ВСЕ О КОРРОЗИИ   Знать - значит победить

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.

NDT Russia

Контакты