Defektoskopia części maszyn. Metody wykrywania wad Podczas wykrywania wad produktów, z jakiego materiału jest używany
Metody wykrywania wad części
Kontrola wizualna i pomiary części nie pozwalają na wykrycie wystarczająco małych lub ukrytych defektów znajdujących się pod powierzchnią, ale można je wykryć metodami badań nieniszczących (defektoskopia).
Ryż. 1. Metody wykrywania wad
Ryż. 2. Schematy endoskopów: a - prosty, b - wygięty
Badania nieniszczące części stały się ostatnio powszechne w produkcji maszyn, aw znacznie mniejszym stopniu w ich eksploatacji. Powszechne wprowadzanie w portach najskuteczniejszych, a zarazem dość prostych i tanich metod kontroli wiąże się z koniecznością stworzenia służby kontrolnej wyposażonej w dobrze wyszkolony i kompetentny technicznie personel oraz niezbędny sprzęt diagnostyczny.
Wybierając taką czy inną metodę kontroli, należy wyjść z faktu, że nie ma metody uniwersalnej, a co za tym idzie, możliwości metod ograniczają się do poszukiwania wad określonych charakterem i lokalizacją. Znajomość charakteru zużycia, który ma wpływ na możliwą lokalizację lub rodzaj wady, a także wystarczająca różnorodność metod kontroli, pozwala na dokonanie niezbędnego wyboru. na ryc. 41 przedstawiono schemat najbardziej obiecujących metod badań nieniszczących dla warunków portowych.
Metoda optyczna pozwala bez demontażu konstrukcji kontrolować stan powierzchni części w miejscach zamkniętych i trudno dostępnych. Metoda opiera się na widoku kołowym lub bocznym kontrolowanego obszaru z autonomicznym oświetleniem i powiększeniem obrazu od 0,5 do 150. Urządzenia sterujące, zwane endoskopami, pozwalają na transmisję obrazu na odległość do 7 m. Endoskopy składają się z obudowa, w której umieszczony jest oświetlacz, osłona chroniąca przed iluminacją, mocowanie pryzmatu lub lustra, układ optyczny, okular i pryzmaty odchylające. Do kontroli części 6 zastosowano okienko w korpusie. Endoskopy umożliwiają wykrywanie rys, pęknięć, uszkodzeń korozyjnych i innych defektów o wielkości do 0,03-0,08 mm w częściach o średnicy wewnętrznej 5-100 mm lub większej.
Ryż. 3. Schemat metody kapilarnej
Ryż. 4. Charakter defektów kapilarnej metody sterowania
Metoda kapilarna opiera się na kapilarnym wnikaniu cieczy w szczeliny i kontraście zastosowanych materiałów. Metoda umożliwia wykrywanie otwartych pęknięć pochodzenia spawalniczego, termicznego, szlifierskiego, zmęczeniowego i innego o wielkości otworu e powyżej 0,001 mm, głębokości h - 0,01 mm i długości L - 0,1 mm, a także porowatości i inne podobne wady.
Metoda jest następująca: na powierzchnię części nakłada się ciecz wskaźnikową, która pod działaniem sił kapilarnych wypełnia ubytki na powierzchni. Powierzchnia jest dokładnie przetarta i pokryta kompozycją wywołującą. Płyn wskaźnikowy z wnęki defektu jest adsorbowany do kompozycji wywołującej, tworząc ślad wskaźnikowy, którego szerokość jest znacznie większa niż otwarte pęknięcia e. Kontrast obrazu śladu zapewnia jasność koloru wskaźnika ciecz (metoda barwna) lub jej zdolność do luminescencji po napromieniowaniu promieniami ultrafioletowymi (metoda luminescencyjna). Technologia kontroli obejmuje przygotowanie powierzchni (oczyszczenie, odtłuszczenie), nałożenie kompozycji wskaźnikowych i rozwijających oraz kontrolę części.
Podczas badania powierzchni analizowany jest powstały układ śladów, identyfikujący ich gatunki. Tak więc pęknięcia dowolnego pochodzenia, linie włosów, brak penetracji pojawiają się w postaci wyraźnych ciągłych lub przerywanych linii o różnych konfiguracjach (ryc. 44, a); pękanie materiału – w postaci grupy oddzielnych krótkich linii lub siatki (4, b, c); pory, odpryski zmęczeniowe i erozja, uszkodzenia – w postaci pojedynczych punktów lub gwiazdek.
Najtrudniejszą rzeczą w analizie jest odróżnienie rzeczywistych wad od wyimaginowanych - zadrapań, pogniecionych zadziorów, odprysków warstwy tlenku. Do tych celów wykorzystywane są dodatkowe cechy, takie jak położenie wzoru, kierunek linii wzoru względem osi części i działających obciążeń, konfiguracja i rozgałęzienie linii, podobieństwo wzoru z innymi obszarami powierzchni różniącymi się działającymi obciążeniami.
Ryż. 5. Schemat metody akustycznej
Ryż. 6. Schemat blokowy defektoskopu ultradźwiękowego
Metoda akustyczna opiera się na zdolności odbijania się fal dźwiękowych od granic gęstości materiału. Padając na powierzchnię części, fala Ф jest częściowo odbijana od jej powierzchni, a częściowo rozchodzi się w materiale (ryc. 5). W tym przypadku ilość energii odbitej jest tym większa, im większa jest różnica impedancji akustycznych ośrodka I i II. Jeśli medium I jest powietrze, a II metal, cała dostarczona energia zostanie odbita.
Zastosowanie szukacza normalnego lub pochylonego zależy od zamierzonej lokalizacji wady. Poszukiwanie wady odbywa się metodą echa lub metodą cienia, przy użyciu 2 oddzielnych poszukiwaczy - emitującego i odbierającego, umieszczonych po różnych stronach części. W tym przypadku brak sygnału w szukaczu odbiorczym wskazuje na obecność przeszkody (defektu) na drodze propagacji fali.
Aby określić rozmiar defektu, szukacz przesuwa się po powierzchni części.
Zastosowanie badań ultradźwiękowych jest najskuteczniejsze do wykrywania pęknięć zmęczeniowych i spawalniczych w konstrukcjach metalowych dźwigów, chwytaków itp.
Metoda magnetyczna opiera się na rejestracji rozproszonych pól magnetycznych powstających nad defektami znajdującymi się na drodze strumienia magnetycznego Fm. Siła pola rozproszonego zależy od orientacji defektu w strumieniu magnetycznym i jego położenia względem powierzchni. W związku z tym podczas testowania metodą magnetyczną wykrywane są niezawodnie wady produktów wykonanych z materiałów ferromagnetycznych, które mają charakter nieciągłości, które wychodzą na powierzchnię lub znajdują się na głębokości nie większej niż 1 mm.
Metoda jest jedną z najprostszych i najczęstszych, pozwala kontrolować spoiny i części o różnych kształtach i rozmiarach.
Największe zastosowanie znalazła metoda proszków magnetycznych, w której namagnesowaną część zalewa się zawiesiną ferromagnetyczną w celu zobrazowania pola błądzącego. Proszek żelaza, który jest w zawiesinie w mieszaninie nafty, oleju i wody, osadza się na powierzchni części w punktach wyjścia z rozproszonego pola. Ponadto szerokość warstwy proszku może być dziesiątki razy większa niż rozmiar otworu pęknięcia, dzięki czemu powstaje dobrze widoczny ślad reliefu defektu.
Ryż. 7. Schemat określania lokalizacji wad
Ryż. 8. Schemat powstawania błądzącego pola magnetycznego
Ryż. 9. Schematy namagnesowania metodą proszku magnetycznego: 1 - część sterowana: 2 - urządzenie magnesujące
Część jest czyszczona przed inspekcją, aby zapewnić styk elektryczny i zredukować efekt powłok niemagnetycznych. Kontrola odbywa się w przyłożonym polu magnetycznym (w procesie magnesowania), jeżeli część jest wykonana z materiału małomagnetycznego (StZ, stal 10, 20), o skomplikowanym kształcie, wady są zlokalizowane głębiej niż 0,01 mm od powierzchni lub jest pokryta ochronną niemagnetyczną powłoką o tej samej grubości (na przykład chrom). W innych przypadkach można zastosować namagnesowanie szczątkowe części. Ta druga metoda jest wygodniejsza, ponieważ pozwala rozbić operacje kontrolne.
W celu namagnesowania (ryc. 9) część umieszcza się w polu elektromagnesu (ryc. 9, a), w polu solenoidu (ryc. 9, b), a także w sposób okrężny: lub prąd przechodzi przez całą część (ryc. 9, c) lub w jej poszczególnych sekcjach za pomocą specjalnych zaciskowych styków elektrycznych (ryc. 9, d). Po zakończeniu kontroli część jest rozmagnesowywana. Aby to zrobić, umieszcza się go w zmiennym polu magnetycznym i stopniowo z niego usuwa lub natężenie pola magnetycznego jest stopniowo zmniejszane do zera.
Po opadnięciu proszku część jest sprawdzana. Wszystkie rodzaje pęknięć są identyfikowane jako wyraźne rozgałęzione linie ciągłe lub przerywane. Należy jednak pamiętać, że można również wykryć wyimaginowane wady, ponieważ pole rozproszone może powstać, gdy namagnesowana część styka się z innym przedmiotem ferromagnetycznym, w miejscach, gdzie przekrój części jest ostro zwężony, wzdłuż granic spawów oraz w wielu innych przypadkach.
Metoda elektromagnetyczna polega na wykorzystaniu i pomiarze charakterystyki prądów wirowych wzbudzanych na powierzchni części podczas zbliżania się (podczas ruchu wzdłuż) do cewki czujnik-indukcyjność. W zależności od wielkości podejścia, prędkości ruchu i szeregu innych czynników stosuje się różne oddziaływanie pól magnetycznych czujnika i prądów wirowych. Wynik tej interakcji leży u podstaw określenia właściwości fizyko-mechanicznych i składu chemicznego materiału, jakości obróbki cieplnej, a także grubości powłok chromowanych, malarskich, ceramicznych, plastikowych i innych rodzajów powłok nieprzewodzących.
Ze względu na swoją prostotę grubości powłok nakładanych ponownie lub pozostających w wyniku zużycia można w szerokim zakresie określić w warunkach eksploatacyjnych. Kontrola polega na ustawieniu grubościomierza na dolną i górną granicę pomiaru zgodnie z dostępnymi w zestawie płytkami wzorcowymi oraz pomiarze nieznanej grubości powłoki na skali przyrządu po zamontowaniu czujnika na kontrolowanym obszarze powierzchni . Wybór wymaganego typu grubościomierza zależy od zakresu mierzonych grubości w granicach 0,003-10 mm z błędem dla większości z nich ± 2% wartości mierzonej.
Ryż. 10. Schemat metody kontroli rentgenowskiej
Metoda radiacyjna opiera się na właściwościach twardego promieniowania do przechodzenia przez materiały o różnych gęstościach, w tym aluminium i stal. Wartość tłumienia promieniowania, a co za tym idzie; a stopień zaciemnienia filmu rentgenowskiego za częścią na drodze promieni zależy od grubości materiału. Pory, muszle, pęknięcia itp. zmniejszają ją i są wykrywane na filmie w postaci bardziej oświetlonych (ciemniejszych) kropek, plam lub linii. W zależności od źródła promieniowania γ rozróżnia się metodę rentgenowską i kontrolę γ.
Głównym elementem aparatu rentgenowskiego jest lampa rentgenowska, której schemat pokazano na ryc. 10. W szklanej bańce umieszczone są elektrody: katoda i anoda, do których z transformatora doprowadzane jest napięcie powyżej 100 kV. Ponadto napięcie 4–12 V jest dostarczane do katody z transformatora obniżającego napięcie, aby zapewnić podgrzanie włókna spiralnego do temperatury 3000–3500 °C. W tym przypadku, z powodu emisji termojonowej, wylatują z niego elektrony, które pod wpływem potencjału elektrycznego na elektrodach poruszają się z dużą prędkością do anody przez urządzenia ogniskujące i kalibrujące. Zderzenie z anodą prowadzi do ich absorpcji i emisji promieni y, które wychodzą wąską wiązką przez specjalne okienko. Ze względu na wysokie nagrzewanie anody zapewniony jest specjalny układ chłodzenia.
Kontrolowana stalowa część 8 o grubości do 120-160 mm jest zainstalowana na ścieżce strumienia promieniowania, a za nią znajduje się metalowa kaseta z filmem rentgenowskim. Czas naświetlania w zależności od mocy promieniowania i grubości detalu wynosi od kilku minut do 1 h. Instalacje rentgenowskie są stacjonarne lub mobilne.
Ryż. 11. Schemat defektoskopu
Instalacje kontrolne - defektoskopy Y - są przenośne. Są mobilne, dużo (5-10 razy) lżejsze od promieni rentgenowskich, proste w obsłudze i pozwalają na sterowanie płaszczyznami stalowymi o grubości do 200 mm. Defektoskop (rys. 11) składa się ze stalowej obudowy ochronnej, osłony ołowianej, źródła promieniowania radioizotopowego oraz przesłony blokującej kanał wyjściowy wiązki w pozycji spoczynkowej defektoskopu. Głównymi cechami źródła promieniowania jest jego aktywność i okres półtrwania, który określa czas, w którym liczba atomów promieniotwórczych zmniejszy się 2-krotnie. Spośród ponad 60 izotopów wytwarzanych przez przemysł kobalt-60, cez-137, iryd-192 i kilka innych są wykorzystywane do celów kontrolnych.
Ponieważ defektoskopy γ są zawsze potencjalnie niebezpieczne, przechowuje się je w betonowych gniazdach w zamkniętych i uszczelnionych pomieszczeniach. Defektoskopy są ładowane przez specjalistów.
Szczególną uwagę należy zwrócić na środki bezpieczeństwa podczas monitoringu radiacyjnego, należy ogrodzić teren prac i pełnić służbę na czas monitoringu lub prowadzić monitoring w specjalnych pomieszczeniach.
DO kategoria: - Pojazdy obsługi portowej
Defektoskopia(z łac. defektus - wada, wada i greckie skopeo - wygląd) - zestaw metod i środków nieniszczących badań materiałów i produktów w celu wykrycia w nich różnych wad. Te ostatnie obejmują naruszenia ciągłości lub jednolitości struktury, strefy uszkodzeń korozyjnych, odchylenia w składzie chemicznym i wymiarach itp.
Do najważniejszych metod wykrywania defektów należą magnetyczne, elektryczne, prądy wirowe, fale radiowe, termiczne, optyczne, radiacyjne, akustyczne, substancje penetrujące. Najlepsze rezultaty osiąga się przy kompleksowym stosowaniu różnych metod.
Defektoskopia magnetyczna, ultradźwiękowa, a także rentgenowska stosowana jest w przypadkach, gdy podczas oględzin zewnętrznych części istnieje podejrzenie obecności wady ukrytej i gdy weryfikację przewidują zasady naprawy, w szczególności: przy defektach urządzeń podlegających weryfikacji zgodnie z zasadami Gosgortekhnadzor.
Wykrywanie defektów magnetycznych opiera się na rejestracji zniekształceń pola magnetycznego w miejscach uszkodzeń. Wskazania: proszek magnetyczny lub zawiesina olejowa Fe 3 O 4 , których cząstki osadzają się w miejscach uszkodzeń (metoda proszków magnetycznych); taśma magnetyczna (połączona z magnetycznym urządzeniem rejestrującym) przyłożona do badanego obszaru i namagnesowana w różnym stopniu w strefach uszkodzonych i wolnych od wad, co powoduje zmiany impulsów prądu rejestrowanych na ekranie oscyloskopu (metoda magnetograficzna); małe urządzenia, które poruszając się wzdłuż produktu w miejscu wady, wskazują na zniekształcenie pola magnetycznego (na przykład miernik fluxgate). Defektoskopia magnetyczna umożliwia wykrywanie makrodefektów (pęknięć, ubytków, braków penetracji, rozwarstwień) o minimalnej wielkości > 0,1 mm na głębokości do 10 mm w wyrobach wykonanych z materiałów ferri- i ferromagnetycznych (m.in. wypełnione tworzywa sztuczne, warstwy metalu itp.).
Na wykrywanie wad elektrycznych ustalić parametry pola elektrycznego oddziałującego z obiektem sterowania. Najpopularniejsza metoda, która pozwala wykrywać defekty w dielektrykach (diament, kwarc, mika, polistyren itp.) poprzez zmianę pojemności elektrycznej po wprowadzeniu do niej przedmiotu. Metodą termoelektryczną mierzy się pole elektromagnetyczne, które występuje w obwodzie zamkniętym, gdy punkty styku dwóch różnych materiałów są podgrzewane. Metoda służy do określania grubości powłok ochronnych, oceny jakości materiałów bimetalicznych oraz sortowania wyrobów.
Metodą elektrostatyczną w terenie umieszczane są wyroby wykonane z dielektryków (porcelana, szkło, tworzywa sztuczne) lub metali pokrytych dielektrykami. Produkty za pomocą pistoletu natryskowego są zapylane silnie rozproszonym proszkiem kredowym, którego cząstki w wyniku tarcia o ebonitową końcówkę pistoletu natryskowego mają ładunek dodatni, a dzięki różnicy w stałej dielektrycznej obszarów nienaruszonych i uszkodzonych , gromadzą się na krawędziach pęknięć powierzchniowych.
Metoda elektropotencjalna służy do określania głębokości (>> 5 mm) pęknięć w materiałach przewodzących prąd elektryczny poprzez odkształcenie pola elektrycznego podczas przepływu prądu wokół uszkodzenia.
Metoda elektroiskrowa, na podstawie występowania wyładowań w miejscach nieciągłości, pozwala na kontrolę jakości powłok nieprzewodzących (farby, emalii itp.) o maksymalnej grubości 10 mm na elementach metalowych. Napięcie między elektrodami sondy zainstalowanej na powłoce a metalową powierzchnią wynosi około 40 kV.
Wykrywanie wad prądów wirowych polega na zmianie pola prądów wirowych w miejscach uszkodzeń, które w obiektach przewodzących prąd są indukowane przez pole elektromagnetyczne (zakres częstotliwości od 5 Hz do 10 MHz) cewek indukcyjnych zasilanych prądem przemiennym. Służą do wykrywania defektów powierzchniowych (pęknięcia, muszle, włoski > 0,1 mm głębokości) i podpowierzchniowych (głębokość 8-10 mm), oznaczanie substancji chemicznych. niejednorodności składu i struktury materiałów, pomiary grubości powłok itp.
Z wykrywaniem wad fal radiowych zachodzi interakcja (głównie odbicie) z obiektem kontroli fal radiowych o długości 1-100 mm, które są ustalane za pomocą specjalnych urządzeń - defektoskopów radiowych. Metoda umożliwia wykrywanie defektów o minimalnych rozmiarach od 0,01 do 0,5 długości fali, kontrolę składu chemicznego i struktury produktów, głównie z materiałów niemetalicznych. Metoda jest szczególnie szeroko stosowana do bezkontaktowej kontroli mediów przewodzących.
Wykrywanie defektów termicznych pozwala na wykrywanie wad powierzchniowych i wewnętrznych w wyrobach wykonanych z materiałów przewodzących ciepło poprzez analizę ich pól temperaturowych powstających pod wpływem promieniowania cieplnego (długości fal od 0,1 mm do 0,76 μm).
Najszerzej stosowany jest tzw pasywne wykrywanie wad(nie ma zewnętrznego źródła ciepła), na przykład metoda termowizyjna polegająca na skanowaniu powierzchni przedmiotu wąską wiązką optyczną, a także metoda farb termicznych, których kolor zależy od temperatury powierzchni produkt. Podczas defektoskopii aktywnej produkty są podgrzewane za pomocą palnika plazmowego, żarówki, optycznego generatora kwantowego i mierzona jest zmiana promieniowania cieplnego przechodzącego przez obiekt lub odbitego od niego.
Wykrywanie wad optycznych opiera się na oddziaływaniu badanych produktów z promieniowaniem świetlnym (długości fali 0,4-0,76 μm). Kontrola może być wizualna lub za pomocą urządzeń światłoczułych; minimalny rozmiar wykrytych wad w pierwszym przypadku wynosi 0,1-0,2 mm, w drugim - kilkadziesiąt mikronów. W celu powiększenia obrazu wady stosuje się projektory i mikroskopy. Chropowatość powierzchni sprawdza się interferometrami m.in. holograficzny, porównujący fale spójnych wiązek światła odbitych od powierzchni kontrolowanej i odniesienia.
Do wykrywania defektów powierzchniowych (o wielkości > 0,1 mm) w trudno dostępnych miejscach stosuje się endoskopy, które umożliwiają przesyłanie obrazu na odległości do kilku metrów za pomocą specjalnych układów optycznych i światłowodów.
Wykrywanie defektów radiacyjnych przewiduje radioaktywne napromieniowanie obiektów promieniami rentgenowskimi, promieniami a, b i g oraz neutronami. Źródła promieniowania - aparaty rentgenowskie, izotopy promieniotwórcze, akceleratory liniowe, betatrony, mikrotrony. Obraz promieniowania defektu jest przetwarzany na obraz radiograficzny (radiografia), sygnał elektryczny (radiometria) lub obraz świetlny na ekranie wyjściowym przetwornika lub urządzenia radiacyjno-optycznego (introskopia radiacyjna, radioskopia). Rozwijana jest radiacyjna tomografia komputerowa, która umożliwia uzyskanie warstwowego obrazu za pomocą komputera i skanowanie powierzchni obiektu za pomocą zogniskowanych promieni rentgenowskich. Metoda zapewnia wykrywanie wad z czułością 1,0-1,5% (stosunek długości wady w kierunku transmisji do grubości ścianki części) w wyrobach odlewanych i złączach spawanych.
Wykrywanie defektów akustycznych opiera się na zmianach pod wpływem drgań sprężystych defektów (zakres częstotliwości od 50 Hz do 50 MHz) wzbudzonych w wyrobach metalowych i dielektrykach. Istnieją metody ultradźwiękowe (metoda echa, cień itp.) i właściwie akustyczne (impedancja, emisja akustyczna). Najpopularniejsze są metody ultradźwiękowe. Wśród nich najbardziej uniwersalna jest metoda echa służąca do analizy parametrów impulsów akustycznych odbitych od defektów powierzchniowych i głębokich (powierzchnia odbijająca / 1 mm 2 ). Przy tak zwanej metodzie cienia obecność defektu ocenia się na podstawie spadku amplitudy lub zmiany fazy drgań ultradźwiękowych otaczających defekt. Metoda rezonansowa polega na wyznaczeniu częstotliwości rezonansowych drgań sprężystych wzbudzonych w wyrobie; służy do wykrywania uszkodzeń korozyjnych lub pocienienia ścianek produktów z błędem około 1%. Zmieniając prędkość propagacji (metoda bicyklowo-symetryczna) fal sprężystych w miejscach nieciągłości, kontroluje się jakość wielowarstwowych konstrukcji metalowych. Metoda impedancji polega na pomiarze rezystancji mechanicznej (impedancji) produktów przez przetwornik skanujący powierzchnię i wzbudzający w produkcie drgania sprężyste o częstotliwości dźwięku; metoda ta ujawnia defekty (o powierzchni / 15 mm 2 ) połączeń klejowych, lutowanych i innych, pomiędzy cienką powłoką a usztywniaczami lub wypełniaczami w konstrukcjach wielowarstwowych. Analizując widmo drgań wzbudzonych w wyrobie przez uderzenie, wykrywa się strefy zerwanych połączeń między elementami w wielowarstwowych konstrukcjach klejonych o znacznej grubości (metoda drgań własnych).
Metoda akustyczno-emisyjna, oparta na kontroli charakterystyk fal sprężystych, powstających w wyniku lokalnych przegrupowań struktury materiału podczas powstawania i rozwoju defektów, pozwala na wyznaczenie ich współrzędnych, parametrów oraz tempa wzrostu, jak a także odkształcenie plastyczne materiału; służy do diagnozowania zbiorników wysokiego ciśnienia, zbiorników reaktorów jądrowych, rurociągów itp.
W porównaniu z innymi metodami, defektoskopia akustyczna jest najbardziej wszechstronna i bezpieczna w użyciu.
Defektoskopia za pomocą substancji penetrujących dzieli się na kapilarną i wykrywanie nieszczelności.
Wykrywanie defektów kapilarnych(wypełnianie pod działaniem sił kapilarnych ubytków cieczy dobrze zwilżających) polega na sztucznym zwiększeniu kontrastu światła i barwy uszkodzonego obszaru w stosunku do nieuszkodzonego. Metoda służy do wykrywania defektów powierzchniowych o głębokości > 10 µm i szerokości > 1 µm na elementach wykonanych z metali, tworzyw sztucznych i ceramiki. Efekt wykrywania defektów jest wzmacniany przez zastosowanie substancji świecących w promieniach UV (metoda luminescencyjna) lub mieszanin luminoforów z barwnikami (metoda kolorowa). Wykrywanie nieszczelności opiera się na przenikaniu gazów lub cieczy przez defekty i pozwala kontrolować szczelność zbiorników wysokiego lub niskiego ciśnienia, produktów wielowarstwowych, spawów itp.
Za pomocą testów gazowych wykrywa się nieszczelności lub nieszczelności poprzez określenie spadku ciśnienia (metoda manometryczna) powstającego w produktach przez strumień powietrza, azotu, helu, halogenu lub innego gazu, jego względnej zawartości w środowisku (spektrometria mas, halogen metody), zmiana przewodności cieplnej (metoda katarometryczna) itp.; W oparciu o te metody opracowano najbardziej czułe wykrywacze nieszczelności. Podczas testów cieczy produkty są napełniane cieczą (woda, nafta, roztwór luminoforu) a stopień ich szczelności określa się na podstawie pojawiania się kropel i plam cieczy lub świecących kropek na powierzchni. Metody gazowo-cieczowe polegają na wytworzeniu podwyższonego ciśnienia gazu wewnątrz produktu i zanurzeniu go w cieczy lub przesmarowaniu nieszczelności wodą z mydłem; szczelność jest kontrolowana przez uwalnianie się pęcherzyków gazu lub mydlin. Minimalny rozmiar defektu wykrywanego podczas wykrywania nieszczelności to około 1 nm.
Metoda wykrywania defektów luminescencyjnych wymaga zastosowania defektoskopu luminescencyjnego lub przenośnych przyrządów rtęciowo-kwarcowych typu LUM-1, LUM-2 itp. Metoda polega na wprowadzeniu substancji luminescencyjnej do ubytku, a następnie naświetleniu powierzchni detalu promieniami ultrafioletowymi. Pod ich wpływem defekty stają się widoczne dzięki luminescencji substancji. Metoda umożliwia wykrywanie wad powierzchniowych o szerokości co najmniej 0,02 mm w częściach o dowolnym kształcie geometrycznym.
Sekwencja operacji dla defektoskopii luminescencyjnej:
Oczyszczanie powierzchni z zanieczyszczeń;
Aplikacja penetrującej kompozycji luminescencyjnej;
Nakładanie pudru wywołującego;
Kontrola części w promieniach ultrafioletowych.
Możesz użyć luminescencyjnych: nafty - 55-75%, oleju wazelinowego - 15-20%; benzen lub benzyna - 10-20%; emulgator - OP-7 - 2-3 g/l; defektol zielono-złoty - 0,2 g / l. Pudry rozwijające - węglan magnezu, talk lub żel krzemionkowy.
Lista wad.
Po przeprowadzeniu szczegółowego rozpoznania usterki sporządzane jest oświadczenie o uszkodzeniu. W oświadczeniu o wadliwości wskazano charakter uszkodzenia lub zużycia części, ilość niezbędnych napraw, ze wskazaniem części nowo wyprodukowanych; wskazane są również wszystkie prace związane z remontem (demontaż, transport, mycie itp.) oraz prace kończące naprawę (przygotowanie, skrobanie, montaż, próba wytrzymałościowa, badanie, uruchomienie).
Karty usterek i napraw są jednym z głównych dokumentów technicznych do naprawy. Zawierają instrukcje dotyczące uszkodzonych części. Karty są ułożone w kolejności rosnącej numeracji jednostek montażowych i części lub zgodnie z konstrukcyjną kolejnością jednostek montażowych.
W lewym górnym rogu mapy umieszczony jest szkic części lub procesu tenologicznego. Wymiary gabarytowe są naniesione na szkic, profile zębów kół zębatych, wielowypustów, rowków wielowypustowych i klinowych, pięści itp. są pokazane osobno. Numery pozycji i miejsc kontroli są wyjęte ze strzałki wymiarowej i ułożone w porządku rosnącym zgodnie z ruchem wskazówek zegara lub od lewej do prawej.
W prawym górnym rogu mapy podano dane z rysunkami charakteryzującymi część.
Przyjmuje się następującą kolejność budowy mapy:
Zapisuje się numery pozycji wad wskazanych na szkicu. Wady części nie wskazane na szkicu są stosowane w pierwszej kolejności bez umieszczania pozycji;
Ewentualne wady części, które powstają podczas pracy maszyny, są wprowadzane zgodnie z kolejnością technologiczną ich kontroli. Najpierw kasowane są wady stwierdzone wizualnie, a następnie wady stwierdzone pomiarami;
Wskazano metody i środki kontroli defektów;
Wymiary nominalne są umieszczone z zaznaczeniem tolerancji zgodnie z rysunkami producenta;
Dopuszczalne wymiary są ustalane z dokładnością do 0,01 mm przy parowaniu tej części z nową;
Dopuszczalne wymiary są przymocowane, ale w połączeniu z częścią, która była w użyciu;
Procedura naprawy.
1. Niniejsza procedura ustala i wyjaśnia cechy napraw pozagwarancyjnych i gwarancyjnych sprzętu. W dalszej części tekstu Kapitan to osoba, która dokonuje naprawy i ponosi związane z tym koszty, a Klient to osoba, która przekazuje sprzęt do naprawy i płaci za tę naprawę.
2. Dostawa sprzętu na terytorium Kapitana, a także zwrot sprzętu z naprawy za obopólną zgodą Kapitana i Klienta może być dokonany przez Kapitana lub Klienta lub inną osobę upoważnioną przez klient. W przypadku dostarczenia sprzętu przez Kapitana dostawa ta podlega opłacie jako koszt transportu (wyjazd Kapitana) zgodnie z cennikiem obowiązującym w momencie wyjazdu. Opłacie podlega zarówno wyjazd za dostawę sprzętu do naprawy, jak i wyjazd za zwrot sprzętu z naprawy.
3. Klient przekazując sprzęt do naprawy wyraża zgodę na odbiór sprzętu bez demontażu i usuwania usterek. Klient zgadza się, że wszystkie usterki stwierdzone przez Kapitana podczas przeglądu technicznego sprzętu miały miejsce przed przekazaniem sprzętu Kapitanowi. Klient zgadza się, że Kapitan może wykryć inne usterki nie wskazane przez Klienta podczas przekazywania sprzętu do naprawy.
4. Klient przyjmuje na siebie ryzyko częściowej utraty właściwości konsumenckich naprawianego sprzętu, co może nastąpić po naprawie. Kapitan podczas naprawy stara się zapobiec utracie właściwości konsumenckich i, jeśli to możliwe, minimalizuje ryzyko takich strat.
5. Prace związane z naprawą sprzętu przeprowadzane są wyłącznie po uzgodnieniu z Klientem szacunkowego kosztu naprawy. W przypadku odmowy naprawy przez Klienta koszt pracy przy zdiagnozowaniu usterki podlega odpłatności.
6. Naprawa może mieć cztery kategorie złożoności:
7. Podczas naprawy Kapitan może być zmuszony do wykonania czynności pośrednich. Są to czynności, które nie są bezpośrednio związane z wykonywaniem prac remontowych, ale bez których naprawa byłaby niemożliwa lub niezwykle utrudniona.
Są to takie operacje jak:
Wyszukiwanie w Internecie schematów, instrukcji obsługi, instrukcji serwisowych, kart katalogowych komponentów, produktów i bloków;
Uzyskiwanie poufnych informacji niezbędnych do naprawy od producentów produktów i komponentów mikroelektronicznych;
Sporządzanie schematów ideowych, prowadzenie elektronicznych bibliotek i baz danych;
Produkcja lub zakup specjalnych urządzeń, narzędzi i instalacji do napraw;
Opracowywanie programów usługowych i narzędzi lub wyszukiwanie ich w Internecie;
Zamawianie brakujących elementów przez Internet i oczekiwanie na ich dostawę lub kupowanie ich w sklepach.
Operacje pośrednie w żaden sposób nie dotyczą relacji między Kapitanem a Klientem i nie są opłacane przez Klienta. Jest to czysto wewnętrzna sprawa Mistrza, za którą Mistrz płaci. W stosunku do Klienta działania pośrednie prowadzą jedynie do dodatkowych opóźnień w realizacji napraw.
8. Koszt bloków, części i zespołów wymienianych w naprawianym sprzęcie pokrywa Klient i jest on uwzględniany w kalkulacji naprawy. Koszt materiałów eksploatacyjnych (specjalne topniki i inne chemikalia, druty itp.) jest wliczony w koszt prac naprawczych i nie jest płacony osobno.
9. Wymienione podczas naprawy wadliwe części, zespoły i bloki wydawane są Klientowi na jego żądanie. Za przechowywanie tych części, zespołów i bloków Kapitan odpowiada przez jeden dzień po wydaniu naprawionego sprzętu Klientowi. Po dniu wadliwe części, zespoły i bloki są usuwane.
Nieniszczące metody kontroli umożliwiają sprawdzenie jakości odkuwek i części (pod kątem braku wad zewnętrznych i wewnętrznych) bez naruszenia ich integralności i mogą być stosowane w kontroli ciągłej. Takie metody kontroli obejmują wykrywanie defektów rentgenowskich i gamma, a także ultradźwiękowe, magnetyczne, kapilarne i inne rodzaje defektoskopii.
Wykrywanie defektów rentgenowskich
Defektoskopia rentgenowska opiera się na zdolności promieniowania rentgenowskiego do przechodzenia przez grubość materiału i pochłaniania go w różnym stopniu, w zależności od jego gęstości. Promieniowanie, którego źródłem jest lampa rentgenowska, kierowane jest poprzez kontrolowane odkuwanie na czułą kliszę fotograficzną lub świecący ekran. Jeśli w odkuwce występuje defekt (np. pęknięcie), przechodzące przez nią promieniowanie jest słabiej pochłaniane, a folia jest silniej oświetlana. Regulując intensywność promieniowania rentgenowskiego uzyskuje się obraz w postaci równomiernego jasnego tła w wolnych od wad miejscach odkuwki oraz wyraźnego ciemnego obszaru w miejscu wady.
Produkowane przez przemysł aparaty rentgenowskie umożliwiają skanowanie odkuwek stalowych o grubości do 120 mm oraz ze stopów lekkich o grubości do 250 mm.
Wykrywanie defektów gamma
Kontrola odkuwek za pomocą defektoskopii gamma jest podobna do kontroli za pomocą defektoskopii rentgenowskiej. W pewnej odległości od badanego obiektu instalowane jest źródło promieniowania gamma, na przykład kapsuła z radioaktywnym kobaltem-60, a po przeciwnej stronie obiektu urządzenie do rejestracji natężenia promieniowania. Na wskaźniku intensywności (film fotograficzny) wewnątrz przedmiotu obrabianego lub odkuwki pojawiają się wadliwe obszary. Grubość kontrolowanych półfabrykatów (odkuwek, części) sięga 300 .. 500 mm.
Aby uniknąć napromieniowania podczas stosowania defektoskopii rentgenowskiej i gamma jako metod kontrolnych, należy ściśle przestrzegać wymogów bezpieczeństwa i zachować szczególną ostrożność.
Ryż. 9.7. Instalacja do ultradźwiękowych badań metali: 1 - oscyloskop, 2, 3, 4 - impulsy świetlne, 5 - blok, 6 - głowica, 7 - kucie, 8 - defekt
Wykrywanie wad ultradźwiękowych
Defektoskopia ultradźwiękowa jest najpowszechniejszą metodą badawczą, która pozwala sprawdzić odkuwki o grubości do 1 m. Instalacja do badań ultradźwiękowych metodą echa (ryc. 9.7) składa się z głowicy poszukiwawczej 6 i bloku 5, w którym znajduje się generator ultradźwiękowych oscylacji elektrycznych (o częstotliwości powyżej 20 kHz) oraz oscyloskop 1. Głowica 6 jest piezoelektrycznym przetwornikiem drgań elektrycznych na mechaniczne.
Za pomocą głowicy poszukiwawczej na badany odcinek odkuwki 7 kierowany jest impuls drgań ultradźwiękowych, który odbija się najpierw od powierzchni odkuwki, następnie (z pewnym opóźnieniem) od wady 8, a jeszcze później od dolna powierzchnia obiektu. Odbity impuls (echo) wprawia w drgania piezokryształ głowicy poszukiwawczej, który zamienia drgania mechaniczne na elektryczne.
Sygnał elektryczny jest wzmacniany w odbiorniku i rejestrowany na ekranie oscyloskopu 1: odległość między impulsami 2, 3 i 4 określa głębokość defektu, a kształt krzywych określa wielkość i charakter tego drugiego.
Wykrywanie defektów magnetycznych
Najpopularniejszym rodzajem defektoskopii magnetycznej jest metoda proszków magnetycznych stosowana do badania stopów magnetycznych żelaza, niklu i kobaltu. Część stalowa jest namagnesowana za pomocą elektromagnesu, a następnie pokryta zawiesiną nafty i proszku magnetycznego. W miejscach, w których występuje defekt, gromadzą się cząsteczki proszku magnetycznego, kopiując kształt i wielkość nie tylko powierzchniowych pęknięć, ale także defektów zlokalizowanych na głębokości do 6 mm.
Metoda proszkowa magnetyczna umożliwia wykrywanie dużych i bardzo małych defektów o szerokości 0,001...0,03 i głębokości do 0,01...0,04 mm.
Defektoskopia kapilarna opiera się na właściwości cieczy do wypełniania ubytków powierzchniowych (pęknięć) pod działaniem sił kapilarnych. Ciecze używane do badań albo mają zdolność luminescencji pod wpływem promieniowania ultrafioletowego (defektoskopia luminescencyjna), albo mają kolor wyraźnie wyróżniający się na ogólnym tle powierzchni. Na przykład w przypadku defektoskopii fluorescencyjnej odkuwki zanurza się w roztworze oleju mineralnego w nafcie, myje, suszy, a następnie opyla proszkiem tlenku magnezu. Jeśli taka powierzchnia jest badana gołym okiem w świetle lampy rtęciowej, na tle ciemnofioletowej powierzchni odkuwki są wyraźnie widoczne jasnobiałe pęknięcia. Metoda pozwala na stwierdzenie obecności pęknięć o szerokości od 1 do 400 mikronów.
1. Defektoskopia to zespół metod fizycznych pozwalających na kontrolę jakości materiałów, półproduktów, części i podzespołów pojazdów bez ich niszczenia. Metody wykrywania wad umożliwiają ocenę jakości poszczególnych części i przeprowadzenie ich pełnej (100%) kontroli.
Zadaniem defektoskopii, obok wykrywania defektów, takich jak pęknięcia i inne nieciągłości, jest kontrola wymiarów poszczególnych części (zwykle z jednostronnym dostępem), a także wykrywanie nieszczelności w określonych obszarach. Wykrywanie usterek jest jedną z metod zapewnienia bezpiecznej eksploatacji pojazdów; zakres i wybór rodzaju defektoskopii zależą od warunków jej działania.
2. Metody defektoskopii opierają się na wykorzystaniu promieniowania przenikliwego (elektromagnetycznego, akustycznego, radioaktywnego), oddziaływaniu pól elektrycznych i magnetycznych z materiałami oraz zjawiskach kapilarności, kontrastu światła i barw. W obszarach, w których zlokalizowane są wady materiału, na skutek zmian właściwości strukturalnych i fizycznych materiału, warunki jego oddziaływania ze wskazanymi promieniami, polami fizycznymi, a także z substancjami aplikowanymi na powierzchnię kontrolowanej części lub wprowadzony do jego jamy, zmień. Rejestrując te zmiany za pomocą odpowiedniego sprzętu, można ocenić obecność defektów, które stanowią naruszenie integralności materiału lub jednolitości jego składu i struktury, określić ich współrzędne i oszacować wymiary. Z wystarczająco dużą dokładnością można również zmierzyć grubość ścianek pustych części oraz powłok ochronnych i innych nałożonych na produkty.
We współczesnej praktyce przemysłu motoryzacyjnego i usług motoryzacyjnych zastosowanie znalazły następujące metody defektoskopii materiałów, półproduktów, części i zespołów.
Metody optyczne- są to metody przeprowadzane wizualnie (w celu wykrycia pęknięć powierzchniowych i innych defektów większych niż 0,1...0,2 mm) lub przy użyciu przyrządów optycznych - endoskopów (ryc. 1), które pozwalają na wykrycie podobnych defektów większych niż 30... powierzchni i twardych dotrzeć do obszarów. Metody optyczne zwykle poprzedzają inne metody i służą do kontroli wszystkich części konstrukcji lotniczych na wszystkich etapach produkcji i eksploatacji.
Ryż. 1.
Badanie endoskopem służy np. do szukania pęknięć po wewnętrznej stronie podłużnic karoserii samochodowych.
metody radiacyjne, za pomocą promieniowania rentgenowskiego, gamma i innego (na przykład elektronów) przenikającego promieniowania o różnej energii, uzyskiwanego za pomocą aparatów rentgenowskich, izotopów promieniotwórczych i innych źródeł, umożliwiają wykrywanie defektów wewnętrznych większych niż 1 ... 10% grubość prześwitującego odcinka w wyrobach o grubości (dla stali) do 100 mm (przy użyciu sprzętu rentgenowskiego) i do 500 mm (przy użyciu szybkich elektronów). Metody radiacyjne stosuje się do kontroli odlewanych, spawanych i innych części konstrukcji lotniczych wykonanych z materiałów metalowych i niemetalowych, a także do kontroli wad montażowych różnych zespołów (rys. 2).
Ryż. 2.
W przemyśle motoryzacyjnym defektoskopia radiacyjna wykorzystywana jest do kontroli jakości tulei i tłoków.
Metody fal radiowych opierają się na zmianach natężeń, przesunięciach w czasie lub fazie oraz innych parametrów fal elektromagnetycznych w zakresie centymetrowym i milimetrowym, gdy rozchodzą się one w wyrobach wykonanych z materiałów dielektrycznych (guma, tworzywa sztuczne i inne). Na głębokości 15...20 mm możliwe jest wykrycie rozwarstwień o powierzchni większej niż 1 cm 2 .
W przemyśle motoryzacyjnym metodą fal radiowych mierzy się grubość powłok dielektrycznych
Metody termiczne- są to metody wykorzystujące promieniowanie podczerwone (termiczne) nagrzanej części do wykrywania niejednorodności jej struktury (nieciągłości w wyrobach wielowarstwowych, w złączach spawanych i lutowanych). Czułość nowoczesnego sprzętu (kamery termowizyjne, rys. 3) pozwala na zarejestrowanie różnicy temperatur na powierzchni kontrolowanego fragmentu poniżej 1°C.
Ryż. 3.
W przemyśle motoryzacyjnym metody termiczne stosuje się do kontroli jakości spoin np. przy spawaniu zbiorników hamulców pneumatycznych.
Metody magnetyczne opierają się na analizie rozproszonych pól magnetycznych powstających w miejscach lokalizacji defektów powierzchniowych i podpowierzchniowych namagnesowanych części wykonanych z materiałów ferromagnetycznych. W optymalnych warunkach, gdy wada jest położona prostopadle do kierunku pola magnesującego, można wykryć raczej cienkie wady, na przykład pęknięcia szlifierskie (w stali) o głębokości 25 µm i rozwarciu 2 µm. Metodą magnetyczną można również zmierzyć, z błędem nieprzekraczającym 1...10 µm, grubość powłok ochronnych (niemagnetycznych) naniesionych na element wykonany z materiału ferromagnetycznego (rys. 4).
W przemyśle motoryzacyjnym i usługach motoryzacyjnych defektoskopia magnetyczna wykorzystywana jest do kontroli jakości szlifowania krytycznych części, np. czopów wału korbowego.
Metody akustyczne (ultradźwiękowe).- są to metody wykorzystujące fale sprężyste o szerokim zakresie częstotliwości (0,5...25 MHz), wprowadzane do kontrolowanej części pod różnymi kątami. Rozchodząc się w materiale części, fale sprężyste osłabiają się w różnym stopniu, a gdy napotykają defekty, są odbijane, załamywane i rozpraszane. Analizując parametry (natężenie, kierunek i inne) fal przechodzących i (lub) odbitych, można stwierdzić obecność defektów powierzchniowych i wewnętrznych o różnej orientacji większych niż 0,5 ... 2 mm 2 . Sterowanie może odbywać się przy dostępie jednokierunkowym.
Ryż. 4.
Możliwe jest również zmierzenie grubości wyrobów pustych z błędem nie większym niż 0,05 mm (ograniczeniami są znaczna krzywizna powierzchni części i silne tłumienie fal ultradźwiękowych w materiale). Metody akustyczne (przy niskich częstotliwościach) mogą wykryć rozwarstwienia o powierzchni większej niż 20 ... 30 mm 2 w konstrukcjach klejonych i lutowanych z wypełniaczami metalowymi i niemetalowymi (w tym o strukturze plastra miodu), w laminowanych tworzywach sztucznych, a także w blachy i rury platerowane. Metodą tzw. emisji akustycznej można wykryć rozwijające się (czyli najbardziej niebezpieczne) pęknięcia w obciążonych elementach zespołów samochodowych, wybierając je spośród mniej niebezpiecznych, nierozwijających się wad wykrytych innymi metodami (rys. 5). . W tym przypadku strefy kontrolne są tworzone przy użyciu innego rozmieszczenia czujników na konstrukcji. Wskaźniki drutu są instalowane w strefie kontrolnej tak, aby ich kierunek nie pokrywał się z kierunkiem rozwoju pęknięć zmęczeniowych.
Ryż. 5.
Metody prądów wirowych (elektroindukcyjne). opierają się na oddziaływaniu pól wiroprądowych, wzbudzanych przez czujnik defektoskopu w wyrobie wykonanym z materiału przewodzącego prąd elektryczny, z polem tego samego czujnika. Te metody wykrywania wad pozwalają w przemyśle motoryzacyjnym wykryć nieciągłości (pęknięcia o długości większej niż 1 ... 2 mm i głębokości większej niż 0,1 ... 0,2 mm, folie, wtrącenia niemetaliczne), zmierzyć grubość powłok ochronnych na metalach, oceniać niejednorodności składu chemicznego i struktury materiału, naprężenia wewnętrzne. Sprzęt do testowania metodami prądów wirowych jest wysoce wydajny i pozwala zautomatyzować sortowanie.
Metody elektryczne oparty na wykorzystaniu głównie słabych prądów stałych i pól elektrostatycznych; umożliwiają wykrywanie wad powierzchniowych i podpowierzchniowych w wyrobach wykonanych z materiałów metalicznych i niemetalicznych oraz rozróżnianie niektórych gatunków stopów. defektoskopia produkcja wyrobów technologicznych
Metody kapilarne opierają się na zjawisku kapilarności, czyli zdolności pewnych substancji do penetracji małych pęknięć. Obróbka takimi substancjami zwiększa kontrast kolorystyczny i świetlny części produktu zawierającej powierzchniowe pęknięcia w stosunku do nieuszkodzonej powierzchni otaczającej tę część. Metody te umożliwiają wykrywanie pęknięć powierzchniowych z otworem większym niż 0,01 mm, głębokością 0,03 mm i długością 0,5 mm w częściach wykonanych z materiałów nieporowatych, w tym w częściach o skomplikowanych kształtach, przy zastosowaniu innych metod jest utrudniony lub wykluczony (ryc. 6).
Ryż. 6.
W przemyśle motoryzacyjnym metody kapilarne stosowane są do kontroli jakości spoin, np. przy produkcji zbiorników. Powyższe metody wykrywania wad pojedynczo nie są uniwersalne, dlatego najbardziej krytyczne części są zwykle sprawdzane za pomocą kilku metod, chociaż prowadzi to do dodatkowego czasu. W celu poprawy wiarygodności wyników kontroli i wydajności pracy wprowadzane są zautomatyzowane systemy, w tym wykorzystanie komputerów do kontroli kontroli i przetwarzania informacji otrzymywanych z czujników defektoskopowych.
Defektoskopia jest to dziedzina wiedzy obejmująca teorię, metody i środki techniczne określania wad materiałowych obiektów kontrolowanych, w szczególności w materiale części maszyn i elementów konstrukcji metalowych.
Z powodu niedoskonałości technologii wytwarzania lub w wyniku eksploatacji w trudnych warunkach w wyrobach pojawiają się różne wady – naruszenia ciągłości lub jednorodności materiału, odchylenia od określonego składu chemicznego lub struktury, a także od określonych wymiary. Wady zmieniają właściwości fizyczne materiału (gęstość, przewodnictwo elektryczne, właściwości magnetyczne, sprężyste itp.). W oparciu o istniejące metody Defektoskopia polega na badaniu właściwości fizycznych materiałów poddanych działaniu promieniowania rentgenowskiego, podczerwonego, ultrafioletowego i gamma, fal radiowych, wibracji ultradźwiękowych, pól magnetycznych i elektrostatycznych itp.
Najprostsza metoda Defektoskopia jest wzrokowy - gołym okiem lub za pomocą przyrządów optycznych (na przykład szkła powiększającego). Do inspekcji powierzchni wewnętrznych, głębokich ubytków i trudno dostępnych miejsc stosuje się specjalne tubusy z pryzmatami i miniaturowymi oświetlaczami (tubusy dioptrii) oraz świetlówki telewizyjne. Lasery wykorzystywane są również do kontroli np. jakości powierzchni cienkiego drutu itp. Wizualnej Defektoskopia pozwala na wykrycie jedynie wad powierzchniowych (pęknięć, nalotów itp.) w wyrobach metalowych oraz wad wewnętrznych w wyrobach ze szkła lub tworzyw sztucznych, które są przezroczyste dla światła widzialnego. Minimalny rozmiar defektów wykrywanych gołym okiem to 0,1-0,2 mm, a przy zastosowaniu układów optycznych - kilkadziesiąt mikronów.
Defektoskopia rentgenowska opiera się na absorpcji promieni rentgenowskich, która zależy od gęstości ośrodka i liczby atomowej pierwiastków tworzących materiał ośrodka. Obecność defektów takich jak pęknięcia, ubytki czy wtrącenia obcego materiału powoduje, że promienie przechodzące przez materiał ( Ryż. 1) są osłabiane w różnym stopniu. Rejestrując rozkład natężenia transmitowanych promieni, można określić obecność i lokalizację różnych niejednorodności materiału.
Ryż. 1. Schemat transiluminacji rentgenowskiej: 1 - źródło promieniowania rentgenowskiego; 2 - wiązka rentgenowska; 3 - szczegół; 4 - wada wewnętrzna części; 5 - Zdjęcie rentgenowskie niewidoczne dla oka za detalem; 6 - rejestrator obrazu rentgenowskiego.
Defektoskopia gamma (promieniowanie) ma takie same podstawy fizyczne jak defektoskopia rentgenowska, ale wykorzystuje się promieniowanie gamma emitowane przez sztuczne izotopy promieniotwórcze różnych metali (kobaltu, irydu, europu itp.). Do naświetlania grubych elementów wykorzystywana jest energia promieniowania od kilkudziesięciu keV do 1-2 MeV. Metoda ta ma istotne zalety w stosunku do defektoskopii rentgenowskiej: sprzęt do defektoskopii gamma jest stosunkowo prosty, źródło promieniowania jest zwarte, co umożliwia badanie trudno dostępnych części produktów. Ponadto metoda ta może być stosowana, gdy stosowanie defektoskopii rentgenowskiej jest trudne (na przykład w terenie). Podczas pracy ze źródłami promieniowania rentgenowskiego i gamma należy zapewnić ochronę biologiczną.
Defektoskopia radiowa oparta jest na właściwościach penetracyjnych fal radiowych w zakresie centymetrowym i milimetrowym (mikrofale radiowe), pozwala na wykrywanie defektów głównie na powierzchni wyrobów, najczęściej z materiałów niemetalicznych. Ze względu na małą zdolność penetracji mikrofal radiowych radiodefektoskopia wyrobów metalowych jest ograniczona (patrz Efekt skóry). Metodą tą określa się defekty w blachach stalowych, prętach, drutach podczas ich wytwarzania, a także mierzy się ich grubość lub średnicę, grubość powłok dielektrycznych itp. Z generatora pracującego w trybie ciągłym lub pulsacyjnym fale mikroradiowe przenikają do produktu przez anteny tubowe i po przejściu przez wzmacniacz odbieranego sygnału są rejestrowane przez urządzenie odbiorcze.
podczerwień Defektoskopia wykorzystuje promienie podczerwone (termiczne) (patrz promieniowanie podczerwone) do wykrywania inkluzji nieprzezroczystych dla światła widzialnego. Tak zwany obraz w podczerwieni wady uzyskuje się w promieniowaniu przechodzącym, odbitym lub wewnętrznym badanego produktu. Ta metoda kontroluje produkty, które nagrzewają się podczas pracy. Uszkodzone obszary produktu zmieniają strumień ciepła. Strumień promieniowania podczerwonego przepuszczany jest przez produkt, a jego rozkład jest rejestrowany przez termoczuły odbiornik. Niejednorodność struktury materiałów można również badać metodą ultrafioletową. Defektoskopia
Magnetyczny Defektoskopia opiera się na badaniu zniekształceń pola magnetycznego, które występują w miejscach uszkodzeń wyrobów wykonanych z materiałów ferromagnetycznych. Wskaźnikiem może być proszek magnetyczny (tlenek żelaza) lub jego zawiesina w oleju o wielkości cząstek 5-10 mikronów. Gdy produkt jest namagnesowany, proszek osadza się w miejscu defektów (metoda proszku magnetycznego). Pole rozproszone można zarejestrować na taśmie magnetycznej, którą przykłada się do badanego obszaru namagnesowanego produktu (metoda magnetograficzna). Stosowane są również czujniki o niewielkich rozmiarach (sondy strumienia), które poruszając się wzdłuż produktu w miejscu uszkodzenia, wskazują zmiany impulsu prądu zarejestrowanego na ekranie oscyloskopu (metoda sondy strumienia).
Elektroindukcyjny (prąd wirowy) Defektoskopia opiera się na wzbudzeniu prądów wirowych przez zmienne pole magnetyczne czujnika defektoskopu. Prądy wirowe tworzą swoje własne pole, przeciwne w znaku do ekscytującego. W wyniku oddziaływania tych pól zmienia się impedancja cewki czujnika, co sygnalizuje wskaźnik. Odczyty wskaźnika zależą od przewodności elektrycznej i przenikalności magnetycznej metalu, wymiarów produktu, a także zmian przewodności elektrycznej spowodowanych niejednorodnościami strukturalnymi lub nieciągłościami metalu.
termoelektryczny Defektoskopia opiera się na pomiarze siły elektromotorycznej (termoenergii), która występuje w obwodzie zamkniętym, gdy punkt styku dwóch różnych materiałów jest podgrzewany. Jeśli jeden z tych materiałów zostanie przyjęty jako wzorzec, to dla danej różnicy temperatur między gorącymi i zimnymi stykami wartość i znak mocy termoelektrycznej zostaną określone przez skład chemiczny drugiego materiału. Ta metoda jest zwykle stosowana w przypadkach, gdy wymagane jest określenie gatunku materiału, z którego składa się półprodukt lub element konstrukcyjny (w tym w gotowej konstrukcji).
elektrostatyczny Defektoskopia opiera się na wykorzystaniu pola elektrostatycznego, w którym umieszczony jest produkt. W celu wykrycia pęknięć powierzchniowych w wyrobach wykonanych z materiałów nieprzewodzących (porcelana, szkło, tworzywa sztuczne), a także z metali pokrytych tymi samymi materiałami, produkt posypuje się drobnym proszkiem kredowym z pistoletu natryskowego z ebonitową końcówką (metoda proszkowa ). W tym przypadku cząsteczki kredy otrzymują ładunek dodatni. W wyniku niejednorodności pola elektrostatycznego cząsteczki kredy gromadzą się na krawędziach pęknięć. Metodę tę stosuje się również do kontroli wyrobów wykonanych z materiałów izolacyjnych. Przed zapyleniem należy je zwilżyć cieczą jonową.
Ryż. Ryc. 5. Schemat blokowy ultradźwiękowego defektoskopu echa: 1 - generator impulsów elektrycznych; 2 - przetwornik piezoelektryczny (głowica wyszukiwania); 3 - ścieżka odbiorczo-wzmacniająca; 4 - minutnik; 5 - generator przemiatania; 6 - kineskop; H - sygnał początkowy; D - dolny sygnał echa; DF - sygnał echa z defektu.
Ultradźwiękowy Defektoskopia opiera się na wykorzystaniu drgań sprężystych (patrz Fale sprężyste), głównie w zakresie częstotliwości ultradźwiękowych. Naruszenie ciągłości lub jednorodności ośrodka wpływa na rozchodzenie się fal sprężystych w produkcie lub tryb drgań produktu. Główne metody: metoda echa, metoda cienia, rezonansowa, velosymetryczna (właściwie ultradźwiękowa), impedancyjna i drgań swobodnych (metody akustyczne) (rys. 5).
Metoda rezonansowa polega na wyznaczeniu własnych częstotliwości rezonansowych drgań sprężystych (o częstotliwości 1-10 MHz), gdy są one wzbudzane w wyrobie. Ta metoda mierzy grubość ścianek metalu i niektórych produktów niemetalowych. Przy możliwości pomiaru z jednej strony dokładność pomiaru wynosi około 1%. Ponadto metoda ta może identyfikować strefy uszkodzeń korozyjnych. Defektoskopy rezonansowe wykonują sterowanie ręczne i sterowanie automatyczne z rejestracją odczytów przyrządów.
Velocimetryczna metoda defektoskopii echowej opiera się na pomiarze zmian prędkości propagacji fal sprężystych w obszarze defektów w strukturach wielowarstwowych i służy do wykrywania obszarów rozwarstwień między warstwami metalu.
Metoda impedancji polega na pomiarze oporu mechanicznego (impedancji) produktu za pomocą czujnika skanującego powierzchnię i wzbudzającego w produkcie drgania sprężyste o częstotliwości dźwięku. Ta metoda może wykrywać defekty w połączeniach klejowych, lutowanych i innych, między cienką powłoką a usztywniaczami lub wypełniaczami w strukturach wielowarstwowych. Wykryte wady o powierzchni 15 mm2 lub większej są oznaczane przez sygnalizator i mogą być rejestrowane automatycznie.
Metoda drgań swobodnych (patrz. Drgania naturalne) opiera się na analizie widma drgań swobodnych kontrolowanego wyrobu wzbudzonego uderzeniem; służy do wykrywania obszarów zerwanych połączeń między elementami w wielowarstwowych konstrukcjach klejonych o znacznej grubości z materiałów metalicznych i niemetalowych.
Ultradźwiękowy Defektoskopia, która wykorzystuje kilka zmiennych parametrów (zakres częstotliwości, typy fal, tryby promieniowania, metody kontaktowe itp.), jest jedną z najbardziej wszechstronnych nieniszczących metod badawczych.
kapilarny Defektoskopia opiera się na sztucznym zwiększeniu kontrastu światła i koloru uszkodzonego obszaru w stosunku do nieuszkodzonego. Metody kapilarne Defektoskopia umożliwiają wykrycie gołym okiem cienkich pęknięć powierzchniowych i innych nieciągłości materiałowych powstających podczas produkcji i eksploatacji części maszyn. Wnęki pęknięć powierzchniowych są wypełnione specjalnymi substancjami wskaźnikowymi (penetrantami), które wnikają w nie pod wpływem sił kapilarnych. W przypadku tzw. metody luminescencyjnej penetranty oparte są na luminoforach (nafta, noriol itp.). Na oczyszczoną z nadmiaru penetrantu powierzchnię nanosi się cienki proszek białego wywoływacza (tlenek magnezu, talk itp.), który ma właściwości sorpcyjne, dzięki czemu cząstki penetrantu są usuwane z wnęki pęknięcia na powierzchnię, zarysowując kontury pęknięć i świecą jasno w promieniach ultrafioletowych. Dzięki tak zwanej metodzie kontroli koloru penetranty są oparte na nafcie z dodatkiem benzenu, terpentyny i specjalnych barwników (na przykład czerwonej farby). Do kontroli produktów o ciemnej powierzchni używa się proszku magnetycznego barwionego luminoforami (metoda magnetoluminescencyjna), co ułatwia obserwację drobnych pęknięć.
