1.3 Выбор метода контроля

При проведении контроля технического состояния сложных систем и агрегатов одной из актуальных является задача объективного и своевременного обнаружения дефектов различной природы и организация контроля за развитием дефектов из-за старения элементов при эксплуатации.

Одним из путей предотвращения нежелательных последствий от эксплуатации изделий с дефектами является систематическое использование методов неразрушающего контроля. Дефектом называется каждое отдельное несоответствие продукции требованиям нормативно-технической документации. Однако в практике применения средств неразрушающего контроля нет полного соответствия понятия “дефект” определению по стандарту. Обычно под дефектом понимают отклонение параметра от требований проектно-конструкторской документации, выявленное средствами неразрушающего контроля. В данном объекте контроля дефекты производственно-технологические, возникающие в процессе изготовления изделия.

Выбор метода неразрушающего контроля должен быть основан помимо априорного знания о характере дефекта на таких факторах, как:

-условия работы изделия;

-форма и размеры объекта;

-физические свойства материала;

-условия контроля и наличие подходов к проверяемому объекту;

-технические условия на изделия, содержащие количественные критерии недопустимости дефектов и зачастую нормирующие применение методов контроля на конкретном изделии;

-чувствительность методов.

Достоверность результатов определяется чувствительностью методов неразрушающего контроля, выявляемостью и повторяемостью результатов.

Чувствительность метода контроля является важной его характеристикой.

Специфические особенности каждого вида неразрушающего контроля делают необходимым проведение анализов всех видов неразрушающего контроля для качественного решения поставленных задач. В основу классификации методов неразрушающего контроля положены физические процессы взаимодействия физического поля или вещества с объектом контроля. С точки зрения физических явлений, на которых они основаны, выделяют девять видов неразрушающего контроля. Каждый из видов контроля подразделяют по трем признакам:

-по характеру взаимодействия поля с объектом контроля;

-по первичному информативному параметру физического поля;

-по способу получения первичной информации.

Проанализируем различные методы неразрушающего контроля с точки зрения возможности их применения для обнаружения дефектов в сварных швах. Так как обнаружению подлежат внутренние дефекты, то оптические методы и методы контроля течеисканием для этих целей не пригодны. Весьма проблематично применение для обнаружения дефектов в сварных конструкциях тепловых методов. Остановимся более подробно на анализе акустических, вихретоковых, радиационных и магнитных методов контроля.

Вихретоковый вид неразрушающего контроля основан на анализе взаимодействия электромагнитного поля вихретокового преобразователя с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в контролируемом объекте. Его применяют только для контроля изделий из электропроводящих материалов. Вихретоковый вид позволяет выявить поверхностные и подповерхностные трещины глубиной 0,1…0,2 мм и протяженностью более 1мм., расположенные на глубине до 1мм. На чувствительность значительное влияние оказывает зазор между преобразователем и поверхностью контролируемого изделия, а также взаимное расположение преобразователя и изделия, форма и размеры объекта контроля. С увеличением зазора чувствительность метода резко падает. Существенно снижает чувствительность метода к обнаружению дефектов и структурная неоднородность зоны контроля [3,4].

Вихретоковые методы редко применяют при контроле сварных швов, так как электропроводность отдельных зон шва и около шовной зоны значительно меняются, то это создает помехи при выявлении дефектов сварного шва [4].

Радиационный вид неразрушающего контроля основан на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения после взаимодействия его с контролируемым объектом.

Методы радиационной дефектоскопии могут успешно применяться для обнаружения несплошностей в ответственных металлоконструкциях. Наиболее чувствительны они по отношению к объемным дефектам (поры, шлаковые включения). Однако обнаружение узких трещин и стянутых непроваров особенно ориентированных под углом к лучу просвечивания при этом не гарантируется. Кроме того, контроль радиационными методами имеет низкую экономичность и не всегда высокую производительность. Так по данным ряда отраслевых НИИ, затраты на радиографический контроль одного метра шва больше в 10 раз, а время – в 13 раз по сравнению с магнитографическим методам [5].

Акустический вид неразрушающего контроля основан на регистрации параметров упругих волн, возникающих или возбуждаемых в объекте. К основным преимуществам ультразвуковой дефектоскопии относятся высокая чувствительность, мобильность аппаратуры, оперативность в получении результатов, низкая стоимость контроля. Методы широко распространены в промышленности для выявления дефектов: трещин, непроваров, шлаковых включений в сварных швах, – при толщине стенки изделия от 1 до 2800 мм. Основными недостатками акустических методов являются высокие требования к чистоте обработки поверхности объекта контроля, трудность создания надежного акустического контакта между преобразователем и изделием, имеющим криволинейную поверхность, неудовлетворительная выявляемость дефектов в поверхностном слое металла. Последнее особенно важно при контроле тонкостенных изделий, так как в этом случае могут быть пропущены дефекты значительной величины (по отношению к толщине стенки изделия), которые сильно ослабляют контролируемое сечение [6].

Магнитные методы контроля основаны на обнаружении магнитных полей рассеяния, возникающих при наличии различных дефектов сплошности, в намагниченных изделиях из ферромагнитных материалов. Поля рассеяния могут фиксироваться с помощью различных индикаторов и преобразователей: магнитного порошка, феррозонда, индукционного преобразователя и т.д.

Для надежного обнаружения дефектов в изделиях магнитопорошковым методом контролируемая поверхность должна быть зачищена до шероховатости, значение которой определяется требуемой чувствительностью метода.

При контроле ферромагнитных объектов достаточно широко применяют магнитографический метод контроля. В этом случае магнитные потоки рассеяния, обусловленные дефектами сплошности металла, записываются на магнитную ленту, затем запись считывается на дефектоскопе. О наличии дефектов судят по виду сигналограммы на экране дефектоскопа. Магнитографический метод контроля имеет ряд достоинств: высокую чувствительность (особенно к поверхностным и подповерхностным дефектам), высокую производительность, наличие документа свидетеля о контроле, низкие требования к чистоте контролируемой поверхности [5].

Подводя итоги приведенному краткому обзору методов неразрушающего контроля, можно констатировать, что в современных условиях наиболее пригодным для контроля сплошности заданного изделия является магнитографический метод контроля. Он обеспечивает высокую чувствительность к наиболее опасным дефектам, высокую производительность, малую подверженность действию мешающих факторов, безопасность для обслуживающего персонала.