Разрушающие методы контроля сварных соединений. «Разрушающий и неразрушающий контроль сварных соединений» final.. Ал ь эса ви валид мо хаммед рази
 Скачать 0.85 Mb.
|
|
0 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМ. Р.Е. АЛЕКСЕЕВА Кафедра машиностроения Доцент 2021 г. Выполнил студенты группы М20-СПК Ал ь -эса ви валид мо хаммед рази Нижний Новгород 2021 Специальные методы контроля качества сварных соединений 1 Содержание 1- Классификация дефектов …………………………………….….2 2- ВЛИЯНИЕ ДЕФЕКТОВ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ………………………………………………………………............7 2.1. Влияние плоскостных и объемных дефектов……..12 2.2 Критерии оценки дефектов сварных соединений ……….….13 3- Разрушающие методы контроля сварных соединений ………….…….14 4- ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ………………..…… 17 2 1 Классификация дефектов Дефектами в сварных соединениях называют отклонения от норм, предусмотренных стандартами и техническими условиями. В сварных соединениях, выполненных сваркой плавлением, различают дефекты в зависимости от причин возникновения и места их расположения. В зависимости от причин возникновения дефекты можно разделить на две группы. К первой группе относятся дефекты, связанные с металлургическими и тепловыми явлениями, происходящими в процессе образования, формирования и кристаллизации сварочной ванны и остывания сварного соединения: горячие и холодные трещины в металле шва и около- шовной зоне, поры, шлаковые включения, неблагоприятные изменения свойств металла шва и зоны термического влияния. Вторую группу составляют дефекты формирования швов, т.е. дефекты, происхождение которых связано в основном с нарушением режима сварки, неправильной подготовкой и сборкой элементов конструкции под сварку, неисправностью оборудования, небрежностью и низкой квалификацией сварщика и другими нарушениями технологического процесса. К таким дефектам относятся: несоответствие швов расчетным размерам, непровары, подрезы, прожоги, наплывы, незаваренные кратеры и др. Сварочные дефекты классифицируют по форме, величине, массовости и расположению в шве (рис. 1). В зависимости от места нахождения дефекты условно делят на наружные и внутренние. 3 Рис. 1. Классификация дефектов сварных швов Наружные (внешние) дефекты - это дефекты формы шва, подрезы, прожоги, наплывы, кратеры, а также трещины и поры, выходящие на поверхность металла (рис. 2). В большинстве случаев наружные дефекты можно определить при внешнем осмотре. Неравномерная форма шва (рис..2, а) появляется вследствие неустойчивого режима сварки, неточного направления электрода относительно разделки, неравномерности зазора и угла скоса кромок, а также в местах Рис..2. Наружные дефекты сварных швов расположения прихваток. Этот дефект обычно возникает в результате недостаточной квалификации сварщика Подрезы образуются на поверхности швов и представляют собой углубления (канавки) в основном металле, идущие вдоль границы шва 4 (рис..2, б). Они возникают в результате большого сварочного тока и длинной дуги, так как при этом возрастает ширина шва и сильнее оплавляются кромки. Основной причиной образования подрезов при выполнении угловых швов является смещение электрода в сторону вертикальной стенки, которая плавится раньше и стекает на горизонтальную полку. В таких случаях на горизонтальной полке образуются наплывы. Прожоги - это сквозное проплавление основного или наплавленного металла с образованием в нем отверстия (рис..2, в). Причинами их образования могут быть большая сила сварочного тока при небольшой скорости сварки, превышение зазора между свариваемыми кромками, недостаточное притупление кромок. Наиболее часто прожоги образуются при сварке тонкого металла и выполнении первого прохода многослойного шва. Прожоги могут появляться также в результате плохого поджатия медной подкладки или флюсовой подушки. Наплывы образуются от натекания расплавленного металла сварочной ванны на кромки нерасплавившегося основного металла (рис..2, г). Чаще всего они возникают при выполнении дуговой сваркой горизонтальных швов на вертикальной плоскости. Причинами образования наплывов являются: большая сила сварочного тока, неправильный наклон электрода, слишком длинная дуга, неудобное пространственное положение соединяемых деталей при сварке. Кратеры образуются при внезапном прекращении сварки и имеют вид углублений в застывшей сварочной ванне (рис..2, д). К внутренним дефектам относят поры, шлаковые включения, непровары, трещины, несплавления, перегрев металла, а также неметаллические включения, пережог металл, смещение свариваемых кромок (рис..3). Эти дефекты выявляют методами неразрушающего контроля. 5 Рис..3. Внутренние дефекты сварных швов Поры - это газовые пустоты в металле шва (рис..3, а). Газовые поры образуются в результате перенасыщения жидкого металла газами, которые не успевают выйти на поверхность во время его быстрой кристаллизации и остаются в нем в виде пузырьков. Размер внутренних пор колеблется от нескольких микрометров до 2-3 мм в диаметре. Поры могут быть распределены в шве в виде отдельных включений (одиночные поры), в виде цепочки по продольной оси шва или отдельными группами (скопление пор). При сварке поры могут выходить на поверхность (рис..3, б). Такие поры являются канальными, их называют свищи. Причины образования газовых пор: загрязненность кромок свариваемого металла (ржавчина, окалина, масло, краска и др.), использование отсыревших электродов, завышенная длина дуги. Поры могут быть вызваны чрезмерно большой скоростью сварки, в результате которой нарушается газовая защита ванны жидкого металла. Образование пор возможно также при повышенном содержании углерода в основном металле и при неправильном выборе электродов. Шлаковые включения в металле шва - это небольшие объемы (рис..3, в), заполненные неметаллическими веществами (шлаками, оксидами). Они достигают нескольких миллиметров и могут быть различной формы: круглые, продолговатые, плоские или пленки. Встречаются микроскопические включения в виде нитридов, сульфидов, оксида железа. Шлаковые включения располагаются на границе сплавления основного металла с наплавленным, а при многослойной сварке - на поверхности предыдущих слоев. 6 Шлаковые включения образуются в шве из-за плохой очистки свариваемых кромок от окалины и других загрязнений, а чаще всего от шлака на поверхности первых слоев многослойных швов при заварке последующих слоев. Недостаточный сварочный ток и чрезмерно большая скорость сварки также могут вызывать появление шлаковых включений. Непровары - дефекты в виде несплавления в сварном соединении вследствие неполного расплавления кромок или поверхностей ранее выполненных валиков сварного шва (рис..3, г). Различают непровары по кромке и непровары по сечению. Первые оказывают большее влияние на прочность шва. При этом виде непровара между металлом шва и основным металлом обычно обнаруживаются тонкие прослойки оксидов, а иногда грубые шлаковые прослойки. Причинами образования непроваров являются: плохая подготовка кромок свариваемых деталей, малое расстояние между кромками деталей, неточное направление электродной проволоки относительно места сварки, недостаточный сварочный ток или чрезмерно большая скорость сварки, неустойчивый режим сварки и т.п. Трещины - это частичное местное разрушение сварного соединения (рис..3, д). Они могут возникать в результате надрыва нагретого металла в пластическом состоянии или в результате хрупкого разрушения после остывания металла до низких температур. Чаще всего трещины образуются в жестко закрепленных конструкциях, они могут располагаться вдоль и поперек сварного соединения, а также в основном металле в местах пересечения и сосредоточения швов. Причинами образования трещин могут быть также неправильно выбранная технология или плохая техника сварки. Несплавления возникают, когда наплавленный металл сварного шва не сплавляется с основным металлом (рис..3, е) или с ранее наплавленным металлом предыдущего слоя того же шва. 7 Несплавления образуются вследствие плохой зачистки кромок свариваемых деталей от окалины, ржавчины, краски, при чрезмерной длине дуги, недостаточном токе, большой скорости сварки и др. Неметаллические включения в металле шва - макро- и микроскопические частицы соединений металла с кислородом (оксидов), азотом (нитридов), серой (сульфидов), фосфором (фосфидов), а также шлака, покрытий и т.п. Неметаллические включения образуются в результате протекающих в металле процессов, например химических реакций, а также в результате попадания инородных частиц извне. Перегрев металла (рис..3, ж) - рост зерна в зоне термического влияния. Причина дефекта- длительное время пребывания металла при высоких температурах. Пережог металла (рис..3, ж) - окисление границ зерен металла при высоких температурах. Перегрев металла - дефект устранимый, пережог - неустранимый. Смещение сваренных кромок - неправильное положение сваренных кромок друг относительно друга. Причиной дефекта является плохая сборка деталей под сварку. 2 ВЛИЯНИЕ ДЕФЕКТОВ НА РАБОТОСПОСОБНОСТЬ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Предельными состояниями металлических конструкций и деталей яв- ляются состояния, когда их эксплуатация считается невозможной, опасной или нежелательной. Наступление текучести, потеря устойчивости, появле- ние течи, образование трещины в детали – все это примеры предельных состояний. Чаще всего наступление предельного состояния связывают с появлением в металле какого-то явления или 8 процесса, например, прогиб балки заданной величины, определенные удлинения металла при ползучес- ти и т. д.. В некоторых случаях приходится рассматривать возможность наступ- ления в одной и той же детали нескольких предельных состояний. Напри- мер, в сварном раскосе фермы, работающем при переменных растягиваю- щих и сжимающих нагрузках, возможными предельными состояниями будут: наступление текучести, потеря устойчивости при сжатии, появление трещины усталости или разрушение в момент приложения максимальной растягивающей нагрузки. Самыми опасными предельными состояниями следует считать разру- шения конструкций и сооружений. В то же время наступление текучести, хотя и используется часто в расчетах для определения требуемого сечения элементов, не относится к аварийно опасным, так как вызывает лишь нару- шение размеров вследствие пластических деформаций. Часто конструкции проектируют так, чтобы предельное состояние в них в период эксплуатации не наступало. В некоторых случаях, если достиже- ние предельного состояния не вызывает аварийного состояния, предусмат- ривают возможность ремонта конструкции или замены узла, когда предель- ное состояние уже наступит. Степень близости эксплуатационного состояния к предельному может быть различной, что оценивают вероятностью отсутствия наступления предельного состояния. Чем выше эта вероятность – тем выше уровень работоспособности сварной конструкции. Под работоспособностью сварных конструкций понимают их способ- ность сопротивляться наступлению тех предельных состояний, которые ог раничивают их нормальную эксплуатацию. Понятие работоспособности относится не только к сварным конструкциям, но и к отдельным сварным соединениям. Источники разрушений, связанные с применением в конст- рукции сварных соединений, многообразны – это, 9 например, технологи- ческие несплошности, возникающие в процессе производства сварных конструкций. Возникновение несплошностей, а также конструктивных концентра- торов напряжений, связанных с резкими переходами от основного метал- ла к металлу шва или от одного элемента к другому, может способство- вать снижению надежности сварного соединения. Наиболее сильное вли- яние несплошностей наблюдается при работе конструкции с накопленными усталостными повреждениями. В этом случае даже небольшой дефект или концентратор может стать источником зарождения трещины. 10 печивает бездефектного сварного соединения без последующего исправ- ления, так как на качество сварных соединений оказывают влияние мно- гие факторы металлургического, технологического и производственного характера. Качественным сварным соединением можно считать соединение, име- ющее прочностные характеристики металла во всех зонах шва не ниже, чем у основного металла соединяемых элементов, но и не превышающие их более чем на 15...25 %. Кроме того, металл соединения должен иметь характерис- тики пластичности не хуже, чем у основного металла, а шов не должен со- держать дефекты более установленной нормативными документами вели- чины. Качество металла шва обеспечивают выбором соответствующих сва- рочных материалов Правильный и объективный подход к оценке качества сварных конст- рукций должен основываться на прочностных и экономических расчетах с определением реальной несущей способности конструкций. Определение механических свойств сварного шва, околошовной зоны и основного метал- ла проводят при отработке технологического процесса сварки. Анализ разрушений показывает, что многие из них происходят по околошовной зоне, а не по сварному шву. Наличие тех или иных дефектов в сварных соединениях само по себе еще не определяет потерю работоспо- собности этих соединений. Однако дефекты могут существенно снижать работоспособность конструкций и даже привести при определенных услови- ях к ее разрушению. Наибольшую опасность представляют внутренние де- фекты, так как их нужно обнаружить, не разрушая сварной конструкции. В табл. 4 приведены причины разрушения сварных конструкций по данным Международного института сварки (МИС). Основными причинами разрушения являются: • нерациональность спроектированных конструкций; • наличие дефектов в сварных соединениях; • нарушение технологии сварки. Степень влияния дефектов зависит от большого числа конструктивных и эксплуатационных факторов 11 • свойств свариваемого материала; • конструкции соединения; • схемы нагружения; • концентраторов напряжений; • вида нагрузки; • агрессивности среды; • температурных воздействий; • вероятности и опасности отказа оборудования Таблица 1 Причины разрушения сварных конструкций по данным МИС Причины разрушения сварных конструкций Кол-во случаев разрушения, % Нерациональность спроектированных конструкций, в том числе: 28,8 неправильное конструирование введение сварных узлов в участки повышенных напряжений 22,5 6,3 Наличие дефектов в сварных соединениях, в том числе: 21,3 дефекты в швах или высокие остаточные напряжения дефекты формирования швов 12,5 8,8 Повышенные напряжения при эксплуатации, чрезмерные нагрузки 20,0 Нарушение технологии сварки трудносвариваемых сталей 18,7 Влияние коррозии 5,0 Неправильная подготовка перед сваркой 3,7 Неправильное применение смежных процессов 2,5 Для определения надежности сварных конструкций и установления требований, предъявляемых к качеству сварных соединений, очень важно располагать сведениями о влиянии наиболее вероятных дефектов на проч- 12 ность сварных соединений в условиях, близких к реальным . Влияние различных дефектов на механические свойства сварного соединения опре- деляется величиной (длина и глубина) и формой дефектов, частотой их по- явления, материалом конструкции, условиями эксплуатации (положительная или отрицательная температура), характером нагрузки (статическая или динамическая. 2.1. Влияние плоскостных и объемных дефектов Наиболее опасны дефекты, имеющие вытянутую форму и острые очер- тания; менее опасны дефекты округлой формы. С увеличением глубины дефектов влияние их на прочность резко возрастает, поэтому в сварных швах ответственных конструкций могут быть допущены лишь неглубокие дефек- ты, не превышающие 5...10 % толщины соединяемых деталей. Для изделий, работающих в условиях статических нагрузок, наиболее опасным является расположение дефектов перпендикулярно максимально- му растягивающему усилию. Концентрация напряжений в месте расположе- ния дефектов еще более усиливает их влияние на прочно Значительно меньшую опасность представляют дефекты, расположенные параллельно или под очень малым углом к направлению к действующему усилию. При статической нагрузке основное влияние на прочность конструкции оказывает относительная величина дефекта, если материал сварного соеди- нения обладает большим запасом пластичности. Однако это свойственно кон- струкциям, работающим при температуре до –60 °С. При более низких температурах прочность определяется интенсивностью напряжений в зоне дефекта . При статических, а тем более динамических нагрузках наличие тре- щин любой величины в сварных конструкциях не допускается, так как де- фекты такого рода способствуют концентрации внутренних напряжений и легко распространяются вглубь металла. Исправление возможно при наличии единичных трещин, а сварное соединение с множественными трещинами исправлению не подлежит. Результаты многочисленных исследований показали, что для пластичных металлов и сплавов при статической нагрузке влияние величины непро- вара на уменьшение их прочности прямо пропорционально его относитель- ной глубине или площади. В то же время для малопластичных и высоко- прочных матери алов такая пропорциональность при статической , динамической и 13 вибрационной нагрузке нарушается. показа- но влияние дефектов на прочностные характеристики сварных соединений .- Часто даже при относительно больших непроварах разрушение свар- ного соединения происходит по околошовной зоне, что компенсируется уси- лением шва. Так, в стыковых соединениях труб из низколегированной стали непровары до 20 % толщины стенки полностью уравновешиваются валиком усиления, однако при низких температурах резко падают прочность и плас- тичность. По данным МГТУ им. Н. Э. Баумана, непровар глубиной 25 % при понижении температуры до –45 °С снижает разрушающее напряжение сварного соединения в два раза. Согласно результатам Института электро- сварки им. Е. О. Патона, непровар в корне стыкового шва, находящийся под действием растягивающей нагрузки при температуре –20 °С, приво- дит к такой хрупкости соединения, что оно может разрушиться даже под действием небольших усилийсть 2.2 Критерии оценки дефектов сварных соединений Показатели качества сварных соединений При оценке качества большое значение имеет форма единичных дефектов в соединениях, их количество, доля брака, а также доля ис- правленных дефектов. Исправление дефектов не всегда повышает рабо- тоспособность изделия. Кроме того, исправление дефектов связано с до полнительными экономическими затратами. Уровень размеров дефектов, допустимых без исправления, регламентируют отраслевые НТД полнительными экономическими затратами. Уровень размеров дефектов, допустимых без исправления, регламентируют отраслевые НТД . Используют показатели качества сварки двух видов: альтернативные (да, нет) и количественные (измеримые). Альтернативные показатели – это обычно доля брака Б = nБ/n или доля дефектных элементов q = n Д/n. Их вы- числяют, исходя из числа бракованных n или дефектных n элементов . в выборке из единиц продукции стыков или участков шва; n – общее число элементов. 14 Распределение дефектов сварных швов по видам Таблица 2 . 3 Разрушающие методы контроля сварных соединений К способам контроля сварных соединений с их разрушением относятся: механические испытания; металлографические исследования; специальные испытания с целью получения характеристик сварных соединений. Эти испытания проводят на сварных образцах, вырезаемых из самого изделия или из специально сваренных контрольных соединений, выполненных в соответствии с требованиями и технологией на сварку Виды дефектов Распределение дефектов, % Резервуары H = 6…20 мм Судовые конструкции, нефтегазовое оборудование, трубопроводы Н = 3,5…40 мм Энергетическое оборудование Н = 50…250 мм Завод № 1 Завод № 2 Завод № 1 Завод № 2 Объемные ( компактные): одиночные ( шлаки) скопления ( поры, риски) цепочки ( поры) 68,7 62,6 2,2 3,9 66,0 58,0 4,1 3,9 70…75 60…70 15…30 – 91,7 55,0 23,6 15,1 65…75 62…76 – 5…15 Плоскостные: непровары непровары с трещиной трещины подрезы 31,3 9,3 7,2 11,5 3,2 34,0 5,7 4,7 21,6 2,0 25…30 5…10 5…10 0,5 …5 – 8,3 6,2 – 2,1 – 2 5…30 6…28 – 0,4 …8 – 15 изделия в условиях, соответствующих сварке. Целью этих испытаний являются: оценка прочности и надежности сварных соединений и конструкций; оценка качества основного и сварочного материалов; оценка правильности выбранной технологии; оценка квалификации сварщиков. Свойства сварного соединения сопоставляют со свойствами основного металла. Результаты считаются неудовлетворительными, если они не соответствуют заданному регламентированному уровню. испытание сварного соединения в целом и металла различных участков сварного соединения (наплавленного металла, зоны термического влияния, основного металла) на статическое (кратковременное) растяжение, статический изгиб, ударный изгиб (на надрезанных образцах), на стойкость против механического старения; измерение твердости металла различных участков сварного соединения и наплавленного металла. Контрольные образцы для механических испытаний выполняют определенных размеров (рис. 4). Испытаниями на статическое растяжение определяют прочность сварных соединений. Испытаниями на статический изгиб определяют пластичность соединения по величине угла изгиба до образования первой трещины в растянутой зоне. Испытания на статический изгиб проводят на образцах с продольными и поперечными швами со снятым усилением шва заподлицо с основным металлом. Испытаниями на ударный изгиб, а также ударный разрыв, определяют ударную вязкость сварного соединения. По Результатам определения твердости судят о структурных изменениях И степени подкалки металла при охлаждении после сварки. 16 Металлографические исследования сварных соединений. Основной задачей металлографического анализа является установление структуры металла и качества сварного соединения, выявление наличия и характера дефектов. Металлографические исследования включают в себя макро- и микроструктурный методы исследования металлов. Рис. 4. Образцы для определения механических свойств: а, б — на растяжение наплавленного металла (а) и сварного соединения (б), в — на изгиб, г — на ударную вязкость При макроструктурном методе изучают макрошлифы и изломы металла невооруженным глазом или лупой (увеличение до 20 раз). Макроисследование позволяет определить характер и расположение видимых дефектов в разных зонах сварных соединений. При микроструктурном анализе (микроанализ) исследуется структура металла при увеличении в 50—2000 раз с помощью оптических микроскопов. Микроисследование позволяет установить качество металла, в том числе обнаружить пережог металла, наличие окислов по границам зерен, засоренность металла неметаллическими включениями (оксидами, 17 сульфидами), величину зерен металла, изменение состава металла при сварке, микроскопические трещины, поры и некоторые другие дефекты структуры. Методика изготовления шлифов для металлографических исследований заключается в вырезке образцов из сварных соединений, шлифовке, полировке и травлении поверхности металла специальными травителями. Металлографическое исследование сварных соединений дополняется измерением твердости и при необходимости химическим анализом. Специальные испытания проводят с целью получения характеристик сварных соединений, учитывающих условия эксплуатации сварной конструкции: определение коррозионной стойкости для конструкций, работающих в коррозионных средах; усталостной прочности при циклических нагрузках; ползучести при эксплуатации в условиях воздействия повышенных температур и др. 4 ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ Исторически первым и до сих пор наиболее распространенным методом неразрушающего контроля (НК) качества сварных соединение является радиационным. Несмотря на относительно высокая стоимость и биологическая опасность, радиационные методы (радиография, радиометрия, радиоскопия) в сварочном производстве доминируют. В случае сочетания нескольких разметодов результатов радиационного просвечивания (благодаря наглядности) оказываются при их принятии окончательного решения о продукции. Наиболее полная классификация методов НК содержится в ГОСТ 18353-79, на основании которого дадим описание визуального, капиллярного,магнитного, оптического, радиационного, радиоволнового, вихретокового, теплового, течеискания и электрических методов неразрушающего контроля, а также рассмотрим основныеласти их применения [2, 3, 6, 7]. Визуальный контроль и 18 измерения предшествует всем видам НК, всем технологическим операциям. После этого формируются требования к подготовительным работам, оборудованию, решаорганизационные вопросы выполнения других методов НК. Акустический метод НК основан на регистрации параметров упругих колебаний, возбуждаемых в контролируемом объекте (КО). Этот вид контроля применимости ко всем материалам, прос водящим акустические волны: металлам, пластмассам, керамике, бетону и т. д. Из акустических методов контроля наиболее широко распространен ультразвуковой, который позволяет обнаруживать внутренние дефекты, неоднородности структуры, оценивать механические свойства материалов, анализировать их напряженное состояние. Широко применяются также методы акустической эмиссии, вибрации, свободных колебаний, резонансный и др. Капиллярный контроль основан на проникновении индикацииторных жидкостей (пенетрантов) в полости поверхностных дефектов и регистрации индикаторного рисунка (цветного, люминесцентного, контрастного). Его применяют для обнаружения слабо видимых невооруженным глазом поверхностных дефектов. Этот метод нашел широкое применение в авиации, точном машиностроении, в сварочном производстве. Магнитный метод НК основан на регистрации магнитных полей рассеяния дефектов или магнитных свойств КО. Его применяют для контроля объектов из ферромагнитных материалов. По типу детектора, регистрирующего эти поля, различают магнитопорошковый, магнитографический, феррозондовый и др. вды магнитного контроля. Процесс намагничивания и перемагничивания ферромагнит Материал сопровождается гистерезисными явлениями. Свойства, которые необходимо контролировать (химический состав, структура, наличие несплошностей и др.), обычно связаны с соблюдением режима намагничивания и формами петель гистерезиса, оценивая которые можно сделать вывод о тех или данные параметры продукции, о его прочностных характеристиках, продолжительности эксплуатации объекта и др. Оптический метод НК основан на взаимодействии светового излучения с КО. Визуально-оптический контроль осуществляется с помощью луп, 19 шаблонов, микроскопов и эндоскопов. Чаще всего оптические методы широко применяют для контроля прозрачных объектов. С его помощью обнаруживают макро и микродефекты, структурные неоднородности, внутренние напряжения (по вращению плоскости поляризации). Использование гибких светодиодов, лазеров, оптической голографии, ширографии, телевизионной техники расширяет область применения оптических методов и повышения точности измерения. Радиационный метод НК основан на прославлении никающего ионизирующего излучения с КО. В зависимости от природы ионизирующего излучения этот метод контроля подразделяют на рентгеновский, гамма, бета, нейтронный виды контроля. Этот метод НК пригоден для контроля любых материалов. По характеру представления информации различают радиоскопию, радиометрию и радиографию. Имеются хорошие ререзультаты по использованию обратно рассеянного излучения фотонов при одностороннем доступе к объекту. Радиоволновой метод основан на регистрации изменений параметров электромагнитных колебаний, взаимодействующих с КО. Обычно применяют волны сверхвысокочастотного (СВЧ) диапазона длины 1 100 мм. Так контролируют изделия из материалов, в которых радиоволны затухают не очень сильно. Это диэлектрики (пластмассы, керамика, стекловолокно), магнитодиэлектрики (ферриты), полупроводники, различные грунты и т. п. Вихретоковый метод основан на регистрации изменений взаимодействия собственного электромагнитного поля катушки с электромагнитным полем токов, наводимых этой катушкой в КО. Интенсивность и распределение вихревых токов в объекте зависит от его геометрических размеров, электрических и магнитных свойств материала, от наличия в материале нарушений сплошности, взаимного расположения преобразователя и объекта. Этот метод НК в различных вариантах применяют с целью поверхностных и подповерхностных дефектов, контроля геометрических размеров, оценки химического состава, структуры, внутренних напряжений электропроводящих материалов. Тепловой метод НК основан на регистрации тепловых полей,температуры или теплового контраста КО. Он применим к объектам из любых материалов. Наиболее эффективным средством бесконтактного наблюдения, регистрация температурных полей и тепловых потоков 20 является сканирующий тепловизор. Термография широко используется для диагностики энергетического оборудования, зданий, продуктопроводов, электрических подстанций. Метод течеискания использует индикаторные вещества, проникающие в полость дефекта под действием разности давлений и капиллярных сил, а также химические реакции и другие проявления сквозных дефектов, сечения которых незначительны. Электрический метод НК основан на регистрации электрических полей и электрических параметров КО или полей, возникающих в нем в результате внешнего воздействия (термоэлектрический и трибоэлектрический методы). В этих методах первичными информативными минимальными величинами электрические емкостей и потенциалов. Каждый из этих методов применим для решения определен высокого класса задач контроля качества и технической диагностики (ТД). В зависимости от ответственности, его магнитных, акустических и других свойств, степени сложности конфигурации детали и доступности к зонам контроля применяют несколько взаимно совместных методов. Например, для контроля качества труб магистральных газопроводов применяют четыре вида НК: визуальный, ультразвуковой, радиационный, магнитный. Таким образом, в основу классификации методов НК (ГОСТ18353-79) положены физические возможности взаимодействия поля или вещества с КО. Все методы НК классифицируются по следующим пяти основным признакам: по виду физических полей излучения или веществ, взаимодействующих с КО; по характеру физических полей, излучений или вещества с КО; по первичным информативным параметрам; по индикации первичной информации; по способам представления окончательной информации. Однако из всего разнообразия видов НК в сварочном покрытии изводстве нашли широкое применение в основном пять методов: радиационный, акустический, магнитный, проникающих веществ и визуально-оптический, которые исследуют на этом кратком пособии по контролю качества сварных соединений. |