6.14 Характеристика методов неразрушающего контроля

Методы неразрушающего контроля – это физические методы контроля, включающие методы обнаружения или измерения основных свойств или рабочих характеристик материалов, полуфабрикатов, деталей, узлов, агрегатов и изделий с целью установления их пригодности для определенных целей с помощью испытания, не уменьшающих их пригодности к применению.

В соответствии с ГОСТ 18353-73 методы неразрушающего контроля в зависимости от физических явлений, на которых они основаны, подразделяются на 10 основных видов: акустический, капиллярный, магнитный, оптический, радиационный, радиоволновый, тепловой, течеисканием, электрический, электромагнитный (вихревых токов).

При использовании методов неразрушающего контроля должен быть установлен требуемый уровень качества (нормы браковки); иначе возможны случаи необоснованного забракования или, наоборот, поступления в эксплуатацию изделий с дефектами. Дл обеспечения эффективности контроля и обеспечения нужного уровня качества необходимо надежное выявление всех дефектов.

Методы неразрушающего контроля не изменяют качество изделий. Их назначение заключается в том, чтобы способствовать поддержанию заданного уровня качества, а в случае необходимости они могут способствовать его повышению.

С помощью методов неразрушающего контроля выявляют дефекты, возникающие в процессе производства, ремонта или эксплуатации изделий.

Большинство методов неразрушающего контроля предназначено для определения качества или некоторых эксплуатационных характеристик контролируемого изделия (детали). С их помощью дефекты, как правило, выявляются косвенным путем. В метах расположения дефектов обычно изменяются физические характеристики материала детали. Выявление дефектов с помощью исследования этих изменений и является физической основой методов неразрушающего контроля. Измеряемые характеристики часто не оказывают существенного влияния на эксплуатационные характеристики контролируемого объекта. Например, при использовании магнитных методов контроля для выявления дефектов типа несплошности материала определяется наличие или отсутствие магнитных полей рассеяния. При этом магнитные поля рассеяния сами по себе не оказывают влияния, например, на срок службы детали, но несплошности, выявляемые при этом, оказывают на него весьма существенное влияние.

Большинство методов неразрушающего контроля позволяет не только исследовать наружную поверхность, но и определять нарушения сплошности материала детали, скрытые во внутренних областях, что способствует все более широкому применению этих методов в промышленности. Чаще всего эти методы применяются для выявления несплошностей в материале полуфабрикатов и деталей: трещин различного происхождения, раковин, рыхлот, неметаллических включений в металлах и металлических в неметаллах и т.д. Методы неразрушающего контроля применяются для контроля сварных, клеевых, паяных и диффузионных соединений, при этом выявляются непровары, раковины, трещины, включения в сварных соединениях, непропай, непроклей и т.д. Эти же методы дают возможность выявлять расслоения в слоистых неметаллических материалах.

С помощью неразрушающих методов можно также контролировать геометрические параметры: размеры заготовок и деталей, не поддающихся или с трудом поддающихся прямому измерению; диаметры прутков, труб даже в поточной линии; толщину листов и стенок труб при одностороннем доступе; толщину гальванических и неметаллических покрытий, неметаллических пленок и др.

Методы неразрушающего контроля дают возможность сортировать металлы по маркам, выявлять отклонения химического состава, определять качество термической обработки, измерять толщину слоя цементации, поверхностной закалки и т.п., глубину наклепанного слоя, выявлять зоны структурной неоднородности, определять электропроводность, коэрцитивную силу и т.д.

Следует учитывать, что нет универсальных методов неразрушающего контроля. Каждый имеет свою область применения и используется для выявления определенных видов дефектов. В некоторых случаях нельзя довольствоваться одним каким-либо методом контроля, приходится применять одновременно несколько.

Результаты, получаемые при применении методов неразрушающего контроля в основном качественные, а не количественные; поэтому для их расшифровки контролер должен иметь достаточную квалификацию. Обычно эти методы не позволяют определить механические характеристики материала, измерить разрушающие нагрузки и установить долговечность детали даже косвенно. Трудность заключается не только в умелом использовании этих методов контроля в нужных целях, но также в полной, правильной расшифровке получаемых результатов.

Существенное значение имеет практический опыт, хотя, конечно, он должен дополняться полным пониманием основных принципов неразрушающего контроля.

Многие методы неразрушающего контроля уже давно нашли применение в промышленности. Все более широкое их использование обусловлено рядом факторов: усложнением конструкций изделий и технологических процессов их изготовления; увеличением действующих напряжений (ввиду увеличения нагрузок на изделия и стремления к уменьшению массы) и т.п.

Удовлетворить всем требованиям контроля одни разрушающие методы уже не в состоянии. Они не могут обеспечить надежность критических элементов современных конструкций. Очевидно, особенно тщательно должны контролироваться детали конструкций, рассчитанных с минимальным запасом прочности. При этом необходим не выборочный, а сплошной контроль, так как в противном случае не будет гарантирован достаточный уровень качества всех деталей. А сплошной контроль возможен только при использовании методов неразрушающего контроля. В этих условиях методы неразрушающего контроля являются необходимой составной частью технологических процессов.

Требования к повышению качества материалов, необходимость контроля состояния деталей в процессе эксплуатации также способствуют все более широкому использованию этих методов.

Методы неразрушающего контроля очень эффективны и обладают рядом достоинств. В некоторых случаях они способствуют улучшению конструктивных решений, позволяют совершенствовать технологические процессы производства и регулировать их при изготовлении изделий. Во многих случаях они снижают затраты на производство, помогая выявлять дефекты на ранней стадии изготовления изделия.

Однако далеко не все ясно понимают эти достоинства. Часто к данным методам контроля относятся как к дополнительным обременительным операциям. Такой взгляд приводит к значительному снижению качества продукции и ее удорожанию.

В отдельных случаях методы неразрушающего контроля, хотя они и являются косвенными, обладают большей чувствительностью, точностью и надежностью, чем даже широко распространенные и дорогостоящие прямые методы – испытания для определения механических свойств.

Методы неразрушающего контроля можно использовать на любом машиностроительном предприятии как средство обеспечения высокого качества изделий и их долговечности. Контролеры не могут и не должны пользоваться одним каким-либо методом неразрушающего контроля, они должны уметь использовать их все.

Широкое распространение получили оптический, капиллярный, течеисканием, магнитный, электромагнитный, акустический, радиационный виды контроля. В меньшей степени применяются такие методы, как электрического сопротивления, термоэлектрический (ТЭДС), трибоэлектрический и др.

В последние годы успешно внедряются тепловой, радиоволновый методы, нейтронная радиография, метод акустической эмиссии и д.р.

Методы неразрушающего контроля надо применять с учетом их возможностей, чувствительности, производительности и т.д.

Рост требований к качеству продукции опережает развитие методов контроля. Перед контролерами поставлены задачи обеспечения сплошного непрерывного контроля, разработки способов регистрации расположения дефекта, значительного повышения чувствительности контроля уже разработанными методами.