3. Неметалічні матеріали

Методи неруйнівного контролю застосовують для перевірки пластмас, композитів, кераміки, скла, бетону, гуми, які використовують у відповідальних конструкціях.

Конструкційні пластмаси (тобто вживані в конструкціях, на відміну від пластмас технологічного призначення, наприклад іонообмінних смол) - це матеріали на основі природних або синтетичних полімерів. Полімер - речовина, молекули якої складаються з великого числа ланок, що повторюються.

Найбільш поширені типи пластмас - це реактопласти, переробка яких у вироби супроводжується безповоротною хімічною реакцією, що призводить до утворення неплавких і нерозчинних матеріалів(прикладом їх є епоксидні смоли), і термопласти, які після формування виробу зберігають здатність до повторної переробки при підвищеній температурі.

Розрізняють ненаповнені пластмаси(органічні стекла, плівки) і наповнені, в які введені інші речовини з метою зміни властивостей : підвищення міцності, теплостійкості, зменшення щільності. Пінопласт, поролон є пластмасами з повітряним наповненням.

Пластмаси випускають або у вигляді напівфабрикатів(гранул, порошку, литної маси), або відформованими в заготівлі(листи, стержні, труби, плівки). Основні методи виготовлення виробів з напівфабрикатів - пресування у форму гранул або порошку, нагрітих до пластичного стану, литво у форму, литво під тиском, видування(для порожнистих виробів) і тому подібне. Із заготівель вироби отримують шляхом обробки тиском, різанням.

Сполучають пластмаси найчастіше зварюванням(термопласти), склеюванням між собою і з іншими матеріалами, застосовують також різьбові з'єднання і напрессовку.

Композиційні матеріали, або композити, мають металеву, а частіше неметалічну основу(її також називають матрицею, єднальним)

Кераміка(від греч. keramos - глина) - каменевидні матеріали неорганічного походження, що отримуються спіканням(випаленням) змішаних з рідиною(пластифікованих) порошків або пластмас. Вироби з кераміки мають високу термостійкість, твердість, зносостійкість і широко застосовуються в електро- і радіопромисловості, будівництві, а останнім часом - в машинобудуванні.

Бетон(від франц. beton, від латів. bitumen - гірська смола) отримують після твердіння суміші з терпкої речовини, води, заповнювача і деяких добавок. В якості терпкого застосовують цемент, гіпс, силікати і інші речовини, в якості заповнювача найчастіше пісок, гравій.

Залізобетонні вироби випускають у вигляді блоків(панелей), що сполучаються між собою при будівництві. При твердеении блоків або монолітних конструкцій їх іноді піддають обробці парою при температурі 100 ... 200°С.

4. Дефекти неметалічних матеріалів і їх виявлення

У пластмасі, кераміці, бетоні можуть виникати дефекти типу раковин і пухирів. Вони утворюються в результаті нещільного набивання форми при пресуванні і литві, при виділенні газів в результаті хімічної реакції. У цих матеріалах також зустрічаються включення у вигляді сторонніх речовин. Тріщини в пластмасі і композитах виникають під дією зовнішньої і внутрішньої напруги при термічній дії, пресуванні заготівель в готові вироби. У кераміці тріщини виникають при неправильному режимі випалення.

Можливий тип дефекту - це порушення хімічного складу, послаблення механічних властивостей в результаті порушень технології виготовлення.

Основний тип дефекту в шаруватих пластиках, композитах - це розшарування, що виникають в результаті перерв в литві або при складанні пакетів з різнорідних матеріалів, забруднень поверхонь, що сполучаються. Дефектом є також зони пониженого або підвищеного вмісту в’яжучого. У армованих матеріалах, композитах, залізобетоні можливе нез'єднання в’яжучого з арматурою, неправильне розміщення арматури. Для листових матеріалів, оболонок з пластиків, композитів потрібно виміряти товщини шарів і виробу в цілому.

Контроль пластмас і композитів виконують із застосуванням різноманітних методів ПК. Прозорі матеріали(органічне скло, полістирол) контролюють візуальними методами.

Рентгенографирование непрозорих пластмас дозволяє виявляти раковини і тріщини. Багатошарові і волоконні композитні матеріали контролюють, реєструючи просторовий розподіл розсіяного в матеріалі рентгенівського або гамма-випромінювання. Цим способом вимірюють товщину металевих шарів на пластиці, визначають зміст основного і зміцнюючого матеріалів в композитах, виявляють дефекти типу раковин в пластмасових і композитних блоках і оцінюють глибину залягання дефектів.

Нейтронну радіографію використовують для контролю деяких пластмас і шаруватих композитів. Виборче послаблення і уповільнення нейтронів використовують для контролю складу матеріалів, наприклад сильне розсіяння нейтронів на атомах водню дозволяє контролювати склад речовин на зміст цього елементу.

Активний тепловий метод застосовують для дефектоскопії заготівель і виробів із склопластика, текстоліту, фторопласту і багатошарових конструкцій. Особливо ефективний тіньовий варіант з точковим джерелом випромінювання і скануючим інфрачервоним приймачем. У склопластику на глибині 5 ... 10 мм цим способом виявляють дефекти площею 10´10 мм з розкриттям в променевому напрямі 0,1 ... 1 мм.

Радиоволновий метод відображення і проходження застосовують для контролю листів і оболонок з різних діелектричних матеріалів типу пластмас, неметалічних композитів. Радиоволновый метод відображення застосовують також для виміру товщини діелектричних покриттів на металевій основі. Для дефектоскопії ефективний диференціальний метод(порівняння двох сусідніх ділянок). Для контролю діелектричних матеріалів застосовують електроємнісний метод.

Дуже ефективне застосування різних акустичних методів. Внутрішні дефекти виробів нескладної форми(листи, тіла обертання) контролюють тіньовим методом. Для зменшення загасання застосовують знижені частоти(не більше 200 кГц), імпульсний эхометод на знижених частотах застосовують для контролю багатьох склопластиків.

Спеціально для контролю пластмас і багатошарових конструкцій на дефекти типу розшарувань розроблений цілий комплекс низькочастотних акустичних методів : імпеданс, велосиметрический вільних коливань, акустико-топографический, годографів. Ці методи дозволяють контролювати практично усі типи багатошарових конструкцій, у тому числі із стільниковим заповненням.

Бетон на внутрішні дефекти типу раковин контролюють тільки у відповідальних конструкціях. Застосовують гамма-графический і ультразвукові методи. Важливим показником якості бетону є його щільність. Для її контролю застосовують радіометрію. Вимірюють інтенсивність минулого випромінювання з використанням попереднього градуювання. Міцність бетону визначають по її кореляційному зв'язку із швидкістю поширення УЗ-хвиль.