Испытание и контроль качества в производстве

пересекать линии  магнитной индукции поля. Чувствительность метода зависит от способа намагничивания, вида и силы тока, глубины залегания дефектов, размера ферромагнитных частиц порошка и т. д.

   3. Магнитографический  – вместо магнитного порошка  для регистрации рассеянного  магнитного поля применяют магнитную  ленту (типа применяемой в магнитофонах, но более широкую). Считывание сигналов о дефектах прибором, датчиком которого служит магнитная головка. Метод позволяет обнаруживать дефекты в более толстом поверхностном слое, но при этом теряется наглядность, присущая магнитопорошковому методу.

  4. Феррозондовый – датчики типа феррозондов используют для обнаружения полей рассеивания на дефектах и измерения магнитных характеристик материалов.

   Развитие  магнитного вида НК – по  следующим направлениям:

   1) изыскание  способов отстройки от мешающих  факторов;

   2) изучение особенностей магнитных полей изделий сложной формы, содержащих дефекты;

   3) разработка  новых высокочувствительных преобразователей;

   4) использование  потенциальных возможностей эффекта  Баркгаузена (эффект Баркгаузена:  высокоточное измерение кривой намагничивания В(Н) показало, что она имеет скачкообразный характер в

области крутого  подъема), а также таких магнитных  эффектов, как ядерный, электронный, магнитный резонансы.

 

                   2. Электрический вид НК

 

   Электрический  вид НК основан на регистрации параметров электрического поля, взаимодействующего с контролируемым объектом

(это – электрический  метод), или поля, возникающего в  контролируемом объекте в результате  внешнего воздействия (термоэлектрический  и трибоэлектрический методы).

   Первичные информативные параметры – электрические ем

кость или потенциал.

   Методы

   1. Емкостной  – применяется для контроля  диэлектрических или полупроводниковых материалов. По изменению диэлектрической проницаемости, в том числе ее реактивной части (диэлектрическим

потерям), контролируют химический состав пластмасс, полупроводников, наличие в них несплошностей, влажность сыпучих материалов и  другие свойства.

   2. Электрического  потенциала – применяется для  контроля проводников. Измеряя  падение потенциала на некотором участке, контролируют толщину проводящего слоя, наличие несплошностей вблизи поверхности проводника. Электрический ток огибает поверхностный дефект, по увеличению падения потенциала на участке с дефектом определяют глубину несплошности;

   3. Термоэлектрический – применяют для контроля химического состава материалов. Например, нагретый до заданной температуры медный электрод прижимают к поверхности изделия и по возникающей контактной разности потенциалов определяют марку стали,титана, алюминия или другого материала, из которого сделано изделие.

   4. Экзоэлектронной  эмиссии — с использованием  эмиссии ионовс поверхности изделия  под влиянием внутренних напряжений.

   5. Электроискровой  – по параметрам электрического  пробоя измеряются характеристики исследуемой среды.

   6. Электростатического  порошка – с помощью наэлектризованного  порошка определяются дефекты  в диэлектриках.

   Развитие  метода – интенсивное изучение  мало используемых методов:

   1) экзоэлектронной  эмиссии;

   2) электроискрового;

   3) электростатического  порошка.

 

                    3. Вихретоковый вид НК

 

   Вихретоковый  вид НК основан на анализе  взаимодействия электромагнитного  поля вихретокового преобразователя  с электромагнитным полем вихревых  токов, наводимых в контролируемом объекте.

Практически в  дефектоскопии используются вихревые токи с часто

той до 1 млн Гц.

   Применяется  только для контроля изделий  из электропроводящих материалов, в том числе цветных, немагнитных металлов (меди, латуни, алюминия и т. д.). Контролируются геометрические размеры изделий, определяются химический состав и структура материала изделия,внутренние напряжения, изменения электропроводности металлов и их магнитные свойства, обнаруживаются мельчайшие поверхностныеи подповерхностные (на глубине несколько мм) дефекты.

   Принцип  контроля. Вихревые токи возбуждают  в объекте с помощью преобразователя  в виде катушки индуктивности,  питаемой переменным или импульсным током. Приемным преобразователем

(измерителем)  служит та же или другая  катушка.

   Интенсивность  и распределение вихревых токов  в объекте зависят:

   – от  геометрических размеров объекта,

   – от  электрических и магнитных свойств  материала объекта,

   – от  наличия в материале несплошностей,

   – от  взаимного расположения преобразователя и объекта.

   Это определяет  большие возможности метода как  средства контроля различных  свойств объекта, но в то  же время затрудняет его применение, так как при контроле одного параметра другие являются мешающими. Эти параметры нужно разделить.

   Первичные информативные параметры – раздельно или совместно измеренные фаза, частота и амплитуда сигнала измерительного преобразователя, контроль сигнала одновременно на нескольких

частотах, амплитудно частотный спектр.

   Методы

   1. Отраженного  излучения.

  2. Прохождения – возбуждающая и приемная катушки располагаются или с одной стороны, или по разные стороны от контролируемого объекта.   Развитие метода – по следующим направлениям:

   1) изыскание  путей контроля изделий сложной  конфигурации и многослойных объектов;

   2) усовершенствование  способов отстройки от мешающих  пара

метров;

   3) разработка  многодатчиковых и многочастотных  систем для комплексного контроля свойств объекта.

 

                   4. Радиоволновой вид НК

   Радиоволновой  вид НК основан на регистрации изменений параметров электромагнитных волн радиодиапазона, взаимодействующих с контролируемым объектом. Обычно применяют волны сверх

высокочастотного  диапазона (СВЧ) длиной 1–100 мм.

   Применяется  для контроля изделий из материалов, где радиоволны не очень сильно затухают: диэлектрики (пластмассы, керамика, стекловолокно), магнитодиэлектрики (ферриты), полупроводники, тонкостенные металлические объекты.

   Первичные  информативные параметры – амплитуда,  фаза, поляризация, частота, геометрия распространения вторичных волн,

время их прохождения  и др.

   Методы. По характеру взаимодействия  с объектом контроля различают  методы: прошедшего, отраженного, рассеянного  излучения

и резонансный.

 

                      5. Тепловой вид НК

 

   Тепловой  вид НК основан на регистрации изменений тепловых или температурных полей контролируемых объектов.

   Применяется  для объектов из любых материалов.

   Первичные  информативные параметры – температура  или тепловой поток. Они измеряются  контактными или бесконтактными способами. При бесконтактном способе передача теплоты происходит в основном за счет радиации, т.е. излучения электромагнитных волн в инфракрасной или видимой части спектра в зависимости от температуры объекта. Наиболее эффективное средство бесконтактного наблюдения, регистрации температурных полей и тепловых потоков – сканирующий термовизор.

   Методы. По характеру взаимодействия  поля с контролируемым объектом различают методы:

   1. Пассивный  или собственного излучения –  на объект не воздействуют  внешним источником энергии. Измеряют тепловые потоки или температурные поля работающих объектов. Неисправности проявляются в местах повышенного нагрева. Так выявляют места утечки теплоты в зданиях, участки электрических цепей и радиосхем с повышенным нагревом, находят трещины в двигателях и т.д.;

   2. Активный  – объект нагревают или охлаждают  от внешнего источника контактным или бесконтактным способом, стационарным или импульсным источником теплоты и измеряют температуру или тепловой поток с той же или с другой стороны объекта. Это позволяет обнаруживать несплошности (трещины, пористость, инородные включения) в объектах, изменения в структуре и физико химических свойствах материалов по изменению теплопроводности, теплоемкости, коэффициенту теплоотдачи. Таким способом выявляют участки с плохой теплопроводностью в многослойных панелях. Неплотное прилегание слоев и дефекты обнаруживают как участки повышенного или пониженного нагрева поверхности панели.

 

                     6. Оптический вид НК

   Оптический  вид НК основан на наблюдении или регистрации параметров оптического излучения, взаимодействующего с контролируемым объектом.

   Применяется  очень широко благодаря большому  разнообразию способов получения первичной информации.

   1. Наружный  контроль. Возможность его применения не зависит от материала объекта.

   2. Контроль  прозрачных объектов. Обнаружение  макро и микродефектов, структурных  неоднородностей, внутренних напряжений (по вращению плоскости поляризации).

   3. Использование  интерференции позволяет с точностью до 0,1 длины волны контролировать сферичность, плоскостность, шероховатость, толщину изделий.

   4. Дифракцию  применяют для контроля диаметров  тонких волокон, толщины лент, форм острых кромок.

   Первичные  информативные параметры – амплитуда,  фаза,степень поляризации, частота или частотный спектр, время прохождения света через объект, геометрия преломления или отражения

лучей.

   Методы

   1) По характеру  взаимодействия с контролируемым  объектом различают методы: прошедшего, отраженного, рассеянного и индуцированного излучения (индуцированное излучение – оптическое

излучение объекта  под действием внешнего воздействия, например, люминесценция).

   2) По способу  получения первичной информации  различают:

   – органолептический  визуальный контроль, с помощью которого находят видимые дефекты, отклонения от заданных формы, цвета и т. д.;

   – визуально  оптический контроль – проводится  с применением инструментов:

   – лупы, микроскопы, эндоскопы – для осмотра  внутренних полостей;

   – проекционные  устройства – для контроля формы изделий, спроецированных в увеличенном виде на экран.

 

                    7. Радиационный вид НК

   Радиационный  вид НК основан на регистрации  и анализе проникающего ионизирующего  излучения после взаимодействия  его с контролируемым объектом. Объект «просвечивается» рентгеновским или гамма излучением, потоками нейтронов, электронов или протонов.Теневое изображение объекта регистрируется на фотопленке (рентгенография, нейтронография и пр.) либо на специальном флюоресцирующем или телевизионном экране (рентгеноскопия) с увеличением изображения в необходимых случаях или с применением других способов улучшения наблюдаемости дефектов.

   Применение. Наиболее широко используются  для контроля рентгеновское и  гамма излучение (их можно использовать для контроля изделий из самых различных материалов, подбирая соответствующий частотный диапазон). Чем больше толщина изделия, тем более высокочастотное (более жесткое) излучение применяют для контроля: рентгеновское, гамма (от распада ядер атомов), жесткое тормозное (от ускорителя электронов – бетатрона, микротрона, линейного ускорителя). Предельное значение толщины стали, контролируемое с помощью жесткого тормозного излучения, – около 600 мм.

   Первичный  информативный параметр – плотность  потока излучения: в местах утонений и дефектов плотность прошедшего потока возрастает.

  Методы

   1. По характеру  взаимодействия с контролируемым  объектом основным способом радиационного (рентгеновского и гамма) контроля является метод прохождения. Он основан на разном поглощении ионизирующего излучения материалом изделия и дефектом.

   2. В зависимости  от природы ионизирующего излучения  выделяют: рентгеновский, гамма,  бета (поток электронов), нейтронный

методы контроля. Находят применение потоки позитронов: по степени их поглощения определяют участки объекта, обедненные или

обогащенные электронами.

   3. По используемому  приемнику излучения выделяют:

   – радиографический  метод (приемник излучения –  рентгеновская пленка),

   – радиометрический  метод (приемник излучения – сканирующий сцинтилляционный счетчик частиц и фотонов),

   – радиоскопический  метод (приемник излучения –  флюоресцирующий экран с последующим преобразованием изображения в телевизионное).

    Примечание. Все рассмотренные виды контроля (магнитный, электрический, вихретоковый, радиоволновой, тепловой, оптический, радиационный) основаны на применении электромагнитного излучения. Частота колебаний повышалась от метода к методу.

    При  контроле магнитными и электрическими  методами использовались постоянные  или медленно меняющиеся поля.

    В  вихретоковом контроле частоты  достигали мегагерцевого диапазона.    В радиоволновом – частота  увеличилась до СВЧ диапазона  (104÷1010 Гц).  В тепловом – частота  увеличилась до частоты инфракрасного  излучения (1011÷4•1014 Гц).

    В  оптическом контроле – частота  увеличилась до частоты оптического излучения (частота видимого излучения 4•1014÷7,5•1014 Гц).

    Рентгеновское  и гамма излучения являются  наиболее коротковолновыми из  всех, рассмотренных ранее: частота  рентгеновского излучения 3•1017÷3•1020 Гц; гамма излучение имеет частоту 3•1018÷3•1021 Гц (дли

на волны 10–10÷10–13 м).

 

                      8. Акустический вид НК

    Акустический  вид НК основан на регистрации  параметров упругих волн, возникающих  или возбуждаемых в объекте.

   В отличие  от всех ранее рассмотренных  методов здесь применяют и регистрируют не электромагнитные, а упругие волны, параметры которых тесно связаны с такими свойствами материалов, как упругость, плотность, анизотропия (неравномерность свойств по различным направлениям) и др. Акустические свойства твердых материалов и воздуха настолько сильно отличаются, что акустические волны отражаются от тончайших зазоров (трещин, непроваров) шириной 10–6÷10–4 мм.