ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

СЕВЕРО-ЗАПАДНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЗАОЧНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

В. Е. Поляков

Методы и приборы таможенного контроля металлов, сплавов,

лома и руд

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС

Информационные ресурсы дисциплины

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Санкт-Петербург

Издательство СЗТУ

2008

Утверждено редакционно–издательским советом университета

УДК 62-791.2 (035.5)

Поляков В. Е. Методы и приборы таможенного контроля металлов, сплавов, лома и руд: учебное пособие /В. Е. Поляков. СПб.: Изд-во СЗТУ, 2008.- 299 с.

Учебное пособие разработано в соответствии с требованиями государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования по специальности 200101.65 – «Приборостроение» и направлению подготовки бакалавра 200100.62 – «Приборостроение».

Дисциплина содержит сведения о процессах взаимодействия различных видов излучения с веществом: нейтронов, заряженных частиц, гамма-излучения, рентгеновского излучения, ультрафиолетового и инфракрасного излучения, излучения видимого спектрального частотного диапазона.

При изучении дисциплины студенты знакомятся с основными методами и аппаратурой для контроля металлов, сплавов и лома: методом масс-спектрометрии, гамма-флуоресцентным методом анализа, эмиссионным,

вихретоковым и ультразвуковым методами.

Отдельным разделом в учебном пособии излагаются методы определения элементного состава полезных ископаемых (руд): по спектрометрии вторичных излучений, люминесцентные методы, фотометрические и радиоволновые методы.

Учебное пособие предназначено для студентов специальности 200101.65 – «Приборостроение», специализации 200101.65-20 - «Приборы и системы таможенного экспортного и импортного контроля».

Рецензенты: кафедра приборов контроля и систем экологической безопасности СЗТУ - зав. каф. А. И. Потапов, д-р техн. наук, проф.;

-В. А. Дун, канд. техн. Наук, зав. лабораторией ФГУ ЦНИИ «Гидроприбор»; В. Д. Клопов, канд. техн. наук, доц. каф. Приборов контроля и систем экологической безопасности СЗТУ.

© Северо-Западный государственный заочный технический университет, 2008

© Поляков В. Е., 2008

Предисловие

Технические средства таможенного досмотра и поиска являются одним из основных и наиболее многочисленных по своему составу классов технических средств таможенного контроля (ТСТК). Фактический таможенный контроль с применением технических средств состоит из ряда последовательных оперативно-технических действий (может производиться в различных формах): 

-оперативной диагностики таможенных документов и атрибутов таможенного обеспечения;

-  досмотра объектов таможенного контроля с целью обнаружения в них всех видов предметов таможенных правонарушений (ТПН);

поиска конкретных видов предметов ТПН;

-  оперативной диагностики выявленных предметов ТПН;

- оперативной классификации контролируемых товаров;

-  контроля оперативной обстановки в таможенных зонах;

- наложения атрибутов таможенного обеспечения и т.д.

Под таможенными правонарушениями (ТПН) понимаются нарушения таможенных правил (НТП), а также преступления, относящиеся к компетенции таможенных органов. Технические средства досмотра и поиска применяются на самых ранних стадиях фактического таможенного контроля. Поэтому они во многом определяют его эффективность и результативность, а также проведение последующих за ними оперативно-технических действий. Объекты применения технических средств досмотра и поиска могут быть самые разнообразные. К ним следует отнести, прежде всего, перечисленные ниже объекты таможенного контроля:

•  ручную     кладь     и     сопровождаемый     багаж     пассажиров     и транспортных служащих;

•  несопровождаемый   (оформленный   грузовой   накладной)   багаж пассажиров и среднегабаритные грузовые упаковки;

•  крупногабаритные грузы (содержащиеся в контейнерах, грузовых отсеках транспортных средств, на грузовых платформах и т.п.);

•  все виды транспортных средств (грузовые -и легковые автомобили, воздушные и морские суда и т.д.);

•  международные почтовые отправления;

•  конкретных физических лиц (в исключительных случаях, если есть основания    полагать,   что   они    скрывают   на   себе   предметы контрабанды и ТПН).

К техническим средствам таможенного досмотра относится техника, предназначенная для обследования объектов таможенного контроля с целью выявления в них и их содержимом любых видов предметов ТПН и их признаков. Применение досмотровых и поисковых технических средств проводится с одной конечной целью — выявлением предметов ТПН. В различных формах таможенного досмотра технические средства применяются по-разному. При физическом (ручном) досмотре, то есть вскрытии объектов таможенного контроля и последовательном подробном обследовании всего их содержимого, применяются, в основном, простейшие технические средства (например, слесарно-монтажный инструмент, осветители и т.п.). Они применяются, как правило, к багажу пассажиров, транспортных служащих, грузовым упаковкам, автомобилям, реже к физическим лицам (одежда и ее содержимое) и т.п. Физический досмотр является особенно трудоемкой формой и не может быть осуществлен на 100% объектов таможенного контроля. Выборочный досмотр проводится с применением всего разнообразия технических средств досмотра и поиска. При его проведении обследуется только часть потока определенного вида объектов таможенного контроля.

Сплошной досмотр всего потока определенного вида объектов таможенного контроля может проводиться с применением специальных технических средств досмотра и поиска. Часто такая форма может применяться в отношении 100% багажа пассажиров, среднегабаритных грузов, транспортных средств и др. Эта форма стала возможной вследствие применения технических средств, которые имеют высокую производительность работы.

Практика работы таможенных органов показывает, что потребность в создании и использовании технических средств досмотра и поиска постоянно растет. Особенно там, где таможенному контролю и оформлению подлежат большие грузопассажирские потоки.

В учебном пособии рассмотрены физические основы технических методов контроля и поиска их усовершенствований, а также их конкретная реализация в приборах и установках, которые в настоящее время применяются (или рассматриваются как перспективные к применению) в таможенной службе.

Необходимо отметить, что технические средства постоянно и непрерывно развиваются. Повышаются их эксплуатационные параметры и характеристики: чувствительность, информативность получаемых результатов, достоверность и т.д. Однако физические основы методов и построенных на них технических средств не претерпевают сколько-нибудь значительных изменений. Поэтому знание сути методов и их теоретических возможностей применительно к таможенному контролю позволит студенту быстро и безболезненно осваивать новейшие образцы ТСТК и эффективно их применять.

В целях изучения технических средств таможенного досмотра и поиска, учитывая их большое разнообразие и номенклатуру, прежде всего целесообразно рассмотреть их классификацию.

Технические средства таможенного досмотра и технические средства таможенного поиска следует рассматривать совместно не только потому, что они решают одну и ту же оперативную задачу, но и потому, что большое количество отдельных технических средств можно отнести одновременно и к досмотровым, и к поисковым (например, досмотровая рентгеновская техника может успешно выполнять функции поиска оружия и наркотических веществ).

    Досмотровые и поисковые технические средства предназначены для решения задачи поиска предметов ТПН различными путями.

    Досмотровые технические средства нацелены, прежде всего, на поиск и обнаружение тайников и сокрытых вложений.

     Поисковые же построены так, что анализируют возможное наличие предметов ТПН по присущим этим предметам уникальным физическим, химическим и иным свойствам, отличным от свойств всех других окружающих их предметов (свойств среды). Например, радиоактивные вещества выявляются по появлению повышенного фона ионизирующего излучения, который может быть связан только с ними. Положительное срабатывание поисковых технических средств требует проведения дальнейшего физического досмотра.

В практике работы правоохранительных органов тайниками принято называть специальные хранилища, созданные, изготовленные в целях скрытного перемещения предметов, материалов и веществ, или особо оборудованные и приспособленные для этих целей конструктивные емкости, пустоты, а также предметы, предварительно подвергшиеся разборке, демонтажу или переустройству. Сокрытые вложения — это предметы, материалы или вещества, размещаемые в труднодоступных для досмотра (поиска) естественных конструктивных элементах товаров или транспортных средств без признаков специального приспособления этих мест для сокрытия объектов.

Досмотровые технические средств должны давать возможность оперативно выявлять факт наличия тайника внутри объекта досмотра, в котором потенциально могут находиться предметы контрабанды и НТП (не конкретизируя их фактического существа) или факт сокрытия определенного предмета от таможенного контроля (опять же не конкретизируя их фактического существа). Установление и того и другого факта требует проведения в дальнейшем подробного физического досмотра объекта в том месте, где обнаружен тайник или сокрытое вложение, изъятия обнаруженного предмета и проведения дальнейших действий, предусмотренных законом и нормативными документами.

Следовательно, при решении задачи обнаружения предметов ТПН с помощью технических средств, используются два подхода: с позиции выявления факта сокрытия и с позиции поиска конкретного предмета. На первый взгляд, это является "ненужным усложнением" проблемы. Но надо отдавать себе отчет в том, что задачи такого рода (с большой степенью неопределенности исходных условий) не могут быть решены техническими средствами просто и однозначно. Именно этим объясняется большая номенклатура и разнообразие технических средств данного класса. И именно поэтому следует подчеркнуть, что "участие" оперативного сотрудника в работе и результатах работы технических средств таможенного досмотра и поиска не могут быть минимальными.

В соответствии с классификацией все технические средства данного класса ТСТК разделяются на две большие группы (или подкласса), отвечающие соответственно за досмотр объектов таможенного контроля с целью обнаружения в них предметов ТПН и поиск конкретных видов предметов ТПН. Причем более подробное деление этих групп на отдельные виды технических средств проводится с различных позиций, что связано с различными принципами достижения цели этими подклассами технических средств.

Технические средства досмотра подразделяются с точки зрения характеристик досматриваемых объектов таможенного контроля (тип, размеры и т.д.) и вида досмотра (физический, выборочный, сплошной).

Простейшие технические средства применяются при физическом досмотре самых различных объектов таможенного контроля. Это могут быть наборы досмотровых инструментов для вскрытия ящиков и других товарных упаковок, приспособления для демонтажа узлов автотранспортных средств и т.д.

Технические средства оптико-механического и телевизионного обследования труднодоступных мест применяются для всех объектов таможенного контроля при проведении физического и выборочного досмотра.  Сюда входят наборы досмотровых щупов и зеркал, фонари, эндоскопы, телевизионные системы.

Специальные меточные средства используются, главным образом, при физическом и выборочном досмотре автотранспортных средств для увеличения его эффективности и производительности. К ним относятся наборы флюоресцирующих в ультрафиолетовом излучении веществ со средствами их нанесения, а также переносные ультрафиолетовые осветители.

Технические средства локации предназначены для выявления тайников и сокрытых вложений в насыпных и наливных грузах. Такие грузы, находящиеся в транспортных средствах, не поддаются досмотру практически никакими другими техническими средствами. Эти технические средства применяются при выборочном и физическом досмотрах. Сюда относится радиолокационная аппаратура подповерхностного зондирования.

Наконец, интроскопические технические средства применяются для просвечивания самых разнообразных объектов таможенного контроля. Они используются для выборочного и сплошного досмотров. Это многочисленная досмотровая рентгеновская техника и инспекционно-досмотровые комплексы.

Вторая группа (подкласс) технических средств — технические средства поиска — подразделяется по конкретным видам предметов ТПН. Главным образом, это те предметы, которые относятся к предметам контрабанды. Для поиска наркотических и взрывчатых веществ (НВ и ВВ) используется досмотровая рентгеновская техника, а также аппаратура, построенная на принципах масс-спектрометрии, хроматографии и некоторых других способах физико-химического анализа газовыделений. Для поиска оружия, взрывных устройств, боеприпасов и драгоценных металлов также применяется досмотровая рентгеновская техника, стационарные и портативные металлоискатели (металлодетекторы).

Для поиска делящихся и радиоактивных материалов (ДРМ) применяют поисковые дозиметры

Кроме того, существуют методы и технические средства, разрабатываемые или перспективные для использования в таможенном досмотре и поиске. Например, ядерный квадрупольный резонанс, нейтронно-активационный метод, спектроскопия подвижных ионов, лазерный биолюминесцентный анализ и др. Однако ввиду их недостаточной научной и технической проработки (конечно, с точки зрения оперативного таможенного, а не лабораторного применения) остановимся подробно на них несколько позже.

В последнее время для проведения более тщательного контроля объектов все чаще предлагается использовать комплексы аппаратуры, сочетающие в себе технические средства досмотра и поиска, построенные на различных принципах.

Так, в 1999 году ГТК РФ утвердил программу опытно-конструкторской работы по созданию унифицированного ряда многофункциональных досмотровых комплексов для таможенного контроля (МФДК ТК). Целью работы является разработка и производство единых комплексов поисковой аппаратуры, состоящей из последовательных блоков, реализующих несколько физико-технических методов на досматриваемом объекте.

Планируется, что в состав максимальной конфигурации МФДК ТК должны входить следующие блоки:

•  конвейерная   рентгенотелевизионная   установка   для   проведения комплексного досмотра и поиска по нескольким видам предметов ТПН;

•   аппаратура на основе метода ядерного квадрупольного резонанса для поиска наркотических и взрывчатых веществ;

•  хромато-масс-спектрометрическая      аппаратура      для      поиска наркотических и взрывчатых веществ;

•  весы для взвешивания контролируемого груза;

•  комплект запасных частей, принадлежностей и документации по работе, эксплуатации и ремонту аппаратуры.

МФДК ТК должен быть построен в блочно-модульном исполнении для создания на его базе любой конфигурации в зависимости от задач таможенного пункта пропуска, на котором он будет размещаться. Планируется иметь возможность подключения комплекса к Единой Автоматизированной Системе (ЕАИС) ГТК и стыковки его с аппаратурой поиска делящихся и радиоактивных материалов.

Предполагается, что комплекс будет давать возможность обнаруживать запрещенные к перемещению через таможенную границу РФ вложения в ручной клади, багаже пассажиров, среднегабаритных грузах, в том числе изделия из благородных и тяжелых металлов, драгоценных и полудрагоценных камней, антиквариат, валюту, наркотические и взрывчатые вещества. Пропускная способность комплекса должна быть не менее 12... 15 объектов в минуту, а при углубленном досмотре — около 3 минут на один объект.

Такой комплекс аппаратуры должен аккумулировать в себе не только последние достижения науки и техники, но и современные разработки в области организации и проведения фактического таможенного контроля.

Электромагнитный контроль относится к методам неразрушающего контроля НК указан в ГОСТ 18353-79.

Существует классификация видов и методов: электрический, магнитный, вихретоковый основанных на регистрации взаимодействия электрических, магнитных, электромагнитных полей с объектами контроля либо на измерении электрических и магнитных характеристик объектов. Электромагнитные поля, используемые в электрическом, магнитном и вихретоковом НК, имеют частоту 0…100 МГц Для реализации электромагнитного НК необходимы источники физических полей и первичные преобразователи (датчики). Эффективность НК зависит от правильного выбора вида контроля, типа, конструкции и параметров источника поля и датчика. В качестве источников электрических полей используют металлические электроды в виде щупов, зажимов, обкладок конденсаторов и т.д. на которые подается напряжение. Источниками магнитных полей служат постоянные магниты, электромагниты, отдельные проводники с током, а также ток, создаваемый в электропроводящем объекте контроля (ОК). Для создания переменных электромагнитных полей используют катушки с переменным током.

Датчики полей, применяемые в электромагнитном НК, весьма разнообразны. Это электроды для регистрации разности потенциалов электрических полей, датчики Холла и феррозонды для регистрации магнитных полей, индуктивные катушки для регистрации электромагнитных полей. Часто совмещают датчики в одном устройстве. Например, измерительный конденсатор, между обкладками которого находится ОК одновременно создает электрическое поле и позволяет регистрировать параметры ОК, обмотка вихретокового преобразователя создает электромагнитное поле и позволяет регистрировать параметры последнего.

Электромагнитные методы применяют для контроля различных объектов. С точки зрения рационального выбора вида электромагнитного НК все объекты контроля обычно делят на изоляционные (диэлектрики) и электропроводящие. В тоже время они могут быть ферромагнитными и неферромагнитными. Ферромагнитные объекты целесообразно контролировать магнитными методами, однако в некоторых случаях успешно используют и вихретоковые.

Вихретоковые методы и приборы применяются для контроля промышленных деталей и изделий из металлов, полупроводников и графита, металлических покрытий на диэлектриках и диэлектрических покрытий металлов. В них используют зависимости между структурой, физико-химическими параметрами и состояния изделий, с одной стороны, и распределением вихревых токов, возбуждаемых переменным электромагнитным полем, с другой. Основанные на этом приборы могут различать и контролировать параметры, влияющие на величину вихревых токов: удельную электропроводность, магнитную проницаемость, и т д. Они позволяют осуществлять сортировку материалов по маркам (химическому составу), контролировать качество промышленной поставки деталей и изделий.

В настоящее время у металловедов мощный арсенал средств получения различных материалов:

- обработка в защитных средах;

- порошковая металлургия;

- технология сверхвысоких давлений;

- материал для использования сверхвысокого вакуума.

К примеру ферромагнитные материалы это большинство марок сталей, железа, никель, кобальт и др. Обычно это электропроводящие материалы, хотя они могут быть и изоляционными, например магнитодиэлектрики.

Для контроля объектов из изоляционных неферромагнитных материалов можно применять электрические методы, например электроемкостный. Электропроводящие объекты, особенно не ферромагнитные, лучше всего контролировать вихретоковыми методами.

В тоже время необходимо иметь в виду, что с электромагнитными успешно конкурируют и другие виды контроля: акустический, радиационный, тепловой и т .д .

В любом случае для правильного выбора вида, метода и средства НК необходимо знание возможного диапазона изменения физических свойств и параметров материала ОК, его структуры, технологии производства, влияющий на этот диапазон, а также условий эксплуатации ОК. Это в свою очередь, требует тесного взаимодействия конструкторов, технологов, эксплуатационников и специалистов по НК [1].

Важной проблемой таможенного контроля является проблема контроля металлов, сплавов, лома и полезных ископаемых, транспортируемых через таможню РФ за границу. С целью решения задач контроля такого рода материалов учебное пособие направлено на подготовку специалистов, освоивших основные вопросы теории, изучивших принципы и режимы работы технических средств контроля.

В учебном пособии рассматриваются основы взаимодействия различных видов излучения с веществом, методы контроля металлов, сплавов, лома: метод масс-спектрометрии; гамма-флуоресцентный метод; эмиссионный метод; метод вихревых токов; ультразвуковой метод. В каждом случае излагаются физические основы методы, технические средства для реализации метода и методические особенности контроля.

Отдельным разделом представлены радиометрические методы контроля полезных ископаемых (руд): спектроскопия вторичных излучений; методы, основанные на регистрации гамма- или рентгеновского излучения; фотометрические и радиоволновые методы.

Автор выражает свою благодарность и признательность инженеру кафедры ПК и СЭБ (СЗТУ) Кравченко Н. А, за помощь, оказанную при написании и оформлении учебного пособия.