Controlul calității produselor este o parte esențială a sistemului de management al proprietății. În fiecare etapă de producție, există cerințe specifice pentru diferite tipuri de produse și, prin urmare, pentru materialele utilizate. Inițial, principalele cerințe au fost în principal acuratețea și rezistența, dar odată cu dezvoltarea industriei și complicarea echipamentelor fabricate, numărul de caracteristici pentru care poate fi respins a crescut de multe ori.
Verificarea abilităților funcționale ale produselor fără a le distruge a devenit posibilă datorită îmbunătățirii metodelor de testare nedistructivă. Tipurile și metodele de efectuare a acestuia vă permit să evaluați o varietate de parametri fără a încălca integritatea produsului și, prin urmare, cât mai precis posibil. Astăzi, niciun proces tehnologic pentru producerea de produse responsabile fără un sistem de control bine format nu are dreptul de a fi introdus în industrie.
Conceptul de testare nedistructivă
Acest proces este înțeles ca un set deastfel de teste la care obiectul este supus direct, menținându-și performanța fără nicio deteriorare a materialului. Toate tipurile și metodele de încercare nedistructivă care există astăzi au ca scop principal asigurarea securității industriale prin monitorizarea stării tehnice a echipamentelor, clădirilor și structurilor. Acestea sunt efectuate nu numai în etapa de producție (construcție), ci și pentru întreținere și reparare la timp și de în altă calitate.
Astfel, diferite tipuri de teste nedistructive conform GOST pot măsura parametrii geometrici ai produselor, pot evalua calitatea tratamentului de suprafață (de exemplu, rugozitatea), structura materialului și compoziția sa chimică, prezența de diverse defecte. Actualitatea și fiabilitatea datelor obținute vă permit să ajustați procesul tehnologic și să produceți produse competitive, precum și să preveniți pierderile financiare.
Cerințe de inspecție
Pentru ca rezultatele tuturor tipurilor de teste nedistructive să fie relevante și eficiente, acestea trebuie să îndeplinească anumite cerințe:
- posibilitatea implementării acestuia în toate etapele de fabricație, în timpul exploatării și reparațiilor produselor;
- controlul ar trebui efectuat pe numărul maxim posibil de parametri dați pentru o anumită producție;
- timp petrecut pentru inspecție ar trebui să fie corelat în mod rezonabil cu alți pași din procesul de producție;
- fiabilitatea rezultatelor trebuie să fie foarte mare;
- deoportunitățile pentru controlul proceselor tehnologice ar trebui să fie mecanizate și automatizate;
- fiabilitatea dispozitivelor și echipamentelor utilizate în testele nedistructive, tipurile și condițiile de utilizare a acestora ar trebui să fie variate;
- simplitatea metodelor, disponibilitatea economică și tehnică.
Aplicații
Toată varietatea de tipuri și metode de testare nedistructivă conform GOST este utilizată în următoarele scopuri:
- detecția defectelor în piesele și ansamblurile critice (reactoare nucleare, avioane, ambarcațiuni subacvatice și de suprafață, nave spațiale etc.);
- defectoscopie a dispozitivelor concepute pentru funcționare pe termen lung (facilități portuare, poduri, macarale, centrale nucleare și altele);
- cercetare prin metode de testare nedistructivă a metalelor, a tipurilor de structuri ale acestora și a posibilelor defecte ale produselor pentru îmbunătățirea tehnologiei;
- control continuu asupra aparitiei defectelor la unitatile si aparatele de cea mai in alta responsabilitate (de exemplu, cazane de centrale nucleare).
Clasificarea tipurilor de teste nedistructive
Pe baza principiilor de funcționare a echipamentelor și a fenomenelor fizice și chimice, toate metodele sunt împărțite în zece tipuri:
- acustic (în special, ultrasonic);
- vibroacustic;
- cu substanțe penetrante (control capilar și scurgeri);
- magnetic (sau particule magnetice);
- optic (vizual-optic);
- radiatie;
- undă radio;
- termic;
- electric;
- Curenți turbionari (sau electromagnetic).
Conform GOST 56542, tipurile și metodele de testare nedistructivă enumerate mai sus sunt subdivizate în continuare în funcție de următoarele caracteristici:
- particularități ale interacțiunii substanțelor sau câmpurilor fizice cu un obiect controlat;
- parametri primari care furnizează informații;
- obține informații principale.
Metode acustice
În conformitate cu clasificarea tipurilor și metodelor de testare nedistructivă în conformitate cu GOST R 56542-2015, acest tip se bazează pe analiza undelor elastice care sunt excitate și (sau) apar într-un obiect controlat. Dacă se utilizează un interval de frecvență mai mare de 20 kHz, se poate folosi termenul „ultrasunete” în loc de „acustic”.
Tipul acustic de testare nedistructivă este împărțit în două grupuri mari.
First - metode bazate pe emisia și recepția undelor acustice. Pentru control se folosesc unde de călătorie și staționare sau vibrații rezonante ale obiectului controlat. Acestea includ:
- Metoda umbră. Prezența unui defect este detectată din cauza atenuării semnalului recepționat sau a întârzierii în înregistrarea acestuia din cauza rotunjirii defectului prin unde ultrasonice.
- Echo. Existența unui defect este determinată de momentul sosirii semnalului reflectat de defect și de suprafețele obiectului, ceea ce face posibilă determinarea locației defectului în volumul materialului.
- Metoda cu umbră în oglindă. Este o variantă a metodei umbrei, care folosește echipamente dinmetoda ecou. Un semnal slab este, de asemenea, un semn al unui defect.
- Metoda impedanței. Dacă există un defect în produs, atunci impedanța unei anumite zone a suprafeței sale scade, ca și cum s-ar înmoaie. Aceasta afectează amplitudinea oscilațiilor tijei, solicitarea mecanică la capătul acesteia, faza oscilațiilor și deplasarea frecvenței acestora.
- Metoda rezonanței. Important pentru măsurarea grosimii stratului de film. Defectul se constată prin deplasarea vizorului de-a lungul suprafeței produsului, indicând o slăbire a semnalului sau dispariția rezonanței.
- Metoda vibrațiilor libere. În timpul testării, sunt analizate frecvențele oscilațiilor naturale ale probei, care apar ca urmare a impactului asupra acesteia.
Metoda
Al doilea grup include metode bazate pe înregistrarea undelor care apar în produse și materiale:
- Emisie acustică. Se bazează pe înregistrarea undelor care apar în timpul formării și dezvoltării fisurilor. Defectele periculoase duc la o creștere a frecvenței și amplitudinii semnalelor într-un anumit interval de frecvență.
- Metoda zgomot-vibrație. Constă în observarea spectrului de frecvență al mecanismului sau al părților sale în timpul funcționării.
Tipurile și metodele de testare nedistructivă din clasificarea prezentată mai sus sunt utilizate într-o varietate de scopuri. Pentru a determina parametrii metalului laminat de grosime mică, produse din cauciuc, fibră de sticlă, beton, metoda umbră este cea mai potrivită. Dezavantajul său semnificativ este necesitatea accesului la produs din două părți. Cu acces unic laeșantionul poate folosi metodele de umbră în oglindă sau de rezonanță. Aceste două tipuri sunt potrivite pentru testarea nedistructivă a îmbinărilor sudate, precum și pentru emisia acustică. Metoda impedanței, precum și metoda vibrației libere, verifică calitatea produselor lipite și lipite din sticlă, metal și plastic.
Metode capilare
Conform clasificării tipurilor și metodelor de testare nedistructivă în conformitate cu GOST R 56542-2015, metodele capilare sunt legate de examinarea prin substanțe penetrante.
Se bazează pe pătrunderea picăturilor de lichide speciale, numite indicator, în cavitatea defectelor. Metoda se reduce la curățarea suprafeței piesei și aplicarea unui lichid penetrant pe aceasta. În acest caz, cavitățile sunt umplute, după care lichidul este îndepărtat de la suprafață. Restul este detectat folosind un dezvoltator, care formează un model indicator al locației defectelor.
Sensibilitatea tipului capilar de testare nedistructivă depinde în mare măsură de alegerea materialelor de detectare a defectelor, ceea ce face ca verificarea lor preliminară să fie obligatorie. Abilitățile de indicator ale soluțiilor sunt verificate față de unele soluții standard. Albul dezvoltatorilor este verificat prin comparație cu o placă de barit (standard de alb).
Avantajul metodelor capilare este posibilitatea utilizării lor în condiții de câmp și de laborator cu temperaturi ambientale diferite. Cu toate acestea, ei sunt capabili să detecteze numai defecte de suprafață cu cavitățile neumplute. Metodele capilare sunt aplicabile pentrudetectarea defectelor în piesele metalice și nemetalice de diferite forme.
Metode magnetice
Se bazează pe înregistrarea câmpurilor magnetice care apar deasupra defectului, sau pe determinarea proprietăților magnetice ale produselor studiate. Metodele magnetice vă permit să găsiți fisuri, role și alte defecte, cum ar fi caracteristicile mecanice ale oțelurilor feromagnetice și ale fontelor.
Clasificarea tipurilor nedistructive și a metodelor de control disponibile în GOST prevede împărțirea magneticului în următoarele subspecii:
- magnetografic (înregistrarea câmpurilor se face cu o peliculă feromagnetică ca indicator);
- particulă magnetică (analiza câmpurilor magnetice se realizează cu o pulbere feromagnetică sau suspensie magnetică);
- magnetorrezistor (înregistrarea câmpurilor magnetice parazite se realizează prin magnetorezistoare);
- tip de inducție de testare magnetică nedistructivă (se monitorizează magnitudinea sau faza EMF indusă);
- ponderomotor (se înregistrează forța de retragere a magnetului de la un obiect controlat);
- ferroprobe (bazat pe măsurarea intensității câmpului magnetic folosind fluxgate);
- Metoda efectului Hall (câmpurile magnetice sunt înregistrate de senzorii Hall).
Metode optice
Tipul de testare nedistructivă bazată pe acțiunea radiației luminoase asupra unui obiect cu înregistrarea rezultatelor acestei acțiuni se numește optică. În mod convențional, există trei grupuri de metode:
Vizual (precum și metoda vizual-optică) se bazează pe calitățile personale ale operatorului (asistent de laborator): experiență, pricepere, viziune. Este foarte accesibil și ușor de executat, ceea ce explică ubicuitatea sa. Controlul vizual se efectuează fără mijloace optice. Este eficient pe obiecte mari pentru a detecta defecte grave, încălcări ale geometriei și dimensiunilor. Analiza vizual-optică se realizează cu ajutorul unor ajutoare optice, cum ar fi o lupă sau un microscop. Este mai puțin productiv, așa că de obicei este combinat cu vizual
- Metodele fotometrice, densitometrice, spectrale și de televiziune se bazează pe măsurători instrumentale și se caracterizează printr-o subiectivitate mai mică. Aceste tipuri de teste optice nedistructive sunt indispensabile pentru măsurarea dimensiunilor geometrice, a suprafețelor, controlul coeficientului de atenuare, evaluarea transmisiei sau reflectivității, detectarea defectelor.
- Metodele de interferență, difracție, contrast de fază, refractometrice, nefelometrice, de polarizare, stroboscopice, holografice se bazează pe proprietățile undei luminii. Cu ajutorul lor, puteți controla produsele realizate din materiale care sunt transparente sau translucide la radiația luminoasă.
Metode de radiație
Pe baza efectului radiației electromagnetice ionizante asupra unui obiect, urmată de înregistrarea parametrilor acestei acțiuni și însumarea rezultatelor controlului. Pentru testarea nedistructivă de tip radiație se folosesc diverse radiații, care fac posibilă descrierea cuantelor lor prin următoarele mărimi fizice: frecvență, lungime de undă sauenergie.
Trecând prin produs, radiațiile X sau gama, precum și fluxurile de neutrini, sunt atenuate în diferite grade în secțiuni cu și fără defecte. Ele vă permit să judecați prezența internă a defectelor. Sunt folosite cu succes pentru a verifica cusăturile sudate și lipite, produse laminate.
Tipurile de testare nedistructivă prin radiații prezintă un pericol biologic, acționând pe ascuns. Acest lucru necesită respectarea normelor organizatorice și sanitare privind protecția muncii și reglementările de siguranță.
Metode termice
Un parametru important este înregistrarea modificărilor care apar în câmpurile termice sau de temperatură ale probei analizate. Pentru control se măsoară temperatura și diferențele dintre caracteristicile termice ale obiectului.
Vizualizarea termică
NDT poate fi pasivă sau activă. În primul caz, probele nu sunt afectate de sursele externe de căldură, iar câmpul de temperatură este măsurat la mecanismul de funcționare. O creștere sau o scădere a temperaturii în unele locuri poate indica prezența unui fel de defecte, cum ar fi fisuri în motoare. Cu controlul termic activ, materialele sau produsele sunt încălzite sau răcite, iar temperatura este măsurată din cele două laturi opuse.
Pentru a obține date precise și obiective, se folosesc următoarele traductoare primare de măsurare a radiației termice: termometre, termocupluri, rezistențe termice, dispozitive semiconductoare, dispozitive electronice de vid, elemente piroelectrice. Adesea, se folosesc indicatori ai câmpurilor termice, care suntplăci, paste, pelicule de substanțe termosensibile care se modifică la atingerea anumitor temperaturi. Deci, indicatorii termici de topire, indicatorii termici care schimbă culoarea și fosforii sunt izolați.
Prin utilizarea unor echipamente speciale, metodele termice fac posibilă măsurarea parametrilor fizici și geometrici ai obiectelor fără contact la distanțe destul de mari. De asemenea, permit detectarea poluării chimice și fizice, rugozităților, acoperirilor pe suprafețele lor, pe baza valorilor emisivității termice.
Metode de detectare a scurgerilor
Conform clasificării principale a tipurilor de încercări nedistructive, această metodă se referă la testarea probelor cu lichide penetrante. Detectarea scurgerilor relevă prin defecte ale produselor și structurilor prin pătrunderea substanțelor de testat prin acestea. Deseori denumit controlul scurgerilor.
Lichidele, unele gaze, vaporii de lichide pot servi drept substanțe de testare. Conform acestui parametru, metodele de control al detectării scurgerilor sunt împărțite în lichid și gaz. Gazele oferă o sensibilitate mai mare, ceea ce înseamnă că sunt folosite mai des. De asemenea, sensibilitatea metodei este afectată de echipamentul utilizat. Tehnica de vacuum în acest caz este cea mai bună opțiune.
Pentru a detecta scurgerile, sunt necesare dispozitive speciale numite detectoare de scurgeri, dar în unele cazuri sunt potrivite și metode de detectare a scurgerilor fără dispozitive. Pentru a controla această metodă, se folosesc următoarele detectoare de scurgeri:
- Spectrometrie de masă - caracterizată prin cea mai maresensibilitate și versatilitate, vă permite să examinați produse de diferite dimensiuni. Toate acestea explică aplicarea sa largă. Dar spectrometrul de masă este un instrument foarte complex și voluminos, care necesită un vid pentru a funcționa.
- Halogen, a cărui acțiune se bazează pe o creștere bruscă a emisiei de cationi de metale alcaline atunci când în substanța de testat apar halogeni.
- Bubble - se bazează pe detectarea bulelor de gaz de testare eliberate dintr-o scurgere în timpul testării presiunii de gaz a unui obiect controlat, cu lichid aplicat pe suprafața acestuia sau scufundat într-un rezervor. Aceasta este o metodă destul de simplă, care nu necesită instrumente complexe și gaze speciale, dar oferă o sensibilitate ridicată.
- Manometrică - vă permite să evaluați etanșeitatea obiectului de testat folosind manometre care măsoară presiunea gazelor de testare.
Metode electrice
Acest tip de testare nedistructivă conform GOST R 56542-2015 se bazează pe analiza parametrilor câmpului electric (sau curentului) care acționează asupra obiectului controlat sau care apar în obiect din cauza influenței externe.
Parametri informative în acest caz - capacitatea sau potențialul electric. Pentru controlul dielectricilor sau semiconductorilor se folosește metoda capacitivă. Vă permite să analizați compoziția chimică a materialelor plastice și a semiconductorilor, să detectați discontinuități în acestea și să evaluați conținutul de umiditate al materialelor în vrac.
Controlul conductorilor se realizează prin metoda potențialului electric. În acest caz, grosimea stratului conductor, prezența discontinuitățiloraproape de suprafața conductorului este controlată prin măsurarea căderii potențialului într-o anumită zonă.
Metoda cu curent turbionar
Are un alt nume - metoda curenților turbionari. Se bazează pe modificări ale acțiunii câmpului electromagnetic al unei bobine cu un câmp de curenți turbionari induși de această bobină într-un obiect controlat. Potrivit pentru detectarea defectelor de suprafață ale pieselor magnetice și nemagnetice și ale semifabricatelor. De asemenea, vă permite să găsiți fisuri pe produse de diferite configurații.
Valoarea metodei curenților turbionari este că nici umiditatea, nici presiunea, nici poluarea mediului, nici radiațiile radioactive și chiar contaminarea obiectului cu substanțe neconductoare nu au practic niciun efect asupra semnalului de măsurare. Domeniile sale de aplicare sunt următoarele:
- Verificarea dimensiunilor liniare ale produselor (de exemplu, diametrul unei bare, țevi, grosimea tablei, grosimea peretelui corpului).
- Măsurarea grosimii straturilor aplicate (interval de la micrometru la zeci de milimetri).
- Determinarea abaterilor în compoziția și structura metalelor și aliajelor.
- Determinarea valorilor tensiunilor mecanice.
Avantajele și dezavantajele metodelor nedistructive
În ciuda faptului că ambele tipuri de testare, distructive și nedistructive, au avantajele și dezavantajele lor, în condițiile moderne de producție aceasta din urmă are o serie de avantaje:
- Testele sunt efectuate imediat asupra produselor care vor fi folosite în condiții de lucru.
- Sondajul poate fi efectuat pe orice parte sau subansamblu destinat utilizării în lumea reală, dardacă este justificată din punct de vedere economic. Adesea se poate face chiar și atunci când lotul este caracterizat de diferențe mari între părți.
- Puteți testa întreaga parte sau numai cele mai periculoase părți ale acesteia. În funcție de comoditatea conducerii sau a condițiilor tehnologice, acestea pot fi efectuate simultan sau secvenţial.
- Același obiect poate fi testat prin multe metode de testare nedistructive, fiecare dintre acestea fiind sensibilă la anumite proprietăți sau părți ale piesei.
- Metodele nedistructive pot fi aplicate unității în condiții de funcționare și nu este nevoie să oprești funcționarea acesteia. Nu provoacă perturbări și modificări ale caracteristicilor pieselor.
- Testarea vă permite să reinspectați aceleași piese după orice perioadă de timp. Acest lucru face posibilă stabilirea unei conexiuni între modurile de funcționare și deteriorarea rezultată și gradul acestora.
- Testările nedistructive permit pieselor fabricate din materiale scumpe să nu fie deteriorate.
- De regulă, testele sunt efectuate fără tratarea prealabilă a probelor. Multe dispozitive analitice sunt portabile și rapide și adesea automatizate.
- Costul testării nedistructive este mai mic decât cel al metodelor distructive.
- Majoritatea metodelor sunt rapide și necesită mai puține ore de lucru. Astfel de metode ar trebui utilizate pentru a determina calitatea tuturor detaliilor dacă costul lor este mai mic sau comparabil cu costul efectuării unui sondaj distructiv.doar un mic procent de piese în întregul lot.
Nu există atât de multe dezavantaje ale metodelor de testare nedistructivă:
- De obicei, se analizează proprietățile indirecte care nu au legătură directă cu valorile în timpul funcționării. Pentru fiabilitatea rezultatelor, se constată o relație indirectă între datele obținute și fiabilitatea operațională.
- Majoritatea dintre teste nu indică durata de viață a obiectului, ci pot urmări doar procesele de distrugere.
- Pentru descifrarea și interpretarea rezultatelor muncii analitice, este, de asemenea, necesar să se efectueze aceleași studii pe probe speciale și în condiții speciale. Și dacă legătura relevantă dintre aceste teste nu este evidentă și dovedită, atunci observatorii ar putea să nu fie de acord cu ea.
Am analizat tipurile de teste nedistructive, caracteristicile și dezavantajele acesteia.
