Detektor mana

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
2 i 3 - prikaz ultrazvučnog detektora mana s upravljačkim motorom V2500

Defectoscope ( latinski defectus „nedostatak” + Stari grčki σκοπέω „promatram”) je uređaj za otkrivanje grešaka u proizvodima od raznih metalnih i nemetalnih materijala bez razaranja metodama. Nedostaci uključuju kršenje kontinuiteta ili ujednačenosti strukture, zone oštećenja od korozije, kemijska odstupanja. sastav i veličina itd. Područje tehnologije i tehnologije uključeno u razvoj i korištenje detektora grešaka naziva se detekcija grešaka. Ostale vrste sredstava za ispitivanje bez razaranja funkcionalno su povezane s detektorima mana: detektori curenja , mjerači debljine , tvrdomjeri , strukturroskopi , introskopi i čeličnoskopi .

Primjena

Detektori nedostataka se koriste u prometu , raznim područjima strojarstva , kemijskoj industriji, industriji nafte i plina, energetici, građevinarstvu, istraživačkim laboratorijima za određivanje svojstavakrutih tvari i molekularnih svojstava te u drugim industrijama; koriste se za kontrolu dijelova i izradaka, zavarenih, lemljenih i ljepljivih spojeva, za praćenje detalja jedinica. Neki detektori nedostataka omogućuju vam provjeru proizvoda koji se kreću značajnom brzinom (na primjer, cijevi tijekom valjanja), ili se sami mogu kretati velikom brzinom u odnosu na proizvod (na primjer, detektori mana na tračnicama, kolica i automobili s detektorom mana ). Postoje detektori nedostataka za ispitivanje proizvoda zagrijanih na visoke temperature.

Akustični (ultrazvučni) detektori mana

Impulsni ultrazvučni detektori mana

Ultrazvučni detektor grešaka za pregled tračnica

U impulsnim detektorima mana koristi se metoda eho, metode kontrole sjene i zrcalne sjene.

  • Metoda eho temelji se na slanju kratkih impulsa ultrazvučnih vibracija na proizvod i bilježenju intenziteta i vremena dolaska eho signala reflektiranih od diskontinuiteta (defekta). Za kontrolu proizvoda, senzor eho detektora nedostataka skenira njegovu površinu. Metoda omogućuje otkrivanje površinskih i dubinskih nedostataka s različitim orijentacijama.
  • Kod sjene metode ultrazvučne vibracije, nailazeći na defekt na svom putu, reflektiraju se u suprotnom smjeru. O prisutnosti defekta sudi se smanjenjem energije ultrazvučnih vibracija ili promjenom faze ultrazvučnih vibracija koje obavijaju defekt. Metoda se široko koristi za kontrolu zavarenih šavova, tračnica itd.
  • Metoda zrcalne sjene koristi se umjesto ili kao dodatak eho metodi za otkrivanje nedostataka koji daju slabu refleksiju ultrazvučnih valova u smjeru pretvornika s dva elementa. Nedostaci (na primjer, okomite pukotine), orijentirane okomito na površinu po kojoj se pretvarač pomiče (ulazne površine), daju vrlo slabe raspršene i donje signale zbog činjenice da se na njihovoj površini uzdužni val transformira u glavni val, koji pak emitira bočne valove koji nose energiju. Primjer primjene metode zrcalne sjene je kontrola tračnica za okomite pukotine na vratu. Što se tiče osjetljivosti, ova metoda je obično 10-100 puta lošija od eho metode.

Prilikom pregleda zavarenih spojeva potrebno je osigurati temeljito sondiranje cijelog metala šava. Ultrazvučni valovi se uvode u šav kroz osnovni metal pomoću kosih akustičnih pretvarača. Prilikom traženja nedostataka izvodi se uzdužno-poprečno pomicanje (skeniranje) sonde duž šava, dok se istovremeno vrši njegovo rotacijsko kretanje. Osjetljivost ultrazvučnog ispitivanja određena je minimalnim dimenzijama otkrivenih nedostataka ili referentnih reflektora (modeli defekata). Kao referentni reflektori obično se koriste bušilice s ravnim dnom orijentirane okomito na smjer sondiranja, kao i bočne bušilice ili urezi.

Impedancijski detektori mana

Princip rada temelji se na određivanju razlike u ukupnom mehaničkom otporu (impedanciji) neispravnog područja u usporedbi s benignim, za što se kontrolirana površina skenira pomoću dva piezoelektrična elementa , od kojih jedan pobuđuje vibracije u materijalu, a drugi percipira vibracije. Impedancijski detektori nedostataka dizajnirani su za otkrivanje nedostataka, raslojavanja, neljepila, poroznosti i kršenja integriteta kompozitnih materijala i struktura u obliku saća u zrakoplovnoj, zrakoplovnoj, automobilskoj i drugim industrijama.

Rezonantni detektori mana

Rezonantna metoda temelji se na određivanju prirodnih rezonancijskih frekvencija elastičnih vibracija (frekvencija 1-10 MHz) kada su pobuđene u proizvodu. Ova metoda se koristi za mjerenje debljine stijenke metala i nekih nemetalnih proizvoda. Ako je moguće mjeriti na jednoj strani, pogreška mjerenja je oko 1%. Osim toga, uz pomoć rezonantne detekcije nedostataka moguće je identificirati područja oštećenja od korozije. Varijanta rezonantne metode je spektralno-akustička detekcija mana.

Druge metode detekcije akustičkih nedostataka

  • Reverb metoda temelji se na analizi vremena volumetrijske reverberacije – procesa postupnog opadanja zvuka u određenoj glasnoći – kontroliranom objektu.
  • Metoda kontrole akustične emisije temelji se na prijemu i analizi valova akustične emisije koji nastaju u proizvodu tijekom razvoja pukotina tijekom njegovog opterećenja.
  • Velocimetrijska metoda eho-defektoskopije temelji se na mjerenju promjene brzine širenja elastičnih valova u zoni položaja defekata u višeslojnim strukturama, koristi se za otkrivanje zona odvajanja između metalnih slojeva.
  • Akustično-topografska metoda temelji se na pobuđivanju snažnih vibracija savijanja zadane (u prvoj verziji metode) ili kontinuirano promjenjive (u drugoj verziji) frekvencije u kontroliranom proizvodu uz istovremenu vizualizaciju vibracijskog obrasca površine. proizvoda, na primjer, nanošenjem finog praha na ovu površinu. Uz dovoljno jake vibracije površine proizvoda sa zadanom frekvencijom, čestice praha s mjesta koja ne pripadaju čvorovima postupno se pomiču prema titrajnim čvorovima, crtajući sliku raspodjele čvornih linija na površini – tzv. Chladni figure . Za izotropni materijal bez defekata ova je slika jasna i kontinuirana. Ako postoji nedostatak u materijalu, tada se u zoni defekta slika mijenja: čvorne linije su iskrivljene na mjestu prisutnosti inkluzija, kao i na područjima koja karakterizira mehanička anizotropija . svojstva, ili su prekinuti u prisutnosti delaminacije. Ako se koristi druga verzija metode, tada se u prisutnosti delaminacije dio gornjeg sloja proizvoda koji se nalazi iznad njega smatra oscilirajućom dijafragmom pričvršćenom uz rub; u trenutku rezonancije, odnosno podudarnosti frekvencije pobuđivanja s prirodnom frekvencijom ove dijafragme, amplituda njezinih oscilacija naglo se povećava, a čestice praha pomiču se do granica defektne zone, konturirajući je s velikom točnošću. Rad se izvodi na frekvencijama od 30-200 kHz. Osjetljivost metode je vrlo visoka: u višeslojnom proizvodu (na primjer, bimetalni ili trimetalni lim) s debljinom gornjeg lima od 0,25 mm, nalaze se nedostaci duljine 1-1,5 mm. Nema mrtve zone, skeniranje nije potrebno - emiter se u jednom trenutku pritisne na površinu proizvoda.

Magnetski praškasti detektori mana

Detektor nedostataka omogućuje vam kontrolu dijelova različitih oblika, zavarenih spojeva, unutarnjih površina rupa magnetiziranjem pojedinih kontroliranih područja ili proizvoda u cjelini kružnim ili uzdužnim poljem stvorenim pomoću seta uređaja za magnetiziranje koje pokreće impulsna ili istosmjerna struja, ili uz pomoć trajnih magneta . Princip rada temelji se na stvaranju lutajućeg polja preko nedostataka kontroliranog dijela, nakon čega slijedi njihova detekcija magnetskom suspenzijom . Najveća gustoća linija magnetskog polja lutajućeg polja opaža se neposredno iznad pukotine (ili iznad drugog diskontinuiteta) i opada s udaljenošću od nje. Za otkrivanje diskontinuiteta, magnetski prah se nanosi na površinu dijela, suspendiran u zraku (suha metoda) ili u tekućini (mokra metoda). Na česticu u lutajućem polju djelovat će sljedeće sile: magnetsko polje usmjereno na područje najveće gustoće linija magnetskog polja, odnosno na mjesto pukotine; ozbiljnost; potiskivanje tekućine; trenje; sile elektrostatičke i magnetske interakcije između čestica.

U magnetskom polju čestice su magnetizirane i povezane u lance. Pod djelovanjem nastale sile, čestice se privlače na pukotinu i nakupljaju se iznad nje, stvarajući nakupinu praha. Širina trake (valjka) taloženog praha je mnogo veća od širine otvora pukotine. Prisutnost nedostataka određena je ovim uzorkom taloženja - indikatora.

Vrtložni strujni detektori mana

Princip rada temelji se na metodi vrtložnih struja koja se sastoji u pobuđivanju vrtložnih struja u lokalnoj upravljačkoj zoni i registraciji promjena u elektromagnetskom polju vrtložnih struja uzrokovanih defektom i elektrofizičkim svojstvima kontroliranog objekta. Karakterizira ga plitka dubina kontrole, odnosno pukotine i diskontinuiteti u materijalu na dubini od 2 mm

Fluxgate detektori mana (Flaw detektori-gradiometri)

Njihov princip rada temelji se na činjenici da kada se flux gate (osjetljivi element koji reagira na promjenu magnetskog polja) kreće duž proizvoda, generiraju se strujni impulsi čiji oblik ovisi o prisutnosti nedostataka u proizvod. Visoka osjetljivost detektora grešaka-gradiometara omogućuje otkrivanje nedostataka s širinom otvora od nekoliko mikrometara i dubinom od 0,1 mm. Moguće je detektirati nedostatke ispod nemagnetskog premaza debljine do 6 mm. Hrapavost ispitivanih površina je do Rz 320 µm. Detektori grešaka-gradiometri koriste se za kontrolu lijevanih dijelova, valjanih proizvoda, zavarenih spojeva.

Električni detektori iskri

Princip rada temelji se na električnom razbijanju zračnih raspora između sonde koja dodiruje površinu izolacijskog premaza, spojene na jedan pol izvora visokog napona, i dijagnosticiranog objekta spojenog na drugi pol izvora visokog napona izravno ili kroz zemlju pomoću uzemljene elektrode.

Termoelektrični detektori mana

Princip rada termoelektričnih detektora mana temelji se na mjerenju elektromotorne sile (termoelektrične snage) koja nastaje u zatvorenom krugu kada se zagrije kontaktna točka dva različita materijala. Ako se jedan od ovih materijala uzme kao standard, tada će za danu temperaturnu razliku između vrućeg i hladnog kontakta, veličina i predznak termoelektrične snage biti određen kemijskim sastavom drugog materijala. Ova se metoda obično koristi u slučajevima kada je potrebno odrediti stupanj materijala koji čini poluproizvod ili strukturni element (uključujući gotovu strukturu).

Radijacijski detektori grešaka

U radijacijskim detektorima grešaka objekti su zračeni X-zrakama , α- , β- i γ-zrakama , kao i neutronima . Izvori zračenja - rendgenski aparati, radioaktivni izotopi, linearni akceleratori , betatroni , mikrotroni . Zračna slika defekta pretvara se u radiografsku sliku (radiografija), električni signal ( radiometrija ) ili svjetlosnu sliku na izlaznom ekranu radijacijsko-optičkog pretvarača ili uređaja (radijacijska introskopija , radioskopija).

Prvi radijacijski detektor grešaka uveo je 1933. godine u Baltičkom brodogradilištu izumitelj L. V. Mysovsky i korišten je za otkrivanje nedostataka odljevaka u debelim metalnim pločama za Migge-Perroy peći [1] .

Infracrveni detektori mana

Infracrveni detektori grešaka koriste infracrvene (toplinske) zrake za otkrivanje inkluzija koje su neprozirne za vidljivu svjetlost. Takozvana infracrvena slika defekta dobiva se u prenesenom, reflektiranom ili samozračenju ispitivanog proizvoda. Neispravna područja u proizvodu mijenjaju protok topline. Struja infracrvenog zračenja prolazi kroz proizvod i njegovu distribuciju bilježi prijemnik osjetljiv na toplinu.

Radiovalni detektori mana

Radio defektoskopija temelji se na prodornim svojstvima radio valova u centimetarskom i milimetarskom rasponu (mikroradio valovi), omogućuje otkrivanje nedostataka uglavnom na površini proizvoda, obično izrađenih od nemetalnih materijala. Radio defektoskopija metalnih proizvoda ograničena je zbog niske prodorne sposobnosti mikrovalova. Ova metoda se koristi za određivanje nedostataka čeličnih limova, šipki, žice u procesu njihove proizvodnje, a također se mjeri njihova debljina ili promjer, debljina dielektričnih prevlaka itd. Od generatora koji radi u kontinuiranom ili impulsnom načinu rada, mikro-radio valovi kroz rog antene prodiru u proizvod i, nakon što prođu pojačalo primljenih signala, registruje ih uređaj za prijam.

Elektronsko-optički detektori mana

EOD su dizajnirani za daljinsko praćenje visokonaponske opreme pod naponom. Dijagnostička metoda temelji se na određivanju karakteristika koronskog (KR) i površinsko parcijalnog pražnjenja (PSD), kao i njihove ovisnosti o veličini napona i stupnju onečišćenja izolacije.

Kapilarni detektori grešaka

Kapilarni detektor kvara je skup instrumenata za ispitivanje kapilara bez razaranja. Kapilarna kontrola temelji se na umjetnom povećanju kontrasta svjetla i boja defektnog područja u odnosu na netaknuto. Metode kapilarne detekcije nedostataka omogućuju golim okom otkrivanje tankih površinskih pukotina i drugih diskontinuiteta materijala koji nastaju tijekom proizvodnje i rada dijelova stroja. Šupljine površinskih pukotina ispunjene su posebnim indikatorskim tvarima ( penetrantima ), koje u njih prodiru pod djelovanjem kapilarnih sila. Za takozvanu luminescentnu metodu, penetranti se temelje na luminoforima ( kerozin , noriol, itd.). Na površinu očišćenu od viška penetranta nanosi se fini prah bijelog razvijača ( magnezijev oksid, talk , itd.) sa sorpcijskim svojstvima, zbog čega se čestice penetranta izvlače iz šupljine pukotine na površinu, ocrtavaju konture pucati i sjajno svijetliti u ultraljubičastim zrakama . Takozvanom metodom kontrole boje penetranti se izrađuju na bazi kerozina s dodatkom benzena, terpentina i posebnih boja (na primjer, crvene boje).

Priča

  • Jacques i Pierre Curie 1880-1881 otkrili su reverzibilni piezoelektrični efekt koji je omogućio korištenje kvarca kao pretvarača električnih oscilacija u zvuk
  • Prvi detektor mana za otkrivanje oštećenja u električnom krugu razvio je Dmitrij Aleksandrovič Lačinov kasnih 1880-ih - Lačinovljev detektor mana [2]
  • Lord Rayleigh je 1885-1910 razvio teoriju širenja zvuka u čvrstim tijelima
  • Metodu eho-pulsa prvi su upotrijebili Langwen i Shilovski s piezoelektričnim pretvaračima u vodenom mediju 1915.-1917.
  • 1922. patentirao je magnetsku metodu za otkrivanje topničkih cijevi pomoću magnetskog praha, koju je otkrio William E. Hawke tijekom Prvog svjetskog rata.
  • Prve detektore grešaka koji rade na kontinuiranom zvuku stvorili su 1928. S. Ya. Sokolov i 1931. Mülhäuser
  • 1937—1938 год — первая в мире установка, использующая переменный ток для контроля конструкций железной дороги и колесных пар (компания MAGNAFLUX, США) [3]
  • Эхо-импульсные дефектоскопы (принцип действия и прибор) создали впервые в 1939—1942 г. Файрстон в США, Спрулс в Великобритании и Крузе в Германии
  • Первые эхо-импульсные дефектоскопы были выпущены в 1943 г. почти одновременно фирмами « Сперри продактс инк. » ( Данберри , США) и «Кельвин энд Хьюз лтд.» ( Лондон )

См. также

Примечания

  1. М. Г. Мещеряков , Н. А. Перфилов . Памяти Льва Владимировича Мысовского (К семидесятипятилетию со дня рождения) // Успехи физических наук : журнал. — М. , 1963. — Ноябрь ( т. LXXXI , вып. 3 ). — doi : 10.3367/UFNr.0081.196311g.0575 .
  2. Лачинов Д. А. Дефектоскоп. Аппарат для исследования проводов и инструментов, несущих токи высокого напряжения (совместно с А. Щавинским) // «Электричество», 1892, № 5, 6, с. 72—77; оттиск — стр. 5, 16 рисунок — СПб: тип. Дрессен. 1892
  3. Дефектоскопы . Дата обращения: 17 февраля 2019.

Литература

  • Клюев В. В. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий — М.: Машиностроение, 1986
  • Испытательная техника: Справочник. В 2-х кн. /Под общ. ред. В. В. Клюева. — М.: Машиностроение, 1982
  • Неразрушающие испытания: Справочник. В 2-х книгах/Под ред. Р. Мак-Мастера. — Л.: Энергия, 1965
  • Гурвич А. К., Ермолов И. Н. Ультразвуковая дефектоскопия сварных швов — Киев: Техніка, 1972
  • Шрайбер Д. С. Ультразвуковая дефектоскопия — М.: Металлургия, 1965
  • Щербинский В. Г., Алешин Н. П. Ультразвуковой контроль сварных соединений строительных конструкций — М.: Стройиздат, 1976
  • Ермолов И. Н. Теория и практика ультразвукового контроля — М.: Машиностроение, 1981
  • Ермолов И. К. , Алешин Н. П., Потапов А. И. Акустические методы контроля — М.: Высш. школа, 1991
  • Гетьман А. Ф., Козин Ю. Н. Неразрушающий контроль и безопасность эксплуатации сосудов и трубопроводов давления — М.: Энергоатомиздат, 1997
  • Голямина И. П. Маленькая энциклопедия: ультразвук — М.: Советская энциклопедия, 1979
  • Ермолов И. Н., Алешин Н. П., Потапов А. И. Акустические методы контроля: Практ. пособие / Под ред. В. В. Сухорукова. — М.: Высш. шк., 1991
  • Физическая акустика под ред. У. Мэзона. Том 1. Методы и приборы ультразвуковых исследований — М.: Мир, 1966
  • Алешин Н. П., Щербинский В. Г. Радиационная, ультра-звуковая и магнитная дефектоскопии металлоизделий. — М .: Высш.шк., 1991. — 271 с.
  • Билокур И. П. Дефектология и неразрушающий контроль .- Киев: Вища шк., 1990. — 207с.
  • Адаменко А. А. Современные методы радиационной дефектоскопии. — Киев: Наук. мнение, 1984. — 215 с.
  • Герасимов В. Г., Останин Ю. Я., Покровский А. Д. и др. Неразрушающий контроль качества электромагнитными методами. — М .: Энергия, 2008. 215 с.
  • Билокур И. П., Коваленко В. А. Дефектоскопия материалов и изделий. — Киев: Техника, 1989. — 192 с.

Нормативно-техническая документация

  • ГОСТ 29025-91 Контроль неразрушающий. Дефектоскопы рентгенотелевизионные с рентгеновскими электронно-оптическими преобразователями и электрорентгенографические. Общие технические требования
  • ГОСТ 26114-84 Контроль неразрушающий. Дефектоскопы на базе ускорителей заряженных частиц. Основные параметры и общие технические требования
  • ГОСТ 23764-79 Гамма-дефектоскопы. Общие технические условия
  • ГОСТ 25113-86 Контроль неразрушающий. Аппараты рентгеновские для промышленной дефектоскопии. Общие технические условия
  • ГОСТ 26170-84 Контроль неразрушающий. Приборы радиоволновые. Общие технические требования
  • ГОСТ 20426-82 Контроль неразрушающий. Методы дефектоскопии радиационные. Область применения
  • ГОСТ 23667-85 Контроль неразрушающий. Дефектоскопы ультразвуковые. Методы измерения основных параметров
  • ГОСТ 8.283-78 Государственная система обеспечения единства измерений. Дефектоскопы электромагнитные. Методы и средства поверки
  • ГОСТ 18353-79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов
  • ГОСТ 24450-80 Контроль неразрушающий магнитный. Термины и определения
  • ТУ 25-06.1604-79 Дефектоскоп ПМД-70
  • ТУ 25-06.ЭД1.1604-79 Дефектоскоп ГСП ПМД-70(МД-70ПК-111У)
  • ТУ 25-06-1700-75 Дефектоскоп МД-50П (МД-50ПК-ПЦ)
  • ТУ 25.06.1819-77 Аппараты рентгенодефектоскопические стационарные РАП-150/300
  • ТУ 25-06.1877-79 Аппараты рентгеновские переносные для промышленной дефектоскопии РАП-160-6П
  • ISO 12710:2002 Контроль неразрушающий. Ультразвуковой контроль. Оценка электронных характеристик ультразвуковых дефектоскопов