3.2.4.5. Тепловые методы контроля

Тепловые методы контроля основаны на регистрации изменений тепловых или температурных полей контролируемого изделия. Они применимы к объектам из любых материалов.

При контроле изделие нагревают и измеряют температуру или тепловой поток с одной из сторон изделия. Это позволяет обнаруживать изменения в структуре и физико-химических свойствах (составе) изделия по изменению его теплопроводности, теплоемкости, коэффициента теплоотдачи. Нагрев может быть стационарным, импульсным, а также изменяющимся по линейному или гармоническому законам.

Основным тепловым методом является метод нагрева-охлаждения. При таком контроле изделие сначала помещают в среду с какой-либо постоянной температурой Т, а затем в среду с другой температурой Т₁ и наблюдают изменение температуры во времени на поверхности изделия. О наличии изменений свойств судят по различию температуры на различных участках изделия или по различию во времени, которое необходимо для достижения различными участками изделия одной температуры.

Возможен контроль с одной стороны изделия, когда излучатель и приемник тепловой энергии находятся по одну сторону изделия, и двухсторонний контроль, когда излучатель и приемник находятся по разные стороны изделия.

Визуализация распределения тепловых полей по поверхности изделия может быть осуществлена с помощью приборов, называемых тепловизорами. В этих приборах имеется сканирующее устройство, позволяющее построчно регистрировать температуру в разных точках изделия и передавать эту информацию на экран в виде видимого изображения.

Тепловые методы могут быть использованы для контроля плотности изделий и ее изменения в различных зонах изделия.

3.2.4.6. Радиационные методы контроля

При радиационных методах контроля используется область электромаг-нитных излучений с очень короткими длинами волн: рентгеновские лучи (длина волны λ=0,004 – 12 нм), гамма излучение (λ<0,004 нм) и нейтронное излучение. Рентгеновские и гамма лучи испускаются при торможении в мишенях быстрых электронов, а нейтронные лучи – ускоренных нейтронов. Эти лучи обладают большой проникающей способностью, причем с уменьшением длины волны проникающая способность увеличивается. Большая проникающая способность этих излучений позволяет просвечивать непро-зрачные изделия большой толщины, например стальные изделия толщиной до 700 мм.

В качестве источников излучения этого диапазона длин волн используются рентгеновские трубки, изотопы, ускорители. Для регистрации излучения применяют специальные приемники (детекторы), в основу работы которых положены различные явления, наблюдаемые при взаимодействии излучения с веществом: ионизация газов и твердых тел, флуоресценция неорганических и органических веществ, химические реакции, тепловой эффект, фотографическое действие. Вырабатываемый детектором сигнал в зависимости от типа детектора может быть представлен в виде постоянного электрического тока, короткого импульса, световой вспышки и др.

Различают следующие виды радиационных методов в зависимости от типа детектора. РАДИОГРАФИЧЕСКИЙ метод - регистрация излучения производится с помощью радиографической пленки или заряженных полупро-водниковых пластин. РАДИОСКОПИЧЕСКИЙ метод, при котором регистра-ция излучения производится с помощью радиационно-оптических преобразова-телей (основанных на использовании различных типов люминесцентных материалов). РАДИОМЕТРИЧЕСКИЙ метод, при котором в качестве детектора излучения используются различного рода счетчики, ионизационные камеры, сцинтилляционные преобразователи.

При радиационных методах получают изображение внутреннего состояния контролируемого объекта на экране дисплея, на фотографической пленке, пластине и т.п. На изображении обычно четко видны границы сред, имеющих разную плотность, что используется при дефектоскопии изделий. С помощью радиационных методов можно контролировать плотность и ее изменение в различных зонах изделия.

В заключение краткого обзора радиационных методов контроля следует отметить, что при их применении используются источники излучения, вредные для здоровья, поэтому при их использовании особое внимание должно быть уделено технике безопасности. Кроме того, эти методы достаточно дорогостоя-щие, в связи с чем чаще всего они применяются для контроля ответственной продукции, причем наиболее целесообразно при этом стремиться к полной или частичной автоматизации процесса контроля.