Neardomojo bandymo tipai. Tipų ir metodų klasifikacija

2024 Autorius: Angel Austin | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-17 05:34

Gaminių kokybės kontrolė yra esminė turto valdymo sistemos dalis. Kiekviename gamybos etape skirtingiems gaminių tipams, taigi ir naudojamoms medžiagoms, taikomi specifiniai reikalavimai. Iš pradžių pagrindiniai reikalavimai daugiausia buvo tikslumas ir stiprumas, tačiau vystantis pramonei ir sudėtingėjant gaminamai įrangai, charakteristikų, dėl kurių ji gali būti atmesta, skaičius išaugo daug kartų.

Patikrinti gaminių funkcines galimybes jų nesunaikinant tapo įmanoma patobulinus neardomuosius testavimo metodus. Jo atlikimo tipai ir metodai leidžia įvertinti įvairius parametrus nepažeidžiant gaminio vientisumo, taigi ir kuo tiksliau. Šiandien pramonėje neturi teisės diegti nei vienas atsakingų produktų gamybos technologinis procesas be gerai suformuotos kontrolės sistemos.

Neardomojo bandymo koncepcija

Šis procesas suprantamas kaip rinkinystokius bandymus, kurie tiesiogiai atliekami su objektu, išlaikant jo veikimą nepažeidžiant medžiagos. Visų šiandien egzistuojančių neardomųjų bandymų rūšių ir metodų pagrindinis tikslas yra užtikrinti pramoninę saugą, stebint įrenginių, pastatų ir konstrukcijų techninę būklę. Jie atliekami ne tik gamybos (statybos) stadijoje, bet ir laiku bei kokybiškai priežiūrai ir remontui.

Taigi, atliekant įvairius neardomuosius bandymus pagal GOST galima išmatuoti gaminių geometrinius parametrus, įvertinti paviršiaus apdorojimo kokybę (pavyzdžiui, šiurkštumą), medžiagos struktūrą ir cheminę sudėtį, buvimą. įvairių defektų. Gautų duomenų savalaikiškumas ir patikimumas leidžia koreguoti technologinį procesą ir gaminti konkurencingus produktus, taip pat išvengti finansinių nuostolių.

Patikrinimo reikalavimai

Kad visų tipų neardomųjų bandymų rezultatai būtų tinkami ir veiksmingi, jis turi atitikti tam tikrus reikalavimus:

• galimybė jį įgyvendinti visuose gamybos etapuose, gaminių eksploatavimo ir remonto metu;
• kontrolė turėtų būti atliekama pagal maksimalų galimą nurodytų parametrų skaičių konkrečiai produkcijai;
• laikas, praleistas tikrinant, turėtų būti pagrįstai susietas su kitais gamybos proceso etapais;
• rezultatų patikimumas turi būti labai didelis;
• pag altechnologinių procesų valdymo galimybės turėtų būti mechanizuotos ir automatizuotos;
• neardomiesiems bandymams naudojamų prietaisų ir įrangos patikimumas, jų tipai ir naudojimo sąlygos turėtų būti įvairūs;
• metodų paprastumas, ekonominis ir techninis prieinamumas.

Programos

Įvairūs neardomųjų bandymų tipai ir metodai pagal GOST naudojami šiems tikslams:

• kritinių dalių ir mazgų (branduolinių reaktorių, orlaivių, povandeninių ir paviršinių vandens transporto priemonių, erdvėlaivių ir kt.) defektų aptikimas;
• ilgalaikiam eksploatavimui skirtų prietaisų (uosto įrenginių, tiltų, kranų, atominių elektrinių ir kt.) defektoskopija;
• metalų, jų konstrukcijų tipų ir galimų gaminių defektų neardomojo bandymo metodais tyrimas, siekiant tobulinti technologiją;
• nuolatinė aukščiausios atsakomybės blokų ir įrenginių (pavyzdžiui, atominių elektrinių katilų) defektų atsiradimo kontrolė.

Neardomųjų bandymų tipų klasifikacija

Remiantis įrangos veikimo principais ir fizikiniais bei cheminiais reiškiniais, visi metodai skirstomi į dešimt tipų:

1. akustinė (ypač ultragarsinė);
2. vibroakustinė;
3. su prasiskverbiančiomis medžiagomis (kapiliarų ir nuotėkio kontrolė);
4. magnetinis (arba magnetinė dalelė);
5. optinė (vizualinė-optinė);
6. radiacija;
7. radijo banga;
8. terminis;
9. elektrinis;
10. Sūkurinė srovė (arba elektromagnetinė).

Pagal GOST 56542 aukščiau išvardyti neardomųjų bandymų tipai ir metodai toliau skirstomi pagal šias savybes:

• medžiagų ar fizikinių laukų sąveikos su valdomu objektu ypatumai;
• pagrindiniai parametrai, teikiantys informaciją;
• gaukite pirminę informaciją.

Akustiniai metodai

Pagal neardomųjų bandymų tipų ir metodų klasifikaciją pagal GOST R 56542-2015, šis tipas yra pagrįstas elastinių bangų, kurios yra sužadinamos ir (arba) kylančios kontroliuojamame objekte, analize.. Jei naudojamas dažnių diapazonas, didesnis nei 20 kHz, vietoj "akustinio" gali būti naudojamas terminas "ultragarsas".

Akustinio tipo neardomieji bandymai skirstomi į dvi dideles grupes.

Pirma – metodai, pagrįsti akustinių bangų spinduliavimu ir priėmimu. Valdymui naudojamos keliaujančios ir stovinčios bangos arba valdomo objekto rezonansiniai virpesiai. Tai apima:

• Šešėlių metodas. Defekto buvimas aptinkamas dėl gaunamo signalo susilpnėjimo arba jo registravimo vėlavimo dėl defekto apvalinimo ultragarso bangomis.
• Aido metodas. Defekto buvimas nustatomas pagal defekto ir objekto paviršių atspindėto signalo atvykimo laiką, kuris leidžia nustatyti defekto vietą medžiagos tūryje.
• Veidrodinio šešėlio metodas. Tai šešėlinio metodo variantas, kuriame naudojama įranga išaido metodas. Silpnas signalas taip pat yra trūkumo požymis.
• Varžos metodas. Jei gaminyje yra defektas, tam tikro jo paviršiaus ploto varža sumažėja, tarsi jis suminkštėja. Tai turi įtakos strypo virpesių amplitudei, mechaniniam įtempimui jo gale, svyravimų fazei ir jų dažnio poslinkiui.
• Rezonanso metodas. Svarbu matuojant plėvelės dangos storį. Defektas nustatomas perkeliant ieškiklį gaminio paviršiumi, o tai rodo signalo susilpnėjimą arba rezonanso išnykimą.
• Laisvųjų vibracijų metodas. Bandymo metu analizuojami natūralių mėginio svyravimų dažniai, atsirandantys dėl poveikio jam.

Antrai grupei priklauso metodai, pagrįsti gaminiuose ir medžiagose kylančių bangų registravimu:

• Akustinė emisija. Jis pagrįstas bangų, atsirandančių formuojant ir vystantis įtrūkimams, registravimu. Dėl pavojingų defektų tam tikrame dažnių diapazone padidėja signalų dažnis ir amplitudė.
• Triukšmo-vibracijos metodas. Tai apima mechanizmo ar jo dalių dažnių spektro stebėjimą veikimo metu.

Neardomųjų bandymų tipai ir metodai pagal pirmiau pateiktą klasifikaciją naudojami įvairiems tikslams. Mažo storio valcuoto metalo, gumos gaminių, stiklo pluošto, betono parametrams nustatyti geriausiai tinka šešėlinis metodas. Reikšmingas jo trūkumas yra būtinybė pasiekti gaminį iš dviejų pusių. Su vienpuse prieiga priemėginiui galima naudoti veidrodinio šešėlio arba rezonanso metodus. Šie du tipai puikiai tinka neardomiesiems suvirintų jungčių bandymams, taip pat akustinei emisijai. Impedanso metodas, taip pat laisvosios vibracijos metodas, tikrina klijuotų ir lituotų gaminių iš stiklo, metalo ir plastiko kokybę.

Kapiliariniai metodai

Pagal neardomųjų bandymų tipų ir metodų klasifikaciją pagal GOST R 56542-2015, kapiliariniai metodai yra susiję su tyrimu prasiskverbiančiomis medžiagomis.

Jie pagrįsti specialių skysčių, vadinamų indikatoriumi, lašų įsiskverbimu į defektų ertmę. Metodas sumažinamas iki detalės paviršiaus nuvalymo ir prasiskverbiančio skysčio užtepimo. Šiuo atveju ertmės užpildomos, po to skystis pašalinamas iš paviršiaus. Likusi dalis aptinkama naudojant ryškalą, kuris sudaro indikatorinį defektų vietos modelį.

Neardomųjų bandymų kapiliarinio tipo jautrumas labai priklauso nuo defektų aptikimo medžiagų pasirinkimo, todėl išankstinis jų patikrinimas yra privalomas. Sprendimų rodiklių gebėjimai yra lyginami su kai kuriais standartiniais sprendimais. Ryškiklių b altumas tikrinamas lyginant su barito plokšte (b altumo standartas).

Kapiliarinių metodų pranašumas yra galimybė juos naudoti lauko ir laboratorinėmis sąlygomis, kai aplinkos temperatūra skiriasi. Tačiau jie gali aptikti paviršiaus defektus tik neužpildytose ertmėse. Kapiliariniai metodai taikomiįvairių formų metalinių ir nemetalinių dalių defektų aptikimas.

Magnetiniai metodai

Jie pagrįsti magnetinių laukų, atsirandančių virš defekto, registravimu arba tirtų gaminių magnetinių savybių nustatymu. Magnetiniai metodai leidžia aptikti įtrūkimus, ritinius ir kitus defektus, pvz., feromagnetinio plieno ir ketaus mechanines savybes.

GOST esanti neardomųjų tipų ir valdymo metodų klasifikacija numato magnetinį skirstymą į šiuos porūšius:

• magnetografinė (laukų registracija atliekama naudojant feromagnetinę plėvelę kaip indikatorių);
• magnetinė dalelė (magnetinių laukų analizė atliekama naudojant feromagnetinius miltelius arba magnetinę suspensiją);
• magnetorezistorius (klaidžiojančių magnetinių laukų registracija atliekama magnetorezistoriais);
• magnetinio neardomojo bandymo indukcijos tipas (stebimas sukeltos EML dydis arba fazė);
• ponderomotive (registruojama magneto atšaukimo iš valdomo objekto jėga);
• ferozondas (remiantis magnetinio lauko stiprumo matavimu naudojant fluxgates);
• Halės efekto metodas (magnetinius laukus registruoja Holo jutikliai).

Optiniai metodai

Neardomojo bandymo tipas, pagrįstas šviesos spinduliuote veikiant objektą ir registruojant šio veiksmo rezultatus, vadinamas optiniu. Paprastai yra trys metodų grupės:

Vizualinis (taip pat ir vizualinis-optinis metodas) pagrįstas asmeninėmis operatoriaus (laboranto) savybėmis: patirtimi, įgūdžiais, matymu. Tai labai prieinama ir paprasta atlikti, o tai paaiškina jos paplitimą. Vizualinis valdymas atliekamas be jokių optinių priemonių. Jis veiksmingas dideliems objektams aptikti didelius trūkumus, geometrijos ir matmenų pažeidimus. Vizualinė-optinė analizė atliekama naudojant optines priemones, pavyzdžiui, padidinamąjį stiklą arba mikroskopą. Jis yra mažiau produktyvus, todėl dažniausiai derinamas su vaizdiniu

• Fotometriniai, densitometriniai, spektriniai ir televizijos metodai yra pagrįsti instrumentiniais matavimais ir pasižymi mažesniu subjektyvumu. Tokio tipo optiniai neardomieji bandymai yra būtini matuojant geometrinius matmenis, paviršiaus plotus, kontroliuojant slopinimo koeficientą, įvertinant pralaidumą ar atspindį, aptinkant defektus.
• Interferenciniai, difrakcijos, fazių kontrasto, refraktometriniai, nefelometriniai, poliarizacijos, stroboskopiniai, holografiniai metodai yra pagrįsti šviesos banginėmis savybėmis. Jų pagalba galite valdyti gaminius, pagamintus iš medžiagų, kurios yra skaidrios arba permatomos šviesos spinduliuotei.

Radiacijos metodai

Remiantis jonizuojančios elektromagnetinės spinduliuotės poveikiu objektui, po kurio registruojami šio veiksmo parametrai ir apibendrinami valdymo rezultatai. Neardomojo bandymo spinduliuotės tipui naudojami įvairūs spinduliai, kurie leidžia apibūdinti jų kvantus šiais fizikiniais dydžiais: dažniu, bangos ilgiu arbaenergija.

Per gaminį praeinanti rentgeno spinduliuotė arba gama spinduliuotė, taip pat neutrinų srautai yra įvairiu laipsniu susilpnėję dalyse su defektais ir be jų. Jie leidžia spręsti apie vidinių trūkumų buvimą. Jie sėkmingai naudojami suvirintoms ir lituotoms siūlėms, valcuotiems gaminiams tikrinti.

Neardomųjų bandymų spinduliuotės rūšys kelia biologinį pavojų, veikiant slaptai. Tam reikia laikytis organizacinių ir sanitarinių darbo apsaugos normų ir saugos taisyklių.

Šiluminiai metodai

Svarbus parametras yra pokyčių, atsirandančių analizuojamo mėginio šiluminiuose arba temperatūros laukuose, registravimas. Kontrolei matuojama temperatūra ir objekto šiluminių charakteristikų skirtumai.

NDT terminis vaizdas gali būti pasyvus arba aktyvus. Pirmuoju atveju mėginiai nėra veikiami išorinių šilumos š altinių, o temperatūros laukas matuojamas prie veikimo mechanizmo. Temperatūros padidėjimas arba sumažėjimas kai kuriose vietose gali reikšti, kad yra kokių nors trūkumų, pavyzdžiui, variklių įtrūkimai. Naudojant aktyvų šiluminį valdymą, medžiagos arba gaminiai šildomi arba aušinami, o temperatūra matuojama iš dviejų priešingų pusių.

Tiksliems ir objektyviems duomenims gauti naudojami šie pirminiai šiluminės spinduliuotės matavimo keitikliai: termometrai, termoporos, šiluminės varžos, puslaidininkiniai įtaisai, elektroniniai vakuuminiai įtaisai, piroelektriniai elementai. Dažnai naudojami šiluminių laukų indikatoriai, kurie yraplokštelės, pastos, termojautrių medžiagų plėvelės, kurios pasikeičia pasiekus tam tikrą temperatūrą. Taigi, tirpstantys šiluminiai indikatoriai, spalvą keičiantys terminiai indikatoriai ir fosforai yra atskirti.

Naudojant specialią įrangą, šiluminiai metodai leidžia išmatuoti fizinius ir geometrinius objektų parametrus be sąlyčio gana dideliais atstumais. Jie taip pat leidžia aptikti jų paviršių cheminę ir fizinę taršą, šiurkštumą, dangą, remiantis šiluminės spinduliuotės vertėmis.

Nuotėkio aptikimo metodai

Pagal pagrindinę neardomųjų bandymų tipų klasifikaciją, šis metodas taikomas mėginių tikrinimui naudojant prasiskverbiančius skysčius. Nuotėkio aptikimas atskleidžia gaminių ir konstrukcijų defektus, pro juos prasiskverbiant bandomosioms medžiagoms. Dažnai vadinama nuotėkio kontrole.

Skysčiai, kai kurios dujos, skysčių garai gali būti naudojami kaip tiriamosios medžiagos. Pagal šį parametrą nuotėkio aptikimo kontrolės metodai skirstomi į skystus ir dujinius. Dujos suteikia didesnį jautrumą, vadinasi, jos naudojamos dažniau. Taip pat metodo jautrumą įtakoja naudojama įranga. Vakuuminė technika šiuo atveju yra geriausias pasirinkimas.

Norint aptikti nuotėkį, reikalingi specialūs įrenginiai, vadinami nuotėkio detektoriais, tačiau kai kuriais atvejais tinka ir ne įtaisiniai nuotėkio aptikimo metodai. Norint valdyti šį metodą, naudojami šie nuotėkio detektoriai:

• Masių spektrometrija – būdinga didžiausiajautrumas ir universalumas, leidžia ištirti įvairių matmenų gaminius. Visa tai paaiškina platų jo taikymą. Tačiau masės spektrometras yra labai sudėtingas ir didelis prietaisas, kurio veikimui reikalingas vakuumas.
• Halogenas, kurio veikimas pagrįstas staigiu šarminių metalų katijonų emisijos padidėjimu, kai bandomojoje medžiagoje atsiranda halogenų.
• Burbulas – pagrįsta bandomųjų dujų burbuliukų, išsiskiriančių iš nuotėkio, aptikimu kontroliuojamo objekto dujų slėgio bandymo metu, ant jo paviršiaus užtepus arba panardinus į baką skystį. Tai gana paprastas metodas, kuriam nereikia sudėtingų prietaisų ir specialių dujų, tačiau užtikrinamas didelis jautrumas.
• Manometrinis – leidžia įvertinti bandomojo objekto sandarumą naudojant manometrus, kurie matuoja bandomųjų dujų slėgį.

Elektriniai metodai

Šio tipo neardomieji bandymai pagal GOST R 56542-2015 grindžiami elektrinio lauko (arba srovės), veikiančio valdomą objektą arba atsirandančio objekte dėl išorinio poveikio, parametrų analize.

Informaciniai parametrai šiuo atveju – elektrinė talpa arba potencialas. Dielektrikams ar puslaidininkiams valdyti naudojamas talpinis metodas. Tai leidžia analizuoti plastikų ir puslaidininkių cheminę sudėtį, aptikti jų netolygumus ir įvertinti birių medžiagų drėgnumą.

Laidininkų valdymas atliekamas elektrinio potencialo metodu. Šiuo atveju laidžiojo sluoksnio storis, nutrūkimų buvimasarti laidininko paviršiaus valdomas matuojant potencialo kritimą tam tikroje srityje.

Sūkurinės srovės metodas

Turi kitą pavadinimą – sūkurinės srovės metodas. Jis pagrįstas ritės elektromagnetinio lauko veikimo pokyčiais su sūkurinių srovių lauku, kurį ši ritė sukelia valdomame objekte. Tinka magnetinių ir nemagnetinių dalių bei pusgaminių paviršiaus defektams aptikti. Taip pat galite rasti įvairių konfigūracijų gaminių įtrūkimų.

Sūkurinių srovių metodo reikšmė ta, kad nei drėgmė, nei slėgis, nei aplinkos tarša, nei radioaktyvioji spinduliuotė ir net objekto užterštumas nelaidžiomis medžiagomis praktiškai neturi įtakos matavimo signalui. Jo taikymo sritys yra šios:

• Gaminių linijinių matmenų tikrinimas (pvz., strypo skersmuo, vamzdžiai, metalo lakšto storis, korpuso sienelės storis).
• Užteptų dangų storio matavimas (nuo mikrometro iki dešimčių milimetrų).
• Metalų ir lydinių sudėties ir struktūros nuokrypių nustatymas.
• Mechaninių įtempių verčių nustatymas.

Neardomųjų metodų privalumai ir trūkumai

Nepaisant to, kad abu bandymų tipai – ardomieji ir neardomieji – turi savo privalumų ir trūkumų, šiuolaikinėmis gamybos sąlygomis pastarasis turi nemažai privalumų:

1. Produktų, kurie bus naudojami darbo sąlygomis, bandymai atliekami nedelsiant.
2. Apklausą galima atlikti bet kuriai daliai ar mazgams, skirtiems naudoti realiame pasaulyje, tačiaujei tai ekonomiškai pagrįsta. Dažnai tai galima padaryti net tada, kai partijai būdingi dideli dalių skirtumai.
3. Galite išbandyti visą dalį arba tik pavojingiausias jos dalis. Priklausomai nuo vedimo patogumo ar technologinių sąlygų, jie gali būti atliekami vienu metu arba paeiliui.
4. Tą patį objektą galima išbandyti daugeliu neardomųjų bandymų metodų, kurių kiekvienas bus jautrus tam tikroms detalės savybėms ar dalims.
5. Neardomieji metodai gali būti naudojami įrenginiui eksploatacinėmis sąlygomis ir nereikia stabdyti jo veikimo. Jie nesukelia trikdžių ir dalių charakteristikų pokyčių.
6. Testavimas leidžia iš naujo patikrinti tas pačias dalis praėjus bet kuriam laikui. Tai leidžia nustatyti ryšį tarp veikimo režimų ir atsirandančios žalos bei jų laipsnio.
7. Neardomieji bandymai leidžia nepažeisti dalių, pagamintų iš brangių medžiagų.
8. Paprastai bandymai atliekami be išankstinio mėginių apdorojimo. Daugelis analizės įrenginių yra nešiojami, greiti ir dažnai automatizuoti.
9. Neardomųjų bandymų kaina yra mažesnė nei ardomųjų metodų.
10. Dauguma metodų yra greiti ir jiems reikia mažiau darbo valandų. Tokie metodai turėtų būti naudojami visų detalių kokybei nustatyti, jei jų kaina yra mažesnė arba palyginama su destruktyvaus tyrimo atlikimo kaina.tik nedidelė dalių dalis visoje partijoje.

Neardomųjų bandymų metodų trūkumų nėra tiek daug:

1. Paprastai analizuojamos netiesioginės savybės, kurios neturi tiesioginio ryšio su reikšmėmis veikimo metu. Dėl rezultatų patikimumo randamas netiesioginis ryšys tarp gautų duomenų ir veikimo patikimumo.
2. Dauguma testų nenurodo objekto gyvavimo trukmės, o gali sekti tik sunaikinimo procesus.
3. Norint iššifruoti ir interpretuoti analitinio darbo rezultatus, taip pat būtina atlikti tuos pačius tyrimus su specialiais mėginiais ir ypatingomis sąlygomis. Ir jei atitinkamas ryšys tarp šių testų nėra akivaizdus ir neįrodytas, stebėtojai gali su tuo nesutikti.

Išanalizavome neardomųjų bandymų tipus, ypatybes ir trūkumus.