УЛЬТРАЗВУКОВІ ДЕФЕКТОСКОПИ

Дефектоскоп – це обладнання неруйнівного контролю, яка дозволяє визначати різного роду дефекти металевих і неметалевих виробів. Назва походить від латинського слова «defectus», що означає «недолік». Можливості використання дефектоскопів, розробками нових моделей, методів контролю, обробкою даних перевірок, займається галузь науки і техніки – дефектоскопія. Структуроскопы, шукачі течії, твердоміри, стилоскопы та інше обладнання неруйнівного контролю за принципом роботи, призначенням дещо схожі з дефектоскопами, т. к. виконують подібні функції. Застосування дефектоскопа Дефектоскоп – пристрій дуже затребуване. Завдяки цьому приладу неруйнівного контролю можна виявити візуально не видимі вогнища корозії (наприклад, під захисним покриттям), неоднорідність структури, приховані раковини, порожнини і інші порушення суцільності, зміни в хімічному складі сплавів і інші дефекти, що виникли в процесі експлуатації або при виготовленні виробу. Своєчасно проводити дефектоскопический контроль – дуже важливо, оскільки будь-які недоліки і недоліки сприяють зміні фізичних властивостей матеріалів, що можуть послужити причиною руйнування виробу або конструкції. Особливо це важливо на об'єктах, де працюють люди, т. к. руйнування конструкції або виробу може послужити причиною багатьох людських жертв. Широко використовуються дефектоскопи в таких галузях, як машинобудування, будівництво, енергетика, транспортна сфера, нафтогазова та хімічна промисловості. Науково-дослідні центри застосовують дефектоскопи для контролю і вивчення властивостей, особливостей твердих тел. За допомогою даного обладнання контролюють клейові і паяні з'єднання, зварні шви, різні заготовки, деталі, готові вироби, як на стадії виробництва, так і в процесі експлуатації. Деякі установки дозволяють досліджувати об'єкт, нагрітий до високої температури. Інші ж можна використовувати в русі. Наприклад, вагон-дефектоскоп, візки, рейкові прилади при експлуатації рухаються по рейках, безпосередньо в експлуатаційних умовах. Є дефектоскопи, які здатні аналізувати об'єкт в процесі руху. Так перевіряють трубний прокат. Ультразвуковий дефектоскоп Найбільш сучасним і популярним в наш час є ультразвукові (акустичні) дефектоскопи. Залежно від принципу роботи (методу) ультразвукового дефектоскопа розрізняють наступні його види: резонансні, імпедансні, імпульсні, акустико-емісійні, акустико-топографічний, ревербераційний, велосиметрический. Резонансні дефектоскопи використовуються для визначення вогнищ корозії, вимірювання товщин стінок приладів і конструкцій (в основному – металевих, але може бути застосовний для деяких неметалічних). Похибка приладу при односторонньому вимірюванні – не більше 1%. Суть методу полягає у вимірюванні порушених у досліджуваному приладі власних пружних коливань. Резонансні частоти при цьому близько 1-10 МГц. Імпедансні дефектоскопи широко використовуються в авіабудуванні, автомобільної промисловості, космічної та деяких інших галузях. Вони здатні виявити непроклеенние ділянки, різні дефекти, розшарування, порушення цілісності і порожнечі в різному обладнанні, приладах, конструкціях. Принцип роботи импедансных дефектоскопів полягає в скануванні досліджуваного вироби двома п'єзоелементів. Один елемент посилає коливання в товщу матеріалу, а інший – ці коливання приймає. Потім прилад обробляє дані: імпеданс (комплексне механічне опір) ділянки з дефектом відрізняється від характеристик нормального, доброякісного зразка. Імпульсні дефектоскопи поєднують в собі декілька методів неруйнівного контролю:дзеркально-тіньовий, тіньовий, ехо-метод. Дзеркально-тіньовий метод в останні роки застосовується все рідше, зважаючи на своїй невисокій точності. Чутливість, у порівнянні з ехо-методом, – в 10 – 100 разів нижче. Використовується спільно (в доповнення) з ехо-методом або самостійно, наприклад, для визначення наявності в рейках вертикальних тріщин. Ехо-метод дозволяє визначати наявність і місце розташування як поверхових, так і глибинних дефектів. При скануванні поверхні датчик дефектоскопа посилає в виріб ехосигнали (ультразвукові імпульсні коливання), які, відбиваючись від дефекту, повертаються до датчика (приймача) приладу. Виходячи з інтенсивності імпульсу і часу його повернення, прилад визначає вид і місце розташування дефекту. Тіньові ультразвукові дефектоскопи використовуються для досліджень рейок, зварних швів і інших об'єктів. Вони посилають в товщу металу коливання, які відбиваються від дефекту і приймаються приймачем приладу. У деяких випадках фаза коливання змінюється, тоді можна судити про огибании дефекту імпульсом. Вихрострумовий дефектоскоп Застосовується для виявлення неглибоких, поверхневих дефектів – мікротріщини, пори та інші недосконалості, розташовані на глибині до 2 міліметрів. Суть методу полягає в порушенні струмів Фуко (вихрових) на досліджуваній площі, реєстрації змін в їх електромагнітному полі. Магнітний (магнітопорошковий) дефектоскоп Магнитопорошковые дефектоскопи використовуються для неруйнівного контролю трубопроводів, зварних з'єднань, обладнання та деталей залізничного транспорту, різних металоконструкцій. Прилад дозволяє проводити діагностику навіть у важкодоступних місцях, наприклад, досліджувати порожнини і внутрішню поверхню отворів, деталі, конструкції різної форми. Магнитопорошковые дефектоскопи дозволяють визначити тріщини, флокени, відколи, шорсткості, несплавления, а також порушення суцільності (пошкодження) захисних покриттів, в тому числі, сформованих з лакофарбових матеріалів. Принцип роботи магнитопорошковых дефектоскопів заснований на явищі намагнічування. Виріб повністю, або певну його частину, намагничивают, тобто на досліджуваному ділянці створюється поздовжнє або циркулярний поле розсіювання за допомогою постійних магнітів або спеціального набору, що складається з намагничивающих пристроїв. Дефектні ділянки виявляються завдяки магнітного порошку. Безпосередньо над самим дефектом спостерігається найбільша концентрація магнітних силових ліній. По мірі віддалення від тріщини або неоднорідності – їх щільність зменшується. Для визначення місцезнаходження цих ліній, і, природно, дефектів, на досліджувану поверхню наносять спеціальний магнітний порошок, мокрим або сухим способом. Саме скупчення порошку покаже, де знаходиться бракований ділянку, т. к. намагнічені його частинки будуть накопичуватися над тріщиною, купуючи певну впорядковану структуру. Отримана картинка уважно вивчається та порівнюється з еталонним зразком. Таким чином, визначають наявність дефекту, його місцезнаходження, форму і розміри. Електроіскровий (іскровий) дефектоскоп Электроискровые прилади неруйнівного контролю використовуються для діагностики стану захисних та ізоляційних покрить магістральних трубопроводів (газо-, нафто - та ін), елементів системи водопідготовки, водопостачання, парових котлів, ємнісного обладнання та деяких інших конструкцій. Щуп приладу підключається до одного полюса джерела напруги, а досліджуваний об'єкт – до іншого полюсу цього ж високовольтного джерела (за допомогою заземлювача або через грунт). Щуп у процесі експлуатації повинен торкатися поверхні ізоляції (в тому числі, сформованої з бітуму). У місцях пошкодження ізоляції між щупом і виробом відбувається електричний пробій повітря (проміжку). Так за допомогою електроіскрових дефектоскопів визначають суцільність ізоляційних захисних покриттів. Рентгенівський (радіаційний) дефектоскоп Вперше радіаційні прилади почали використовувати на суднобудівному заводі (Балтійському) в 1933 році. Впровадив його винахідник Мисовської Ст. Л. для визначення в товстих металевих плитах дефектів лиття. Дослідження проводиться методом рентгенографії. Контрольований об'єкт опромінюється нейтронами, а також альфа, бета, гамма і рентгенівськими променями. Джерелами випромінювання можуть служити бетатроны, микротроны, лінійні прискорювачі, радіоактивні ізотопи або рентгенівські апарати. Результатом даного типу неруйнівного контролю може служити знімок дефекту (радіографія), світлова картинка на екрані приладу (радиоскопия, радіометрія) або сигнал (радіометрія). Термоелектричний Найчастіше термоелектричні прилади використовуються для визначення матеріалу (наприклад, марки сталі), з якого виготовлена конструкція. Суть термоелектричного методу контролю полягає у вимірюванні в місці контакту двох різнорідних металів електрорушійної сили. Область контакту при цьому спеціально нагрівається. Один з контактуючих матеріалів беруть за еталон. Хімічний склад другого – визначає знак і величина електрорушійної сили, при заданому температурному інтервалі холодного і гарячого контактів. Таким чином, можна досліджувати як окремий елемент, як і всю конструкцію. Інфрачервоний дефектоскоп Суть роботи інфрачервоного приладу неруйнівного контролю полягає в пропусканні крізь досліджуваний об'єкт інфрачервоних променів. Теплочувствительный приймач реєструє, як теплові промені розподіляються у випробуваному ділянці, таким чином, визначаючи наявність включень, непрозорі для видимого світла. Це пояснюється тим, що дефектні ділянки змінюють траєкторію руху потоку. Капілярної Даний тип приладів дозволяє визначати дефекти, тріщини на поверхні різних конструкцій і деталей, які з'явилися як при виготовленні, так і в процесі експлуатації. Суть методу полягає у штучному підвищенні кольоро - і светоконтрастности дефекту, завдяки чому пошкоджену ділянку стає видно неозброєним оком. На поверхню досліджуваного об'єкта наносять спеціальний рідкий індикатор (речовини, під назвою пенетранти), який, під впливом сил капілярності, проникає в тріщини й пори, заповнюючи їх. При підвищенні цветоконтрастности (кольоровому методі) в якості пенетранта використовується суміш гасу, скипидару, бензолу, барвників. При штучному підвищенні светоконтрастности (люмінесцентний спосіб) в якості індикаторів застосовують склади на основі нориола, гасу та інших люмінофорів. Після обробки поверхні індикатором – надлишок його знімають, а на досліджуваний ділянку наносять проявник – тонкодисперсний порошок білого кольору, в якості якого можуть бути використані тальк, окис магнію та ін Проявник адсорбує перетрант з тріщини або пори, тим самим виділяючи контури дефекту. При впливі ультрафіолетового випромінювання контури тріщини яскраво світяться. Дефектоскопи-градиентометры (феррозондовые) Дані прилади неруйнівного контролю використовуються для досліджень на наявність дефектів зварних з'єднань литих деталей, металопрокату. Чутливий елемент (феррозонд) пересувають уздовж досліджуваної поверхні. Відбувається вироблення імпульсів струму. При наявності дефектів у виробі форма імпульсів змінюється, що і фіксує прилад. Перевагою такого обладнання є можливість проводити діагностику металу крізь товщу захисного покриття (наприклад, фарби, лаку, емалі та інших), не володіє магнітними властивостями, і товщина якого не перевищує 6 міліметрів. Шорсткість металу не повинна перевищувати Rz 320 мкм. Висока чутливість феррозонда дозволяє визначати дефекти, що мають глибину від 0,1 мм і ширину від декількох мікрометрів.