Нормативная классификация видов и методов неразрушающего контроля содержится в ГОСТ 18353-79. Ниже приводится краткий реферат с описанием основных методов НК, применяемого оборудования и общей информацией по аттестации лабораторий и специалистов в области неразрушающего контроля. Проверить свои знания по методам НК можно пройдя онлайн-тест.

Визуальный и измерительный контроль (ВИК)

Визуальный и измерительный контроль (ВИК) относиться к числу наиболее дешевых, быстрых и в тоже время информативных методов неразрушающего контроля. Данный метод является базовыми и предшествует всем остальным методам дефектоскопии.

Внешним осмотром (ВИК) проверяют качество подготовки и сборки заготовок под сварку, качество выполнения швов в процессе сварки, а также качество основного металла. Цель визуального контроля – выявление вмятин, заусенцев, ржавчины, прожогов, наплывов, и прочих видимых дефектов.

Визуальный и измерительный контроль может проводиться с применением простейших измерительных средств, в том числе невооруженным глазом или с помощью визуально-оптических приборов до 20ти кратного увеличения, таких как лупы, эндоскопы и зеркала. Несмотря на техническую простоту, основательный подход к проведению визуального контроля, предусматривает разработку технологической карты - документа, в котором излагаются наиболее рациональные способы и последовательность выполнения работ.

Проведение измерительного контроля регламентируется инструкцией по визуальному и измерительному контролю - РД 03-606-03 скачать. В инструкции содержатся требования к квалификации персонала, средствам и процессу контроля, а также к способам оценки и регистрации его результатов.

Основной набор средств визуального контроля входит в состав набора ВИК, в стандартную комплектацию набора входят: шаблоны сварщика УШС-2 и УШС-3, шаблон Красовского УШК-1, угольник, штангенциркуль, фонарик, маркер по металлу, термостойкий мел, лупа измерительная, набор щупов №4, наборы радиусов №1, №3, рулетка, линейка, зеркало с ручкой. Допускается применение других средств контроля при наличии соответствующих инструкций и методик их применения.

ВИК Вогнутость корня шва Измерения с помощью шаблона УШС-3 Лупа измерительная ОШС C образец шероховатости - строгание Rz320 УШС-3 в работе Трещина прихваточная Шаблоны сварщика Услуги по метрологии Универсальный шаблон сварщика УШС-3

Современные средства визуально-измерительного контроля дают возможность выявления мелких дефектов, обнаружение которых, ранее было ограничено недостаточной мощностью используемых оптических средств. Так, например портативный фотоаппарат-микроскоп X-loupe дает возможность фотосъемки дефектов от 5мкр до 12 мм, с последующей возможностью их измерения и составления информативных фотоотчетов.

Контроль визуальный и измерительный при оценке состояния материала и сварных соединений в процессе эксплуатации технических устройств и сооружений выполняют в соответствии с требованиями руководящих документов (методических указаний) по оценке (экспертизе) конкретных технических устройств и сооружений.

К проведению визуально-измерительного контроля допускаются только квалифицированные специалисты, аттестованные в соответствии с правилами аттестации персонала в области неразрушающего контроля – ПБ 03-440-02. Специалисты НК в зависимости от их подготовки и производственного опыта аттестуются по трем уровням профессиональной квалификации - I, II, III. Согласно ПБ-03-440-02 квалификация 1 уровня не дает права подписи заключений о результатах контроля, такую возможность имеют специалисты II уровня квалификации и выше. Аттестацию специалистов неразрушающего контролю, проводят независимые органы по аттестации персонала в сфере НК.

При подготовке и аттестации специалистов могут быть дополнительно использованы следующие учебные материалы:

 


Ультразвуковой контроль

Ультразвуковой метод контроля был предложен советским физиком С.Я. Соколовым в 1928 году и в настоящее время является одним из основных методов неразрушающего контроля. Методы ультразвуковой дефектоскопии позволяют производить контроль сварных соединений, сосудов и аппаратов высокого давления, трубопроводов, поковок, листового проката и другой продукции. Ультразвуковой контроль является обязательной процедурой при изготовлении и эксплуатации многих ответственных изделий, таких как части авиационных двигателей, трубопроводы атомных реакторов или железнодорожные рельсы.

По сравнению с другими методами неразрушающего контроля ультразвуковой метод обладает важными преимуществами:

  • высокая чувствительность к наиболее опасным дефектам типа трещин и непроваров
  • низкая стоимость
  • безопасность для человека (в отличие от рентгеновской дефектоскопии)
  • возможностью вести контроль непосредственно на рабочих местах без нарушения технологического процесса
  • при проведении УЗК исследуемый объект не повреждается
  • возможность проводить контроль изделий из разнообразных материалов, как металлов, так и неметаллов.

К недостаткам ультразвукового метода контроля можно отнести невозможность оценки реального размера и характера дефекта, трудности при контроле металлов с крупнозернистой структурой из-за большого рассеяния и сильного затухания ультразвука, а также повышенные требования к состоянию поверхности контроля (шероховатости и волнистости)

Многообразие задач, возникающих при необходимости проведения неразрушающего контроля различных изделий, привело к разработке и использованию ряда различных акустических методов контроля. Согласно ГОСТ 23829-85 акустические методы контроля делятся на 2 большие группы: использующие излучение и приём акустических колебаний и волн (активные методы) и основанные только на приёме колебаний и волн (пассивные методы).

Классификация акустичских методов
Методы
Методы Описание
Методы прохождения выявляют глубинные дефекты типа нарушения сплошности, расслоения.
Методы отражения выявляют дефекты типа нарушения сплошности, определяет их координаты, размеры, ориентацию путём прозвучивания изделия и приёма отраженного от дефекта эхо-сигнала.
Импедансный метод предназначен для контроля клеевых, сварных и паяных соединений, имеющих тонкую обшивку, приклеенную или припаянную к элементам жёсткости.
Методы свободных колебаний применяются для обнаружения глубинных дефектов.
Методы вынужденных колебаний (резонансные) применяются в основном для измерения толщины изделия и для обнаружения зоны коррозионного поражения, расслоений в тонких местах из металлов.
Акустико-эмиссионный метод обнаруживает и регистрирует только развивающиеся трещины или способные к развитию под действием механической нагрузки (квалифицирует дефекты по степени их опасности во время эксплуатации).

Наиболее широкое распространение в практике ультразвуковой дефектоскопии нашли методы прохождения и отражения (импульсные методы), реже применяют другие методы: резонансный, импедансный и метод акустической эмиссии.

Импульсные методы (прохождения и отражения)

Среди многочисленных методов прохождения и отражения на сегодняшний день наибольшее применение в дефектоскопии нашли: теневой, зеркально-теневой, и эхо-метод. Эхо-метод, в отличии от других, применим при одностороннем доступе к исследуемому объекту, и при этом позволяет определить размеры дефекта, его координаты и характер. В общем случае, суть перечисленных методов заключается в излучении в изделие и последующем принятии отраженных ультразвуковых колебаний с помощью специального оборудования - ультразвукового дефектоскопа и пьезоэлектрического преобразователя (ПЭП) и дальнейшем анализе полученных данных с целью определения наличия дефектов, а также их эквивалентного размера, формы, вида, глубины залегания и пр. Чувствительность ультразвукового контроля определяется минимальными размерами выявляемых дефектов или эталонных отражателей, выполненных в контрольном образце предприятия (СОП). В качестве эталонных отражателей обычно используют плоскодонные сверления, ориентированные перпендикулярно направлению прозвучивания, а также боковые сверления или зарубки.

Самой массовой областью применения ультразвуковой дефектоскопии являются сварные соединения. Основным документом в России по ультразвуковому контролю сварных швов является ГОСТ Р 55724-2013 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые» (pdf), в котором рассмотрены в полном объёме методы контроля стыковых, тавровых, нахлесточных и угловых сварных швов, выполненных различными способами сварки. Также в нём подробно описаны калибровочные (стандартные) образцы СО-2, СО-3 и СО-3Р, V-1, V-2 и контрольные (стандартные) образцы предприятия (СОП), необходимые для настройки дефектоскопа, а также параметры для их изготовления. Проведение ультразвукового контроля сварных соединений и наплавок оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок регламентируется документом ПНАЭ Г-7-030-91 «Унифицированные методики контроля основных материалов (полуфабрикатов), сварных соединений и наплавки оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Ультразвуковой контроль» (pdf)

В зависимости от области использования, различают ультразвуковые дефектоскопы общего и специального назначения. Дефектоскопы общего назначения могут использоваться для контроля самой разнообразной продукции, а специализированные дефектоскопы созданы для решения узкоцелевых задач. К наиболее популярным моделям ультразвуковых дефектоскопов общего назначения относятся:

Ультразвуковой дефектоскоп УД2-70 Ультразвуковой дефектоскоп А1214 Expert Ультразвуковой дефектоскоп УСД-60 Ультразвуковой дефектоскоп УД2В-П46 Ультразвуковой дефектоскоп STARMANS DIO 1000 SFE
Ультразвуковой дефектоскоп УД2-70 Ультразвуковой дефектоскоп А1214 Expert Ультразвуковой дефектоскоп УСД-60 Ультразвуковой дефектоскоп УД2В-П46 Ультразвуковой дефектоскоп STARMANS DIO 1000 SFE

Ультразвуковая толщинометрия (резонансный и импульсный метод)

Как правило, ультразвуковой метод толщинометрии применяют в случаях недоступности или труднодоступности объекта для измерения его толщины механическим измерительным инструментом. Ультразвуковая толщинометрия - неотъемлемая процедура при определении толщины стенок труб, котлов, сосудов, то есть объектов замкнутого типа или с односторонним доступом, а также объектов судостроительного и судоремонтного производства. Современные ультразвуковые толщиномеры позволяют измерять толщины от 1 до 50 мм с точностью ±0,001 мм. По физическим принципам, используемым для измерения толщины, акустические толщиномеры делят на резонансные и эхо-импульсные.

Резонансный метод контроля основан на возбуждении и анализе резонансных колебаний в исследуемом объеме изделия, при этом исследование проводится при доступности одной стороны изделия, а погрешность метода составляет менее 1%. Резонансным методом измеряют толщину стенок металлических и некоторых неметаллических изделий (керамика, стекло, фарфор). Кроме того, при помощи резонансной дефектоскопии можно выявлять зоны коррозионного поражения, зоны непроклея и непропоя листовых соединений, зоны расслоения в биметаллах, тонких листах. Резонансные методы вынужденных колебаний в настоящее время не имеют широкого применения, так как задачи дефектоскопии и толщинометрии более точно решают импульсные ультразвуковые методы.

Принцип ультразвуковой импульсной толщинометрии основан на измерении времени прохождения ультразвукового импульса в изделии или в слое и умножении измеренного времени на коэффициент, учитывающий скорость звука в материале изделия. Основные нормативные документы по проведению ультразвуковой толщинометрии:

  • ГОСТ Р 55614-2013 «Контроль неразрушающий. Толщиномеры ультразвуковые. Общие технические требования» (pdf).
  • ГОСТ Р ИСО 16809-2015 «Контроль неразрушающий. Контроль ультразвуковой. Измерение толщины» (pdf)
  • ПНАЭ Г-7-031-91 «Унифицированные методики контроля основных материалов (полуфабрикатов), сварных соединений и наплавки оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Ультразвуковой контроль. Часть III. Измерение толщины монометаллов, биметаллов и антикоррозионных покрытий» (pdf)

К наиболее популярным моделям ультразвуковых толщиномеров можно отнести:

Ультразвуковой толщиномер ТУЗ-2 Ультразвуковой толщиномер А1210 Ультразвуковой толщиномер БУЛАТ Ультразвуковой толщиномер УТ-301 Ультразвуковой толщиномер УТ907 Ультразвуковой толщиномер УДТ-40
Ультразвуковой толщиномер ТУЗ-2 Ультразвуковой толщиномер А1210 Ультразвуковой толщиномер БУЛАТ Ультразвуковой толщиномер УТ-301 Ультразвуковой толщиномер УТ907 Ультразвуковой толщиномер УДТ-40

Импедансные дефектоскопы и твердомеры (импедансный метод)

Импедансный метод разработан советским ученым Ю.В. Ланге в 1958 году. Он основан на использовании зависимости полного механического сопротивления (импеданса) контролируемого изделия от качества соединения отдельных его элементов между собой. Этим методом можно выявлять дефекты в клеевых, паяных и других соединениях, между тонкой обшивкой и элементами жёсткости или заполнителями в многослойных конструкциях. Импедансные дефектоскопы широко используются в авиастроении, автомобильной и космической промышленности. Они способны обнаружить непроклеенные участки, расслоения, нарушения целостности и пустоты в различном оборудовании, приборах, конструкциях. Кроме того, метод ультразвукового контактного импеданса широко применяется для измерения твёрдости изделий из металлов и сплавов, таких как сосуды давления различного назначения (реакторы, парогенераторы, коллекторы, котельные барабаны) роторы турбин и генераторов, трубопроводы, детали различных транспортных средств, промышленные полуфабрикаты (отливки, поковки, листы) и т.д. Метод контактного импеданса основан на измерении режима колебаний преобразователя, соприкасающегося с объектом. По амплитудам и резонансным частотам такого преобразователя (часто имеющего вид стержня) судят о твердости материала изделия, податливости (упругому импедансу) его поверхности.

К наиболее популярным моделям ультразвуковых твердомеров можно отнести:

Ультразвуковой твердомер Константа ТУ Ультразвуковой Твердомер ТКМ-459С Ультразвуковой твердомер ТКМ-459М Ультразвуковой твердомер МЕТ-У1 Комбинированный твердомер МЕТ-УД
Ультразвуковой твердомер Константа ТУ Ультразвуковой Твердомер ТКМ-459С Ультразвуковой твердомер ТКМ-459М Ультразвуковой твердомер МЕТ-У1 Комбинированный твердомер МЕТ-УД

Средства для проведения ультразвукового контроля

Следующим важнейшим инструментом для проведения ультразвукового контроля являются пьезоэлектрические преобразователи (ПЭП), которые выступают в качестве излучателя и приемника ультразвукового импульса, обрабатываемого дефектоскопом или толщиномером. Принцип действия пьезоэлектрических преобразователей основан на использовании прямого или обратного пьезоэлектрических эффектов. Прямой пьезоэффект представляет собой способность некоторых материалов образовывать электрические заряды на поверхности при приложении механической нагрузки, обратный пьезоэффект заключается в изменении механического напряжения или геометрических размеров образца материала под воздействием электрического поля. В качестве пьезоэлектрических материалов обычно используют естественный материал кварц, турмалин, а также искусственно поляризованную керамику на основе титаната бария (ВаТiO3), титаната свинца (PbTiO3) и цирконата свинца (PbZrO3)

пьезоэлектрические преобразователи пьезоэлектрические преобразователи пьезоэлектрические преобразователи пьезоэлектрические преобразователи

Основные требования к ультразвуковым преобразователям указаны в:

  • ГОСТ Р 55725-2013 «Преобразователи ультразвуковые пьезоэлектрические. Общие технические требования» (pdf)
  • ГОСТ Р 55808-2013 «Преобразователи ультразвуковые. Методы испытаний» (pdf)

Подробнее о ультразвуковых преобразователях, их классификации, маркировке и применении можно посмотреть здесь.

Для обеспечения хорошего контакта между ультразвуковым преобразователем и контролируемой поверхностью, а также для предотвращения образования воздушного зазора, создающего помехи звуковому импульсу, необходимо использовать различные контактные жидкости или гели. Контактная жидкость должна иметь специальный химический состав, соответствующий диапазону температур той или иной контролируемой поверхности и ее структуре. Так, для контроля арматурных стержней и неровных поверхностей необходимо использовать контактный гель высокой степени вязкости, при контроле нагревающихся поверхностей рекомендуется применять контактные гели на водной основе, а при очень низких температурах (до -60ºC) в качестве контактной жидкости можно использовать пропиленгликоль. Также стоит отметить, что в некоторых случаях (в частности, при контроле оборудования, используемого в ядерной промышленности) требуются контактные среды с ограниченным галогенным и серным составом. Подробнее о контактных жидкостях для ультразвукового контроля можно посмотреть здесь.

Контактная жидкость Контактная жидкость Контактная жидкость

Важнейшим фактором для качественного ультразвукового контроля изделий, материалов и сварных соединений является обеспечение достоверности и единообразия при проведении контроля, особенно при диагностике объектов повышенной опасности. Метрологическое обеспечение оборудования подразумевает обязательную проверку работоспособности аппаратуры перед проведением ультразвукового контроля с использованием специальных образцов. Существует два вида образцов: калибровочные (стандартные образцы СО) и контрольные образцы предприятия (ранее-стандартные образцы СОП).

Комплект калибровочных образцов необходим для проверки основных параметров аппаратуры (разрешающей способности, мертвой зоны, угла ввода, стрелы ПЭП), а по контрольным образцам предприятия СОП осуществляют настройку глубиномера дефектоскопа и определение уровней чувствительности для проведения контроля конкретного изделия по определенному НД. К используемым калибровочным образцам относятся:

Калибровочный образец Материал Основное назначение
Основные калибровочные образцы
(входят в обязательный перечень оборудования необходимого для аттестации лабораторий)
СО-1 СО-1 органическое стекло марки ТОСП
  • Определение условной чувствительности в мм.
  • Оценка лучевой разрешающей способности прямого ПЭП
  • Оценка лучевой разрешающей способности наклонного ПЭП
СО-2 СО-2 Сталь марки 20 или сталь марки 3
  • Измерение угла ввода преобразователя
  • Проверка мертвой зоны дефектоскопа с преобразователем
  • Определение условной чувствительности в децибелах
СО-3 СО-3 Сталь марки 20 или сталь марки 3
  • Определение точки выхода и стрелы ПЭП
  • Настройка глубиномера наклонного ПЭП
  • Настройка глубиномера для прямого и РС ПЭП
Специальные калибровочные образцы
СО-3Р СО-3Р Сталь марки 20 Специальный образец для калибровки ультразвуковых дефектоскопов при контроле качества рельсов, а также деталей и узлов железнодорожного подвижного состава при совмещенной и раздельной схеме работы ПЭП с частотой более 1,5 МГц.
V-1 V-1 Образец из углеродистой стали с цилиндром из органического стекла Образец применяют в соответствии с рекомендациями Международного института сварки (МИС) и требованиями EN 12223-2000 (pdf), ISO 2400-2013 (pdf) для настройки и проверки параметров дефектоскопа и ПЭП.
V-2 V-2 Образец из углеродистой мелкозернистой стали Образец применяют в соответствии с рекомендациями Международного института сварки (МИС) и требованиями EN 12223-2000 (pdf), ISO2400-2013 (pdf) для настройки и проверки параметров дефектоскопа с использованием малогабаритных и миниатюрных преобразователей.
Подробнее о калибровочных образцах, их классификации и схемах применения можно посмотреть здесь

Контрольные образцы предприятия (СОП) предназначены для настройки глубиномера и чувствительности при проведении ультразвукового контроля конкретного изделия. Наиболее распространенными типами применяемых отражателей при контроле сварных соединений являются: плоскодонные отражатели, «зарубки» и сегменты. Подробнее о назначении, типах и области применения контрольных образцов можно посмотреть здесь.

Контрольные образцы предприятия Контрольные образцы предприятия Контрольные образцы предприятия Контрольные образцы предприятияи

Помимо технических требований, предъявляемых к процессу ультразвукового контроля, существует и установленный порядок организации работ. Так лаборатории, выполняющие ультразвуковой контроль должны быть аттестованы в соответствии с

  • ПБ 03-372-00 «Правила аттестации и основные требования к лабораториям неразрушающего контроля»

Необходимость аттестации лабораторий НК регламентирована Письмом Госгортехнадзора России № 02-35/213 от 27 июня 2001 г. (pdf) в соответствии с которым, для проведения контроля оборудования, материалов и сварных соединений неразрушающими методами (в том числе и для сторонних организаций) организациям необходимо иметь лаборатории неразрушающего контроля, аттестованные в соответствии с вышеуказанным документом. По результатам аттестации лаборатории выдаётся свидетельство об аттестации в соответствующей области. Подробнее о порядке проведения аттестации, перечне необходимых документов и оборудования можно посмотреть здесь.

В зависимости от сферы деятельности, специалисты, проводящие ультразвуковой контроль должны быть аттестованы в соответствии с:

  • ПБ 03-440-02 «Правила аттестации персонала в области неразрушающего контроля»
  • ПНАЭ Г-7-010-89 «Федеральные нормы и правила в области использования атомной энергии»

Аттестацию специалистов в целях подтверждения их уровня теоретической и практической подготовки, необходимого для выполнения работ по конкретному методу контроля проводят независимые органы по аттестации персонала в сфере неразрушающего контроля (НОАП). НТЦ «Эксперт» является экзаменационным центром Независимого органа по аттестации персонала АЦ «НИКИМТ» АО «НИКИМТ-Атомстрой». При подготовке к аттестации специалистами могут быть использованы следующие учебные материалы:

Подробнее о порядке проведения аттестации персонала, перечне необходимых документов и стоимости аттестации можно посмотреть здесь.

Кроме того, в соответствии с требованиями ПНАЭ Г-7-010-89 и ПБ 03-372-00 для проведения ультразвукового контроля конкретного объекта должны быть разработаны технологические карты, содержащие перечень используемого оборудования, последовательность, параметры и схемы проведения контроля, оценку качества объекта с указанием информативных признаков выявляемых дефектов. Для объектов атомной энергетики технологические карты должны быть согласованы в Головных материаловедческих организациях (ГМО)

Подробнее о разработке и согласовании технологических карт, а также примеры технологических карт на различные методы неразрушающего контроля можно посмотреть здесь.

 


Радиографический контроль

Радиографический контроль (РК) основан на зависимости интенсивности рентгеновского (гамма) излучения, прошедшего через облучаемое изделие, от материала поглотителя и его толщины. Если контролируемый объект имеет дефекты, то излучение поглощается неравномерно и, регистрируя его распределение на выходе, можно судить о внутреннем строении объекта контроля.

Радиографический контроль применяют для выявления в сварных соединениях трещин, непроваров, пор, инородных включений (вольфрамовых, шлаковых), а также для выявления недоступных для внешнего осмотра подрезов, выпуклости и вогнутости корня шва, превышения проплава.

Минимальный размер дефекта, который может быть обнаружен радиографическим методом, зависит от его формы и местонахождения. Лучше всего выявляются дефекты, имеющие протяженность вдоль пучка проникающего излучения. Изображение на снимке границ таких дефектов получается более резким, чем дефектов, имеющих криволинейную форму. Если дефект расположен под углом к направлению просвечивания, то чувствительность радиационного метода ухудшается и зависит от величины раскрытия дефекта и угла между направлением просвечивания и направлением дефекта. Экспериментально установлено, что дефекты с малым раскрытием (трещины) не выявляются, если угол пучка излучения по отношению к оси трещины больше 7°.

Радиографический контроль не выявляет следующие виды дефектов:

  • если их протяжность в направлении просвечивания менее удвоенного значения абсолютной чувствительности контроля;
  • трещин и непроваров с раскрытием менее 0,1 мм, если толщина просвечиваемого материала до 40 мм, 0,2 мм – при толщине материала от 40 до 100 мм, 0,3 мм – при толщине материала от 100 до 150 мм;
  • трещин и непроваров, плоскость раскрытия которых не совпадает с направлением просвечивания;
  • если изображение несплошностей и включений совпадает на радиографическом снимке с изображением посторонних деталей, острых углов или резких перепадов толщин свариваемых элементов.

Допустимые размеры дефектов в контролируемых объектах указывают в чертежах, технических условиях, правилах контроля или другой нормативно-технической документации. При отсутствии НТД, допустимые несплошности и включения могут быть определены по ГОСТ 23055-78 «Контроль неразрушающий. Сварка металлов плавлением. Классификация сварных соединений по результатам радиографического контроля».

Радиографический контроль Радиографический контроль Радиографический контроль Радиографический контроль Радиографический контроль Радиографический контроль

Источники излучения (рентгеновские аппараты) выбирают в зависимости от толщины контролируемого металла и необходимой чувствительности, определяемой в ТУ на контроль конкретного изделия. Для получения четкой проекции дефекта источник излучения должен иметь малый размер фокусного пятна и находиться на достаточном расстоянии от контролируемого изделия.

Чувствительность радиографического контроля зависит от следующих факторов:

  • геометрических условий просвечивания (величина фокусного пятна рентгеновской трубки; расстояние от фокусного пятна трубки до детали, от детали до плёнки);
  • формы дефекта и его расположения относительно направления просвечивания;
  • жесткости рентгеновских лучей, толщины и плотности просвечиваемого материала;
  • характеристики плёнки и правильности ее фотообработки после экспонирования;
  • применения усиливающих экранов.

Чувствительность РК в значительной степени определяется контрастностью снимка и резкостью изображения. Контрастность снимка определяется как разность между значениями оптической плотности двух соседних участков снимка. Контрастность изображения определяется двумя факторами: контрастностью объекта и детектора (как правило радиографической плёнки). Контрастность объекта прямо пропорциональна разнице плотности ρ и атомного номера Z дефектных и бездефектных мест изделия и обратно пропорциональна энергии излучения. Контрастность радиографической плёнки характеризуется изменением плотности почернения при воздействии на нее различных экспозиционных доз излучения.

Резкость изображения на снимке характеризуется скачкообразным переходом от одной плотности почернения к другой на краю изображения. Чем уже переход от светлых участков к темным, тем больше различаемость контуров, тем больше резкость. Резкий снимок определяется хорошо выявленными очертаниями (контуром) просвечиваемого объекта и дефектов в материале, что обеспечивает высокую выявляемость этих дефектов. Чем шире переход от светлых участков к темным, тем больше размытость контуров и тем меньше резкость изображения, следовательно, хуже выявляемость дефектов.

Разрешающая способность радиографической плёнки определяет возможность раздельно регистрировать близко расположенные дефектные и бездефектные участки контролируемого изделия и характеризуется количеством раздельно различимых штриховых линий одинаковой толщины на длине 1 мм. Мелкозернистые плёнки имеют более высокую разрешающую способность по сравнению с крупнозернистыми плёнками. На практике чувствительность радиографического контроля характеризуется минимальным лучевым (в направлении просвечивания) размером выявленного эталонного дефекта (проволочки, канавки, отверстия) и выражается в абсолютных или относительных единицах. Чувствительность зависит от радиографической контрастности контролируемого объекта и от коэффициента контрастности детектора излучения.

Влияние геометрии просвечивания на качество снимка. Схемы радиографического контроля следует выбирать с учетом наилучшего выявления на радиографическом снимке возможных дефектов. Основные схемы контроля сварных соединений радиографическим методом приведены в ГОСТ 7512-82. Проведенный анализ показывает, что выявляемость дефектов при радиографическом контроле зависит от многих причин. В следующей таблице содержится информация о комплексе факторов, влияющих на чувствительность радиационного контроля.

Радиографический контраст Разрешающая способность
Контраст режима просвечивания Контраст плёнки Геометрическая нерезкость Зернистость плёнки
Влияют:
  • параметры изделия
  • жесткость излучения;
  • рассеянное излучение.
Влияют:
  • тип плёнки;
  • технология фотообработки;
  • оптическая плотность;
  • наличие и тип экранов;
  • схема зарядки кассеты.
Влияют:
  • размер фокусного пятна;
  • расстояние источник – плёнка;
  • расстояние изделие – плёнка;
  • перепад толщин изделия;
  • качество контакта между экранами и плёнкой;
  • чистота экранов;
  • смещение объекта относительно плёнки.
Влияют:
  • тип плёнки;
  • тип экранов;
  • жесткость излучения;
  • технология
  • фотообработки.

Основными типами регистраторов рентгеновского излучения в НК являются рентгеновская пленка и набирающие популярность фосфорные пластины используемые в компьютерной радиографии. Существуют и другие детекторы рентгеновского излучения, их подробная классификация представлена в статье.

На сегодняшний день, в России, радиографический контроль чаще всего проводят с использованием пленки. В настоящее время в РA нет стандартов по классификации и методам испытаний радиографических пленок. Одна из классификаций приведена в европейском стандарте EN 584-1 «Стандарт по классификации промышленной рентгеновской пленки и ее использования в радиографическом моделировании». Выбор конкретного типа пленки, зависит от толщины и плотности материала ОК, а также по требуемой производительности и чувствительности. Рекомендуемые типы плёнок обычно приводятся в руководящих документах, методических инструкциях и технологических картах на объекты контроля.

Крупнозернистые низкоконтрастные плёнки в основном применяются для контроля толстостенных изделий, в которых, как правило, предельно допустимые дефекты имеют большие размеры. Время нормальной экспозиции при использовании крупнозернистых плёнок существенно меньше, чем при использовании мелкозернистых высококонтрастных плёнок используемых для выявления мелких дефектов в деталях из легких сплавов и стали небольшой толщины.

Высококонтрастные пленки требуют больших экспозиций, что существенно снижает производительность контроля. Время экспозиции при работе с такими плёнками можно сократить, используя свинцовые и флуоресцирующие экраны. Коэффициент усиления свинцовых экранов находится в пределах 1,5-3,0, флуоресцирующих – 20-30. Под коэффициентом усиления экранов понимается величина, показывающая, во сколько раз уменьшается экспозиция просвечивания при использовании данного экрана.

В настоящее время так же применяют флуорометаллические усиливающие экраны, выполненные в виде свинцовой подложки с нанесенным на нее слоем люминофора. Эти экраны имеют больший коэффициент усиления, чем металлические, и обеспечивают лучшую чувствительность, чем флуоресцирующие экраны.

В практике радиографии часто применяют комбинацию из усиливающих экранов (в виде заднего и переднего экранов), между которыми размещают радиографическую плёнку. Применение заднего металлического экрана вместе с увеличением коэффициента усиления уменьшает влияние рассеянного излучения. Толщину металлических экранов, а также материал люминофора выбирают с учетом энергии рентгеновских или гамма лучей. Из-за снижения разрешающей способности радиографических снимков, получаемых с использованием флуоресцирующих экранов, применение последних не разрешается при РГК высокоответственных сварных швов, например, в атомной энергетике.

Альтернативой радиографическому контролю с использованием рентгеновской пленки является компьютерная радиография с использованием запоминающих пластин, основанная на способности некоторых люминофоров накапливать скрытое изображение, формирующееся под воздействием рентгеновского или гамма излучения. После экспонирования специальный сканер считывает пластину лазерным пучком. Процесс считывания сопровождается эмиссией видимого света, этот свет собирается фотоприемником и конвертируется в цифровое изображение. Статью посвященную сопоставлению выявляемости дефектов с использованием пленки и системы компьютерной радиографии можно найти здесь. Смотрите так же статью Компьютерная радиография – оборудование и стандарты.

РК может проводиться промышленными рентгеновскими аппаратами или гамма - дефектоскопами. Выбор конкретного источника излучений проводится в зависимости от просвечиваемой толщины и материала ОК, а так же от заданного класса чувствительности и геометрии просвечивания.

К преимуществам рентгеновских дефектоскопов постоянного действия можно отнести: более высокую мощность и возможность ее регулировки, долговечность, и как правило, более резкое и контрастное изображение. Из недостатков стоит выделить высокую стоимость, большие габариты и большую опасность для персонала.

Несмотря на то что контроль сварных соединений рекомендуется проводить именно рентгеновскими аппаратами, которые по сравнению с гамма - дефектоскопами позволяют обеспечить более высокое качество радиографических снимков, у гамма дефектоскопов так же есть ряд достоинств, среди которых низкая стоимость, меньшие габариты и малый оптический фокус. Основными недостатками являются невозможность регулировки мощности, меньшая контрастность, постепенное затухание активности источника и необходимость его замены.

Гамма - дефектоскопы обычно применяют когда нет возможности использовать рентгеновские аппараты постоянного действия, обычно при контроле небольших толщин, при отсутствии источников питания, и при контроле труднодоступных мест. Основные технические характеристики рентгеновских аппаратов и гамма дефектоскопов содержатся здесь.

Оценку качества сварного соединения по результатам радиографического контроля следует проводить в соответствии с действующей нормативно-технической документацией на контролируемое изделие. При расшифровке снимков определяют вид, размеры и количество обнаруженных на снимке дефектов сварного соединения и околошовной зоны по ГОСТ 23055-78.

Снимок пригоден для оценки качества сварного соединения, если он удовлетворяет следующим требованиям:

  • снимок не должен иметь пятен, полос, загрязнений и механических повреждений эмульсионного слоя плёнки, затрудняющих его расшифровку;
  • снимок должен иметь чёткое изображение сварного соединения, маркировочных и ограничительных знаков и эталона чувствительности;
  • чувствительность контроля должна соответствовать требованиям нормативной документации;
  • оптическая плотность изображения контролируемого участка сварного соединения должна быть в пределах 1,5–3,5;
  • уменьшение оптической плотности изображения сварного соединения на любом участке этого изображения по сравнению с оптической плотностью изображения эталона чувствительности не должно превышать 1,0.

В процессе радиографического неразрушающего контроля используется ряд принадлежностей, среди которых трафареты, шаблоны, эталоны чувствительности, маркировочные знаки, мерные пояса, магнитные прижимы, рамки, кассеты, фонари и т.д. Перечень необходимых принадлежностей содержится здесь.

Помимо чисто технических требований предъявляемых к процессу РК, существует и установленный порядок организации работ. Так радиографический контроль на опасных производственных объектах требует обязательной аттестации лаборатории в соответствии с ПБ 03-372-00 «Правила аттестации и основные требования к лабораториям неразрушающего контроля». Требования, предъявляемые к работникам выполняющим радиографический контроль, должны соответствовать «Правилам аттестации персонала в области неразрушающего контроля» ПБ 03-440-02.

Радиографический контроль проводится звеном, состоящим минимум из двух дефектоскопистов, каждый из которых должен иметь документ на право проведения работ. Руководитель звена должен иметь второй или третий уровень квалификации по радиографическому контролю. Для контроля изделий, поднадзорных Ростехнадзору РФ, должна быть разработана технологическая карта которая должна содержать: перечень используемого оборудования и материалов, последовательность контроля, схему просвечивания, требования к чувствительности контроля, нормы контроля, схемы зарядки кассет и т.д. Пример технологической карты по радиографическому контролю содержится здесь.

Работы, связанные с использованием источников ионизирующих излучений, подлежат лицензированию. Чтобы получить разрешение на право проведения этих работ, необходимо обеспечить условия безопасной эксплуатации источников излучения и получить соответствующее разрешение. Основные нормативные документы, содержащие требования к проведения неразрушающего контроля радиографическим методом содержатся в разделе Полезная информация.

 


Капиллярный контроль

Капиллярный контроль – самый чувствительный метод НК. К капиллярным методам неразрушающего контроля материалов относят методы, основанные на капиллярном проникновении индикаторных жидкостей (пенетрантов) в поверхностные и сквозные дефекты. Образующиеся индикаторные следы регистрируются визуальным способом или с помощью преобразователя. С помощью капиллярных методов определяется расположение дефектов, их протяженность и ориентация на поверхности. Контроль капиллярным методом проводится в соответствии с ГОСТ 18442.

Капиллярная дефектоскопия применяется при необходимости выявления малых по величине дефектов, к которым не может быть применен визуальный контроль

Капиллярные методы используются для контроля объектов любых размеров и форм, изготовленных из черных и цветных металлов и сплавов, стекла, керамики, пластмасс и других неферромагнитных материалов. С помощью капиллярной дефектоскопии возможен контроль объектов из ферромагнитных материалов в случае, если применение магнитопорошкового метода невозможно в связи с условиями эксплуатациями объекта или по другим причинам.

Капиллярная дефектоскопия применяется в таких отраслях промышленности, как энергетика, авиация, ракетная техника, судостроение, металлургия, химическая промышленность, автомобилестроение. Капиллярная дефектоскопия используется при мониторинге ответственных объектов перед приемкой и в процессе эксплуатации

В зависимости от способов получения первичной информации капиллярные методы подразделяют на:

  • Цветной (хроматический);
  • Яркостный (ахроматический);
  • Люминесцентный;
  • Люминесцентно-цветной

Процесс выявления несплошностей капиллярным методом подразделяют на пять стадий:

  • Подготовка объекта (очистка) ;
  • Заполнение полостей индикаторным пенетрантом;
  • Удаление излишков индикаторного пенетранта;
  • Нанесение проявителя;
  • Контроль

Подготовка объекта

Перед заполнением пенетрантом все загрязняющие вещества (ржавчина, масла) и покрытия должны быть удалены с исследуемой поверхности. Очистка объекта контроля осуществляется механическим, паровым, растворяющим, химическим и другими способами с последующей сушкой. Неорганические загрязнения требуют преимущественно механической очистки, а органические – применения специальных составов (очистителей). Необходимые способы очистки определяются в технической документации на проведение контроля. Максимальная шероховатость ОК допустимая при капиллярном контроле - Ra 3,2 (Rz 20).

Заполнение полостей индикаторным пенетрантом

Заполнение несплошностей пенетрантом может проводиться капиллярным, вакуумным, компрессионным и другими способами. Наиболее распространен капиллярный способ, при котором происходит заполнение полостей пенетрантом при смачивании поверхности с помощью распыления или нанесения кистевым способом.

Благодаря особым качествам, обеспечиваемых подбором веществ с определенными физическими свойствами (поверхностное натяжение, вязкость, плотность), пенетрант после нанесения проникает в мельчайшие несплошности, имеющие выход на поверхность контролируемого объекта. Время, необходимое для воздействия пенетранта, может варьироваться в зависимости от температуры поверхности. Холодная погода усложняет проведение технологического процесса из-за возможной конденсации воды на поверхности объекта и замедления проникновения пенетранта в полости.

Удаление излишков индикаторного пенетранта

Избыток пенетранта удаляется с поверхности протиркой салфеткой, промыванием водой или очистителями, применяемыми при подготовке объекта. Пенетрант должен удаляться с поверхности, но не из полостей несплошностей. Чаще всего рекомендуется наносить очиститель на салфетку, а не на контролируемую поверхность. Увлажненную в процессе очистки поверхность подвергают естественной сушке; допускается сушка в потоке воздуха, а также протирка чистыми гигроскопическими материалами (например, салфеткой без ворса).

Нанесение проявителя

Нанесение проявителя осуществляется распылением, кистевым, погружным, обливным и другими способами. Рекомендуется нанесение одного или двух-трех тонких слоев проявителя. Избыточные количество проявителя может скрывать или затемнять индикаторные следы. В процессе воздействия проявитель растворяет находящийся внутри несплошности краситель и благодаря диффузии и адсорбции «вытягивает» его на поверхность. При правильной технологии нанесения материалов ширина контрастного следа в разы превосходит ширину дефекта, что позволяет невооруженным глазом выявлять мельчайшие трещины.

Видео процесса капиллярной дефектоскопии представлено ниже

Контроль

В результате примененных при цветной дефектоскопии процессов на белом фоне контрастным цветом (как правило, красным) выделяются дефекты. Индикаторные следы несплошностей проявляются после высыхания проявителя; изготовитель может рекомендовать короткий срок дополнительной выдержки (например, пять минут или более) для полного проявления индикаторных следов. Трещины, складки, несплавления в сварных швах обнаруживаются в виде цветных линий. Глубокие дефекты могут проявляться в виде точек, образующих линию. Поры обнаруживаются в виде рассеянных скоплений точек.

Особенность методики контроля сквозных дефектов (трещин, течей) на тонкостенных изделиях заключается в нанесении пенетранта и проявителя с разных сторон контролируемого изделия. Прошедший насквозь пенетрант будет хорошо виден с другой стороны контролируемого объекта.

Результат контроля оценивается визуально и может быть задокументирован с помощью фото- и видеоаппаратуры или перенесен на клейкую пленку.

При применении люминесцентных (флюоресцентных) пенетрантов исследование результатов происходит при ультрафиолетовом освещении в темном помещении. Дефекты проявляются в виде светящихся линий и точек желто-зеленых оттенков.

Наиболее удобной и часто используемой упаковкой для очистителей, пенетрантов и проявителей являются герметичные аэрозольные баллончики. При использовании баллончиков отпадает необходимость в использовании кистей, нет угрозы перерасхода или розлива материала. В ОСТ 26-5-99 содержатся примерные нормы расходования дефектоскопических материалов при нанесении при помощи аэрозольного баллона и кистью. Информация приведена в следующей таблице. Помимо расходования основных материалов, на 10 м2 контролируемой поверхность в среднем тратится 24 м2 ткани (салфетки), 3 пары перчаток и 2 щетки.

Способ нанесения Дефектоскопический материал Расход на 1м2 поверхности, мл Расход на 1 м длины сварного соединения, мл
Аэрозольный Пенетрант 500-600 50-70
Очиститель 250-350 20-40
Проявитель 800-1 000 80-100
Кистью Пенетрант 600-800 60-80
Очиститель 300-500 30-50
Проявитель 1000-1 500 100-150

Чувствительность метода капиллярной дефектоскопии определяется способностью выявления дефектов данного размера с заданной вероятностью. В качестве параметра размера принимается ширина раскрытия дефекта - поперечный размер дефекта на контролируемой поверхности. Нижний порог чувствительности ограничивается количеством пенетранта, достаточным для получения контрастного изображения. В соответствии с ГОСТ 18442 установлено пять классов чувствительности: I (ширина раскрытия дефекта – менее 1 мкм); II (от 1 мкм до 10 мкм); III (от 10 мкм до 100 мкм); IV (от 100 до 500 мкм) и технологический класс (ширина раскрытия не нормируется). Класс чувствительности устанавливает разработчик объекта контроля.

Для неглубоких и широких дефектов применимо понятие верхнего порога чувствительности, который определяется тем, что из таких дефектов пенетрант может вымываться при удалении его излишков с поверхности.

К достоинствам капиллярных методом дефектоскопии относятся простота операции контроля и применимость к широкому ряду материалов. С помощью капиллярной дефектоскопии не только выявляются поверхностные или сквозные дефекты, но и получается ценная информация об их расположении, протяженности, ориентации и форме, что, как правило, облегчает понимание причин возникновения этих дефектов.

К недостаткам капиллярной дефектоскопии следует отнести невозможность выявления внутренних несплошностей, не имеющих выхода на поверхность. Выявление поверхностных несплошностей, имеющих ширину раскрытия более 500 мкм, капиллярными методами контроля не гарантируется.

Приборы, оборудование и средства контроля, применяемые при капиллярном контроле:

Контрольные образцы предназначены для определения чувствительности капиллярных методов, а также оценки проникающей способности пенетрантов в соответствии с ГОСТ 18442. Контрольный образец представляет собой металлическую пластину с искусственным дефектом в виде одиночной тупиковой трещины. Образец снабжен паспортом и сертификатом о калибровке, которые содержат фотографию трещины, ее размеры и инструкцию по эксплуатации. При использовании контрольного образца должны соблюдаться условия очистки и хранения. Ресурс использования контрольного образца по КД ограничен количеством возможных применений, которое регламентируется изготовителем.

Набор для капиллярной дефектоскопии Контрольный образец для капиллярной дефектоскопии Пенетрант Sherwin DP-51 Ультрафиолетовая лампа для капиллярной дефектоскопии Дефект капиллярная дефектоскопия Линии капиллярного контроля

 


Магнитный контроль

Магнитная дефектоскопия представляет собой комплекс методов неразрушающего контроля, применяемых для обнаружения дефектов в ферромагнитных металлах (железо, никель, кобальт и ряд сплавов на их основе). К дефектам, выявляемым магнитным методом, относят такие дефекты как: трещины, волосовины, неметаллические включения, несплавления, флокены. Выявление дефектов возможно в том случае, если они выходят на поверхность изделия или залегают на малой глубине (не более 2-3 мм).

Магнитные методы основаны на изучении магнитных полей рассеяния вокруг изделий из ферромагнитных материалов после намагничивания. В местах расположения дефектов наблюдается перераспределение магнитных потоков и формирование магнитных полей рассеяния. Для выявления и фиксации потоков рассеяния над дефектами используются различные методы.

Наиболее распространенным методом магнитной дефектоскопии является магнитопорошковый метод. При использовании метода магнитопорошковой дефектоскопии (МПД) на намагниченную деталь наносится магнитный порошок или магнитная суспензия, представляющая собой мелкодисперсную взвесь магнитных частиц в жидкости. Частицы ферромагнитного порошка, попавшие в зону действия магнитного поля рассеяния, притягиваются и оседают на поверхности вблизи мест расположения несплошностей. Ширина полосы, по которой происходит оседание магнитного порошка, может значительно превышать реальную ширину дефекта. Вследствие этого даже очень узкие трещины могут фиксироваться по осевшим частицам порошка невооруженным глазом. Регистрация полученных индикаторных рисунков проводится визуально или с помощью устройств обработки изображения.

Магнитопорошковый метод неразрушающего контроля регламентируется следующими отечественным и зарубежными стандартами

Российские стандарты:

  • ГОСТ 24450-80 Контроль неразрушающий магнитный. Термины и определения;
  • ГОСТ 21105-87 Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод;
  • ГОСТ 8.283-78 Дефектоскопы электромагнитные. Методы и средства поверки;
  • ГОСТ 26697-85 Контроль неразрушающий. Дефектоскопы магнитные и вихретоковые. Общие технические требования.

Европейские стандарты:

  • EN ISO 9934-1 Неразрушающий контроль. Магнитопорошковый контроль. Часть 1 Общие принципы;
  • EN ISO 9934-2 Неразрушающий контроль. Магнитопорошковый контроль. Часть 2 Материалы для обнаружения;
  • EN ISO 12707 Июнь 2000 Неразрушающий контроль. Терминология — Термины, используемыев магнитопорошковом контроле;
  • EN ISO 3059 Неразрушающий контроль — Капиллярный и магнитопорошковый контроль. Условия осмотра;
  • ISO 3059 Контроль неразрушающий. Контроль методом проникающих жидкостей и методом магнитных частиц. Условия наблюдения;
  • ISO 9934 Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. Часть 3. Оборудование;
  • ASTM E 709-01 Стандартное руководство по магнитопорошковой дефектоскопии;
  • ASTM E1444-05 Стандартная методика тестирования с помощью магнитопорошковой дефектоскопии.

Магнитопорошковый метод применяется для контроля изделий из ферромагнитных материалов, имеющих относительную магнитную проницаемость не менее 40. Чувствительность контроля данным методом зависит от различных факторов, в том числе от магнитных характеристик исследуемого материала, формы, размеров и шероховатости объекта контроля (макс. Ra 10 / Rz 63), напряженности приложенного поля, местоположения и ориентации дефектов и свойств магнитного порошка. Согласно ГОСТ 21105 устанавливаются 3 условных уровня чувствительности (А, Б, В). Они характеризуются минимальной шириной раскрытия и минимальной протяженностью выявляемого дефекта.

Видео процесса магнитопорошковой дефектоскопии представлено ниже

Магнитопорошковый метод включает в себя следующие операции:

  • подготовка к контролю;
  • намагничивание;
  • нанесение дефектоскопического материала;
  • осмотр поверхности и регистрация индикаторных рисунков;
  • размагничивание

Перед проведением контроля изделие должно быть зачищено от масла, окалины и других загрязнений. Подготовку поверхности для уменьшения сил трения осуществляют пескоструйной и механической обработкой. Применяется также грунтовка поверхности красками и лаками, обеспечивающими необходимый контраст с порошком.

Для намагничивания и размагничивания объектов контроля применяются стационарные или передвижные магнитные дефектоскопы. Дефектоскопы снабжаются измерителями намагничивающего тока, а также устройствами для осмотра поверхности и регистрации индикаторных картинок (измерительные лупы, микроскопы, эндоскопы или автоматизированные системы получения изображений). Используются различные виды намагничивания: циркулярное, продольное, комбинированное.

Магнитопорошковый метод контроля может осуществляться двумя различными способами. При применении способа остаточной намагниченности дефектоскопический порошок наносят после снятия намагничивающего поля. При применении способа приложенного поля операция намагничивания и нанесение порошка осуществляются одновременно. Выбор способа контроля зависит от магнитных свойств материала изделия и требуемой чувствительности.

Применяемые для контроля материалы могут иметь различные оттенки (от светло-серых и желтоватых до красно-коричневых и черных) в зависимости от цвета контролируемой поверхности. Магнитные порошки, на поверхность которых нанесен слой люминофора, позволяют повысить чувствительность метода.

Нанесение магнитного материала осуществляют следующими способами:

  • с использованием магнитного порошка (сухой способ);
  • с использование магнитной суспензии (влажный способ);
  • магнитогуммированной пасты

Сухой порошок равномерно распределяют на поверхности с помощью распылителей или погружением изделия в емкость с порошком. Суспензию наносят путем полива или погружения изделия в ванну с суспензией. Удобны в пользовании аэрозольные баллончики, содержащие суспензии магнитных материалов на водной или масляной основе.

Качество применяемых магнитных материалов оценивается по методикам, приведенным в нормативной документации на их поставку. Перед проведением контроля качество готовых порошков и суспензий определяется на контрольных (стандартных) образцах, имеющих дефекты известного размера и аттестованных в установленном порядке. С помощью контрольных образцов также отрабатывается технология контроля в для достижения заданной чувствительности.

При проведении контроля частицы материала намагничиваются и под действием результирующих сил образуют скопления в виде полосок (валиков). После формирования индикаторной картинки из осевшего порошка осуществляется осмотр контролируемого изделия. При визуальном осмотре могут быть использованы оптические устройства, позволяющие увеличить изображение. Рекомендуется применять комбинированное освещение (местное и общее).

При применении люминесцентных порошков осмотр поверхности проводят при ультрафиолетовом облучении. Используются ультрафиолетовые фонари, лампы, а также индукционные источники ультрафиолетового излучения.

Преимущества магнитопорошкового метода неразрушающего контроля заключаются в его относительно небольшой трудоемкости, высокой производительности и возможности обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов. При помощи этого метода выявляются не только полые несплошности, но и дефекты, заполненные инородным веществом. Магнитопорошковый метод может быть применен не только при изготовлении деталей, но и в ходе их эксплуатации, например, для выявления усталостных трещин.

К недостаткам метода можно отнести сложность определения глубины распространения трещин в металле.

Другими методами магнитной дефектоскопии являются феррозондовый и магнитографический методы.

Феррозондовый метод основан на регистрации магнитных полей феррозондовыми преобразователями, в которых взаимодействуют измеряемое поле и собственное поле возбуждения.

В магнитографическом методе применяется запись магнитных полей на магнитный носитель записи (магнитную ленту) с последующим формированием сигналограммы.

Дефект выявленный с применением магнито-порошкового метода Магнитопорошковый контроль Набор для магнитопорошковой дефектоскопии Процесс магнитопорошкового контроля Фото процесса намагничивания МПД

 


Контроль герметичности

Методы контроля герметичности предназначены для выявления течей как в основном материале, так и в сварных, паяных, разъемных и других типах соединений различных изделий.

Методы контроля герметичности весьма разнообразны и их можно классифицировать по различным классификационным признакам: характеру взаимодействия веществ или физических полей с объектом, по первичным информативным признакам, способам получения первичной информации, по чувствительности, по избирательной реакции на пробное вещество, по виду используемых пробных веществ и т.д.

Газовые методы Жидкостные методы
Масс-спектрометрический:
•способ вакуумной камеры;
•способ щупа;
•способ обдува;
•способ накопления при атмосферном давлении.
Гидравлический:
•гидравлический способ;
•люминесцентно-гидравлический способ;
•гидравлический с люминесцентным индикаторным покрытием;
•наливом воды без напора.
Манометрический:
•способ спада давления;
•способ повышения давления в барокамере;
•дифференциальный способ.
Капиллярный:
•с люминесцентными проникающими жидкостями;
•способ керосиновой пробы;
сольватный способ;
•капиллярный способ.
Пузырьковый:
•пневматический способ надувом воздуха;
•пневмогидравлический аквариумный способ;
пузырьковый вакуумный способ;
•способ бароаквариума;
•способ мундштука.
Химический:
•способ проникающих жидкостей;
•способ индикаторных лент;
•способ индикаторных покрытий;
•хемосорбционный способ.
Галогенный:
•способ вакуумной камеры;
•способ щупа.
 

ГОСТ 24054-80 устанавливает классификацию методов контроля герметичности по первичному информативному признаку, в зависимости от агрегатного состояния применяемых пробных веществ, проникающих через течь, устанавливает две группы методов течеискания: газовые и жидкостные. Каждая из групп включает в себя подгруппы, различающиеся по принципу регистрации пробного вещества - вторичный информативный признак. Подгруппы делятся на способы, различающиеся по условиям реализации методов.

Методы контроля герметичности основаны на регистрации пробных веществ, проникающих через сквозные дефекты контролируемого объекта. В качестве пробных веществ применяют жидкости, газы, пары легколетучих жидкостей.

Пробные вещества должны хорошо проникать через течи и хорошо обнаруживаться средствами течеискания. Они должны быть недорогими, не оказывать вредного действия на людей и объект контроля. Пробное вещество выбирается в зависимости от метода испытания и величины испытательного давления, конструкции изделия, его назначения и нормы герметичности.

В качестве пробных применяют, как правило, инертные газы (гелий, аргон, азот) или имеющие низкое содержание в атмосфере и не взаимодействующие с материалом объекта контроля или веществом внутри него (фреон, элегаз, аммиак, водород и др.). Роль пробного вещества может также выполнять газ, заполняющий контролируемый объект при эксплуатации или хранении (фреон, хлор). Как контрольную среду используют смеси указанных газов с балластными веществами (воздухом, азотом). Нередко в качестве пробного вещества используется воздух, например, при пузырьковом и акустическом методах.

Чем меньше вязкость и молекулярный вес газа, тем лучше он проникает через течи. Главное требование к пробным газам (как и ко всем пробным веществам) - существование высокочувствительных методов их обнаружения.

В некоторых случаях в качестве пробных веществ применяют легколетучие жидкости: этиловый спирт, ацетон, бензин, эфир. Обычно индикаторы улавливают пары этих жидкостей, а способы контроля такими жидкостями относят к газоаналитическим.

К жидким пробным веществам относят воду, применяемую при гидроиспытаниях (гидроопрессовке), воду с люминесцирующими добавками, облегчающими индикацию течей, водные растворы бихромата калия или натрия с технологическими добавками и др.

Установка для контроля герметичности НВМ-5 Рамка вакуумная угловая (внешняя) Пеноплёночный индикатор ППИ-1 Контрольные течи Учебные плакаты по контролю герметичности  

 


Тепловой контроль

Тепловой контроль – один из видов неразрушающего контроля, основанный на фиксации и преобразовании инфракрасного излучения в видимый спектр. Тепловой метод применяется во всех отраслях промышленности, где по неоднородности теплового поля можно судить о техническом состоянии контролируемых объектов.

В настоящее время метод теплового неразрушающего контроля (ТНК) стал одним из самых востребованных в теплоэнергетике, строительстве и промышленном производстве. В России повышение интереса к тепловому контролю, во многом связано с принятием Федерального закона № 261 – ФЗ «Об энергосбережении», регламентирующим энергоаудит объектов с целью экономии ресурсов. Согласно данным в законе определениям, базовым методом контроля текущего состояния промышленных объектов является тепловой метод.

Основными достоинствами теплового контроля являются: универсальность, точность, оперативность, высокая производительность и возможность проводить контроль дистанционно. По одной из классификаций, можно выделить следующие виды теплового контроля:

  • Тепловизионный контроль
  • Контроль теплопроводности
  • Контроль температуры
  • Контроль плотности тепловых потоков рассчитывать

Условно различают пассивный и активный тепловой контроль. Пассивный ТНК не нуждается во внешнем источнике теплового воздействия. Активный ТНК напротив, предполагает нагрев объекта внешними источниками.

Пассивный метод теплового контроля подразумевает, что возникновение теплового поля в объекте контроля происходит при его эксплуатации или изготовлении. Тепловой контроль с использованием пассивного метода является наиболее распространенным методом ТК и широко применяется практически во всех отраслях современной промышленности. Основное преимущество метода — контроль объектов без вывода из эксплуатации и отсутствие необходимости дополнительных манипуляций связанных с нагревом объекта. Типичные объекты пассивного теплового контроля это строительные конструкции, работающие электроприборы, контакты под напряжением и другие промышленные объекты. Приборы теплового неразрушающего контроля, наиболее часто применяемые при пассивном методе это тепловизоры, пирометры, инфракрасные термометры, измерители тепловых потоков и логгеры данных.

Активный метод теплового контроля применяется, когда во время эксплуатации объект самостоятельно не выделяет тепловое излучение достаточное для проведения ТК. При активном методе теплового контроля, объект нагревается различными внешними источниками. Типичные объекты контролируемые данным методом это многослойные композитные материалы, объекты искусства и другие объекты тредующие внешней тепловой нагрузки.

В зависимости от способа измерения температуры, приборы теплового контроля разделяют на: контактные и бесконтактные.

В настоящее время, наиболее распространёнными приборами для контактного измерения температуры являются: термопары, металлические и полупроводниковые сопротивления, термоиндикаторы, термокарандаши, манометрические и жидкостные термометры. К бесконтактным приборам теплового контроля относятся тепловизоры, термографы, квантовые счетчики, радиационные пирометры и др.

Среди приборов теплового контроля, самыми востребованными в настоящее время являются тепловизоры. Доля задач теплового контроля, решаемая с помощью тепловизоров настолько велика, что часто употребляется термин тепловизионный контроль.

Тепловизор — устройство для наблюдения за распределением температуры исследуемой поверхности. Распределение температуры отображается на дисплее как цветовое поле, где определённой температуре соответствует определённый цвет. В большинстве моделей тепловизоров, информация записывается в память устройства и может быть обработана на ПК при помощи специального программного обеспечения.

Различают наблюдательные и измерительные тепловизоры. Наблюдательные приборы просто выдают инфракрасное изображение наблюдаемого объекта, а измерительные могут присваивать цифровому сигналу каждого пикселя, соответствующую ему температуру, в результате чего получается тепловая карта контролируемой поверхности.

Сегодня тепловизоры являются оптимальным инструментом, применяемым во всех случаях, где по неоднородности теплового поля можно судить о техническом состоянии контролируемых объектов. Тепловизоры позволяют быстро и надежно выявить точки аномального нагрева и потенциально проблемные участки при проведении технического обслуживания в строительстве, энергетике, производстве и других отраслях промышленности. Подробнее со сферами применения современных тепловизоров, можно ознакомиться здесь. Тепловизор входит в перечень оборудования необходимого для аттестации лаборатории НК по тепловому методу.

Пирометры (инфракрасные термометры) — приборы для бесконтактного измерения температуры тел. Принцип действия прибора, основан на измерении мощности теплового излучения в инфракрасном и видимом диапазоне света. Пирометры применяются для решения задач, где по разным причинам не возможно использование контактных термометров. Пирометры часто используются для дистанционного теплового контроля раскаленных предметов и в других случаях, когда физический контакт с контролируемым объектом невозможен из за его труднодоступности или слишком высокой температуры.

Логгеры данных, как правило, используются для измерения температуры и влажности. Логгеры данных подходят для долгосрочного измерения и представляют собой компактный прибор с дисплеем, картой памяти, водонепроницаемым корпусом и возможностью программирования периода работы. Некоторые современные модели имеют возможность одновременного подключения нескольких зондов, позволяя проводить замеры сразу в нескольких помещениях. Данные логгеров анализируются с помощью специального ПО и могут быть использованы для составления отчетов в графической и табличной формах.

Измерители плотности тепловых потоков и температуры используются при строительстве и эксплуатации зданий для определения плотности тепловых потоков, проходящих через ограждающие конструкции по ГОСТ 25380. Данные приборы позволяют измерять температуру воздуха внутри и снаружи помещения, а также определять сопротивление теплопередаче и термическое сопротивление ограждающих конструкций. Полученные данные теплового контроля передаются на ПК, где происходит их автоматическая архивация и обработка.

Помимо перечисленных электронных приборов, широкое распространение получили различные механические средства теплового контроля, такие как самоклеящиеся этикетки, термокарандаши, температурные индикаторы, высокотемпературная краска, теплоотводящая паста и другие.

Использование теплового метода так же допускает его комбинированное применение с другими методами неразрушающего контроля. Дополнение теплового контроля другими методами НК, как правило имеет смысл когда ТК является методом предваряющим использование более эффективных средств НК или когда синтез различными методами контроля дает более точные результаты.

Комбинирование первого типа возможно, например, при выявлении воды в авиационных сотовых панелях, а так же ударных повреждений и расслоений в композитных материалах. В данных случаях с помощью теплового контроля локализуются потенциально дефектные зоны, после чего более тщательный контроль может быть выполнен с использованием УЗК. Аналогичным образом могут контролироваться заклепочные соединения авиационных панелей, где основной контроль обычно проводится вихретоковым методом.

Комбинирование второго типа как правило применяется для контроля сложных объектов, когда результат синтеза данных, является не простым суммированием отдельных результатов, а создает их новое качество, так называемый эффект синергии. В данном случае одновременное сочетание теплового контроля с другими методами НК, дает возможность получить результирующее изображение, которое будет обрабатываться, и анализироваться только один раз. Помимо более точных результатов, такое комбинирование позволяет существенно снизить временные и финансовые затраты по сравнению с последовательным применением нескольких методов. В настоящее время концепция слияния данных с помощью различных сенсоров активно развивается и уже нашла свое применение в военной и авиакосмической промышленности.

Тепловой контроль опасных производственных объектов перечисленных в приложении 1. ПБ 03-372-00, выполняется лабораторими НК располагающими аттестованным в установленном порядке персоналом. Подробная информация по аттестации специалистов содержится здесь. Информация по аттестации лабораторий здесь. Порядок лицензирования специалистов проводящих тепловой контроль на объектах, не относящихся к опасным производственным объектам, регулируется соответствующими отраслевыми ведомствами и саморегулируемыми организациями.

Основными документами регламентирующими проведение теплового контроля в РФ являются:

  • ГОСТ 23483-79 «Контроль неразрушающий. Методы теплового вида. Общие требования»
  • РД-13-04-2006 «Методические рекомендации о порядке проведения теплового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах»
  • ГОСТ Р 54852-2011 "Здания и сооружения. Метод тепловизионного контроля качества теплоизоляции ограждающих конструкций"
  • СНИП 2302-2003 "Тепловая защита зданий"
  • СНИП 2301-99 "Строительная климатология"
  • ГОСТ 25380-82 "Метод измерения плотности тепловых потоков"
  • ГОСТ 7076-99 "Измерение теплопроводности"
  • ГОСТ 26782-85 «Контроль неразрушающий. Дефектскопы оптические и тепловые. Общие технические требования»
  • ГОСТ 25314-82 «Контроль неразрушающий тепловой. Термины и определения»
  • ОСТ 92-1482 «Неразрушающий контроль теплозащитных покрытий»
  • ГОСТ Р 8.619-2006 «Приборы тепловизионные измерительные. Методика поверки»
  • РД 153-34.0-20.364-00 «Метод инфракрасной диагностики тепломеханического оборудования»
  • РД 153-34.0-20.363-99 «Основные положения метода инфракрасной диагностики электрооборудования и высоковольтных линий.

Применение тепловизоров Testo в строительстве Тепловизоры Тесто термограмма теплоизоляции Тесто тепловизор – поиск перегретых контактов Тепловизионный контроль ЛЭП Термограмма радиатора отопления

 

 


Вихретоковый контроль

Вихретоковый метод неразрушающего контроля основан на анализе взаимодействия внешнего электромагнитного поля с электромагнитным полем вихревых токов, создоваемых возбуждающей катушкой в электропроводящем объекте контроля (ОК) этим полем. Впервые вихревые токи были обнаружены французским учёным Араго (1786—1853) в 1824г. в медном диске, расположенном на оси под вращающейся магнитной стрелкой. За счёт вихревых токов диск приходил во вращение.

В качестве источника электромагнитного поля чаще всего используется индуктивная катушка (одна или несколько), называемая вихретоковым преобразователем (ВТП). Синусоидальный (или импульсный) ток, действующий в катушках ВТП, создает электромагнитное поле, которое возбуждает вихревые токи в электромагнитном объекте. Электромагнитное поле вихревых токов воздействует на катушки преобразователя, наводя в них ЭДС или изменяя их полное электрическое сопротивление. Регистрируя напряжение на катушках или их сопротивление, получают информацию о свойствах объекта и о положении преобразователя относительно его.

Вихретоковый контроль обеспечивает возможность поиска дефектов и оценку свойств объектов контроля, имеет широкий спектр применения в промышленности, как при изготовлении деталей, так и при их ремонте. Современное оборудование вихретокового контроля позволяет обрабатывать и хранить данные полученные при проведении контроля, а автоматические, многокоординатные системы сканирования дают возможность производить визуализацию ОК с высокой точностью.

Принцип действия вихретокового метода Вихретоковй дефектоскоп Вектор 50 Вихретоковый толщиномер с преобразователями Преобразователь для вихретокового контроля Зависимость глубины проникновения вихревых токов от частоты

Область применения вихретокового метода контроля:

  • неразрушающий контроль лопаток паровых турбин, тепловые канавки, поверхность осевого канала роторов турбин и т.д., сварные соединения и гибы трубопроводов, корпусное оборудование, резьбовые соединения, детали любой формы и размеров промышленного и транспортного оборудования;
  • толщинометрия измерение толщины тонких труб и тонкого листового проката, определение коррозионных повреждений, толщины защитных покрытий;
  • структуроскопия оценка исходного и текущего состояния металла тепломеханического оборудования ТЭС. Оценка качества термообработки, определение состава контролируемого вещества, сортировка объектов;
  • измерение глубины поверхностных трещин в электропроводящих магнитных и немагнитных материалах.

Основными преимуществами вихретокового метода являются:

  • высокая чувствительность к микроскопическим дефектам, которые находятся на поверхности либо в непосредственной близости от исследуемого участка металлического объекта;
  • возможность проведения бесконтактного контроля (измерения);
  • высокая производительность (возможность произведения контроля на высоких скоростях);
  • простота автоматизации.

Недостатки вихретокового метода контроля:

  • возможное искажение одного параметра другими, при организации многокоординатного контроля
  • контроль только электропроводящих изделий
  • относительно не высокая глубина контроля

В следующей таблице приводится удельная электрическая проводимость различных материалов.

Удельная электрическая проводимость различных материалов
Тип металла %IACS MСм/m
Алюминиевый сплав, 1100 57-62 33-36
Алюминиевый сплав, 2014-T3 & -T4 32-35 18.5-23.2
Алюминиевый сплав, 2014-T6 38-40 22-23.2
Алюминиевый сплав, 2024-T3 28-37 16.2-21.5
Алюминиевый сплав, 2024-T4 28-31 16.2-18
Алюминиевый сплав, 7075-T6 32 18.5
Алюминий (чистый) 61 35.4
Бериллий 34-43 19.7-24.9
Бериллиевая медь 17-21 9.9-12
Латунь, 61Cu 37Zn 2Pb 26 15.1
Латунь, 61Cu 38Zn 1Sn 26 15.1
Латунь, 70Cu 29Zn 1Sn 25 14.5
Латунь, 70Cu 30Zn 28 16.2
Латунь, 76Cu 23 2AI 23 13.3
Бронза 40Cu 23 2Sn 44 25.5
Бронза 92Cu 8AI 13 7.5
Кадмий 15 14.5
Хром 13.5 7.8
Медь (чистая) 100 58
Медно-никелевый сплав 70/30 5 2.9
Медно-никелевый сплав 90/10 11.9 6.9
Золото 73.4 42.6
Графит 0.43 0.25
Хастеллой 1.3-1.5 0.75-0.87
Инконель 600 1.7 0.99
Свинец 8 4.6
Литий 18.5-20.3 10.7-11.8
Магний 37 21.5
Молибден 33 19.1
Никель 25 14.5
Фосфорическая бронза 11 6.4
Серебро (чистое) 105-117 60.9-67.9
Серебро (ол. припой) 16.6 9.6
Серебро, 18% ник. сплав A 6 3.5
Нержавеющая сталь 300 series 2.3-2.5 1.3-1.5
Олово 15 8.7
Титан 1-4.1 0.6-2.4
Титан 6914v 1 0.6
Цинк 26.5-32 15.4-18.6
Цирконий 4.2 2.4

Основополагающим документом на вихретоковый контроль является ГОСТ Р ИСО 15549-2009 «Национальный стандарт Российской Федерации. Контроль неразрушающий. Контроль вихретоковый. Основные положения». Настоящий стандарт определяет общие принципы неразрушающего контроля изделий и материалов с помощью вихревых токов для обеспечения заданных и воспроизводимых параметров. Стандарт включает в себя инструкции по подготовке документов, устанавливающих конкретные требования к применению метода вихревых токов для изделий конкретного типа. На основании ГОСТ Р ИСО 15549-2009 в каждой отрасли промышленности и транспорта разработана своя нормативно техническая документация (НД), в том числе:

  • РД-13-03-2006 - Методические рекомендации о порядке проведения вихретокового контроля технических устройств и сооружений, применяемых и эксплуатируемых на опасных производственных объектах
  • РД 32.150-2000 - Вихретоковый метод неразрушающего контроля деталей вагонов и т.д.

Требования, предъявляемые к объекту контроля (ОК) и подробная пошаговая методика контроля, прописывается в технологических картах на каждый ОК. Подробнее о разработке и согласовании технологических карт, а также примеры технологических карт на различные методы неразрушающего контроля можно посмотреть здесь. Высокие требования к качеству выпускаемой продукции способствуют разработке большого количества типов и разновидностей вихретоковых дефектоскопов и преобразователей. В зависимости от поставленных задач, здесь можно выбрать наиболее подходящее оборудование вихретокового контроля. Оборудование вихретокового контроля в нашем ассортименте представлено вихретоковыми дефектоскопами, стуктуроскопами и толщиномерами.

Классификация вихретоковых преобразователей

Тип преобразования параметров Тип взаимодействия с объектом контроля Способ получения информации Количество элементов
  • параметрические
  • трансформаторные
  • проходные
  • накладные
  • комбинированные
  • абсолютные
  • дифференциальные
  • одноэлементные
  • многоэлементные

 

Все преобразователи имеют свои недостатки и преимущества. Вследствие чего не выделяют какой-то один тип как основной. Для каждого производства или конкретной детали подбирают преобразователь исходя из параметров детали подлежащих контролю (толщина стенки, толщина покрытия, наличие дефекта).

Специалисты нашей компании помогут подобрать оборудование вихретокового контроля для решения конкретных задач, окажут содействие в разработке технологической документации и проведут обучение и аттестацию персонала по нужному виду НК. Подробнее о порядке аттестации специалистов и лабораторий НК смотрите в соответствующих разделах.

 


Методы неразрушающего контроля бетона

Для оценки состояния бетонных конструкций необходим всесторонний анализ факторов, влияющих на их эксплуатационные характеристики, - прочность бетона, защитный слой и диаметр арматуры, теплопроводность и влажность, адгезия защитных и облицовочных покрытий, морозостойкость. Неразрушающие методы особенно актуальны, когда характеристики бетона и арматуры неизвестны, а объёмы контроля значительны. Проверка возможна на стройплощадках, на уже эксплуатируемых объектах, в лабораториях.

В чём плюсы неразрушающего контроля:

  • Возможность не организовывать на площадке лабораторию оценки бетона.
  • Сохранение целостности проверяемой конструкции.
  • Сохранение эксплуатационных характеристик сооружений.
  • Широкая сфера применения.

При всем многообразии контролируемых параметров контроль прочности бетона занимает особое место, поскольку при оценке состояния конструкции определяющим фактором является соответствие фактической прочности бетона проектным требованиям.

Процедура обследований регламентирована ГОСТ 22690-2015 и ГОСТ 17624-2012. Общие правила проверки качества бетона изложены в ГОСТ 18105-2010. Неразрушающий контроль прочности бетона подразумевает применение механических методов (удар, отрыв, скол, вдавливание) и ультразвукового сканирования.

Контроль прочности готовых бетонных конструкций как правило проводится по графику, в установленном проектом возрасте, либо при необходимости, например, когда планируется реконструкция. Контроль прочности строящихся конструкций даёт возможность оценить распалубочную и отпускную прочность, сравнить реальные характеристики материала с паспортными.

Методы неразрушающего контроля прочности бетона делят на две группы.

Прямые (методы местных разрушений) Косвенные
  • Скалывание ребра
  • Отрыв со скалыванием
  • Отрыв металлических дисков
  • Ударный импульс
  • Упругий отскок
  • Пластическая деформация
  • Ультразвуковое обследование

Прямые методы испытания бетона (методы местных разрушений)

Методы местных разрушений относят к неразрушающим условно. Их основное преимущество – достоверность. Они дают настолько точные результаты, что их используют для составления градуировочных зависимостей для косвенных методов. Испытания проводятся по ГОСТ 22690-2015.

Метод Описание Плюсы Минусы
Метод отрыва со скалыванием Оценка усилия, которое требуется, чтобы разрушить бетон, вырывая из него анкер (видео). - Высокая точность.
- Наличие общепринятых градуировочных зависимостей, зафиксированных ГОСТом.
- Трудоёмкость.
- Невозможность использовать в оценке прочности густоармированных сооружений, сооружений с тонкими стенами.
Скалывание ребра Измерение усилия, которое требуется, чтобы сколоть бетон на углу конструкции. Метод применяется для исследования прочности линейных сооружений: свай, колонн квадратного сечения, опорных балок. - Простота использования.
- Отсутствие предварительной подготовки.
- Не применим, если слой бетона меньше 2 см или существенно повреждён.
Отрыв дисков Регистрация усилия для разрушения бетона при отрыве от него металлического диска. Способ широко использовался в советское время, сейчас почти не применяется из-за ограничений по температурному режиму. - Подходит для проверки прочности густоармированных конструкций.
- Не такой трудоёмкий, как отрыв со скалыванием.
- Необходимость подготовки: диски нужно наклеить на бетонную поверхность за 3-24 часа до проверки.

Отрыв со скалыванием Скалывание ребра Отрыв дисков


Основные недостатки методов местных разрушений – высокая трудоёмкость, необходимость расчёта глубины прохождения арматуры, её оси. При испытаниях частично повреждается поверхность конструкций, что может повлиять на их эксплуатационные характеристики.

Косвенные методы испытания бетона

В отличие от методов местных разрушений, методы, основанные на ударно-импульсном воздействии на бетон, имеют большую производительность. Однако, контроль прочности бетона ведется в поверхностном слое толщиной 25-30 мм, что ограничивает их применение. В упомянутых случаях необходима зачистка поверхности контролируемых участков бетона или удаление поврежденного поверхностного слоя.

Неразрушающий контроль прочности бетона на заводах ЖБИ и в строительных лабораториях осуществляется после приведения градуировочных зависимостей приборов в соответствие с фактической прочностью бетона по результатам испытания контрольных партий в прессе.

Метод Описание Плюсы Минусы
Ударного импульса Регистрация энергии, которая появляется при ударе специального бойка. Для обследований используется молоток Шмидта.
Как работает молоток Шмидта
- Компактное оборудование.
- Простота.
- Возможность одновременно устанавливать класс бетона.
- Относительно невысокая точность
Упругого отскока Измерение пути бойка при ударе о бетон. Для обследования используют склерометр Шмидта и аналогичные устройства. - Простота и скорость исследования. - Жёсткие требования к процедуре подготовки контрольных участков.
- Техника требует частой поверки.
Пластической деформации Измерение отпечатка, оставшегося на бетоне при ударе металлическим шариком. Метод устаревший, но используется часто. Для оценки применяют молоток Кашкарова и аппараты статического давления.
Оценка прочности бетона молотком Кашкарова.
- Доступность оборудования.
- Простота.
- Невысокая точность результатов.
Ультразвуковой метод Измерение скорости колебаний ультразвука, проходящего сквозь бетон. - Возможность проводить массовые изыскания неограниченное число раз.
- Невысокая стоимость исследований.
- Возможность оценить прочность глубинных слоёв конструкции.
- Повышенные требования к качеству поверхности.
- Требуется высокая квалификация сотрудника.

Ударный импульс Упругий отскок Пластическая деформация


Метод ударного импульса

Метод ударного импульса – самый распространённый среди неразрушающих методов из-за простоты измерений. Он позволяет определять класс бетона, производить измерения под разными углами к поверхности, учитывать пластичность и упругость бетона.

Суть метода. Боёк со сферическим ударником под действием пружины ударяется о поверхность. Энергия удара расходуется на деформации бетона. В результате пластических деформаций образуется лунка, в результате упругих возникает реактивная сила. Электроме¬ханический преобразователь превращает механическую энергию удара в эле¬ктрический импульс. Результаты выдаются в единицах измерения прочности на сжатие.

К достоинствам метода относят оперативность, низкие тру¬дозатраты, отсутствие сложных вычислений, слабую за¬висимость от состава бетона. Недостатком считается определение прочности в слое глубиной до 50 мм.

Метод упругого отскока

Метод упругого отскока заимствован из практики определения твёрдости металла. Для испытаний применяют склерометры – пружинные молотки со сферическими штампами. Система пружин допускает свободный отскок после удара. Шкала со стрелкой фиксирует путь ударника при отскоке. Прочность бетона определяют по градуировочным кривым, которые учитывают положение молотка, так как величина отскока зависит от его направления. Среднюю величину вычисляют по данным 5-10 измерений, выполненных на определённом участке. Расстояние между местами ударов – от 30 мм.

Диапазон измерений методом упругого отскока – 5-50 МПа. К достоинствам метода относят простоту и скорость измерений, возможность оценки прочности густоармированных конструкций. Ключевые недостатки такие же, как у других ударных методов: контроль прочности в поверхностном слое (глубина 20-30 мм), необходимость частых поверок (каждые 500 ударов), построение градуировочных зависимостей.

Ниже представлены модели молотков Шмидта из ассортимента нашей компании

Молоток Шмидта ORIGINAL SCHMIDT Молоток Шмидта SILVER SCHMIDT Молоток Шмидта Original Schmidt Live Молоток Шмидта OS-120
Молоток Шмидта ORIGINAL SCHMIDT Молоток Шмидта SILVER SCHMIDT Молоток Шмидта Original Schmidt Live Молоток Шмидта OS-120


Метод пластической деформации

Метод пластической деформации считается одним из самых дешёвых. Его суть – в определении твёрдости поверхности посредством измерения следа, который оставляет стальной шарик/стержень, встроенный в молоток. При проведении испытаний молоток располагают перпендикулярно поверхности бетона и совершают несколько ударов. С помощью углового масштаба измеряют отпечатки на бойке и бетоне. Для облегчения измерений диаметров используют листы копировальной или белой бумаги. Полученные характеристики фиксируют и вычисляют среднее значение. Бетонная прочность определяется по соотношению размеров отпечатков.

Принцип действия приборов для испытаний методом пластических деформаций основан на вдавливании штампа при помощи удара либо статического давления. Устройства статических давлений применяются ограниченно, более распространены приборы ударного действия – ручные и пружинные молотки, маятниковые устройства с шариковым/дисковым штампом. Твёрдость стали штампов минимум HRC60, диаметр шарика — минимум 10 мм, толщина диска — не меньше 1 мм. Энергия удара должна быть равна или больше 125 H.

Метод прост, может применяться в густоармированных конструкциях, отличается быстротой, но подходит для оценки прочности бетона не больше М500.

Ультразвуковое обследование

Ультразвуковой метод – это регистрация скорости прохождения ультразвуковых волн. По технике проведения испытаний можно выделить сквозное ультразвуковых прозвучивание, когда датчики располагают с разных сторон тестируемого образца, и поверхностное прозвучивание, когда датчики расположены с одной стороны. Сквозной метод позволяет, в отличие от всех остальных методов НК прочности, контролировать прочность в приповерхностных и глубоких слоях конструкции.

Ультразвуковые приборы неразрушающего контроля бетона могут использоваться не только для контроля прочности бетона, но и для дефектоскопии, контроля качества бетонирования, определения глубины арматуры. Они позволяют многократно проводить массовые испытания изделий любой формы, вести непрерывный контроль нарастания или снижения прочности.

На зависимость «прочность бетона – скорость ультразвука» влияют количество и состав заполнителя, расход цемента, способ приготовления бетонной смеси, степень уплотнения бетона. Недостатком метода считается довольно большая погрешность при переходе от акустических характеристик к прочностным.

Ниже даны ссылки на приборы неразрушающего контроля бетона представленные в ассортименте нашей компании.

Ультразвуковой томограф А1040 MIRA
Ультразвуковой дефектоскоп А1220 Монолит Ультразвуковой тестер UK1401 Ультразвуковой дефектоскоп STARMANS DIO 1000 LF Ультразвуковой тестер бетона Pundit Ультразвуковой индикатор прочности бетона БЕТОН-70
Ультразвуковой томограф А1040 MIRA Ультразвуковой дефектоскоп А1220 Монолит Ультразвуковой тестер UK1401 Ультразвуковой дефектоскоп STARMANS DIO 1000 LF Ультразвуковой тестер бетона Pundit Ультразвуковой индикатор прочности бетона БЕТОН-70

Кроме перечисленных способов контроля прочности существуют менее распространённые. На стадии экспериментального использования метод электрического потенциала, инфракрасные, вибрационные, акустические методы.

Опыт ведущих специалистов по неразрушающему контролю прочности бетона показывает, что в базовый комплект специалистов, занятых обследованием, должны входить приборы, основанные на разных методах контроля: отрыв со скалыванием (скалывание ребра), ударный импульс (упругий отскок, пластическая деформация), ультразвук, а также измерители защитного слоя и влажности бетона, оборудование для отбора образцов.

Погрешность методов неразрушающего контроля прочности бетона:

Наименование метода Диапазон применения*, МПа Погрешность измерения**
1 Пластическая деформация 5 ... 50 ± 30 ... 40%
2 Упругий отскок 5 ... 50 ± 50%
3 Ударный импульс 10 ... 70 ± 50%
4 Отрыв 5 ... 60 нет данных
5 Отрыв со скалыванием 5 ... 100 нет данных
6 Скалывание ребра 10 ... 70 нет данных
7 Ультразвуковой 10 ... 40 ± 30 ... 50%
* по ГОСТ 17624 и ГОСТ 22690;
** источник: Джонс Р., Фэкэоару И. Неразрушающие методы испытаний бетонов. М., Стройиздат, 1974. 292 с.

Процедура оценки

Общие правила контроля прочности бетона изложены в ГОСТ 18105-2010. Требования к контрольным участкам приведены в следующей таблице:

Метод Общее число измерений на участке Минимальное расстояние между местами измерений на участке, мм Минимальное расстояние от края конструкции до места измерения, мм Минимальная толщина конструкции, мм
Упругий отскок 9 30 50 100
Ударный импульс 10 15 50 50
Пластическая деформация 5 30 50 70
Скалывание ребра 2 200 -0 170
Отрыв 1 2 диаметра диска 50 50
Отрыв со скалыванием при рабочей глубине заделки анкера:
40 мм
< 40 мм


1
2


5h


150


2h

Наиболее сложными для контроля бетонных конструкций являются случаи воздействия на них агрессивных факторов: химических (соли, кислоты, масла), термических (высокие температуры, замораживание в раннем возрасте, переменное замораживание и оттаивание), атмосферных (карбонизация поверхностного слоя). При обследовании необходимо визуально, простукиванием, либо смачиванием раствором фенолфталеина (случаи карбонизации бетона), выявить поверхностный слой с нарушенной структурой. Подготовка бетона таких конструкций для испытаний неразрушающими методами заключается в удалении поверхностного слоя на участке контроля и зачистке поверхности наждачным камнем. Прочность бетона в этих случаях необходимо определять преимущественно методами местных разрушений или путём отбора образцов. При использовании ударно-импульсных и ультразвуковых приборов шероховатость поверхности не должна превышать Ra 25.

Прочность бетона по маркам:

Класс бетона (В) по прочности на сжатие Ближайшая марка бетона (М) по прочности на сжатие Средняя прочность бетона данного класса кгс/см² Отклонения ближайшей марки бетона от средней прочности бетона этого класса,%
В3,5 М50 45,84 +9,1
В5 М75 65,48 +14,5
В7,5 М100 98,23 +1,8
В10 М150 130,97 +14,5
В12,5 М150 163,71 -8,4
В15 М200 196,45 +1,8
В20 М250 261,94 -4,6
В22,5 М300 294,68 +1,8
В25 М350 327,42 +6,9
В27,5 М350 360,16 -2,8
В30 М400 392,90 +1,8
В35 М450 458,39 -1,8
В40 М500 523,87 -4,6
В45 М600 589  
В50 М650 655  
В55 М700 720  
В60 М800 786  

Измерение защитного слоя и диаметра арматуры

Основная задача защитного слоя – обеспечить надежное сцепление бетона с арматурой на этапах монтажа и эксплуатации бетонной конструкции. Кроме того, он выполняет функцию защиты от перепадов температур, повышенной влажности, агрессивных химических реагентов. Толщина защитного слоя бетона диктуется условиями эксплуатации конструкции, видом и диаметром используемой арматуры.

При создании защитного слоя бетона руководствуются указаниями СНиП 2.03.04-84 и СП 52-101-2003. Контроль толщины защитного слоя проводится по ГОСТ 22904-93.

Для оперативного контроля качества армирования железобетонных конструкций и определения толщины защитного бетонного слоя используют локаторы арматуры. Они работают по принципу импульсной магнитной индукции. Помимо измерения толщины защитного слоя, измеритель способен определять наличие арматуры на определенном участке, фиксировать сечение, диаметр и другие параметры арматурных включений.

Оборудование для измерения толщины защитного слоя и оценки расположения арматуры

Локатор арматуры Profoscope Локатор арматуры Profometer PM-600 Локатор арматуры Proceq GPR Live Анализатор коррозии Canin+
Локатор арматуры Profoscope Локатор арматуры Profometer PM-600 Локатор арматуры Proceq GPR Live Анализатор коррозии Canin+

Неразрушающий контроль влажности

Влажность бетона оценивают по ГОСТ 12730.0-78: Бетоны. Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости. Некоторое количество влаги (в ячеистом бетоне до 30–35%) остаётся в стройматериалах в ходе производственного процесса (технологическая влага). В нормальных условиях содержание влаги в бетонных конструкциях в течение первого отопительного периода сокращается до 4-6% по весу.

Для получения полной картины целесообразно использовать несколько различных по физическому принципу методов оценки. Для измерения влажности бетона применяют влагомеры или измерители влажности. Принцип действия влагомера основан на зависимости диэлектрической проницаемости материала и содержания в нем влаги. Следует учитывать, что содержание влаги в бетоне отличается от ее содержания на поверхности. Методы измерения на поверхности дают результат для глубины до 20 мм и не всегда отражают реальное положение вещей.

Оборудование для измерения влажности и проницаемости бетона

Измеритель влажности бетона Hygropin Тестер проницаемости бетона Torrent
Измеритель влажности бетона Hygropin Тестер проницаемости бетона Torrent

Адгезия защитных и облицовочных покрытий

Адгезия измеряется при помощи прямых (с нарушением адгезионного контакта), неразрушающих (с измерением ультразвуковых или электоромагнитных волн) и косвенных (характеризующих адгезию лишь в сопоставимых условиях) методов. Наиболее распространен метод оценки с помощью адгезиметра. Методика оценки установлена ГОСТ 28574-2014: Защита от коррозии в строительстве. Конструкции бетонные и железобетонные. Методы испытаний адгезии защитных покрытий.

Оценка бетона с помощью адгезиметра проводится при диагностике повреждений покрытия, контроле качества антикоррозийных работ, а также при проверке качества строительных материалов. Интенсивность адгезии определяется давлением отрыва, которое следует приложить к покрытию (штукатурке, краске, герметику и т.д.), чтобы отделить его от бетонной основы.

Оборудование для измерения адгезии

Измеритель адгезии DY-2
Измеритель адгезии DY-2

Морозостойкость

В большинстве нормативных документов устойчивость покрытий и изделий из застывшей смеси определяется количеством переходов через нулевую отметку, после которого начинается падение эксплуатационных характеристик. Морозостойкость бетона – способность выдерживать температурные перепады, а также количество циклов заморозки и оттаивания бетонной смеси. В ГОСТ 10060-2012 выделяют 11 марок бетона с различной морозостойкостью, которая имеет градацию на циклы от F50 до F1000.

Группы бетонов по морозостойкости

Группа морозостойкости Обозначение Примечание
Низкая менее F50 Не находит широкого использования
Умеренная F50 – F150 Морозостойкость и водонепроницаемость бетона этой группы имеет оптимальные показатели. Такие смеси встречаются наиболее часто.
Повышенная F150 – F300 Морозостойкость бетонной смеси в этом диапазоне дает возможность эксплуатировать здания в достаточно суровых условиях.
Высокая F300 – F500 Такие растворы требуются в особых случаях, например, при эксплуатации с переменным уровнем влаги.
Особо высокая более F500 Бетон морозостойкий получается впрыскиванием особых добавок. Применяется при сооружении конструкций на века.

Морозостойкость бетона оценивают ультразвуковыми методами по ГОСТ 26134-2016. Ультразвуковая диагностика отличается невысокой стоимостью, даёт возможность проводить обследования неограниченное число раз. При этом предъявляются высокие требования к качеству бетонной поверхности и квалификации сотрудника.

Подробную консультацию по контролю бетонных сооружений вы можете получить у наших специалистов по телефонам +7 (495) 972-88-55, +7 (495) 660-49-68.

 

Лидеры продаж

Image Caption
Image Caption
Image Caption
Image Caption
Image Caption
Image Caption
Image Caption
Image Caption
Image Caption
Image Caption
Image Caption
Image Caption
Image Caption
Image Caption
Image Caption

Поиск

Документы

ОПРОС:
Какое оборудование кроме НК вас интересует:

 
Design site - studio Oskole
Яндекс.Метрика
Наш канал на YouTube