid kasutatakse sagedamini. Samuti mõjutab meetodi tundlikkust kasutatav varustus. Vaakumtehnika on sel juhul parim valik.

Lekete tuvastamiseks on vaja spetsiaalseid seadmeid, mida nimetatakse lekkedetektoriteks, kuid mõnel juhul sobivad ka mitteseadmelised lekketuvastusmeetodid. Selle meetodi juhtimiseks kasutatakse järgmisi lekkeandureid:

• Massispektromeetria – iseloomustab suurimtundlikkus ja mitmekülgsus, võimaldab teil uurida erinevate mõõtmetega tooteid. Kõik see selgitab selle laialdast rakendust. Kuid massispektromeeter on väga keeruline ja mahukas seade, mille tööks on vaja vaakumit.
• Halogeen, mille toime põhineb leelismetallide katioonide emissiooni järsul suurenemisel, kui uuritavas aines esinevad halogeenid.
• Bubble – põhineb lekkest vabanevate testgaasimullide tuvastamisel kontrollitava objekti gaasirõhu testimise käigus, kui vedelik kantakse selle pinnale või kastetakse paaki. See on üsna lihtne meetod, mis ei nõua keerulisi instrumente ja spetsiaalseid gaase, kuid tagab kõrge tundlikkuse.
• Manomeetriline – võimaldab hinnata katseobjekti tihedust manomeetrite abil, mis mõõdavad katsegaaside rõhku.

Elektrilised meetodid

Seda tüüpi mittepurustav testimine vastav alt standardile GOST R 56542-2015 põhineb juhitavale objektile mõjuva või objektis välismõju tõttu tekkiva elektrivälja (või voolu) parameetrite analüüsil.

Informatiivsed parameetrid antud juhul - elektriline võimsus või potentsiaal. Dielektrikute või pooljuhtide juhtimiseks kasutatakse mahtuvuslikku meetodit. See võimaldab analüüsida plastide ja pooljuhtide keemilist koostist, tuvastada nende katkestusi ja hinnata puistematerjalide niiskusesisaldust.

Juhtide juhtimine toimub elektripotentsiaali meetodil. Sel juhul juhtiva kihi paksus, katkestuste olemasolujuhi pinna lähedal juhitakse, mõõtes potentsiaali langust konkreetses piirkonnas.

Pöörisvoolu meetod

Sellel on teine nimi – pöörisvoolu meetod. See põhineb selle mähise poolt juhitavas objektis indutseeritud pöörisvoolude väljaga mähise elektromagnetvälja toime muutumisel. Sobib magnetiliste ja mittemagnetiliste detailide ning pooltoodete pinnadefektide tuvastamiseks. Võimaldab leida ka pragusid erineva konfiguratsiooniga toodetel.

Pöörisvoolumeetodi väärtus seisneb selles, et ei niiskus, rõhk, keskkonna saastatus ega radioaktiivne kiirgus ja isegi objekti saastumine mittejuhtivate ainetega praktiliselt ei mõjuta mõõtesignaali. Selle kasutusvaldkonnad on järgmised:

• Toodete lineaarsete mõõtmete (nt varda läbimõõt, torud, metalllehe paksus, korpuse seina paksus) kontrollimine.
• Kaletatud katete paksuse mõõtmine (vahemikus mikromeetrist kümnete millimeetriteni).
• Metallide ja sulamite koostise ja struktuuri kõrvalekallete määramine.
• Mehaanilise pinge väärtuste määramine.

Mittepurustavate meetodite eelised ja puudused

Hoolimata asjaolust, et mõlemal katsetüübil, nii destruktiivsel kui ka mittepurustaval, on oma plussid ja miinused, on viimasel kaasaegsetes tootmistingimustes mitmeid eeliseid:

1. Testid tehakse koheselt toodetele, mida kasutatakse töötingimustes.
2. Uuringut saab teha mis tahes osa või alamkoostu kohta, mis on mõeldud kasutamiseks reaalses maailmas, kuidkui see on majanduslikult põhjendatud. Sageli saab seda teha isegi siis, kui partii iseloomustavad suured erinevused osade vahel.
3. Saate testida kogu osa või ainult selle kõige ohtlikumaid osi. Olenev alt läbiviimise mugavusest või tehnoloogilistest tingimustest saab neid teostada samaaegselt või järjestikku.
4. Sama objekti saab testida paljude mittepurustavate testimismeetoditega, millest igaüks on tundlik osa teatud omaduste või osade suhtes.
5. Seadmele saab töötingimustes kasutada mittepurustavaid meetodeid ja selle tööd pole vaja peatada. Need ei põhjusta häireid ja muutusi osade omadustes.
6. Testimine võimaldab teil samu osi pärast mis tahes ajaperioodi uuesti kontrollida. See võimaldab luua seose töörežiimide ning sellest tulenevate kahjustuste ja nende astme vahel.
7. Mittepurustav katse võimaldab kallitest materjalidest valmistatud osi mitte kahjustada.
8. Reeglina tehakse testid ilma proovide eeltöötluseta. Paljud analüüsiseadmed on kaasaskantavad ja kiired ning sageli automatiseeritud.
9. Mittepurustava testimise hind on madalam kui destruktiivsete meetodite oma.
10. Enamik meetodeid on kiired ja nõuavad vähem töötunde. Selliseid meetodeid tuleks kasutada kõigi detailide kvaliteedi määramiseks, kui nende maksumus on väiksem või võrreldav hävitava uuringu läbiviimise kuludega.vaid väike protsent osadest kogu partiis.

Mittepurustavatel katsemeetoditel pole nii palju puudusi:

1. Tavaliselt analüüsitakse kaudseid omadusi, millel ei ole töö ajal väärtustega otsest seost. Tulemuste usaldusväärsuse huvides leitakse saadud andmete ja töökindluse vahel kaudne seos.
2. Enamik teste ei näita objekti eluiga, vaid on võimelised jälgima ainult hävimisprotsesse.
3. Analüütilise töö tulemuste dešifreerimiseks ja tõlgendamiseks on vaja läbi viia samad uuringud ka eriproovidel ja eritingimustel. Ja kui asjakohane seos nende testide vahel ei ole ilmne ega tõestatud, ei pruugi vaatlejad sellega nõustuda.

Analüüsisime mittepurustavate katsete tüüpe, selle omadusi ja puudusi.