69

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Кафедра Приборостроение

МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ДЕФЕКТОСКОПИИ ИЗДЕЛИЙ

Учебное пособие

для студентов направления подготовки 200100

«Приборостроение»

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2013

УДК [681.2 +620] (035)

МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ ДЕФЕКТОСКОПИИ ИЗДЕЛИЙ:Учебное пособие / Национальный минерально-сырьевой университет «Горный». Сост.: Павлов И.В.. СПб, 2013, 73 с.

Учебное пособие разработано в соответствии с государственными образовательными стандартами высшего профессионального образования.

Дисциплина посвящена изучению методов дефектоскопии изделий приборостроения и машиностроения, современных приборов дефектоскопии, структуроскопии, толщинометрии, эндоскопии, контроля герметичности и капиллярного контроля, применяемых в приборостроении и машиностроении, а также приборов реализующих методы на практике.

Ил.2. Библиогр.: 10 назв.

Научный редактор проф. А. И. Потапов

 Национальный минерально-сырьевой

университет «Горный», 2013 г.

Введение (1 час)

[1], с. 6...12;  [2, том 1],с. 3...10

Дефектоскопия, совместно с диагностикой входят в состав науки, называемой «Неразрушающий контроль». Такое объединение естественно, так как дефектоскопия занимается выявлением дефектов в материалах, а диагностика предсказывает влияние этих дефектов на эксплуатационные параметры контролируемых изделий.

Методы дефектоскопии, основанные на воздействии проникающих веществ и физических полей на объект или на регистрации полей, создаваемых самим объектом контроля, образуют класс физических методов неразрушающего контроля. На практике физические методы неразрушающего контроля используют для:

- обнаружения несплошностей материала (дефектоскопия), - исследования структуры материала (структуроскопия), - измерения размеров объектов, как правило, толщины стенок и покрытий, в том числе и при одностороннем доступе к ним (толщинометрия), - изучения внутреннего строения объектов (интроскопия от лат. intro- внутри греч. skopeo - видение - внутривидение).

Методы дефектоскопии стары как мир. Ещё первобытный человек, выбирая себе дубину или переходя реку по упавшему дереву использовал акусто-эмиссионный метод дефектоскопии. Зарождение дефектоскопии, как науки обычно относят ко времени открытия в ноябре 1895г. Рентгеном лучей, названных его именем, которые позволили обнаружить неметаллический предмет в закрытой деревянной коробке, неоднородность внутренней структуры металла.

В 30 - 40-х годах нашего столетия дефектоскопия внедряется в технологические процессы производства металлопродукции. Заметный скачок в развитии методов и средств дефектоскопии приходится на период второй мировой войны (1939-1945гг.). В это время от дефектоскопии отделяются как самостоятельные дисциплины диагностика, толщинометрия, интроскопия и все они объединяются одним обобщенным понятием: неразрушающий контроль (сокращенно НК). Большая роль в развитии НК принадлежит советским ученым Р.И.Янусу, Л.Г.Меркулову, С.Т.Назарову, А.С. Фалькевичу, Н.С.Акулову, М.Н.Михееву, В.В. Клюеву, Н.П. Алёшину и многим другим. Члену-корреспонденту АН СССР С.Я.Соколову (тогда – преподавателя кафедры «Акустика» ЛЭТИ) принадлежит открытие в 1928г. методов ультразвуковой дефектоскопии. В 1952 г. советскими учеными С. И. Маховером и Ю. Н. Усенко предложен магнитографический метод. К этому времени было предложено и научно обосновано множество методов дефектоскопии. Понадобилась их научная классификация. В нашей стране и за рубежом было принято все методы дефектоскопии, в зависимости от применяемого физического поля или принципа разделить на группы, называемые видами, внутри которых может быть множество методов. Классификация видов и методов дефектоскопии (неразрушающего контроля) приведена в ГОСТ 18353-79.

Неразрушающий контроль рассматривается как резерв повышения и гарантия качества выпускаемой продукции. НК - завершающая операция в технологических процессах. Этим объясняются значительные объемы НК при производстве и ремонте продукции. Например, в развитых капиталистических странах затраты на НК составляют в среднем процента от стоимости выпускаемой продукции. При производстве ответственных сварных конструкций (суда, высотные здания, энергетическое оборудование) стоимость операций НК достигает 20...25 процентов от общей стоимости сооружений, а его трудоемкость сопоставима с трудоемкостью сварки. Указанные затраты быстро окупаются, так как благодаря НК на всех этапах изготовления (ремонта) и приемки радикально повышаются качество и эксплуатационная надежность продукции.

Неразрушающий контроль при диагностике объектов обеспечивает безопасность и возможность эксплуатации объектов по их фактическому состоянию, а не по расчетному ресурсу. Так, диагностика рельсов в пути на отечественных железных дорогах посредством ультразвуковых и магнитных дефектоскопов позволяет продлить срок эксплуатации рельсов в 1,5...2 раза по сравнению с расчетным контролем рельсов занято около 14 тыс. специалистов. Ежегодно проверяется более 4.5 млн. км рельсов и 2.5 млн. сварных стыков в них. В среднем путь по всей длине рельса контролируют 2 раза в месяц, а на грузонапряженных участках - через каждые 3…10 дней. По результатам НК ежегодно снимают более 100 тыс. рельсов с дефектами, предотвращая этим возможные их изломы под поездами.

Большая роль отводится НК и, в особенности, дефектоскопии при производстве и эксплуатации изделий из композиционных материалов, таких как стеклопластики, углепластики, бетоны и т. д. Отличительной особенностью материалов этого класса является то, что они не существуют вне конкретных конструкций, а создаются в процессе создания конструкций. Это не позволяет выявлять дефекты на стадии изготовления материала.

После того, как в изделиях обнаружены дефекты, и дефектные изделия отбракованы в "бездефектных" изделиях может наблюдаться значительная изменчивость заданных характеристик, в частности деформативных и прочностных. В чем же причина разброса свойств "бездефектных" материалов и изделий из них. Свойства материала зависят от химического состава, молекулярной, надмолекулярной и композиционной структуры, недоступной расшифровке методами дефектоскопии. Определение значений деформативных и прочностных характеристик материалов без их разрушения производится с помощью диагностики, которая изучается в курсе "Физические методы и средства диагностики материалов".

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. На каких физических принципах основаны современные методы дефектоскопии?

2. Для решения, каких задач используются методы дефектоскопии?

3. В чем различие и общность понятий неразрушающий контроль, диагностика, управление качеством?

4. Можно ли с помощью неразрушающего контроля и, в частности дефектоскопии, повысить качество конкретного контролируемого изделия?