Дефектоскопия — методы контроля¶
Дефектоскопия — раздел неразрушающего контроля (НК), охватывающий совокупность методов обнаружения и оценки дефектов материалов и изделий без повреждения их целостности и работоспособности. Термин образован от латинского defectus («дефект, недостаток» и греческого skopeō («наблюдаю»). Дефектоскопия применяется для выявления трещин, пор, включений, расслоений, коррозии и других неоднородностей в металлах, полимерах, композитах, бетоне и сварных соединениях.
¶Основные методы
Дефектоскопические методы классифицируют по физическому принципу взаимодействия с контролируемым объектом.
¶Ультразвуковая дефектоскопия
Наиболее распространённый метод, основанный на распространении ультразвуковых волн (частоты 0,5–25 МГц) в контролируемом материале. При встрече волны с дефектом (трещиной, порой, несплавлением) происходит её отражение, и отражённый сигнал регистрируется приёмным преобразователем. По времени задержки определяется глубина залегания дефекта, по амплитуде — его размер.
В ультразвуковой дефектоскопии используются:
- импульсно-эхо метод — регистрация отражённых сигналов одним или двумя преобразователями;
- теневой метод — фиксация затухания волны за дефектом;
- метод продольных и поперечных волн;
- фазово-контрольный метод — сравнение фаз сигналов;
- акустико-эмиссионный контроль — фиксация упругих волн, возникающих при развитии дефекта под нагрузкой.
Ультразвуковая дефектоскопия обнаруживает дефекты глубиной от долей миллиметра и применяется для сварных швов, поковок, проката, труб и литых деталей. Стандарты: ГОСТ 23702-2016, ГОСТ Р 53850-2010.
¶Рентгеновская (радиографическая) дефектоскопия
Метод основан на различном поглощении рентгеновского или гамма-излучения разными участками объекта. Дефекты (полости, включения) имеют другую плотность, чем основной металл, и дают контрастное изображение на плёнке или цифровом детекторе. Источники излучения — рентгеновские трубки (до 400 кВ) и радиоизотопы (Ir-192, Co-60, Se-75).
Радиографический контроль применяется для сварных соединений трубопроводов, отливок, аэрокосмических конструкций. Регулируется ГОСТ 23055-98, СП 40-133-96.
¶Вихретоковая дефектоскопия
Основана на влиянии дефектов на вихревые токи, наводимые в электропроводном материале переменным магнитным полем катушки-датчика. Изменение импеданса катушки свидетельствует о наличии дефекта. Применяется для контроля поверхности и приповерхностного слоя труб, прутков, проволоки. Регулируется ГОСТ 18353-79.
¶Капиллярная дефектоскопия
Обнаруживает поверхностные дефекты (трещины, поры) с помощью жидких индикаторов — люминесцентных или красящих. Контролируемую поверхность покрывают проникающим составом, излишки удаляют, наносят проявляющий состав. Дефекты проявляются в виде контрастных линий или пятен. Метод прост и не требует сложной аппаратуры, но ограничен обнаружением только поверхностных дефектов.
¶Магнитопорошковая дефектоскопия
Применяется для ферромагнитных материалов. Изделие намагничивают, наносят ферромагнитный порошок (или суспензию). Дефекты, пересекающие поверхность, создают локальные магнитные полюса, к которым притягивается порошок, формируя видимый индикаторный рисунок. Регулируется ГОСТ 18378-73.
¶Визуально-измерительный контроль
Простейший метод дефектоскопии — осмотр поверхности невооружённым глазом или с применением оптических приборов (лупы, эндоскопы, видеоскопы). Несмотря на кажущуюся простоту, при правильной организации (свет, чистота поверхности, квалификация оператора) метод выявляет значительную часть поверхностных дефектов.
¶Классификация по объёму контроля
| Тип | Описание |
|---|---|
| Поверхностный | Контроль только наружного слоя (капиллярный, магнитопорошковый, вихретоковый) |
| Объёмный | Контроль всей толщины (ультразвуковой, радиографический) |
¶Оборудование
Дефектоскопы — приборы для проведения дефектоскопического контроля — делятся на аналоговые и цифровые. Современные ультразвуковые дефектоскопы (например, «Днепр-52», «Одисс-У», «ЭВО-61.02», выпускаемые в России) оснащены ЖК-дисплеями, памятью на дефекты, возможностью записи A-, B-, C-сканов. Производители дефектоскопического оборудования в России: «Измерон», «АКЛАН», «Луч-К», «ЭКОТЕХ-СПб».
¶Области применения
- Металлургия и сварка — контроль сварных швов, поковок, проката;
- Нефтегазовая отрасль — диагностика трубопроводов, сосудов под давлением, магистралей;
- Авиастроение и космос — контроль несущих конструкций, лопаток турбин;
- Энергетика — обслуживание котлов, трубных систем ТЭС и АЭС;
- Строительство — контроль бетонных конструкций, свай, арматуры;
- Железнодорожный транспорт — обследование колёсных пар, рельсов, сварных стыков.
¶Нормативная база в России
Дефектоскопический контроль в РФ регулируется:
- ГОСТ 18353-79 — «Контроль неразрушающий. Классификация методов»;
- ГОСТ Р 53850-2010 — «Контроль неразрушающий. Ультразвуковой. Термины и определения»;
- ГОСТ 23702-2016 — ультразвуковые дефектоскопы;
- ГОСТ 23055-98 — радиографический контроль;
- ПБ 03-372-00 — правила контроля сосудов и трубопроводов;
- СП 48.13330.2019 — организация строительного контроля.
Операторы НК в России должны иметь аттестацию в соответствии с ПБ 03-384-00 или СТО Газпром 1-03-2009 (для газовой отрасли).
¶История
Первые методы дефектоскопии возникли в начале XX века после открытия рентгеновских лучей (В. К. Рентген, 1895). Магнитопорошковый метод разработан в 1920-х годах. Ультразвуковая дефектоскопия получила развитие в 1940–1950-е годы, в том числе в СССР, где были созданы первые промышленные ультразвуковые дефектоскопы (УЗД-1, УЗД-6, «Днепр»). В СССР сформировалась научная школа ультразвуковой дефектоскопии (В. В. Сухоруков, Г. А. Кутин, Ю. В. Ланге).
Источники: ГОСТ 18353-79; ГОСТ Р 53850-2010; «Неразрушающий контроль: Справочник» под ред. В. В. Сухорукова; «Ультразвуковая дефектоскопия» В. В. Сухоруков, Б. Б. Ходаков; «Справочник по неразрушающему контролю» под ред. В. В. Сухорукова.