Объекты и области применения инфракрасных методов получения информации

Объектами теплового контроля являются дефектные структуры с трещинами, порами, раковинами, непроварами, участками плохой тепло- и электроизоляции, неоднородным составом, посторонними примесями, зонами термического и усталостного перенапряжения, а также с отклонениями геометрических и теплофизических характеристик от допустимых значений. Возможности теплового контроля ограничены в основном теплопроводностью (метод не применим для материалов как с высокой, так и низкой теплопроводностью); как структурными помехами, вызванными флуктуациями теплофизических и оптических свойств объектов контроля; внешними тепловыми помехами. Наиболее эффективно применение теплового метода к контролю объектов, рассмотренных ниже.

Многослойные стеклопластиковые изделия

Изделия этого класса являются одним из основных объектов теплового контроля. Это обусловлено несомненными преимуществами теплового контроля перед остальными методами НК применительно к стеклопластикам.

Для многослойных стеклопластиков характерным видом дефекта является непроклей между отдельными слоями. Причем многослойные структуры предрасположены к образованию дефектов по всей толщине стенки. Для обнаружения данного вида дефектов применяют как стандартные приборы, в частности тепловизоры, так и специализированные тепловые дефектоскопы. Хотя по теплофизическим параметрам стеклопластики отличаются от дефектов (воздушных прослоек) меньше, чем, например, металлы, нарушения сплошности в стеклопластиках выявляются достаточно четко, причем как двусторонним, так и односторонним способами.

Сотовые конструкции

Необходимость применения теплового контроля таких материалов объясняется трудностями использования традиционных методов контроля.       Ультразвуковые методы обнаружения дефектов типа смятия и расслоения сот и обшивки малопроизводительны и характеризуются обилием ложных отраженных сигналов. Радиационный контроль непригоден для тонких материалов, слабо поглощающих ионизирующее излучение. Тепловой контроль сотовых конструкций особенно эффективен, если обшивка выполнена из низкотеплопроводного материала (титана, пластика), а сами соты - из высокотеплопроводного металла (алюминия). В этом случае на термограмме внутренняя картина сот хорошо просматривается.

Металлы и соединения металл - неметалл

В соответствии с физической сущностью теплового метода изделия из высокотеплопроводных материалов не являются лучшим объектом контроля. Однако для таких подповерхностных дефектов, как трещины, раковины, отслоения покрытий, характерных для определенного класса металлических конструкций, тепловой контроль оказывается эффективнее других методов контроля, обычно используемых для контроля металлов.

Применение теплового контроля наиболее эффективно для броневых плит, образованных соединением разных по твердости слоев методом горячей прокатки. Характерными для этого объекта контроля дефектами являются отслоения, которые могут образовываться за счет нарушения технологии. Для другой группы материалов, использующих металлы, а именно для соединений металл - неметалл, сфера применения теплового контроля значительно шире. В частности, тепловой контроль успешно используется для контроля соединения металлов с такими материалами, как каучук, стекло, резина, пластик и т. п.

Металлические клееные, паяные и сварные конструкции

Клееные соединения металлов занимают значительное место в промышленности, поэтому эти материалы также исследовались разработчиками теплового контроля. Положительные результаты получены при исследовании соединений пластин из нержавеющей стали, меди и алюминия.

В сварочном производстве применение теплового контроля возможно по двум направлениям: 1) контроль за формированием сварного шва с одновременной коррекцией тока дуги; 2) контроль готовых сварных швов после сварки или в процессе эксплуатации.

Шины

Все ведущие мировые производители шин применяют тепловые методы, которые позволяют анализировать процесс нагрева шин при динамических испытаниях, имитирующих реальные условия. Шины представляют собой специфические многослойные конструкции, включающие натуральную и искусственную резину, сталь, нейлон, стеклопластик, полимеры. Разрушение шин начинается в связующих слоях из - за перерастания малых дефектов в большие под действием высоких температур и циклических нагрузок. Заводские испытания шин зачастую заканчиваются их разрушением, причем истинную причину разрушения, вследствие его обширного характера, не всегда можно установить. Решить задачу диагноза шин и прогнозирования их ресурса можно, исследуя температурное поле вращающихся шин, зависящее от скорости, давления в баллоне, нагрузки и конструкции шин.

Как видно из приведенного краткого перечня объектов теплового контроля, они входят практически во все производственные сектора объектов неразрушающего контроля, что и обуславливает увеличенное внимание специалистов к тепловому методу.