Електроіндуктивна (струмовихрова) дефектоскопія.
Електроіндуктивна (струмовихрова) дефектоскопія заснована на порушенні вихрових струмів змінним магнітним полем датчика дефектоскопа. Вихрові струми створюють своє поле, протилежне по знаку збудливій. В результаті взаємодії цих полів змінюється повний опір котушки датчика, що і зазначає індикатор. Показання індикатора залежать від електропровідності і магнітної проникності металу, розмірів виробу, а також змін електропровідності через структурні неоднорідностей або порушень суцільності металу.
Датчики струмовихровим дефектоскопів виконують у вигляді котушок індуктивності, усередині яких поміщають виріб (прохідні датчики), або які накладають на виріб (накладні датчики). Застосування струмовихровий дефектоскопії дозволяє автоматизувати контроль якості дроту, прутків, труб, профілів, що рухаються в процесі їх виготовлення із значними швидкостями, вести безперервний вимір розмірів. Струмовихровими дефектоскопами можна контролювати якість термічної обробки, оцінювати забрудненість високоелектропроводних металів (міді, алюмінію), визначати глибину шарів хіміко-термічної обробки з точністю до 3%, розсортовувати деякі матеріали по маркам, вимірювати електропровідність неферомагнітних матеріалів з точністю до 1%, виявляти поверхневі тріщини завглибшки в кілька мкм при протяжності їх в декілька десятих доль мм.
Тeтермоелектрична дефектоскопія. Термоелектрична дефектоскопія заснована на вимірі електрорушійної сили (термоедс), що виникає в замкнутому ланцюзі при нагріві місця контакту двох різнорідних матеріалів. Якщо один з цих матеріалів прийняти за еталон, то при заданій різниці температур гарячого і холодного контактів величина і знак термо ЕДС визначатимуться хімічним складом другого матеріалу. Цей метод зазвичай застосовують в тих випадках, коли потрібно визначити марку матеріалу, з якого складається напівфабрикат або елемент конструкції (в тому числі і в готовій конструкції).
Трибоелектричних дефектоскопії заснована на вимірі електрорушійної сили, що виникає при терті різнорідних матеріалів. Вимірюючи різницю потенціалів між еталонними і випробовуваними матеріалами, можна розрізнити марки деяких сплавів.
Електростатична дефектоскопія. Електростатична дефектоскопія заснована на використанні електростатичного поля, в яке поміщають виріб. Для виявлення поверхневих тріщин у виробах з не електропровідних матеріалів (фарфору, скла, пластмас), а також з металів, покритих тими ж матеріалами, виріб обпилюють тонким порошком мела з пульверизатора з ебонітовим наконечником (порошковий метод). При цьому частки крейди отримують позитивний заряд. В результаті неоднорідності електростатичного поля частинки крейди скупчуються в країв тріщин. Цей метод застосовують також для контролю виробів з ізоляційних матеріалів. Перед запиленням їх необхідно змочити ионогенной рідиною.
Ультразвукова дефектоскопія. Ультразвукова дефектоскопія заснована на використанні пружних коливань, головним чином ультразвукового діапазону частот. Порушення суцільності або однорідності середовища впливають на поширення пружних хвиль у виробі або на режим коливань виробу. Основні методи: ехометодом, тіньовий, резонансний, велосімметріческій (власне ультразвукові методи), імпедансний і метод вільних коливань (акустичні методи).
Найбільш універсальний ехометодом заснований на посиланні у виріб коротких імпульсів ультразвукових коливань і реєстрації інтенсивності і часу приходу ехосигналів, відбитих від дефектів. Для контролю вироби датчик еходефектоськопа сканує його поверхню. Метод дозволяє виявляти поверхневі і глибинні дефекти з різною орієнтуванням. Створені промислові установки для контролю різних виробів. Ехосигнали можна спостерігати на екрані осциллоскопа або реєструвати самозапісивающім приладом. В останньому випадку підвищуються надійність, об'єктивність оцінки, продуктивність і відтворюваність контролю. Чутливість ехометодом вельми висока: в оптимальних умовах контролю на частоті 2 – 4 Мгц можна виявляти дефекти, що відображає поверхню яких має площу близько 1 мм2.
При тіньовому методі ультразвукові коливання, зустрівши на своєму шляху дефект, відображаються у зворотному напрямку. Про наявність дефекту судять по зменшенню енергії ультразвукових коливань або по зміні фази ультразвукових коливань, що огинають дефект. Метод широко застосовують для контролю зварних швів, рейок та ін.
Резонансний метод заснований на визначенні власних резонансних частот пружних коливань (частотою 1 – 10 Мгц) при порушенні їх у виробі. Цим методом вимірюють товщину стінок металевих і деяких неметалічних виробів. При можливості вимірювання з одного боку точність виміру близько 1%. Крім того, цим методом можна виявляти зони корозійного ураження. Резонансними дефектоскопами здійснюють контроль ручним способом і автоматизованим із записом показань приладу.
Велосіметріческій метод еходефектоськопа заснований на вимірюванні зміни швидкості поширення пружних хвиль в зоні розташування
дефектів в багатошарових конструкціях, використовується для виявлення зон порушення зчеплення між шарами металу.
Імпедансний метод заснований на вимірюванні механічного опору (імпедансу) виробу датчиком, скануючим поверхню і збуджуючим у виробі пружні коливання звукової частоти. Цим методом можна виявити дефекти в клейових, паяних з'єднаннях, між тонкою обшивкою і елементами жорсткості або заповнювачами в багатошарових конструкціях. Виявляються дефекти площею від 15 мм2 і більше відзначаються сигналізатором і можуть записуватися автоматично.
Метод вільних коливань заснований на аналізі спектру вільних коливань контрольованого вироби, порушеної ударом; застосовується для виявлення зон порушення з'єднань між елементами в багатошарових клеєних конструкціях значної товщини з металевих і неметалевих матеріалів.
Ультразвукова дефектоскопія, що використовує кілька змінних параметрів (частотний діапазон, типи хвиль, режими випромінювання, способи здійснення контакту тощо), є одним з найбільш універсальних методів неруйнівного контролю.
Капілярна дефектоскопія. Капілярна дефектоскопія заснована на штучному підвищенні світло- та кольороконтрастності дефектної ділянки відносно неушкодженої. Методи капілярної дефектоскопія дозволяють виявляти неозброєним оком тонкі поверхневі тріщини та інші несплошності матеріалу, що утворюються при виготовленні і експлуатації деталей машин. Порожнини поверхневих тріщин заповнюють спеціальними індикаторними речовинами (пенетрантами), проникаючими в них під дією сил капілярності. Для так званого люмінесцентного методу пенетранти складають на основі люмінофорів. На очищену від надлишку пенетранта поверхню наносять тонкий порошок білого проявника (окись магнію, тальк), які мають сорбційні властивості, за рахунок чого частинки пенетранта витягуються з порожнини тріщини на поверхню, змальовують контури тріщини і яскраво світяться в ультрафіолетових променях. При так званому кольоровому методі контролю пенетранти складають на основі гасу з додаванням бензолу, скипидару і спеціальних барвників (наприклад, червоної фарби). Для контролю виробів з темною поверхнею застосовують магнітний порошок, забарвлений люмінофорами (магнітнолюмінесцентний метод), що полегшує спостереження тонких тріщин.
Чутливість капілярної дефектоскопії дозволяє виявляти поверхневі тріщини з розкриттям менше 0,02 мм. Однак широке застосування цих методів обмежено через високу токсичність пенетранта і проявників.
Порядок виконання роботи
1. Вивчити теоретичні відомості.
2. Описати принцип дії методів дефектоскопії:
• візуальний метод;
• рентгенодефектоскопії;
• гамма-дефектоскопія;
• радіодефектоскопія;
• інфрачервона дефектоскопія;
• магнітна дефектоскопія;
• електроіндуктівная (струмовихровим) дефектоскопія;
• термоелектрична дефектоскопія;
• електростатична дефектоскопія;
• ультразвукова дефектоскопія;
• капілярна дефектоскопія.
Зміст звіту
1. Найменування роботи, мета та методи дефектоскопії.
2. Основні положення теоретичних відомостей.
3. Методи дефектоскопії та принцип їх дії.
4. Висновок.
Контрольні питання
1. На які види поділяються методи дефектоскопії?
2. Недоліки методів дефектоскопії.
3. Які основні методи дефектоскопії застосовують при контролі якості продукції?
4. З якою метою використовують методи дефектоскопії?
Література: [1-6].
Лабораторна робота № 2