Что такое услуга неразрушающего контроля (НК)?
Услуги неразрушающего контроля (НК) — это испытания для определения наличия, размера, формы, распределения и т. д. царапин на поверхности или внутренней поверхности без разрушения проверяемого объекта.
Разрушающий контроль — это метод испытаний, при котором к объекту применяются давление, температура, вибрация и т. д. до тех пор, пока он не будет разрушен, а допустимый предел возникновения дефектов проверяется напрямую. Услуги НК — это косвенный метод испытаний, и его недостатком является невозможность надежно определить условия, при которых могут возникнуть дефекты. Он позволяет обнаруживать дефекты, не повреждая форму или функцию объекта. Это позволяет испытывать здания, заводы, железные дороги, самолеты и т. д. во время их эксплуатации.
Применение услуг НК
Услуги НК используются в самых разных областях.
В зависимости от типа услуг НК цель использования и материалы, которые могут быть использованы, будут различаться. Например, вихретоковый контроль может обнаруживать дефекты на поверхности проводников без контакта и на высокой скорости. Однако его нельзя использовать на непроводящих материалах, и он может обнаруживать внутренние дефекты только в ограниченной степени. Поэтому необходимо выбрать подходящий тест для предполагаемого использования.
Принципы услуг НК
Существуют различные услуги НК, каждая из которых имеет свои принципы. Ниже приводится описание принципов типичных услуг НК:
1. Испытание на пропускание излучения
Рисунок 1. Принцип испытания на пропускание излучения
В ходе испытания на пропускание излучения объект подвергается воздействию рентгеновских лучей или γ-лучей, а изображения, проецируемые на пленку или фотопластину, используются для определения внутреннего состояния объекта.
Радиация имеет свойство проникать сквозь материалы, но легкость проникновения зависит от состояния внутренней части объекта. Например, поврежденная часть объекта, как правило, легче проникает радиации, чем здоровая часть, что приводит к более темному виду на пленке. Затенение пленки вызвано реакцией эмульсии, из которой состоит пленка, на излучение.
Испытания на пропускание излучения классифицируются на несколько методов в зависимости от метода фотографии и других факторов. Например, данные изображения получаются с использованием пластины изображения вместо пленки.
2. Ультразвуковой контроль
Рисунок 2. Принцип ультразвукового контроля
Ультразвуковая дефектоскопия — это тест, используемый для оценки внутреннего состояния и толщины объекта путем применения ультразвуковых волн к объекту.
Ультразвуковой контроль можно в целом разделить на три метода: пропускание, отражение импульса и резонанс. Методы далее классифицируются в соответствии с типом ультразвуковой волны и методом применения. Они используются по-разному в зависимости от предполагаемого использования.
Метод пропускания
Метод передачи оценивает внутренние условия путем сравнения силы переданных и принятых ультразвуковых волн.
Зонд располагается на поверхности объекта для введения ультразвуковых волн, а другой зонд располагается в нижней части объекта для приема этих волн. Ультразвуковые волны, инициированные поверхностным зондом, проникают внутрь объекта и достигают зонда в нижней части. Если внутри объекта есть дефект, ультразвуковая волна не может пройти дальше него, что приводит к ослаблению волны. Это затухание ультразвуковых волн выявляет внутренние дефекты посредством образования ультразвуковых теней.
Импульсная рефлектометрия
Метод отражения импульса использует отражение ультразвуковых волн для определения наличия, местоположения, размера и т. д. дефекта.
Зонд, способный передавать и принимать ультразвуковые волны, помещается на поверхность объекта. Ультразвуковые волны, падающие внутрь объекта от зонда, отражаются от нижней поверхности и возвращаются к зонду. Ультразвуковые волны также отражаются, если внутри объекта есть царапины или другие дефекты. Внутреннее состояние объекта оценивается путем приема переданного импульса, отраженной волны от царапины и т. д., а также отраженной волны от нижней поверхности.
Резонансный метод
Резонансный метод — это метод измерения толщины объекта путем использования резонанса объекта.
Когда ультразвуковые волны вводятся в объект, непрерывно изменяя длину волны, объект резонирует, когда целое число, кратное половине длины волны, равно толщине объекта. Энергия вибрации для резонанса подается осциллятором, и возникновение резонанса может быть подтверждено путем обнаружения увеличения тока. Толщина объекта оценивается по скорости звука, частоте и порядку резонанса при резонансе. Также можно оценить наличие или отсутствие царапин внутри объекта по силе резонанса.
3. Магнитопорошковая дефектоскопия
Рисунок 3. Принцип магнитопорошковой дефектоскопии
Магнитопорошковая дефектоскопия — это тест, используемый для визуальной проверки дефектов вблизи поверхности объекта с использованием рассеянного магнитного поля.
По мере того, как магнитный поток протекает через ферромагнитный объект и увеличивается, часть потока просачивается во внешнее пространство в области, где находится дефект. Когда магнитный порошок распыляется в этом просачивающемся магнитном поле, магнитный порошок прилипает к области вокруг дефекта, и появляется рисунок индикации магнитного порошка. Наблюдая этот рисунок, можно обнаружить даже мельчайшие царапины.
Магнитопорошковый контроль направлен в обнаружении дефектов и классифицируется как метод намагничивания точки обнаружения дефекта в соответствующем направлении. Его также можно классифицировать на несколько методов в зависимости от используемого магнитного порошка и источника света для наблюдения. Эти методы следует использовать соответствующим образом в зависимости от формы объекта и обнаруживаемого дефекта.
4. Тест на проникновение дефектов
Рисунок 4. Принцип проникающего контроля
Испытание на проникновение — это испытание, используемое для обнаружения дефектов на поверхности объекта с помощью пенетранта.
Сначала поверхность объекта очищается в качестве предварительной обработки, а внутренняя часть дефекта открывается и высушивается. Затем пенетрант наносится на поверхность объекта, а избыток пенетранта удаляется. Наконец, наносится проявляющая пленка для поглощения пенетранта, проникшего в дефект, и наблюдается увеличенный рисунок индикации пенетранта.
Существует два типа методов наблюдения, три типа методов удаления проникающей жидкости и четыре типа методов разработки в испытании на проникновение, и соответствующая комбинация выбирается в соответствии с применением.
5. Вихретоковый контроль
Рисунок 5. Принцип вихретокового контроля
Испытание вихревыми токами индуцирует вихревые токи на поверхности проводящего объекта и обнаруживает турбулентность вихревых токов, чтобы определить, существует ли дефект.
Когда катушка с переменным током подносится близко к объекту, вихревые токи генерируются вблизи поверхности объекта из-за электромагнитной индукции. Если поверхность объекта поцарапана, вихревые токи нарушаются. Нарушение вихревых токов вызывает изменение магнитного потока внутри катушки, что приводит к изменению электродвижущей силы катушки, и, обнаруживая это изменение электродвижущей силы, можно подтвердить нарушение вихревых токов, другими словами, наличие или отсутствие царапины.
Поскольку вихревые токи интенсивно индуцируются только вблизи поверхности объекта и почти никогда внутри объекта, вихревые токи в основном используются для обнаружения дефектов на поверхности объекта. Явление, при котором вихревые токи быстро затухают внутри объекта, называется скин-эффектом. Однако глубину дефекта иногда можно оценить, используя свойства фазы вихревых токов.