Дефектоскоп

Дефектоскоп – это оборудование неразрушающего контроля, которое позволяет определять различного рода дефекты металлических и неметаллических изделий. Название происходит от  латинского слова «defectus», что означает «недостаток».

Возможности использования дефектоскопов, разработками новых моделей, методов контроля, обработкой данных проверок, занимается область науки и техники – дефектоскопия.

Структуроскопы, течеискатели, твердомеры, стилоскопы и другое оборудование неразрушающего контроля  по принципу работы, назначению несколько схожи с дефектоскопами, т.к. выполняют подобные функции.

Применение дефектоскопа

Дефектоскоп – устройство очень востребовано. Благодаря данному прибору неразрушающего контроля можно обнаружить визуально не видимые очаги коррозии (например, под защитным покрытием), неоднородность структуры, скрытые раковины, полости и другие нарушения сплошности, изменения в химическом составе сплавов и другие дефекты, возникшие в процессе эксплуатации или при изготовлении изделия. Своевременно проводить дефектоскопический контроль – очень важно, т.к. любые несовершенства и недостатки способствуют изменению физических свойств материалов, могут послужить причиной разрушения изделия или конструкции. Особенно это важно на объектах, где работают люди, т.к. разрушение конструкции или изделия может послужить причиной множества человеческих жертв.

Широко используются дефектоскопы в таких отраслях, как машиностроение, строительство, энергетика, транспортная сфера, нефтегазовая и химическая промышленности. Научно-исследовательские центры применяют дефектоскопы для контроля и изучения свойств, особенностей твердых тел. При помощи данного оборудования контролируют клеевые и паяные соединения, сварные швы, различные заготовки, детали, готовые изделия, как на стадии изготовления, так и в процессе эксплуатации. Некоторые установки позволяют исследовать объект, нагретый до высокой температуры. Другие же можно использовать в движении. Например, вагон-дефектоскоп, тележки, рельсовые приборы при эксплуатации движутся по рельсам, непосредственно в эксплуатационных условиях. Есть дефектоскопы, которые способны анализировать объект в процессе движения. Так проверяют трубный прокат.

Ультразвуковой дефектоскоп

Наиболее современным и популярным в наше время являются ультразвуковые (акустические) дефектоскопы. Зависимо от принципа работы (метода) ультразвукового дефектоскопа различают следующие его виды: резонансные, импедансные, импульсные, акустико-эмиссионные, акустико-топографический, реверберационный, велосиметрический.

Резонансные дефектоскопы  используются для определения очагов коррозии, измерения толщин стенок приборов и конструкций (в основном – металлических, но может быть применим для некоторых неметаллических). Погрешность прибора при одностороннем измерении – не более 1%. Суть метода заключается в измерении возбужденных в исследуемом приборе собственных упругих колебаний. Резонансные частоты при этом около 1-10 МГц.

Импедансные дефектоскопы широко используются в авиастроении,  автомобильной промышленности, космической и некоторых других отраслях. Они способны обнаружить непроклеенные участки, различные дефекты, расслоения, нарушения целостности и пустоты в различном оборудовании, приборах,  конструкциях. Принцип работы импедансных дефектоскопов заключается в сканировании исследуемого изделия двумя пьезоэлементами. Один элемент посылает колебания в толщу материала, а другой – эти колебания принимает. Затем прибор обрабатывает данные: импеданс (комплексное механическое сопротивление) участка с дефектом отличается от характеристик нормального, доброкачественного образца.

Импульсные дефектоскопы сочетают в себе несколько методов неразрушающего контроля: зеркально-теневой,  теневой, эхо-метод.

Зеркально-теневой метод в последние годы применяется все реже, ввиду своей невысокой точности. Чувствительность, в сравнении с эхо-методом, – в 10 – 100 раз ниже. Используется совместно (в дополнение) с эхо-методом либо самостоятельно, например, для определения наличия в рельсах вертикальных трещин.

Эхо-метод позволяет определять наличие и место расположения как поверхностных, так и глубинных дефектов. При сканировании поверхности датчик дефектоскопа посылает в изделие эхосигналы (ультразвуковые импульсные колебания), которые, отражаясь от дефекта, возвращаются к датчику (приемнику) прибора. Исходя из интенсивности импульса и времени его возвращения, прибор определяет вид и месторасположение дефекта.

Теневые ультразвуковые дефектоскопы используются для исследований рельсов, сварных швов и других объектов. Они посылают в толщу металла колебания, которые отражаются от дефекта и принимаются приемником прибора. В некоторых случаях фаза колебания меняется, тогда можно судить о огибании дефекта импульсом.

Вихретоковый дефектоскоп

Применяется для обнаружения неглубоких, поверхностных дефектов – микротрещины, поры и другие несовершенства, расположенные на глубине до 2 миллиметров. Суть метода заключается в возбуждении токов Фуко (вихревых) на исследуемой площади, регистрации изменений в их электромагнитном поле.  

Магнитный (магнитопорошковый) дефектоскоп

Магнитопорошковые дефектоскопы используются для неразрушающего контроля трубопроводов, сварных соединений, оборудования и деталей железнодорожного транспорта, различных металлоконструкций. Прибор позволяет проводить диагностику даже в труднодоступных местах, например, исследовать полости и внутреннюю поверхность отверстий, детали, конструкции различной формы. Магнитопорошковые дефектоскопы позволяют определить трещины, флокены, сколы, шероховатости, несплавления, а также нарушения сплошности (повреждения) защитных покрытий, в том числе, сформированных из лакокрасочных материалов.  

Принцип работы магнитопорошковых дефектоскопов  основан на явлении намагничивания. Изделие полностью, либо определенную его часть, намагничивают, т.е. на исследуемом участке создается продольное или циркулярное поле рассеяния при помощи постоянных магнитов либо специального набора, состоящего из намагничивающих устройств. Дефектные участки выявляются благодаря магнитному порошку. Непосредственно над самим дефектом наблюдается  самая большая концентрация магнитных силовых линий. По мере удаления от трещины или несплошности – их плотность уменьшается. Для определения местонахождения этих линий, и, естественно, дефектов, на исследуемую поверхность наносят специальный магнитный порошок, мокрым или сухим способом. Именно скопления порошка покажет, где находится бракованный участок, т.к. намагниченные его частицы будут скапливаться над трещиной, приобретая упорядоченную определенную структуру.   Полученная картинка внимательно изучается и сравнивается с эталонным образцом. Таким образом, определяют наличие дефекта, его местонахождение, форму и размеры.

Электроискровой (искровой) дефектоскоп

Электроискровые приборы неразрушающего контроля используются для  диагностики состояния защитных и изоляционных покрытий магистральных трубопроводов (газо-, нефте- и др.), элементов системы водоподготовки, водоснабжения, паровых котлов, емкостного оборудования и некоторых других конструкций. Щуп прибора подключается к одному полюсу источника напряжения, а исследуемый объект – к другому полюсу этого же высоковольтного источника (при помощи заземлителя или через грунт). Щуп в процессе эксплуатации должен касаться поверхности изоляции (в том числе, сформированной из битума). В местах повреждения изоляции между щупом и изделием происходит электрический пробой воздуха (промежутка). Так при помощи электроискровых дефектоскопов определяют сплошность изоляционных, защитных покрытий.

Рентгеновский (радиационный) дефектоскоп

Впервые радиационные приборы начали использовать на судостроительном заводе (Балтийском) в 1933 году. Внедрил его изобретатель Мысовский Л.В. для определения в металлических толстых плитах дефектов литья.

Исследование проводится методом рентгенографии. Контролируемый объект облучается нейтронами, а также альфа, бета, гамма и рентгеновскими лучами. Источниками излучения могут служить бетатроны, микротроны, линейные ускорители, радиоактивные изотопы либо рентгеновские аппараты. Результатом данного типа неразрушающего контроля может служить снимок дефекта (радиография), световая картинка на экране прибора (радиоскопия, радиометрия) или сигнал (радиометрия).

Термоэлектрический

Зачастую термоэлектрические приборы используются для определения материала (например, марки стали), из которого изготовлена конструкция. Суть термоэлектрического метода контроля заключается в  измерении в месте контакта двух разнородных металлов электродвижущей силы. Область контакта при этом специально нагревается. Один из контактирующих материалов принимают за эталон. Химический состав второго – определяет знак и величина электродвижущей силы, при заданном температурном интервале холодного и горячего контактов. Таким образом, можно исследовать как отдельный элемент, как и всю конструкцию.

Инфракрасный дефектоскоп

Суть работы инфракрасного прибора неразрушающего контроля заключается в пропускании сквозь исследуемый объект инфракрасных лучей. Теплочувствительный приемник регистрирует, как тепловые лучи распределяются в испытуемом участке, таким образом, определяя наличие включений, непрозрачных для видимого света. Это объясняется тем, что дефектные участки изменяют траекторию движения потока.

Каппилярный

Данный тип приборов позволяет определять несплошности, трещины на поверхности  различных конструкций и деталей, которые появились как при изготовлении, так и в процессе эксплуатации. Суть метода заключается в искусственном повышении цвето- и светоконтрастности дефекта, благодаря чему поврежденный участок становится виден невооруженным глазом. На поверхность исследуемого объекта наносят специальный жидкий индикатор (вещества, под названием пенетранты), который, под влиянием сил капиллярности, проникает в трещины и поры, заполняя их. При повышении цветоконтрастности (цветном методе) в качестве пенетранта используется смесь керосина, скипидара, бензола, красящих компонентов. При искусственном повышении светоконтрастности (люминесцентный способ) в качестве индикаторов применяют составы на основе нориола, керосина и других люминофоров. После обработки поверхности индикатором – избыток его снимают, а на исследуемый участок наносят проявитель – тонкодисперсный порошок белого цвета, в качестве которого могут быть использованы тальк, окись магния и др. Проявитель адсорбирует перетрант из трещины или поры, тем самым выделяя контуры дефекта. При воздействии ультрафиолетового излучения контуры трещины ярко подсвечиваются.

Дефектоскопы-градиентометры (феррозондовые)

Данные приборы неразрушающего контроля используются для исследований на наличие дефектов сварных соединений, литых деталей, металлопроката. Чувствительный элемент (феррозонд) передвигают вдоль исследуемой поверхности. Происходит выработка импульсов тока. При наличии в изделии дефектов форма импульсов изменяется, что и фиксирует прибор.

Достоинством такого оборудования является возможность проводить диагностику металла сквозь толщу защитного покрытия (например, краски, лака, эмали и других), не обладающего магнитными свойствами, и толщина которого не превышает 6 миллиметров. Шероховатость металла не должна превышать Rz 320 мкм. Высокая чувствительность феррозонда позволяет определять дефекты, имеющие глубину от 0,1 мм и ширину от нескольких микрометров.

как работают разные типы приборов и где их применяют

Что такое дефектоскоп и для чего он нужен? 

В зависимости от цели дефектоскопии и области его применения, кардинально меняется методика выявления повреждений и брака, на которой основывается работа того или иного дефектоскопа.

УД2-140	УДЗ-204	Пеленг-415	DIO 1000 LF

Зачем нужна дефектоскопия? 

Дефектоскопия – мероприятия, которые направлены на выявление всевозможных отклонений от проекта и нормативов во время производства или эксплуатации объекта. Дефектоскопия помогает обнаружить неисправность задолго до того, как она даст о себе знать. Таким образом, можно предотвратить поломки механизмов, разрушение конструкций и аварии на производстве. Дефектоскоп – прибор, предназначенный для проверки и выявления дефектов на поверхности или в теле всевозможных изделий. Дефекты могут быть самыми разнообразными. Одни приборы нужны для обнаружения следов коррозии, другие – для поиска полостей, утончения, несоответствия размеров и прочих физико-механических изъянов, а третьи могут определить дефекты на уровне молекулярного строения – найти изменения структуры тела, его химического состава.

В каких отраслях применяется дефектоскопия? 

Дефектоскоп относят к классу приборов под общим названием «средства неразрушающего контроля». В процессе производства изделия часто поддаются всевозможным проверкам. Некоторые детали подвергают испытаниям в лабораториях, где определяют их запас прочности, способность противостоять всевозможным нагрузкам и воздействиям. Недостаток такой методики в том, что она проводится выборочно и не гарантирует 100% качество всей продукции. 

Неразрушающий контроль, к которому относят и проверку дефектоскопом, позволяет оценить состояние конкретного изделия или элемента конструкции на месте и без проведения испытаний. Инструмент незаменим в таких отраслях: строительство; машиностроение; производство металлопроката; энергетика; научно-исследовательские работы; химия; горная промышленность. 

Дефектоскопом проверяют качество соединения (особенно важно это для сварки трубопроводов высокого давления), состояние конструкции в строительстве (металлической, железобетонной), степень износа механизма, наличие повреждения детали. Практически во всех отраслях промышленности, где важно контролировать состояние и соответствие нормам твердых элементов, применяют разные дефектоскопы. Классификация дефектоскопов по методу проверки.

В зависимости от метода проверки, выделяют такие типы дефектоскопов: акустические; вихретоковые; электролитические; искровые; магнитно-порошковые; рентгеновские аппараты; капиллярный; импедансный и другие. Панель управления УЗ дефектоскопа Сравнивать их сложно, они настолько разные по строению, работе и даже внешнему виду, что объединяет их только назначение. Выделить какой-то из приборов и уверенно сказать, что он лучший, универсальный и заменит все остальные невозможно. Поэтому при выборе важно не принимать опрометчивых решений и не покупать первую попавшуюся модель. 

Принцип действия каждого типа дефектоскопов 

Самые популярные дефектоскопы, которыми можно проводить экспертизу неразрушающим методом: ультразвуковой (акустический), магнитный и вихретоковый. Они компактны, мобильны и просты в эксплуатации и понимании принципа. Другие используются не так широко, но каждый прочно занимает свою нишу среди других средств дефектоскопии. 

Акустический – работа ультразвука 

Акустический дефектоскоп – понятие, объединяющее в себе схожие по общему принципу приборы неразрушающего контроля. Основывается акустическая дефектоскопия на свойствах звуковой волны. Из школьного курса физики известно, что основные параметры волны не изменяются при движении в однородной среде. Однако, если на пути волны возникает новая среда, частота и длина ее изменяются. 

Чем выше частота звука, тем точнее результат, поэтому из всего диапазона применяют ультразвуковые волны. Ультразвуковой дефектоскоп излучает звуковые волны, которые проходят сквозь проверяемый объект. Если присутствуют полости, вкрапления других материалов или прочие дефекты, ультразвуковая волна обязательно укажет на них изменением параметров.

Ультразвуковые дефектоскопы, работающие по принципу эхо-метода, являются наиболее распространенными и доступными. УЗ-волна проникает в объект, если дефектов не обнаружено, отражения не происходит, соответственно, прибор ничего не улавливает и не регистрирует. Если же возникло отражение УЗ, это указывает на наличие изъяна. Генератор ультразвука является так же и приемником, что очень удобно и облегчает проведение дефектоскопии. 

УСД-60Н	УД2В-П46	УСД-46	УСД-60

Зеркальный метод похож на эхо, но используется два устройства – приемник и передатчик. Преимущество такого метода в том, что оба устройства находятся по одну сторону от объекта, что облегчает процесс установки, настройки и произведения замеров. 

Отдельно выделяют методы анализа ультразвука, который прошел через объект насквозь. Используют понятие «звуковая тень». Если внутри объекта присутствует дефект, он способствует резкому затуханию колебаний, то есть, создает тень. На этом принципе основывается теневой метод ультразвуковой дефектоскопии, когда генератор и приемник колебаний располагаются на одной акустической оси с разных сторон. 

Недостатки такого прибора в том, что предъявляются строгие требования к размерам, конфигурации и даже степени шероховатости поверхности проверяемого элемента, что делает устройство не совсем универсальным. 

Вихретоковый – магнитные поля и вихревые токи 

Французский физик Жан Фуко посвятил не один год изучению вихревых токов (токов Фуко), которые возникают в проводниках при создании в непосредственной близости к ним переменного магнитного поля. Основываясь на том, что при наличии в теле дефекта, эти самые вихревые токи создают свое – вторичное магнитное поле, осуществляют дефектоскопию вихретоковые устройства. 

Вихретоковый дефектоскоп создает исходное переменное магнитное поле, а вот вторичное поле, которое и дает возможность выявить и проанализировать недостаток в объекте, возникает в результате электромагнитной индукции. Дефектоскоп улавливает вторичное поле, регистрирует его параметры и делает вывод о виде и качестве дефекта. 

Производительность этого прибора высокая, проверка осуществляется довольно быстро. Однако вихревые токи могут возникать исключительно в тех материалах, которые являются проводниками, поэтому область применения такого девайса значительно уже его аналогов. 

Магнитнопорошковый – наглядная картина 

Еще один распространенный метод дефектоскопии – магнитно-порошковый. Он применяется для оценки сварных соединений, качества защитного слоя, надежности трубопроводов и так далее. Особо ценят это метод для проверки сложных по форме элементов и труднодоступных для других приборов участков. 

Принцип работы магнитного дефектоскопа основан на физических свойствах ферромагнитных материалов. Они имеют способность намагничиваться. При помощи постоянных магнитов или специальных устройств, которые могут создавать продольное или циркулярное магнитное поле. 

После воздействия на участок объекта магнитом, на него сухим или мокрым способом наносят так называемый реагент – магнитный порошок. Под действием магнитного поля, которое возникло в результате намагничивания, порошок соединяется в цепочки, структурируется и образует на поверхности четкий рисунок в виде изогнутых линий. 

Зная его особенности и основные параметры, при помощи магнитного дефектоскопа можно определить, в каком месте располагается дефект. Как правило, непосредственно над изъяном (трещиной или полостью) наблюдается ярко выраженное скопление порошка. Для определения характеристик дефекта, полученную картинку сверяют с эталоном. 

Остальные виды и их принцип действия 

Методы дефектоскопии совершенствуются с каждым годом. Появляются новые методики, другие постепенно изживают себя. Многие дефектоскопы имеют довольно узкоспециализированное назначение и применяются только в определенных отраслях промышленности. 

Принцип работы феррозондового дефектоскопа основывается на оценке импульсов, возникающих при движении устройства вдоль объекта. Применяется в металлургии, при производстве металлопроката и диагностики сварных соединений. 

Радиационный дефектоскоп облучает объект рентгеновскими лучами, альфа-, бета-, гамма-излучением или нейтронами. В результате получают подробный снимок элемента со всеми присутствующими дефектами и неоднородностями. Метод дорогой, но очень информативный. 

Капиллярный дефектоскоп выявляет поверхностные трещины и несплошности в результате воздействия на объект специальным проявляющим веществом. Оценка результата производится визуальным методом. Применяется капиллярная дефектоскопия по большей части в машиностроении, авиации, судостроении. 

В энергетике для анализа работы и выявления несовершенства элементов, находящихся под высоким напряжением, применяют электронно-оптический дефектоскоп. Он способен уловить малейшие изменения коронных и поверхностно-частичных разрядов, что дает возможность оценить работу оборудования без его остановки – дистанционно.

Дефектоскоп. Виды и работа.Применение и как выбрать. Особенности

Дефектоскоп – это электронное устройство, предназначенное для обнаружения скрытых дефектов в твердых изделиях. Прибор позволяет диагностировать отклонения от нормы без создания нагрузки или разрушения изучаемого объекта. С его помощью можно оценить однородность структуры изделия, наличие на его поверхности послаблений в результате коррозии, отклонения химического состава или наличие микротрещин.

Где используется дефектоскоп

Дефектоскопы используются в машиностроении и строительстве. С их помощью проверяются различные узлы и агрегаты, а также заготовки. Эти приборы являются незаменимыми в нефтегазовой промышленности и энергетике. С их помощью проверяются трубы и цистерны на наличие слабых стенок. Данное оборудование позволяет выявлять брак, что исключает его применение на строительстве ответственных объектов. С помощью дефектоскопов можно контролировать надежность сварных швов, слоя клея или плотность пайки.

Это оборудование производится в переносном и стационарном варианте. Отдельные модели позволяют ввести сканирование даже тех объектов, которые двигаются на высокой скорости. Такие приборы применяются для проверки труб, которые протягиваются через область сканирования. Также существуют большие дефектоскопы, передвигаемые на вагонетке по рельсам. Эти приборы используются в строительстве и промышленном производстве, в частности самолетов и кораблей. Существует масса видов дефектоскопов адаптированных под определенные условия эксплуатации. В металоперерабатывающей промышленности применяются устройства, которые могут выявлять дефекты в разогретых металлических заготовках.

Конструкции дефектоскопов

Для обеспечения работы дефектоскопа используются различные физические явления, природа которых существенно отличаются друг от друга. В связи с этим существует масса конструктивных особенностей этих приборов.

Среди самых распространенных дефектоскопов, которые массово производятся, можно выделить:

• Акустические.
• Магнитопорошковые.
• Вихретоковые.
• Феррозондовые.
• Электроискровые.
• Термоэлектрические.
• Радиационные.
• Инфракрасные.
• Радиоволновые.
• Электронно-оптические.
• Капиллярные.

Каждый из этих типов оборудования обладает своими сильными сторонами и слабостями. В связи с этим они могут подходить идеально для одних целей, но быть непригодными для других. Чтобы сделать правильный выбор дефектоскопа, важно предварительно разобраться с принципом действия каждой разновидности.

Акустический дефектоскоп

Также называется импульсным или ультразвуковым. Он работает по принципу эха. На изделие, которое тестируется, направляется короткий ультразвуковой импульс, после чего его колебания регистрируются. В результате на экран выводится карта дефектов. Этот прибор является одним из самых востребованных. Он дает вполне четкую картину тех дефектов, которые скрыты на поверхности. К достоинствам подобного оборудования можно отнести то, что оно работает с разными материалами. Существует масса подвидов акустических дефектоскопов, которые также работают от ультразвуковой волны.

Магнитопорошковый дефектоскоп

Применяется для контроля деталей различных форм. С его помощью можно сканировать сварные швы и углубления, получаемые при сверлении. Важный недостаток метода заключается в том, что он позволяет проверять только поверхностные отклонения. Он не сможет определить внутренние проблемы, если они не имеют внешнего выхода. Для обеспечения сканирования деталей применяется специальный порошок, который рассредоточивается по поверхности объекта и заполняет имеющиеся в нем неровности и трещины. После этого проводится сканирование магнитного поля, что позволяет находить место наибольшего скопления порошка. Это позволяет создавать карту дефектов, поскольку порошок не задерживается на нормальных гладких поверхностях, а забивается в неровности

Недостаток данного метода заключается в том, что для него необходимо покупать магнитный порошок. Он является расходным материалом, поэтому быстро заканчивается и высыпает в роли грязи, которую нужно периодически собирать.

Вихретоковые дефектоскопы

Действуют по физическому принципу вихревых токов. Данный аппарат возбуждает вихревые токи в зоне тестирования, после чего анализирует состояние объекта по их поведению. Данный метод является одним из самых неточных. Глубина контроля трещины составляет до 2 мм. В связи с этим получить объективную картину действительного состояние измеряемой поверхности сложно.

Феррозондовый дефектоскоп

Вырабатывает импульсы тока, которые посылаются на изучаемую поверхность. По их поведению происходит анализ имеющихся дефектов. Данное оборудование является довольно чувствительным и может выявлять неровности с глубиной от 0,1 мм. Данным оборудованием осуществляется контроль качества литых деталей, металлопроката и сварочных соединений.

Электроискровые дефектоскопы

Создают электрический разряд между своим чувствительным щупом и изучаемой поверхностью. Щуп представляет собой пучок электродов, что увеличивает площадь изучения. Разряды пробиваются через воздушный промежуток между поверхностями. В результате осуществляется создание карты изучаемого объекта с отмеченными повреждениями. Для обследования таким методом необходимо чтобы объект изучения был изготовлен из токопроводящего материала.

Термоэлектрический дефектоскоп

Работает по физическому принципу электродвижущей силы, которая возникает при нагреве участка контакта между двумя различными материалами. Данное оборудование является одним из самых дорогостоящих, поскольку требует использование высококачественных материалов, которые позволяют фиксировать минимальные изменения температуры между эталоном и изучаемой поверхностью.

Радиационные

Осуществляют облучение объектов рентгеновскими лучами и нейтронами. Они работают по такому же принципу что и применяемый в медицине рентген аппарат. В результате получается радиографический снимок или светлое изображение на экране прибора. Данное оборудование является небезопасным для оператора, поскольку рентгеновские лучи неблагоприятно влияют на здоровье. Прибор позволяет проводить действительно глубокое изучение объектов, но может применяться далеко не на всех материалах.

Инфракрасные

Отправляют тепловые лучи, которые отбиваются от поверхности объекта и позволяют анализировать отклонение от нормы. На экране прибора просматривается тепловая карта, где участки с дефектами имеют измененные цвета. Данное оборудование позволяет выявлять дефекты, но не дает точной картины об их характеристиках. Тяжело определиться с глубиной трещин, поскольку рассматриваются только очертания нарушенных участков.

Радиоволновые

Генерируют радиоволны, которые направляются на предмет изучения. Потому как они отбиваются от предмета, можно определить не только трещины или утолщение, но и диаметр и даже толщину изоляционного покрытия. Подобное оборудование применяется для работы с металлами и другими материалами.

Электронно-оптические

Применяются для контроля объектов, которые находятся под высоким напряжением. Ими пользуются электромонтажники. Подобное оборудование позволяет не только выявить места перелома проводов, но и качество работы изоляции.

Капиллярное дефектоскопирование

Подразумевают покрытие изучаемой поверхности специальным индикаторным веществом, которое заполняет имеющиеся микротрещины. В тех местах, где толщина вещества больше, его цвет более насыщенный в сравнении с ровными участками. По этим цветам визуально определяются углубления. Этот метод подразумевает использование не электронного прибора, а только индикаторное вещество и лупу или микроскоп.

Критерии выбора

Выбирая дефектоскоп, следует обратить внимание на некоторые характеристики, которые являются ключевыми. В первую очередь нужно ориентироваться по диапазону измерения. Разные модели отличается чувствительностью. Самое точное устройство способно выявлять дефект, глубина которого составляет всего 1 мкм. Для определенных целей такая чувствительность действительно нужна, но для прочих является излишней. К примеру, если необходимо найти микротрещины на коленвале или других вращающихся деталях, то лучше использовать точное оборудование. Если же нужно проанализировать состояние металлического каркаса в строительстве, то подобные микротрещины не столь важны. Учитывая толщину тела арматуры или балок, маленький дефект глубиной 1 мкм никак не сможет стать причиной того, что металл лопнет, особенно если он используется в тех целях, для которых предназначен.

Также выбирая дефектоскоп, следует ориентироваться по тому, для каких материалов оно предназначено. Одни модели могут работать только с металлами, в то время как другие являются универсальными. Также по отношению к дефектоскопам важным понятием является производительность. Она показывает скорость сканирования. Чем она выше, тем быстрее можно оценить состояние объекта. Если ориентироваться по данному показателю, то безусловными лидерами являются вихретоковое и феррозондовое оборудование. Если использовать магнитопорошковый прибор, то продолжительность диагностики займет много времени, к тому же возникнет необходимость растирать порошок.

Рассматривая дефектоскопы, стоит в первую очередь отдать предпочтения ультразвуковым приборам. Они не несут вреда для оператора как радиационные, при этом дают вполне достаточное представление об имеющихся дефектах и целесообразности отправки детали в выбраковку.

Похожие темы:

Принцип работы ультразвукового дефектоскопа

1. Принцип ультразвукового контроля

Ультразвуковой метод контроля относится к неразрушающим методам. Этот метод широко применяют для контроля сварных соединений из низколегированных и низкоуглеродистых сталей, алюминия, меди и их сплавов.

Распространяющиеся в упругом теле механические деформации называются акустическими или упругими волнами. Их подразделяют на инфразвуковые (частота колебания до 30Гц), звуковые (20 — 20•10⁴Гц), ультразвуковые (от 2•10⁴ до 10⁹ Гц) и гиперзвуковые (свыше 10⁹ Гц). При распространении акустической волны частицы среды, по которым они проходят, совершают колебания относительно точек равновесия. Если частицы колеблются вдоль, то такие волны называются продольными, если перпендикулярно – поперечными. В твердом теле могут возникать как продольные, так и поперечные волны. Различают также поверхностные волны, распространяющиеся только по поверхности тела. Для контроля сварных соединений при ультразвуковой дефектоскопии в основном используют поперечные и продольные ультразвуковые волны. Скорость ультразвуковых волн зависит от свойств материала или среды, в которой они распространяются.

Ультразвуковая волна несет в направлении своего движения определенную энергию, которая характеризуется интенсивностью ультразвука (количество энергии, которая переносится волной за 1с через 1 см² площади, перпендикулярной направлению распространения). По мере распространения ультразвуковой волны интенсивность ее падает. О длине пути волны можно судить по величине коэффициента затухания. В твердых телах он складывается из коэффициента поглощения и рассеяния.

Для возбуждения ультразвуковых колебаний используется пьезоэлектрический эффект, сущность которого заключается в том, что при растяжении и сжатии некоторых кристаллов в определенном направлении на их поверхности возникает электрический заряд. Электрические колебания от генератора высокой частоты при помощи пьезокристаллов превращаются в механические колебания частотой до 500 и 1000 МГц.

Если к поверхности детали приложить пьезопластину, которая подключена к генератору высокой частоты, то в металле начнут распространяться ультразвуковые волны, которые, попадая на другую пьезопластину, вызывают в ней пьезоэлектрические заряды. Эти заряды могут быть поданы на усилитель и воспроизведены индикатором.

Для ввода ультразвуковых колебаний и приема отраженных от дефектов, а также предохранения пьезопластины от механических повреждений и износа последнюю помещают в специальный устройства, называемые ультразвуковыми пьезоэлектрический преобразователями (ПЭП), щупами, искателями.

ПЭП делятся на несколько типов: совмещенный – излучатель и приемник ультразвуковых волн в одном корпусе ПЭП; раздельный – излучение и прием ультразвуковой волны выполняют два отдельных ПЭП; раздельно-совмещенный – излучение и прием ультразвуковой волны выполняют два отдельных кристалла, которые расположены в одном корпусе ПЭП. Волны могут распространяться непрерывно или в виде импульсов. Это зависит от режима работы генератора.

Для проведения ультразвукового контроля применяются специальные ультразвуковые дефектоскопы, которые обеспечивают излучение ультразвуковых колебаний, прием и регистрацию отраженных сигналов и определение координат обнаружения дефектов. Ультразвуковой дефектоскоп состоит из электронного блока (собственно дефектоскоп), набора ПЭП, соединительных кабелей и различных вспомогательных устройств.

2. Алгоритм работы ультразвукового дефектоскопа

С помощью ПЭП передается короткий ультразвуковой сигнал в контролируемый объект, получив на приемник отраженный сигнал, измеряется время прохождения звукового сигнала от ПЭП до отражающей поверхности и назад.

Это возможно только тогда, когда имеется четко определенное стартовое время и конечное время. Если скорость звука в объекте контроля известна, тогда, используя простые вычисления, можно определить расстояние до отражающей поверхности и таким образом точное положение несплошности в объекте контроля, рис. 2.

Рис. 2 Принцип измерения времени и пути импульса

Измерение времени начинается с подачей электрического импульса передачи — импульса возбуждения. Это очень короткий электрический разряд, вызывающий звуковой импульс в пьезоэлементе преобразователя. Звуковой импульс проходит через материал и при отражении от несплошности или противоположной поверхности материала возвращается назад к преобразователю. Полученные колебания преобразуются в электрический импульс, останавливающий измерение времени. Расстояние до отражающей поверхности можно тогда рассчитать по следующей формуле:

, где

s — путь, звукового импульса [мм]; с — скорость звука в материале [км/с]; t — время прохождения импульса [c].

Если теперь время прохождения и амплитуду импульса отобразить в графическом виде, получится упрощенная модель универсального Ультразвукового Дефектоскопа (Рис2.1.).

  Рис. 2.1. Графическое отображение полученных ультразвуковых сигналов в модульном виде

3. Настройка ультразвукового дефектоскопа

Перед проведением ультразвукового контроля непосредственно на реальном объекте контроля дефектоскоп необходимо настроить. Настройка дефектоскопа выполняется в два этапа:

— настройка параметров ПЭП

— настройка показаний дефектоскопа по образцу с заранее известными параметрами контроля.

К настройке параметров ПЭП относится:

• настройка рабочей частоты ПЭП,
• настройка стрелы ПЭП,
• настройка угла ввода ПЭП,
• настройка задержки в призме ПЭП.

Настройка параметров ПЭП проводят на стандартных образцах для ультразвуковой дефектоскопии СО-1, СО-2, СО-3.

К настройке показаний дефектоскопа по образцу с заранее известными параметрами контроля относится

• настройка скорости распространения ультразвуковых колебаний в объекте контроля.
• настройка чувствительности и браковочного уровня

Последние настройки проводят по образцам с заранее подготовленными отражателями (дефектами), такие образцы называются стандартными образцами предприятия СОП. СОП изготавливают из такого же материала, как и объект контроля, а искусственный дефект имеет минимальные допустимые размеры, которые предусмотрены для конкретного объекта.

Ультразвуковой метод контроля осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 14782-76, ГОСТ 20415-2 и с учетом действующих отраслевых стандартов на ультразвуковой контроль.

Эффективность ультразвукового контроля зависит от целого ряда факторов.

Большое значение при этом имеет частота ультразвуковых волн. С увеличением частоты уменьшается их длина, а следовательно, повышается чувствительность метода, т.е. расширяется диапазон выявления более мелких дефектов. Однако с увеличением частоты на распространении ультразвуковых колебаний в большей степени начинает отражаться влияние структуры контролируемого металла.

Преимуществом ультразвуковой дефектоскопии является возможность контроля при односторонне доступе к изделию, простота и высокая производительность метода, большая проникающая способность, позволяющая обнаружить внутренние дефекты в крупногабаритных изделиях, возможность автоматизировать процесс контроля, полная безопасность для оператора и окружающих рабочих, высокая чувствительность, обеспечивающая выявление мелких дефектов.

Автор: Сергей Погорелов

Принцип — действие — дефектоскоп

Принцип — действие — дефектоскоп

Cтраница 1

Принцип действия дефектоскопа основан на построчном считывании с магнитной ленты полей, зафиксированных в процессе контроля сварных соединений и преобразований информации в электрические сигналы многоэлементным микроферрозондо-вым преобразователем, с последующей обработкой и частотной селекцией сигналов и регистрацией результатов на электрохимической бумаге. Запись сигналов ведется по четырем каналам — по одному каналу записывается плоскостное полутоновое изображение рельефа магнитного поля, записи по остальным каналам дают возможность судить по амплитуде сигнала от дефектов и их местоположении по толщине изделия. Получение в дефектоскопе двухмерного плоскостного изображения достигается за счет возвратно-поступательного движения по электрохимической бумаге подвижного электрода и пропускания через пишущие электроды ( подвижный и неподвижный) электрического тока, пропорционального величине сигнала, поступающего с феррозондов. Подвижный электрод движется синхронно с движением феррозондов над магнитной лентой. Степень потемнения бумаги оказывается тем большей, чем больший по амплитуде сигнал снимается с феррозондов.  [1]

Принцип действия дефектоскопа основан на электрическом пробое воздушных промежутков между касающимся поверхности изоляционного покрытия трубопровода щупом, подключенным к одному полюсу источника высокого напряжения, и самим трубопроводом, подключенным к другому полюсу указанного источника высокого напряжения непосредственно или через грунт при помощи заземлителя.  [2]

Принцип действия дефектоскопа состоит в следующем. При вращении магнита вокруг электропроводного металла в последнем возникают вихревые токи, магнитное поле которых практически противоположно полю магнита. Таким образом устанавливается определенная суммарная магнитная индукция, величина которой несколько меньше индукции магнита в покое и тем меньше, чем больше электропроводность металла прутка и чем больше обороты датчика.  [4]

Принцип действия дефектоскопа основан на использовании постоянного магнитного поля, которое создается в рельсах П — об-разными магнитами, укрепленными между колесами тележки. При намагничивании рельсов этими магнитами пятна в головке рельсов вызывают местное характерное изменение магнитного потока над поверхностью катания рельсов, которое воспринимается искательными устройствами дефектоскопа, расположенными между полюсами магнитов.  [5]

Принцип действия дефектоскопа основан на построчном считывании с магнитной ленты полей, зафиксированных в процессе контроля сварных соединений и преобразований информации в электрические сигналы многоэлементным микроферрозондовым преобразователем, с последующей обработкой и частотной селекцией сигналов и регистрацией результатов на электрохимической бумаге. Запись сигналов ведется по четырем каналам — по одному каналу записывается плоскостное полутоновое изображение рельефа магнитного поля, записи по остальным каналам дают возможность судить об амплитуде сигнала от дефектов и их местоположении по толщине изделия.  [6]

Принцип действия дефектоскопа может быть уяснен из схемы фиг.  [7]

Принцип действия дефектоскопа основан на измерении утечки магнитного потока, создаваемого сканирующими системами с постоянными магнитами.  [8]

Принцип действия дефектоскопа основан на построчном считывании с магнитной ленты полей, зафиксированных в процессе контроля сварных соединений и преобразований информации в электрические сигналы многоэлементным микроферрозондовым преобразователем, с последующей обработкой и частотной селекцией сигналов и регистрацией результатов на электрохимической бумаге. Запись сигналов ведется по четырем каналам — по одному каналу записывается плоскостное полутоновое изображение рельефа магнитного поля, записи по остальным каналам дают возможность судить об амплитуде сигнала от дефектов и их местоположении по толщине изделия.  [9]

Принцип действия дефектоскопа Предремонтный основан на выявлении и регистрации магнитных полей дефектов в стенке трубы, намагниченной до состояния насыщения.  [10]

По такой схеме можно понять принцип действия дефектоскопа и взаимодействие элементов и узлов. Чтение принципиальных схем требует знания условных графических обозначений и определенного навыка.  [11]

Впрочем, форма электрического излучаемого импульса не является существе

66. Область применения и классификация магнитных методов контроля.

Магнитопорошковый контроль нашел очень широкое применение на железнодорожном транспорте, в авиации, судостроении, химическом машиностроении, автомобилестроении, нефтедобывающей и газодобывающей отраслях (контроль трубопроводов). Магнитно порошковый контроль имеет очень высокую производительность, чувствительность, также удобную наглядность результатов контроля. При грамотном использовании данного метода могут быть обнаружены дефекты в даже начальной стадии их появления

Магнитопорошковая дефектоскопия (МПД)предназначена для выявления тонких поверхностных и подповерхностных нарушений сплошности металла — дефектов, распространяющихся вглубь изделий. Такими дефектами могут быть трещины, волосовины, надрывы, флокены, непровары, поры.

Магнитопорошковый контроль является одним из основных методов неразрушающего контроля и необходим для проверки ферромагнитных металлических конструкций.

Магнитные методы неразрушающего контроля

Различают следующие методы магнитного контроля:

Феррозондовый метод (феррозондовые дефектоскопы)

Магнитографический метод

Вихретоковый метод (вихретоковый контроль, вихретоковые дефектоскопы, толщиномеры, структуроскопы, ферритометры)

Феррозондовый метод контроляприменяется для выявления поверхностных и под поверхностных (глубиной до 10 мм) дефектов типа нарушения сплошности материала: волосовины, трещин, раковин, закатов, плен и т.п., а также для выявления дефектов типа нарушения сплошности сварных соединений и для контроля качества структуры и геометрических размеров изделий. Феррозондовый контроль используется для определения степени размагниченности изделий после магнитного контроля.

Феррозондовый метод можно применять на изделиях любых размеров и форм, если отношение их длины к наибольшему размеру в поперечном направлении и их магнитные свойства дают возможность намагничивания до степени, достаточной для создания магнитного поля рассеяния дефекта, обнаруживаемого с помощью преобразователя.

Магнитографическим методом контролявыявляют дефекты типа нарушения сплошности материала изделий, в основном для контроля сварных стыковых соединений из ферромагнитных материалов при их толщине от 1 до 18 мм.

Вихретоковый метод неразрушающего контроляоснован на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в объект контроля этим полем. Вихретоковый контроль применяют для контроля деталей, изготовленных из электропроводящих материалов.

Магнитный неразрушающий контроль осуществляют с помощью средств неразрушающего контроля:измерительных приборов (дефектоскопов, толщиномеров, структуроскопов, магнитометров, ферритометров, коэрцитиметров и т.д.) и установок, а также дефектоскопических веществ и материалов (проникающих и проявляющих жидкостей, магнитных порошков и суспензий, паст и т.д.), стандартных образцов, вспомогательного оборудования.

Дефектоскопы представляют собой приборы и установки, предназначенные для обнаружения дефектов типа нарушения сплошности.

Практически все дефектоскопы не только выявляют дефекты в изделии, но и определяют с установленной погрешностью его размеры и местонахождение. Некоторые дефектоскопы способны обнаруживать дефекты, определять глубину их и координаты относительно плоскостей изделия.

Магнитопорошковый метод

Магнитопорошковый метод предназначен для выявления поверхностных и под поверхностных (на глубине до 1,5-2 мм) дефектов типа нарушения сплошности материала изделия: трещины, волосовины, расслоения, не проварка стыковых сварных соединений, закатов и т.д.

Магнитные частицы порошка, попадая в поле дефекта под действием электрического тока, намагничиваются и в результате притягивающей сипы перемещаются в зону наибольшей неоднородности магнитного поля. Частицы притягиваются друг к другу, выстраиваются в цепочки, ориентируясь по магнитным силовым линиям поля, и, накапливаясь, образуют характерные рисунки в виде валиков, по которым судят о наличии дефекта.

Магнитопорошковым методом можно контролировать изделия любых габаритных размеров и форм, если магнитные свойства материала изделия (относительная максимальная магнитная проницаемость не менее 40) позволяют намагничивать его до степени, достаточной для создания поля рассеяния дефекта, способного притянуть частицы ферромагнитного порошка.

Принцип действия магнитопорошкового метода контроля

Магнитопорошковый метод— это метод неразрушающего контроля поверхностей изделий из ферромагнитных материалов в их производстве и эксплуатации.

Суть магнитопорошкового контроля:

Магнитный поток в бездефектной части изделия не меняет своего направления. Если же на пути магнитного потока встречаются участки с пониженной магнитной проницаемостью, например, дефекты в виде разрыва сплошности металла (трещины, неметаллические включения и т.д.), то часть силовых линий магнитного поля выходит из детали наружу и входит в нее обратно, при этом возникают местные магнитные полюсы (N и S) и, как следствие, магнитное поле над дефектом. Т.к. магнитное поле над дефектом неоднородно, то на магнитные частицы, попавшие в это поле, действует сила, стремящаяся затянуть частицы в место наибольшей концентрации магнитных силовых линий, то есть к дефекту. Частицы в области поля дефекта намагничиваются и притягиваются друг к другу как магнитные диполи под действием силы так, что образуют цепочные структуры, ориентированные по магнитным силовым линиям поля.

Наибольшая вероятность выявления дефектов достигается в случае, когда плоскость дефекта составляет угол 90 град. с направлением намагничивающего поля (магнитного потока). С уменьшением этого угла чувствительность снижается и при углах, существенно меньших 90 град. дефекты могут быть не обнаружены.

Чувствительность магнитопорошковой дефектоскопии МПД определяется:

• магнитными характеристиками материала контролируемого изделия (магнитной индукцией (В)),

• остаточной намагниченностью (Br),

• максимальной магнитной проницаемостью (µ_max),

• коэрцитивной силой (Н₀),

• шероховатостью поверхности контроля,

• напряженностью намагничивающего поля, его ориентацией по отношению к плоскости дефекта,

• качеством дефектоскопических средств и освещенностью контролируемой поверхности.

Магнитопорошковый метод применяется практически во всех отраслях промышленности:

         авиапромышленность

         машиностроение

         автомобильная промышленность

         металлургия

         транспорт (авиация, железнодорожный, автотранспорт)

         судостроение

         строительство (стальные конструкции, трубопроводы)

Методика применения магнитопорошкового контроля

Магнитопорошковый методприменяется для выявления в объектах разных размеров и формы, изготовленных из ферромагнитных материалов поверхностных и подповерхностных дефектов. С помощью магнитопорошкового метода могут быть обнаружены различные трещины, волосовины и закаты, непровары сварных соединений и другие дефекты шириной раскрытия несколько микрометров. Метод может быть использован для контроля объектов с немагнитным покрытием.

Существуют различные виды магнитопорошкового контроля:

         «Сухой» и «мокрый» способы нанесения индикатора на контролируемый объект

         Флуоресцентный или цветной индикатор для контроля при ультрафиолетовом УФ или дневном свете