Сравнение методов дефектоскопии

Эффективность контроля

Технико-экономические показатели

При выборе метода контроля по этому фактору в первую очередь учитывают технические возможности метода: оценивают его чувствительность, разрешающую способность, достоверность результатов контроля и надежность аппаратуры. Затем оценивают его техническую доступность для применения в конкретных условиях:
сложность аппаратуры и возможность обеспечения ею, сложность технологии контроля и дефицитность применяемых при этом материалов и т.д. В ряде случаев при выборе метода решающим фактором является его производительность. Чем проще метод, объективнее результаты контроля, выше производительность и ниже трудоемкость работ при контроле и дешевле применяемая аппаратура, тем предпочтительнее метод.

При оценке производительности метода следует иметь в виду и трудовые затраты, необходимые для выполнения подготовительных работ при контроле, особенно в условиях эксплуатации. Преимущество имеет тот метод, который может быть и труднее по применению, по аппаратуре, но для его осуществления не требуется полной или частичной разборки агрегата или машины, так как последняя увеличивает сроки и трудоемкость работ и приносит значительные убытки за счет вынужденного простоя машин.

Как видно, выбор методов и технических средств контроля представляет собой сложную техническую задачу. Однако решение ее еще не обеспечивает эффективности-НК. Высокая эффективность контроля может быть обес-печена при условии правильного выбора методик и инструкций контроля, технических средств (дефектоскопов и дефектоскопических материалов); исправности дефектоскопической аппаратуры и качества применяемых материалов; достаточной квалификации контролеров дефектоскопистов; правильной организации работ.

Следует отметить, что эффективность НК существенно зависит от лица, проводящего контроль, его эрудиции, практических навыков, личных качеств.

Для проверки детали на отсутствие любых дефектов потребовалось бы использование многих методов дефектоскопии. Трудоемкость контроля при этом превысила бы во много раз трудоемкость изготовления детали. Поэтому перед тем как приступить к разработке методики дефектоскопии, следует тщательно изучить технологию изготовления детали и определить, какие в ней могут возникнуть несплошности. Для этой работы следует привлекать технологов и конструкторов.

В период отладки дефектоскопии необходимо подвергать часть деталей исследованию с разрушением, чтобы убедиться в правильности контроля. Такому исследованию следует подвергать как забракованные, так и годные детали. Можно разрезать детали, забракованные по механической обработке.

Капиллярные и магнитные методы служат для обнаружения поверхностных несплошностей. В отличие от магнитных, капиллярными методами можно контролировать детали из любых материалов, если несплошности не заполнены инородным твердым веществом. Выбор одного из этих методов для контроля поверхностных дефектов в ферромагнитных материалах определяется главным образом массовостью выпуска деталей. Если объем контроля столь невелик, что им занято не более одного-двух человек, то в большинстве случаев применение капиллярных методов целесообразно, так как эти методы наиболее универсальны. При большом объеме контроля значительными преимуществами обладает магнитный метод дефектоскопии, как более простой и менее трудоемкий. Магнитным методом можно также контролировать несплошности, находящиеся вблизи поверхности (на глубине нескольких миллиметров).

Если методы контроля поверхностных дефектов в основном удовлетворяют требованиям производства, то методы контроля внутренних несплошностей значительно отстают от потребностей промышленности.

Для выявления внутренних несплошностей применяют методы просвечивания и прозвучивания ультразвуком. Принципиально эти методы могут быть использованы и для выявления поверхностных дефектов, однако применение просвечивания для обнаружения поверхностных дефектов в большинстве случаев нецелесообразно из-за большей трудоемкости. Ультразвуковые методы применяют только в тех случаях, когда доступ к контролируемой поверхности затруднен.

Трещины, возникающие в процессе эксплуатации. обычно выходят на поверхность и поэтому могут быть выявлены магнитными или капиллярными методами. Однако для такого контроля часто приходится разбирать машину. В этих случаях целесообразно применять ультразвук. Между ультразвуковым эхо-методом и рентгенографией много общего. Оба они требуют высокой квалифи кации дефектоскописта, который для решения вопроса о годности той или иной детали должен обладать опытом, выработанным при контроле аналогичных деталей.

Метод просвечивания наиболее чувствителен к пустотам, ориентированным перпендикулярно поверхности контролируемой детали (параллельно направлению лучей). С помощью ультразвука легче выявляются пустоты, вытянутые параллельно поверхности детали (чувствительность метода во многих случаях мало изменяется с изменением толщины детали). При просвечивании может быть определен размер проекции дефекта на рентгеновскую пленку и даже природа несплошности (по ее конфигурации), однако определение глубины залегания и толщины несплошности вдоль направления просвечивания вызывает затруднения. При помощи ультразвука легко установить местоположение несплошности, но значительно сложнее определить ее размеры. Определить характер такой несплошности и ее размер по направлению хода луча почти нерозможно.

Для просвечивания необходимо, чтобы были доступны обе поверхности, а для прозвучивания достаточно одной. При помощи ультразвука можно выявить в стальных деталях толщиной более метра такие опасные дефекты, как трещины, в то время как рентгено-графированием выявление мелких флокенов и трещин возможно лишь при толщине стенки не более 10—15 мм Контроль просвечиванием требует принятия значительных мер безопасности, в то время как работа на ультразвуковых дефектоскопах совершенно безопасна.

В процессе прокатки и ковки пустоты и засоры в металле вытягиваются, располагаясь параллельно плоскости деформации. При этом величина раскрытия дефектов значительно уменьшается и в большинстве случаев не превышает десятой доли миллиметра. Это в большой степени затрудняет просвечивание деформированного металла. Более распространено просвечивание литых деталей, имеется возможность обнаружить усадочные раковины и засоры в деталях толщиной до нескольких сот миллиметров; из-за крупнозернистой структуры и плохого качества поверхности применение ультразвука в этом случае затруднено.

Для контроля сварных соединений применяют магнитные и капиллярные методы, методы просвечивания и ультразвуковую дефектоскопию. Наибольшее распространение для контроля ответственных сварных конструкций получила рентгенография. Чувствительность этого метода, определяемая по эталонам чувствительности с канавками, находится в пределах 1—6%. Такая чувствительность обеспечивает достаточно надежное выявление газовых пор, неметаллических включений и не-проваров при толщине шва до 20—30 мм.

С помощью рентгенографии можно выявить только те трещины, которые имеют размеры в пределах чувствительности метода, и их направление составляет небольшой угол с направлением лучей. Например, поперечная тонкая трещина в шве, наполовину его глубины и более, не выявится, если угол между ее плоскостью и осью луча будет более 40°.

Стыковые сварные соединения условно можно разбить на три диапазона: толщиной до 10 мм, от 10 до 30—50 мм и свыше 30—50 мм. Контроль соединений толщиной до 10 мм ультразвуком затруднен. При таких толщинах значительными преимуществами обладают рентгенография и гаммаграфия с использованием источников с мягким излучением. При этом удается выявить почти все дефекты сварного соединения. Просвечивать сварные соединения толщиной' свыше 30—50 мм целесообразно лишь в тех случаях, когда они не могут быть проконтролированы ультразвуком. В большинстве случаев такие толщины целесообразнее контролировать ультразвуком. Сварные соединения толщиной от 10 до 30—50 мм в большинстве случаев оказывается целесообразным контролировать ультразвуком, дублируя просвечиванием контроль мест с несплошностями, допустимость которых вызывает сомнение. Причем, если при просвечивании несплошность не выявлена, наиболее вероятно, что в детали имеется трещина. Чем меньше размер недопустимых несплошностей, тем целесообразнее применение ультразвука.