Kvalitetskontroll av produkter är en viktig del av fastighetsförv altningssystemet. I varje produktionsled finns det specifika krav på olika typer av produkter och därmed på de material som används. Till en början var huvudkraven främst noggrannhet och styrka, men med utvecklingen av industrin och komplikationen av tillverkad utrustning har antalet egenskaper för vilka den kan förkastas ökat många gånger.
Det har blivit möjligt att kontrollera produkternas funktionella egenskaper utan att förstöra dem tack vare förbättringen av oförstörande testmetoder. Typer och metoder för att utföra det låter dig utvärdera en mängd olika parametrar utan att kränka produktens integritet, och därför så exakt som möjligt. Idag har inte en enda teknisk process för produktion av ansvarsfulla produkter utan ett väl utformat kontrollsystem rätt att introduceras i branschen.
Begreppet oförstörande testning
Denna process förstås som en uppsättning avsådana tester som föremålet direkt utsätts för, samtidigt som dess prestanda bibehålls utan att materialet skadas. Alla typer och metoder för oförstörande provning som finns idag har som huvudsyfte att säkerställa industrisäkerhet genom att övervaka tekniskt skick på utrustning, byggnader och konstruktioner. De utförs inte bara i produktionsstadiet (konstruktion), utan också för underhåll och reparation i rätt tid och av hög kvalitet.
Således kan olika typer av oförstörande testning enligt GOST mäta produkters geometriska parametrar, utvärdera kvaliteten på ytbehandlingen (till exempel grovhet), materialets struktur och dess kemiska sammansättning, närvaron av olika defekter. Aktuellheten och tillförlitligheten hos de erhållna uppgifterna gör att du kan justera den tekniska processen och producera konkurrenskraftiga produkter, samt förhindra ekonomiska förluster.
Inspektionskrav
För att resultaten av alla typer av oförstörande tester ska vara relevanta och effektiva måste de uppfylla vissa krav:
- möjligheten av dess implementering i alla tillverkningsstadier, under drift och reparation av produkter;
- kontroll bör utföras på det maximala antalet givna parametrar för en viss produktion;
- tid som spenderas på inspektion bör vara rimligt korrelerad med andra steg i produktionsprocessen;
- resultatens tillförlitlighet måste vara mycket hög;
- avmöjligheter till teknisk processkontroll bör mekaniseras och automatiseras;
- tillförlitligheten hos enheter och utrustning som används vid oförstörande testning, typer och villkor för deras användning bör varieras;
- enkel metod, ekonomisk och teknisk tillgänglighet.
Applications
Alla olika typer och metoder för oförstörande testning enligt GOST används för följande ändamål:
- detektering av defekter i kritiska delar och sammansättningar (kärnreaktorer, flygplan, undervattens- och ytvattenfarkoster, rymdfarkoster, etc.);
- defektoskopi av enheter designade för långtidsdrift (hamnanläggningar, broar, kranar, kärnkraftverk och andra);
- forskning genom metoder för oförstörande testning av metaller, typer av deras strukturer och möjliga defekter i produkter för att förbättra tekniken;
- kontinuerlig kontroll över förekomsten av defekter i enheter och enheter med högsta ansvar (till exempel pannor i kärnkraftverk).
Klassificering av typer av oförstörande tester
Baserat på principerna för drift av utrustning och fysikaliska och kemiska fenomen, är alla metoder indelade i tio typer:
- akustisk (särskilt ultraljud);
- vibroacoustic;
- med penetrerande ämnen (kapillär- och läckagekontroll);
- magnetisk (eller magnetisk partikel);
- optisk (visuell-optisk);
- strålning;
- radiovåg;
- termisk;
- elektrisk;
- Virvelström (eller elektromagnetisk).
Enligt GOST 56542 är typerna och metoderna för oförstörande testning som anges ovan ytterligare uppdelade enligt följande egenskaper:
- egenheter i samspelet mellan ämnen eller fysiska fält med ett kontrollerat objekt;
- primära parametrar som ger information;
- få primär information.
Akustiska metoder
I enlighet med klassificeringen av typer och metoder för oförstörande testning i enlighet med GOST R 56542-2015, är denna typ baserad på analys av elastiska vågor som exciteras och (eller) uppstår i ett kontrollerat objekt. Om ett frekvensområde större än 20 kHz används kan termen "ultrasound" användas istället för "akustisk".
Den akustiska typen av oförstörande testning är uppdelad i två stora grupper.
Först - metoder baserade på emission och mottagning av akustiska vågor. För kontroll används resande och stående vågor eller resonansvibrationer av det kontrollerade föremålet. Dessa inkluderar:
- Shadow-metoden. Närvaron av en defekt detekteras på grund av dämpningen av den mottagna signalen eller fördröjningen i dess registrering på grund av avrundningen av defekten med ultraljudsvågor.
- Eko-metod. Förekomsten av en defekt bestäms av ankomsttiden för signalen som reflekteras av defekten och föremålets ytor, vilket gör det möjligt att fastställa defektens placering i materialets volym.
- Mirror-shadow-metod. Det är en variant av skuggmetoden, som använder utrustning frånekometod. En svag signal är också ett tecken på ett fel.
- Impedansmetod. Om det finns en defekt i produkten, minskar impedansen för ett visst område av dess yta, som om den mjuknar. Detta påverkar amplituden hos stavsvängningarna, den mekaniska spänningen vid dess ände, svängningarnas fas och skiftningen av deras frekvens.
- Resonansmetod. Viktigt för att mäta filmbeläggningens tjocklek. Defekten hittas genom att sökaren flyttas längs produktens yta, vilket indikerar en försvagning av signalen eller att resonansen försvinner.
- Metod för fria vibrationer. Under testets gång analyseras frekvenserna av naturliga svängningar hos provet, som uppstår som ett resultat av påverkan på det.
Den andra gruppen inkluderar metoder baserade på registrering av vågor som uppstår i produkter och material:
- Akustisk emission. Den bygger på registrering av vågor som uppstår under bildning och utveckling av sprickor. Farliga defekter leder till en ökning av frekvensen och amplituden för signaler i ett specifikt frekvensområde.
- Brus-vibrationsmetod. Den består i att observera frekvensspektrumet för mekanismen eller dess delar under drift.
Typer och metoder för oförstörande testning från klassificeringen ovan används för en mängd olika ändamål. För att bestämma parametrarna för valsad metall med liten tjocklek, gummiprodukter, glasfiber, betong, är skuggmetoden bäst lämpad. Dess betydande nackdel är behovet av tillgång till produkten från två sidor. Med enkelriktad tillgång tillprovet kan använda spegelskugga eller resonansmetoder. Dessa två typer är väl lämpade för oförstörande provning av svetsfogar, samt för akustisk emission. Impedansmetoden, liksom metoden med fria vibrationer, kontrollerar kvaliteten på limmade och lödda produkter av glas, metall och plast.
kapillärmetoder
I enlighet med klassificeringen av typer och metoder för oförstörande testning i enlighet med GOST R 56542-2015, är kapillärmetoder relaterade till undersökning av penetrerande ämnen.
De är baserade på att droppar av speciella vätskor, kallade indikatorer, tränger in i defekternas hålrum. Metoden reduceras till att rengöra delens yta och applicera en penetrerande vätska på den. I detta fall fylls hålrummen, varefter vätskan avlägsnas från ytan. Resten av det detekteras med hjälp av en utvecklare, som bildar ett indikatormönster för platsen för defekterna.
Känsligheten hos den kapillära typen av oförstörande testning beror till stor del på valet av feldetekteringsmaterial, vilket gör deras preliminära verifiering obligatorisk. Indikatorförmågan hos lösningar kontrolleras mot vissa standardlösningar. Framkallarnas vithet kontrolleras genom jämförelse med en barytplatta (vithetsstandard).
Fördelen med kapillärmetoder är möjligheten att de kan användas i fält- och laboratorieförhållanden med olika omgivningstemperaturer. De kan dock bara upptäcka ytdefekter med ofyllda hålrum. Kapillärmetoder är tillämpliga förupptäckt av defekter i metalldelar och icke-metalldelar av olika former.
Magnetiska metoder
De är baserade på registrering av magnetfält som uppstår ovanför defekten, eller på bestämning av de magnetiska egenskaperna hos de studerade produkterna. Med magnetiska metoder kan du hitta sprickor, rullar och andra defekter, såsom de mekaniska egenskaperna hos ferromagnetiska stål och gjutjärn.
Klassificeringen av icke-förstörande typer och kontrollmetoder som finns tillgängliga i GOST tillhandahåller uppdelningen av magnetisk i följande underarter:
- magnetografisk (registrering av fält utförs med en ferromagnetisk film som indikator);
- magnetisk partikel (analys av magnetfält utförs med ett ferromagnetiskt pulver eller magnetisk suspension);
- magnetoresistor (registrering av strömagnetiska fält utförs av magnetoresistorer);
- induktionstyp av magnetisk oförstörande testning (storleken eller fasen av den inducerade EMF övervakas);
- ponderomotiv (kraften av magnetåterkallelse från ett kontrollerat objekt registreras);
- ferroprobe (baserat på mätning av magnetfältstyrka med hjälp av fluxgate);
- Halleffektmetod (magnetiska fält registreras av Hall-sensorer).
Optiska metoder
Typen av oförstörande testning baserad på verkan av ljusstrålning på ett föremål med registrering av resultaten av denna åtgärd kallas optisk. Konventionellt finns det tre grupper av metoder:
Visuell (liksom den visuellt-optiska metoden) bygger på operatörens (laboratorieassistentens) personliga egenskaper: erfarenhet, skicklighet, syn. Det är mycket tillgängligt och lätt att utföra, vilket förklarar dess spridning. Visuell kontroll utförs utan några optiska medel. Det är effektivt på stora föremål för att upptäcka grova brister, överträdelser av geometri och dimensioner. Visuell-optisk analys utförs med optiska hjälpmedel som förstoringsglas eller mikroskop. Det är mindre produktivt, så det kombineras vanligtvis med visuellt
- Fotometriska, densitometriska, spektrala och tv-metoder är baserade på instrumentella mätningar och kännetecknas av mindre subjektivitet. Dessa typer av optiska oförstörande tester är oumbärliga för att mäta geometriska dimensioner, ytareor, kontrollera dämpningskoefficienten, utvärdera transmission eller reflektivitet, detektering av fel.
- Interferens, diffraktion, faskontrast, refraktometriska, nefelometriska, polarisering, stroboskopiska, holografiska metoder är baserade på ljusets vågegenskaper. Med deras hjälp kan du styra produkter gjorda av material som är genomskinliga eller genomskinliga för ljusstrålning.
Strålningsmetoder
Baserat på effekten av joniserande elektromagnetisk strålning på ett föremål, följt av registrering av parametrarna för denna åtgärd och summering av kontrollresultaten. För strålningstypen oförstörande provning används olika strålningar, som gör det möjligt att beskriva deras kvanta med följande fysiska storheter: frekvens, våglängd ellerenergi.
Genom att passera produkten dämpas röntgen- eller gammastrålning, liksom neutrinoflöden, i varierande grad i sektioner med och utan defekter. De låter dig bedöma den interna förekomsten av brister. De används framgångsrikt för att kontrollera svetsade och lödda sömmar, valsade produkter.
Strålningstyper av oförstörande tester innebär en biologisk fara och agerar i hemlighet. Detta kräver efterlevnad av organisatoriska och sanitära normer för arbetarskydd och säkerhetsföreskrifter.
Termiska metoder
En viktig parameter är registreringen av förändringar som sker i det analyserade provets termiska eller temperaturfält. För kontroll mäts temperaturen och skillnaderna i objektets termiska egenskaper.
NDT termisk vy kan vara passiv eller aktiv. I det första fallet påverkas inte proverna av externa värmekällor, och temperaturfältet mäts vid manövermekanismen. En ökning eller minskning av temperaturen på vissa ställen kan indikera närvaron av någon form av brister, såsom sprickor i motorer. Med aktiv termisk kontroll värms eller kyls material eller produkter, och temperaturen mäts från dess två motsatta sidor.
För att erhålla korrekta och objektiva data används följande primära mätgivare för termisk strålning: termometrar, termoelement, termiska resistanser, halvledarenheter, elektroniska vakuumenheter, pyroelektriska element. Ofta används indikatorer för termiska fält, vilket ärplattor, pastor, filmer av värmekänsliga ämnen som förändras när vissa temperaturer uppnås. Så, smältande termiska indikatorer, färgskiftande termiska indikatorer och fosfor är isolerade.
Genom användning av specialutrustning gör termiska metoder det möjligt att mäta de fysiska och geometriska parametrarna för föremål utan kontakt på ganska stora avstånd. De gör det också möjligt att detektera kemiska och fysikaliska föroreningar, grovhet, beläggningar på deras ytor, baserat på värdena för den termiska emissiviteten.
Läcksökningsmetoder
I enlighet med huvudklassificeringen av typer av oförstörande testning avser denna metod att testa prover med penetrerande vätskor. Läcksökning avslöjar genom defekter i produkter och strukturer genom penetrering av testämnen genom dem. Kallas ofta för läckagekontroll.
Vätskor, vissa gaser, ångor från vätskor kan fungera som testämnen. Enligt denna parameter är läckagedetekteringsmetoder indelade i vätska och gas. Gaser ger större känslighet, vilket gör att de används oftare. Metodens känslighet påverkas också av den utrustning som används. Vakuumteknik i det här fallet är det bästa alternativet.
För att upptäcka läckor behövs speciella anordningar som kallas läckagedetektorer, men i vissa fall är även metoder för läckagedetektering som inte är enheter lämpliga. För att styra denna metod används följande läckagedetektorer:
- Masspektrometri - kännetecknas av den störstakänslighet och mångsidighet, låter dig undersöka produkter av olika dimensioner. Allt detta förklarar dess breda tillämpning. Men masspektrometern är ett mycket komplext och skrymmande instrument som kräver ett vakuum för att fungera.
- Halogen, vars verkan är baserad på en kraftig ökning av emissionen av alkalimetallkatjoner när halogener förekommer i testämnet.
- Bubbla - är baserad på detektering av testgasbubblor som frigörs från en läcka under gastryckstestning av ett kontrollerat föremål, med vätska applicerad på dess yta eller nedsänkt i en tank. Detta är en ganska enkel metod som inte kräver komplexa instrument och speciella gaser, men som ger hög känslighet.
- Manometrisk - låter dig utvärdera tätheten hos testobjektet med hjälp av tryckmätare som mäter trycket hos testgaserna.
Elektriska metoder
Denna typ av oförstörande testning enligt GOST R 56542-2015 är baserad på analys av parametrarna för det elektriska fältet (eller strömmen) som verkar på det kontrollerade objektet eller som uppstår i objektet på grund av yttre påverkan.
Informativa parametrar i det här fallet - elektrisk kapacitet eller potential. För att styra dielektrikum eller halvledare används den kapacitiva metoden. Det låter dig analysera den kemiska sammansättningen av plaster och halvledare, upptäcka diskontinuiteter i dem och utvärdera fukth alten i bulkmaterial.
Styrning av ledare utförs med metoden för elektrisk potential. I detta fall, tjockleken på det ledande skiktet, närvaron av diskontinuiteternära ledarens yta styrs genom att mäta potentialfallet i ett visst område.
Virvelströmsmetod
Har ett annat namn - virvelströmsmetoden. Den är baserad på förändringar i verkan av det elektromagnetiska fältet i en spole med ett fält av virvelströmmar som induceras av denna spole i ett kontrollerat objekt. Lämplig för att upptäcka ytdefekter på magnetiska och icke-magnetiska delar och halvfabrikat. Låter dig också hitta sprickor på produkter med olika konfigurationer.
Värdet med virvelströmsmetoden är att varken luftfuktighet, tryck, förorening av miljön, radioaktiv strålning eller till och med kontaminering av föremålet med icke-ledande ämnen praktiskt taget inte har någon effekt på mätsignalen. Dess användningsområden är följande:
- Kontrollera produkters linjära dimensioner (till exempel diametern på en stång, rör, plåttjocklek, kroppsväggtjocklek).
- Mätning av tjockleken på applicerade beläggningar (från mikrometer till tiotals millimeter).
- Bestämning av avvikelser i sammansättning och struktur hos metaller och legeringar.
- Bestämning av mekaniska spänningsvärden.
Fördelar och nackdelar med oförstörande metoder
Trots att båda typerna av testning, destruktiva och icke-destruktiva, har sina för- och nackdelar, har den senare i moderna produktionsförhållanden ett antal fördelar:
- Tester utförs omedelbart på produkter som kommer att användas under arbetsförhållanden.
- Undersökning kan göras på vilken del eller underenhet som helst avsedd för användning i verkligheten, menom det är ekonomiskt motiverat. Ofta kan det göras även när partiet kännetecknas av stora skillnader mellan delar.
- Du kan testa hela delen eller bara de farligaste delarna av den. Beroende på bekvämligheten med ledning eller tekniska förhållanden kan de utföras samtidigt eller sekventiellt.
- Samma objekt kan testas med många oförstörande testmetoder, som var och en är känslig för vissa egenskaper eller delar av delen.
- Icke-förstörande metoder kan appliceras på enheten under driftsförhållanden, och det finns ingen anledning att stoppa dess drift. De orsakar inte störningar och förändringar i delarnas egenskaper.
- Testning gör att du kan inspektera samma delar igen efter vilken tidsperiod som helst. Detta gör det möjligt att upprätta en koppling mellan driftsätten och den resulterande skadan och deras grad.
- Oförstörande testning gör att delar tillverkade av dyra material inte skadas.
- Tester utförs som regel utan förbehandling av prover. Många analytiska enheter är portabla och snabba och ofta automatiserade.
- Kostnaden för oförstörande testning är lägre än för destruktiva metoder.
- De flesta metoder är snabba och kräver mindre mantimmar. Sådana metoder bör användas för att fastställa kvaliteten på alla detaljer om deras kostnad är mindre än eller jämförbar med kostnaden för att genomföra en destruktiv undersökning.endast en liten andel av delarna i hela partiet.
Det finns inte så många nackdelar med oförstörande testmetoder:
- Vanligtvis analyseras indirekta egenskaper som inte har ett direkt samband med värdena under drift. För resultatens tillförlitlighet hittas ett indirekt samband mellan erhållen data och driftsäkerhet.
- De flesta av testerna indikerar inte objektets livslängd, utan kan bara följa förstörelseprocesserna.
- För att dechiffrera och tolka resultaten av analysarbetet är det också nödvändigt att utföra samma studier på speciella prover och under speciella förhållanden. Och om den relevanta kopplingen mellan dessa tester inte är uppenbar och bevisad, kanske observatörer inte håller med om det.
Vi analyserade typerna av oförstörande testning, dess egenskaper och nackdelar.
