6 Контроль текущего состояния

Конструкции обычно выходят из строя в результате разрушения, больших пластических деформаций, усталостных повреждений, износа.

Основной принцип диагностики включает:

а) последовательные и систематические измерения определенных параметров;

б) выявление изменений этих параметров и сравнение их с исходными.

Методы диагностики и контроля могут быть подразделены на три группы в зависимости от типа измеряемых параметров.

Первичные методы (цель) – определение основных эксплуатационных параметров. Так, например, основное назначение трубопроводов – транспортировка жидкости без утечек и выявление засорения, следовательно, для них измерения утечки и выявления засорения являются первичными методами. Утечка определяется визуальным наблюдением, ИК и УЗ-методами.

Засорение – по падению давления, проверки фильтров.

Вторичные методы (следствие) – измерение параметров, характеризующих вторичные эффекты по отношению к основному назначению конструкции и давления в нем, поэтому определение напряжений с помощью тензодатчиков или акустической эмиссии относится к вторичным методам.

Третичные методы (признаки) – например, осмотр и выявление трещин и повреждений, вызванных давлением в трубопроводе, с помощью УЗ-методов, магнитных методов и др.

Основа диагностики – определение параметров, за которыми необходимо следить, и их предельное значение, т.е. значение, при котором исчерпывается ресурс изделия. Задача диагностики предупредить разрушение или выход из строя.

Наличие дефектов или трещин не обязательно свидетельствуют о критическом состоянии или потере целостности конструкции, но обязательно – о снижении ее несущей способности.

Одна из задач дефектоскопии состоит в определении положения и размеров трещин, как на поверхности, так и в глубине.

Определение степени опасности трещин по изменению их размеров во времени при критических условиях нагружения требует глубокого понимания природы трещин, скорости их роста и локальных напряжений в близи них.

Ультразвуковая техника широко используется для выявления дефектов в материале, размеры которых соизмеримы с длиной волны.

К методам УЗ-дефектоскопии относятся: эхо-импульсный метод, метод просвечивания, резонансный метод, метод частотной модуляции и визуализации акустического изображения акустической эмиссии.

Методы токовихревой дефектоскопии основаны на явлении электромагнитной индукции и использовании магнитного поля катушки, через которую пропускается переменный электрический ток.

Магнитная дефектоскопия основана на использовании искажения магнитного поля, возникающего в местах дефектов в изделиях из ферромагнитных материалов.

Электрическая диагностика основана на регистрации параметров электрического поля, взаимодействующего с объектом. Используют следующие методы электрической диагностики.

Электроемкостный метод, определяющий дефект диэлектрических материалов по изменению емкости при введении объекта в электрическое поле конденсатора.

Термоэлектрический метод основан на измерении электродвижущей силы, термо ЭДС, возникающей в замкнутой цепи при нагреве места контакта двух разнородных материалов. Определяют неоднородность и химический состав материалов.

Электростатический метод основан на использовании электростатического поля, в которое помещают изделия. Поверхность изделий и неэлектропроводных материалов (фарфор, стекло, пластмассы) или металлов, покрытых теми же материалами, опыляют порошком мела, частицы которого скапливаются у краев трещины.

Электропотенциальный метод применяют для определения глубины трещин по искажению электрического поля при обтекании дефекта током.

Электроискровой метод основан на возникновении электрического разряда в месте нарушения целостности.

Радиоволновая дефектоскопия основана на регистрации результатов взаимодействия электромагнитного излучения радиоволнового диапазона с объектом контроля.

Тепловая дефектоскопия основана на регистрации температурных полей объекта контроля.

Оптическая дефектоскопия основана на анализе взаимодействия оптического излучения и объекта контроля (визуальный осмотр, голография, эндоскопия и др.).

Радиационная дефектоскопия основана на регистрации и анализе ионизирующего излучения после взаимодействия с контролируемым объектом. Используют рентгеновское, гамма, нейтронное, альфа и бета-излучение.

Дефектоскопия проникающими веществами основана на проникновении веществ в полости дефектов объекта контроля.

Дефектоскопия течеисканием – на проникновении газообразных и жидких веществ через сквозные дефекты с целью определения степени герметичности изделий, которая определяется потоком газа, расходом или наличием жидкости падением давления за единицу времени, размером пятен и др.