Неразрушающий контроль (НК) – процесс, типы и области применения [Часть 1]

Испытания выполняют важную функцию практически во всех производственных процессах. Они гарантируют, что качество конечного продукта соответствует проектным спецификациям и пригодно для эксплуатации в тех условиях, в которых он будет работать.

Существует множество способов классификации методов испытаний. Одна из самых популярных классификаций - разрушающий и неразрушающий контроль.

В этой статье мы подробно рассмотрим, что такое неразрушающий контроль (НК), некоторые из его популярных видов и его применение в некоторых распространенных отраслях.

Неразрушающий контроль - это использование методов испытаний, которые не изменяют ни одного из свойств испытуемого продукта. Такими свойствами могут быть прочность, целостность, внешний вид, коррозионная стойкость, электропроводность, износостойкость, вязкость и так далее.

После прохождения продуктом неразрушающего контроля, его можно использовать. Испытание не оказывает вредного воздействия на образец.

Это преимущество делает неразрушающий контроль очень полезным методом как для только что изготовленных изделий, так и для тех, которые уже находятся в эксплуатации.

Когда cфера деятельности простая, может быть достаточно использования одного метода неразрушающего контроля. Но во многих случаях для получения конкретной информации о характеристиках продукции используется комбинация техник и методов испытаний.

Неразрушающий и разрушающий контроль имеют некоторые сходства в своих целях, но существуют значительные различия в основных случаях использования и методах применения. В этом разделе мы сравним оба метода на основе некоторых важных факторов:

• Цель;
• Экономическая эффективность;
• Время;
• Отходы;
• Безопасность;
• Надежность результатов.

Цель

Цель каждого вида испытаний - обеспечить безопасность продукции. При разрушающих испытаниях, однако, цель состоит в том, чтобы определить эксплуатационные пределы продукта с помощью таких испытаний, как усталостное разрушение и испытаний растяжение.

С другой стороны, с помощью неразрушающего контроля мы проверяем, достаточно ли хорош изготовленный продукт или продукт, который уже находится в эксплуатации, чтобы удовлетворительно функционировать в условиях эксплуатации. Мы также можем использовать его для оценки степени износа, например, при ультразвуковом измерении толщины стального покрытия судов.

Экономическая эффективность

Существует два аспекта, в связи с чем неразрушающий контроль является более экономичным по сравнению с разрушающим.

Во-первых, он не повреждает образец для испытаний. После проведения неразрушающего контроля он остается таким же, как и раньше, и может быть сразу же введен в эксплуатацию.

Во-вторых, неразрушающий контроль может выявить потенциальные проблемы в работающем оборудовании, например, в сосуде под давлением, и заменить его до того, как произойдет отказ, что позволяет сэкономить расходы на устранение поломок, которые гораздо дороже, чем временный запланированный простой для замены одной детали.

Время

Когда речь идет о времени, неразрушающий контроль снова оказывается более эффективным. Разрушающие методы по своей природе являются гораздо более трудоемкими процессами. Это связано в основном с тем, что процессы разрушающего контроля в основном ручные, и мы можем автоматизировать меньшее количество их компонентов. Они также требуют более длительного времени на подготовку и проверку.

Неразрушающий контроль, с другой стороны, даже не всегда требует снятия деталей с эксплуатации, тем самым экономя драгоценное время. При разрушающих испытаниях необходимо останавливать работу и останавливать машины для проведения испытаний, что увеличивает время простоя.

Отходы

Изделие, подвергшееся разрушающему испытанию, становится непригодным для восстановления. Иногда приходится выбрасывать целые машины.

Примерами разрушающих методов, которые приводят к отходам, являются испытания на растяжение, испытания на трехточечный изгиб, ударные испытания и испытания на падение.

С неразрушающими испытаниями дело обстоит иначе. В некоторых случаях разрушающий метод может быть необходим, но во многих других неразрушающие методы дадут нам аналогичные или лучшие результаты.

Безопасность

Разрушающие испытания проводятся перед вводом изделия в эксплуатацию для определения его эксплуатационных пределов. Это может быть необходимо для некоторых изделий, таких как СИЗ, где они должны быть изготовлены в соответствии с определенными стандартами, но разрушающие испытания не могут быть использованы для изделий, находящихся в эксплуатации.

В таких случаях методы неразрушающего контроля могут помочь нам выявить изношенные изделия и детали, чтобы мы могли их заменить. Гарантируя, что критически важное оборудование находится в требуемых пределах, можно свести к минимуму количество инцидентов, связанных с безопасностью.

Надежность результатов

Как разрушающие, так и неразрушающие испытания могут дать очень надежные результаты. Разрушающим контролем можно проверить только небольшое количество образцов (выборка партии). Неразрушающим контролем, с другой стороны, можно проверять целые партии.

Неразрушающий контроль также является лучшей альтернативой для поиска неоднородностей и дефектов в детали.

Визуальный контроль остается самым популярным методом неразрушающего контроля во всех отраслях промышленности. Он предполагает тщательный осмотр образца и поиск дефектов, видимых невооруженным глазом.

Это быстрый и эффективный метод отслеживания качества продукции на каждом этапе производственного процесса, а также для тех изделий, которые находятся в эксплуатации.

С помощью визуального контроля мы можем обнаружить коррозию, трещины, дефекты сварки, деформацию и т.д. Все, что нам нужно, - это простые инструменты, такие как линейки, измерительные приборы или камера.

Когда инспекторы не могут добраться до труднодоступных мест или опасных сред, решением часто становятся беспилотники.

Многие отрасли промышленности на самом деле используют ИИ и машинное обучение для улучшения результатов визуального контроля. Например, такая технология становится распространенной при обслуживании конвейерных лент, роликов и шкивов в конвейерных системах.

Преимущества визуального тестирования:

• Безопасность;
• Портативность;
• Эффективность;
• Дешевизна;
• Легкая в изучении;
• Минимальное время простоя или его отсутствие;
• Минимальная подготовка деталей или ее отсутствие.

Недостатки визуального контроля:

• Работает только с поверхностными дефектами;
• Возможна неверная интерпретация дефектов;
• Невозможно обнаружить мелкие дефекты без дополнительных оптических приборов.

Ультразвуковой контроль остается самым популярным методом неразрушающего контроля после визуального контроля.

В этом методе высокочастотная звуковая волна, генерируемая излучателем, проходит через проверяемый объект. Частота этой волны обычно составляет от 1 до 10 МГц. Волна искажается при изменении плотности материала. Это изменение в передаваемой волне улавливается приемником.

Затем оборудование измеряет и анализирует полученную волну, чтобы понять природу и глубину дефекта. Оборудование также может рассчитать толщину образца путем деления скорости волны в материале на время, затраченное на прохождение.

Существует множество видов ультразвукового контроля, каждый из которых имеет свои нюансы и область применения. Это импульсное эхо-исследование, иммерсионное испытание, испытание направленной волной, ультразвуковое испытание с фазированной решеткой и другие.

С помощью ультразвукового контроля мы можем выявить такие дефекты, как трещины, потертости, утончение, точечная коррозия и коррозия.

Преимущества ультразвукового контроля:

• Быстрота;
• Чистота процесса;
• Надёжность;
• Портативность;
• Безопасность и простота в использовании;
• Высокая точность и чувствительность;
• Возможность измерения плотных материалов;
• Обнаружение поверхностных и подповерхностных дефектов;
• Выявление мелких дефектов, не видимых невооруженным глазом.

Недостатки ультразвукового контроля:

• Требуется обучение;
• Требуется гладкая поверхность;
• Сложно использовать с тонкими материалами;
• Геометрия детали может создавать сложности;
• Скорость распространения волны в исследуемом материале должна быть известна для получения точных результатов;
• Для плавной передачи волны от излучателя к образцу необходимы соединительные элементы.

Советуем вам прочитать статьи опубликованные в нашем блоге ранее: «‎Вопрос к эксперту по штамповке: Что делать с не штампуемым изделием?»‎ и «‎Электроэрозионная обработка - типы, область применения, плюсы и минусы [Часть 1]»‎.