1.8 Акустичний метод

Акустичний метод неруйнівного контролю заснований на реєстрації та аналізі пружних хвиль, які розповсюджуються в контрольованому об’єкті. При частоті, більше 20 мГц, дозволяється використовувати термін «ультразвуковий».

До акустичних методів неруйнівного контролю відносять велику область випробування матеріалів і виробів, засновану на застосуванні пружних коливань і хвиль, точніше, на реєстрації параметрів пружних хвиль, порушуваних або виникаючих в об'єкті неруйнівного контролю.

Для акустичного методу неруйнівного контролю застосовують коливання ультразвукового та звукового коливання діапазонів частотою від 50 Гц до 50 МГц. Інтенсивність коливань зазвичай невелика, не перевищує 1 кВт/м2. Такі коливання відбуваються в області пружних деформацій середовища, де напруга і деформації пов'язані пропорційною залежністю (область лінійної акустики).

Методи неруйнівного акустичного контролю широко застосовують завдяки ряду їх переваг: хвилі легко вводяться в об'єкт контролю, добре поширюються в металах, бетоні та інших матеріалах; ефективні при виявленні дефектів з малим розкриттям, чутливі до зміни структури і фізико-механічних властивостей матеріалів, не представляють небезпеки для персоналу. Використання різних типів хвиль (подовжніх, поперечних, поверхневих, нормальних та інших) розширює можливості акустичних методів неруйнівного контролю.

Світовий досвід показує, що використання ультразвукового неруйнівного контролю в машинобудуванні, металургії, енергетиці, будівництві, транспортній промисловості сприяє поліпшенню якості продукції, забезпечення безаварійної експлуатації енергетичних установок і транспортних засобів, підвищенню продуктивності праці, зниження матеріаломісткості конструкцій та споруд, поліпшенню якості продукції, що випускається, економії сировинних і трудових ресурсів.

Акустичний метод неруйнівного контролю знаходить своє застосування в різних областях. Це об’єкти котлонагляду, системі газопостачання, підйомні споруди, об'єкти гірничорудної та вугільної промисловості, нафтова, газова та металургійна промисловість, обладнання вибухопожежонебезпечних та хімічно небезпечних виробництв, об'єкти залізничного транспорту, зберігання та переробки зерна та інші.

1.9 Неруйнівний контроль проникаючими речовинами

Неруйнівний контроль проникаючими речовинами заснований на проникненні речовин в дефекти об’єкта контролю. При виникненні наскрізних дефектів можливо використовувати термін «течошукання».

Капілярний метод неруйнівного контролю (ГОСТ 18442-80) заснований на капілярному проникненні всередину дефекту індикаторної рідини - пенетранта, яка добре змочуює матеріал об'єкта контролю (ОК).

Даний метод придатний для виявлення несплошностей з поперечними розміром 0,1 - 500 мкм, в тому числі наскрізних на поверхні чорних і кольорових металів, сплавів, кераміки, скла і т.п. Він широко застосовується для контролю цілісності зварних стиків.

Згідно технології капілярного контроля пенетрант наноситься на поверхню ОК. Завдяки особливим якостям, які забезпечуються підбором певних фізичних властивостей пенетранта: поверхневого натягу, в'язкості, густини, під дією капілярних сил, він проникає в найдрібніші дефекти, що мають вихід на поверхню об'єкта контролю. Проявник, що наноситься на поверхню об'єкта контролю через деякий час після обережного видалення з поверхні пенетранта, розчиняє барвник, що знаходиться всередині дефекту і за рахунок дифузії "витягує" залишився в дефекті пенетрант на поверхню об'єкта контролю. Наявні дефекти видно досить контрастно. Індикаторні “сліди” у вигляді ліній вказують на тріщини або подряпини, окремі точки - на пори.

Процес виявлення дефектів капілярним методом поділяється на 5 стадій.

Рисунок 1.1 – Схема проведення капілярного контролю

1 стадія - попередня очистка поверхні. Щоб барвник міг проникнути в дефекти на поверхні, її попередньо слід очистити водою або органічним очисником. Всі забруднюючі речовини (масла, іржа, і т.п.) будь-які покриття (ЛФП, металізація) повинні бути вилучені з контрольованої ділянки. Після цього поверхню висушується, щоб усередині дефекту не залишалося води або очисника.

2 стадія - нанесення пенетранта. Пенетрант, зазвичай червоного кольору, наноситься на поверхню шляхом розпилення, пензлем або зануренням ОК у ванну, для хорошої просочення і повного покриття пенетранта. Як правило, при температурі 5-50 0 С, на час 5-30 хв.

3 стадія - видалення надлишків пенетранта. Надлишок пенетранта видаляється протиранням серветкою, промиванням водою. Або тим же очищувачем, що і на стадії попереднього очищення. При цьому пенетрант повинен бути вилучений з поверхні, але ніяк не з порожнини дефекту. Поверхня далі висушується серветкою без ворсу або струменем повітря. Використовуючи при цьому очисник є ризик вимивання пенетранта і неправильної його індикації.

4 стадія - нанесення проявника. Після просушування на ОК наноситься проявник, зазвичай білого кольору, тонким рівним шаром.

5 стадія - контроль. Інспектування ОК починається безпосередньо після закінчення процесу проявлення і закінчується згідно різним стандартам не більше, ніж через 30 хв. Інтенсивність забарвлення говорить про глибину дефекту, ніж блідніше забарвлення, тим дефект дрібніше. Інтенсивне забарвлення мають глибокі тріщини. Після проведення контролю проявник видаляється водою або очисником.

Найбільш зручні для нанесення дефектоскопічних матеріалів розпилювачі, наприклад, аерозольні балони. Можна наносити проявник і зануренням. Сухі проявники наносяться в вихровий камері, або електростатично. Після нанесення проявника слід почекати час від 5 хв для великих дефектів, до 1 години для дрібних дефектів. При використанні кольорового пенетранта дефекти будуть проявлятися, як червоні сліди на білому фоні. Наскрізні тріщини на тонкостінних виробах можна виявляти, наносячи проявник і пенетрант з різних сторін виробу. Пенетрант буде добре видно в шарі проявника.

Згідно ГОСТ 18442-80 клас чутливості контролю визначається в залежності від розміру виявляються дефектів. В якості параметра розміру дефекту приймається поперечний розмір дефекту на поверхні об'єкта контролю - так звана ширина розкриття дефекту. Нижній поріг чутливості, тобто мінімальна величина розкриття виявлених дефектів обмежується тим, що вельми мала кількість пенетранта, що затримался в порожнині невеликого дефекту, виявляється недостатнім, щоб отримати контрастну індикацію при даній товщині шару проявника. Існує також верхній поріг чутливості, який визначається тим, що з широких, але неглибоких дефектів пенетрант вимивається при усуненні надлишків пенетранта на поверхні.

Встановлено 4 класа чутливості (по нижньому порогу) в залежності від розмірів дефектів.

Клас чутливості	Ширина розкриття дефекту, мкм
I	Менше 1
II	Від 1 до 10
III	Від 10 до 100
IV	Від 100 до 500

Чутливість дефектоскопічних матеріалів визначається на контрольних зразках, тобто на пластинах певної шорсткості із заздалегідь нанесеними на них нормованими тріщинами. Це, як правило, сталеві, алюмінієві або титанові пластини. За допомогою контрольних зразків можна судити про можливості того, чи іншого набору; ступеня погіршення властивостей з часом; правильності застосовуваних методик.

РОЗДІЛ 2. КОМПЛЕКТ КОНТРОЛЬНИХ ЗАВДАНЬ та відповідей