Комплексное введение в машины неразрушающего контроля
Дата:2025-08-20
I. Что такое неразрушающий контроль?
Неразрушающий контроль, как следует из названия,-это метод, который использует изменения физических свойств материала (таких как акустические, оптические, тепловые и электромагнитные), вызванные дефектами, для обнаружения дефектов внутри или на заготовке, без повреждения или влияния на производительность тестируемого объекта. Метод предоставляет информацию о размере, месте, характере и количестве дефектов.
В отличие от разрушающего контроля, его основная ценность заключается в «100% обнаружении, 0% разрушении». Это ключевая технология для достижения полного контроля качества жизненного цикла и прогностического обслуживания промышленной продукции.
II. Основные технологии неразрушающего контроля и их принципы
Машины неразрушающего контроля приходят в большое разнообразие типов, основанных на различных физических принципах и соответствующих для различных материалов и применений. Ниже приводятся некоторые из наиболее популярных технологий:
1. Ультразвуковое тестирование
Принцип: Высокочастотные звуковые волны (обычно 1-20 МГц) используются для проникновения в материалы. Когда звуковые волны сталкиваются с дефектами или границами заготовки, они отражаются. Анализируя время и амплитуду отраженных звуковых волн (эхо), можно точно определить местоположение и размер дефектов.
Характеристики машины: Портативное оборудование (обычно доступное в виде портативных дефектоскопов), способное обнаруживать толстые материалы, высокую чувствительность и расположение дефектов, и все это без какого-либо риска для здоровья человека. Однако к форме заготовки и отделке поверхности предъявляются определенные требования.
Основные области применения: обнаружение внутренних дефектов в отливках, поковках, сварных швах, толстых пластинах, композитных материалах и т. Д.
2. Радиографическое тестирование
Принцип: рентгеновские лучи или гамма-лучи используются для проникновения в объект. Из-за различной поглощающей способности дефектов (например, пор и шлаковых включений) и неповрежденных участков интенсивность излучения, проходящего через объект, варьируется, что приводит к затемнению изображения на пленке или цифровом детекторе, подобно «рентгеновскому излучению» промышленного продукта.
Особенности машины: Интуитивно понятные результаты с длительным хранением изображений. Тем не менее, оборудование стоит дорого, несет радиационные риски и требует строгих мер предосторожности. Он нечувствителен к плоским дефектам, параллельным направлению луча.
Основные области применения: обнаружение объемных дефектов сварных швов и отливок, например, в аэрокосмической промышленности и производстве сосудов высокого давления.
3. Тестирование пенетранта
Принцип: метод обнаружения дефектов поверхности. На поверхность заготовки наносится пенетрант, содержащий флуоресцентный или цветной краситель, позволяющий ему проникать в дефекты открытой поверхности. После удаления любого избыточного пенетранта применяется проявитель, чтобы вытащить пенетрант из дефекта, обнаружив дефект под светом (белым или УФ).
Характеристики машины: простой, недорогой и простой в эксплуатации, он может проверять различные непористые материалы. Однако он может обнаружить только открытые поверхностные дефекты и требует громоздкой процедуры.
Основные области применения: обнаружение трещин на поверхности таких деталей, как алюминиевые сплавы, нержавеющая сталь и керамика.
4. Испытание магнитных частиц
Принцип: нацелен на ферромагнитные материалы. После того, как заготовка намагничена, любые поверхностные или приповерхностные дефекты создают «магнитное поле утечки» на дефекте, притягивая магнитные частицы, приложенные к поверхности заготовки, в результате чего видны магнитные следы.
Характеристики машины: Чрезвычайно чувствителен к поверхностным и приповерхностным дефектам, с высокой скоростью обнаружения. Однако он может использоваться только на ферромагнитных материалах и требует размагничивания после тестирования.
Основные области применения: Обнаружение поверхностных и приповерхностных дефектов в ферромагнитных материалах, таких как стальные конструкции, валы, лезвия и сварные швы.
5. Вихретоковое тестирование
Принцип: использует принцип электромагнитной индукции. Когда катушка, несущая переменный ток, подается близко к проводящему материалу, вихревые токи индуцируют в катушке и материале. Наличие дефекта изменяет поток вихревого тока, вызывая изменение импеданса катушки. Это изменение анализируется, чтобы выявить дефекты.
Характеристики машины: не требуется связующего агента, высокая скорость контроля, возможности автоматизации и возможность выявления трещин, сортировки материалов и измерения толщины. Тем не менее, он в первую очередь подходит для проводящих материалов и имеет ограниченную способность обнаруживать глубоко укоренившиеся дефекты.
Основные области применения: встроенный контроль качества металлических труб, стержней и проводов, обнаружение трещин в коже фюзеляжа самолетов и измерение толщины покрытия.
6. Передовые технологии: фазированный массив ультразвука и промышленная компьютерная томография.
Фазированный массив ультразвука: это можно считать модернизированной версией ультразвукового тестирования. Он использует зонд, состоящий из нескольких кристаллов. Точно контролируя время (фазу) излучения акустической волны каждого кристалла, он обеспечивает отклонение луча, фокусировку и сканирование, создавая более интуитивно понятные 2D или 3D изображения дефектов и значительно повышая эффективность и точность обнаружения.
Промышленная КТ: это можно считать «окончательной формой» рентгеновского обследования. Он поворачивает заготовку на 360 ° перед источником рентгеновского излучения, собирая огромное количество проекционных данных. Компьютер реконструирует полное трехмерное изображение внутренней части заготовки, даже позволяя «сквозной» осмотр любого поперечного сечения, достигая истинного рентгеновского зрения.
