Как выбрать листогибочный пресс на 1 200 тонн для тяжелого производства
В прошлом месяце я зашел на предприятие тяжелого машиностроения, где недавно поставленный листогибочный пресс на 1 200 тонн уже давал…
Контроль играет важную роль практически во всех производственных процессах. Он обеспечивает соответствие качества конечного продукта проектным характеристикам и пригодность для условий эксплуатации, в которых он будет использоваться.
Существует множество способов классификации методов контроля. Одна из самых известных классификаций – это деление на разрушающие и неразрушающие методы контроля.
В этой статье мы подробно рассмотрим, что такое неразрушающий контроль (НК), его основные виды и применение в различных отраслях промышленности.
Неразрушающий контроль – это применение методов испытаний, которые не изменяют свойства контролируемого изделия. К этим свойствам могут относиться прочность, целостность, внешний вид, коррозионная стойкость, электропроводность, износостойкость, вязкость и другие.
Неразрушающий контроль также называют неразрушающей оценкой, неразрушающим анализом, неразрушающим исследованием и неразрушающей инспекцией.
После прохождения испытания НК изделие сохраняет свои эксплуатационные характеристики и может быть использовано по назначению. Процедура не оказывает негативного воздействия на объект контроля.
Это преимущество делает неразрушающий контроль особенно актуальным как для новых изделий, так и для объектов, находящихся в эксплуатации.
Если задача простая, может быть достаточно одного метода НК. Однако зачастую для получения объективной информации о характеристиках изделия используют комплекс различных методов и техник.
Неразрушающий и разрушающий контроль имеют схожие цели, однако различаются по основным сценариям применения и способам проведения. В этом разделе мы сравним их по нескольким ключевым критериям:
Цель обоих видов контроля – обеспечить безопасность продукции. Однако разрушающий контроль проводится для определения эксплуатационных пределов изделия, например, с помощью испытаний на усталость или растяжение.
В случае НК проверяется пригодность изделия, как нового, так и находящегося в эксплуатации, к дальнейшей работе в заданных условиях. Также возможно определить степень износа, например, измеряя толщину стальных листов ультразвуковым методом на судах.
Неразрушающий контроль обладает двумя ключевыми экономическими преимуществами по сравнению с разрушающим.
Во-первых, он не повреждает объект контроля. После проверки изделие может быть сразу введено в эксплуатацию.
Во-вторых, НК позволяет выявлять потенциальные дефекты в оборудовании до момента его выхода из строя, что обеспечивает плановую замену деталей и предотвращает дорогостоящие аварии и вынужденные простои.
По затратам времени НК также эффективнее. Разрушающие испытания, как правило, более трудоемки и требуют ручного труда, сложной подготовки и длительного осмотра.
НК часто не требует демонтажа деталей, что сокращает время простоя оборудования. Для проведения разрушающих испытаний необходимо остановить производство, что увеличивает длительность остановки.
После разрушающих испытаний изделие становится непригодным к дальнейшему использованию, а иногда приходится списывать и целые агрегаты.
К разрушающим методам, приводящим к отходам, относятся испытания на растяжение, трехточечный изгиб, ударные и дроп-тесты.
При неразрушающем контроле таких потерь, как правило, не возникает. В ряде случаев разрушающие методы необходимы, однако во многих ситуациях НК позволяет получить сходные или даже лучшие результаты.
Разрушающие испытания обычно проводят до ввода изделия в эксплуатацию с целью определить его пределы прочности. Это важно, например, для средств индивидуальной защиты, которые должны соответствовать строгим стандартам, но не применимо для объектов, уже находящихся в работе.
В таких случаях методы НК позволяют выявлять изношенные детали и своевременно их заменять, поддерживая оборудование в работоспособном состоянии и снижая риск аварий.
Оба метода могут обеспечивать высокую достоверность данных.рушающий контроль обычно применяется к выборочным образцам (лотам), тогда как неразрушающий позволяет тестировать целые партии изделий.
НК также эффективнее при выявлении дефектов и неоднородностей в деталях.
Визуальный контроль – самый распространенный метод НК во всех отраслях. Он заключается в тщательном осмотре изделия для выявления видимых дефектов.
Это быстрый и удобный способ обеспечения качества продукции на всех этапах производства и эксплуатации.
С помощью визуальных осмотров можно обнаружить коррозию, трещины, дефекты сварки, деформации и т.д. Для этого достаточно простых инструментов – линейки, шаблона или камеры.
Если требуется осмотр труднодоступных или опасных участков, используют дроны.
Во многих отраслях применяют искусственный интеллект и машинное обучение для повышения эффективности визуального контроля, например, при обслуживании ленточных транспортеров, роликов и шкивов.
Ультразвуковой контроль – второй по популярности метод НК после визуального.
Суть метода – передача через объект высокочастотной звуковой волны (1–10 МГц), создаваемой генератором.
При изменении плотности материала волна искажается, и изменения фиксируются приемником.
Оборудование анализирует отраженную волну, определяя характер и глубину дефекта, а также толщину изделия по времени прохождения сигнала.
Существуют различные виды ультразвукового контроля: импульсно-эховый, погружной, направленных волн, фазированная решетка и др.
Метод позволяет выявлять трещины, истончения, каверны, коррозию и другие дефекты.
Капиллярный контроль – популярный метод НК для выявления поверхностных дефектов.
В дефекты поверхности (трещины, поры, раковины) проникает специальная жидкость с низкой вязкостью. После удаления излишков жидкость оставляют на определенное время (выдержка на проникновение).
Затем наносят проявитель, способствующий выходу капилляра на поверхность. После заданного времени проводят визуальный осмотр: цветной индикатор виден невооруженным глазом, флуоресцентный – под ультрафиолетом.
Метод выявляет трещины, пористость, раковины, неплотности, протечки и другие поверхностные дефекты.
Радиографический контроль использует излучение для выявления внутренних дефектов. Рентгеновские лучи подходят для тонких материалов, гамма-лучи — для толстых.
Объект размещается между источником излучения и регистрирующим устройством. Различие в интенсивности проходящего излучения фиксируется пленкой или цифровым детектором.
Изменяя угол облучения, получают информацию о форме и размере внутренних дефектов.
Метод позволяет выявлять трещины, истончения, коррозию, пустоты, непровары, поры, избыточное проникновение корня, наплывы и др.
Магнитопорошковый контроль – достаточно популярный метод НК благодаря быстроте проведения и отсутствию необходимости в подготовке поверхности.
Деталь помещают между постоянными магнитами или электромагнитами. Чем выше напряженность поля, тем выше чувствительность метода.
При наличии дефекта магнитный поток искажается, часть его выходит наружу (поле рассеяния).
Для фиксации дефектов в зону рассеяния наносят магнитный порошок, который втягивается в места с нарушением магнитного потока.
Используются как видимые, так и флуоресцентные порошки.
Ширина полосы порошка больше ширины дефекта, что позволяет выявлять очень мелкие дефекты (шириной до 0,001 мм и глубиной до 0,01 мм).
Метод выявляет трещины, поры, наплывы, включения, расслоения, усадочные раковины, сколы, дефекты сварки, разрывы после механической обработки, а также усталостные трещины.
Как и магнитопорошковый, вихретоковый контроль основан на электромагнитной индукции.
При прохождении переменного тока по проводу возникает магнитное поле. Если рядом разместить второй проводник (образец), магнитное поле индуцирует в нем токи Фуко.
Величина тока Фуко пропорциональна изменению магнитного поля во время цикла переменного тока.
Колеблющийся ток Фуко создает вторичное магнитное поле, которое влияет на характеристики первичного поля.
Изменение магнитной проницаемости и электропроводности образца из-за дефектов отражается на величине вихревого тока, что фиксируется приборами.
Существуют и другие схожие методы, например, дистанционный вихретоковый контроль для труб и стальных изделий, различие – в расстоянии между катушками.
Метод позволяет обнаруживать трещины, коррозию, наплывы, недостаточное проплавление, включения, пористость и износ.
Это лишь основные методы НК, широко применяемые в промышленности. Кроме них существуют и другие специализированные методы: акустико-эмиссионный контроль, инфракрасная термография, вибродиагностика, контроль герметичности (например, масс-спектрометрия), молотковый метод, лазерное тестирование и др.
Неразрушающий контроль имеет широкий спектр практических применений, которые можно условно разделить на две основные группы: контроль качества и мониторинг состояния.
С помощью НК можно проводить оценку качества изготовленных деталей на соответствие требованиям, а также определять пригодность и безопасность эксплуатации изделий, находящихся в работе.
Наиболее распространенные промышленные области применения НК:
НК позволяет контролировать конструктивные элементы самых разных объектов с минимальным вмешательством, обеспечивая как плановые, так и специальные проверки без усугубления существующих дефектов. Также его применяют для контроля труднодоступных участков.
В гражданском строительстве НК используется для инспекции фундаментов, памятников архитектуры, мостов, зданий и других сооружений.
В машиностроении НК служит для контроля нагруженных узлов: валов, турбомашин, аккумуляторов и др.
В данной области применяются ультразвуковой, радиографический, визуальный, акустико-эмиссионный контроль, лазерное сканирование, фотограмметрия, тахеометрия, инфракрасная термография и другие методы.
Методы НК позволяют выявлять различные дефекты, возникающие при сварке. Многие из них уже были рассмотрены выше.
НК позволяет обнаруживать как наружные, так и внутренние дефекты сварных соединений на металлах и пластиках.
Внешние дефекты: трещины, пористость, подрезы, непровары, наплывы, дуговые удары, избыточное проплавление. Внутренние: внутренние трещины, включения шлака, вольфрама, внутреннюю пористость, пузыри, отсутствие проплавления и слияния.
Методы НК активно внедряются в медицину, обеспечивая точную диагностику и лечение как на поверхности, так и внутри организма.
Наиболее известные медицинские технологии НК – ультразвуковая диагностика, рентген, эхокардиография.
Производители также используют НК для контроля медицинских имплантов на наличие микродефектов, предотвращая последующие поломки в процессе эксплуатации.
Неразрушающий контроль стремительно становится основным методом выявления дефектов практически во всех сферах. Сегодня НК применяется в авиации, армии, медицине, атомной и морской промышленности, энергетике, производстве и многих других секторах.
Рост популярности стимулирует новые исследования, а существующие методы становятся все более совершенными и эффективными с каждым годом.
