Дефектоскопы

На сегодняшний день наиболее распространенными являются дефектоскопы ИПП-1М, ТНМ-1М, ИДП-1, ВД-ЗОП, АСК-12, ЭЗТМ, ДКВ-21НД и ВД-22Н.

Ультразвуковой метод контроля использует законы распространения, преломления и отражения упругих волн частотой 0,524 МГц. Поле упругой волны, при наличии дефектов в металле, изменяет вблизи от дефекта свою структуру. Данный метод дает возможность осуществления контроля по выявлению самых мелких дефектов — до 1 мм. Методов ультразвуковой дефектоскопии существуют несколько. Теневой и импульсный методы — самые распространенные. Для возбуждения упругих колебаний в различных материалах наибольшее распространение получили пьезоэлектрические преобразователи. Пьезоэлектрические преобразователи представляют собой пластину из монокристалла кварца или из пьезокерамических материалов, на поверхность которых наносят тонкие слои серебра.

При теневом методе ультразвуковые колебания (УЗК) поступают в деталь с одной стороны, а принимаются с другой. От генератора электрические импульсы ультразвуковой частоты поступают к пьезоэлектрическому излучателю, преобразующему их в ультразвуковые колебания. Импульсы проходят через деталь. Если деталь не имеет дефекта, то УЗК достигнут пьезоприемника. УЗК трансформируются в электрические импульсы и усиливаются в усилителе, после чего они попадают в индикатор, стрелка которого отклонится.

Если на пути УЗК встретится дефект, то посланные излучателем УЗК отразятся от дефекта и не попадут на приемник, так как он расположен в звуковой тени. Стрелка индикатора не будет отклоняться от нулевого положения. Этот метод используют при контроле деталей небольшой толщины. Необходимость двухстороннего доступа к контролируемой детали — недостаток метода.

Импульсный метод контроля базируется на явлении отражения УЗК от границы раздела веществ. Высокочастотный генератор импульсного дефектоскопа формирует импульсы определенной длины, которые посылаются преобразователем в контролируемую деталь. После отражения импульс возвращается к преобразователю, который в это время переключается на прием, оттуда отраженный импульс через усилитель поступает на экран электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).

Синхронизатор формирует частоту следования импульсов. Он выполняет важную роль — управляет работой высокочастотного генератора. Кроме того, синхронизатор запускает блок развертки. В зависимости от размеров детали отраженный импульс должен приходить к преобразователю раньше посылки следующего импульса. Для этого особым образом устанавливается частота следования высокочастотных импульсов. Длительность импульса должна составлять не менее одного периода колебаний.

В случае, если дефект в детали отсутствует, на экране ЭЛТ будет два импульса (зондирующий и донный), расстояние между которыми равняется толщине детали. Если внутри детали присутствуют дефекты или дефект, то между зондирующим и донным импульсами появится импульс, отраженный от дефекта. Расстояние глубины расположения дефекта определяется расстоянием между зондирующим импульсом и отраженным от дефекта. Чем больше дефект, тем больше акустической энергии от него отразится, тем больше будет амплитуда импульса, отраженного от дефекта. Относительный размер дефекта можно определить по этой амплитуде. Достоинства метода:

• односторонний доступ к детали;
• возможность определения размеров и расположения дефекта по глубине;
• высокая чувствительность.

Недостаток метода — это наличие «мертвой» зоны, которая представляет собой неконтролируемый поверхностный слой, из-за которого на экране ЭЛТ отраженный от дефекта импульс совпадает с зондирующим импульсом.

Наиболее часто используемыми на сегодняшний день являются дефектоскопы УДМ-3, УДЦ-100, УДЦ-105М, ДУК-66, УЗД-НИИМ-5, УЗД-7Н, УД-10П, УД-ЦПУ и др.

Капиллярные методы контроля. Они базируются на принципе проникновения жидкостей в скрытые области невидимых поверхностных нарушений сплошности и выявлении дефектов путем формирования индикаторных оптически контрастных рисунков, копирующих месторасположение и форму дефектов.

Выявление невидимой трещины с шириной раскрытия А осуществляется путем проявления и увеличения индикаторного следа от дефекта до размера А и создания высокого оптического контраста между поверхностью детали и индикаторным рисунком.

Метод позволяет производить обнаружение поверхностных трещин раскрытием 0,001 мм, глубиной 0,01 мм и длиной более 0,1 мм. Капиллярные методы используются для выявления поверхностных и сквозных трещин в магнитных и немагнитных материалах.

Достоинства методов:

1. высокая чувствительность и разрешающая способность;
2. наглядность результатов контроля и возможность определения направления, протяженности и размеров дефекта;
3. возможность контроля изделий из любых материалов;
4. высокая степень обнаружения дефектов.

Недостатки методов:

1. высокая трудоемкость;
2. большая длительность процесса (0,5-1,5 ч на одно измерение);
3. громоздкость применяемого оборудования.

Различают следующие методы капиллярной дефектоскопии (по характеру следов проникающих жидкостей и особенностям их обнаружения):

1. яркостный (ахроматический),
2. цветной (хроматический),
3. люминесцентный,
4. люминесцентно-цветной.

Простейшие методы керосиновой или керосино-масляной пробы, где в качестве пенетранта используют керосин, жидкие масла или их смесь, а в качестве проявителя применяют мел в виде порошка или суспензии, можно отнести к яркостным методам капиллярной дефектоскопии. Пенетрант, попадая в слои мела, приводит к его потемнению, которое легко находится визуально при дневном свете.

В результате проявления проникающей жидкости над дефектом при цветной дефектоскопии возникает красный индикаторный след, который четко выявляется на светлом фоне проявителя.

При люминесцентных методах в состав пенетранта вводят вещества, люминесцирующие в ультрафиолетовом свете при облучении контролируемой поверхности, с целью улучшения выявления его следов.

Технология контроля включает следующие основные этапы:

1. подготовку объекта к контролю;
2. обработку контролируемой поверхности дефектоскопическими материалами;
3. проявление дефектов;
4. обнаружение, измерение дефектов и расшифровку результатов контроля;
5. очистку объекта от материалов, применяемых при контроле.

Заполнение полостей дефектов индикаторным пенетрантом, удаление его избытка и нанесение проявителя — все это обработка контролируемых объектов дефектоскопическими материалами. Избыток индикаторного пенетранта убирается протиркой салфетками, промывкой очищающими составами при погружении и т.д.

Индикаторный пенетрант — это люминесцентный или цветной состав, химически активный по отношению к проявителю.
Проявитель пенетранта — это состав, предназначенный для извлечения пенетранта из полости дефекта и формирования индикаторного следа для визуального восприятия дефекта. Проявитель может быть:

• в жидком состоянии,
• в порошкообразном состоянии,
• в виде пленки.

Процесс образования рисунков от дефектов на контролируемой поверхности — это проявление следов дефектов. Очистка контролируемых поверхностей с использованием протирки, промывки, обдувки и т.д. является обязательно процедурой после расшифровки и анализа результатов контроля.

Существуют специальные комплекты, применяемые для массового использования:

• для люминесцентного метода — ЛЮМ, ЛЮМ-А, ЛЮМ-Б ЛЮМ-В, ДК-2 и ДК-5;
• для цветного метода — К-М, ДК-1, ДК-3, ДК-4, ДК-6 и ДК-7;
• для люминесцентно-цветного метода — Аэро-12А;
• для цветной и люминесцентной дефектоскопии — аэрозольные баллоны КД-40ЛЦ.

Для освещения контролируемых поверхностей и возбуждения люминесцентных пенетрантов используют:

1. ртутно-кварцевые газозарядные лампы низкого и высокого накаливания и высокого давления типов ПРК-2, ПРК-7, ДРШ-500-3,
2. люминесцентные ртутные лампы типа ЛУФЧ-1,
3. обычные источники освещения.

Наиболее часто для капиллярного контроля применяют:

• дефектоскопы (ДМК-4 У-ДМК-5, КД-31-Л, КД-32-Л, КД-40-ЛЦ, ЛДА-3),
• установки для нанесения пенетрантов, проявления, очистки и освещения контролируемых поверхностей (КД-21Л, КД-20Л, ЦКД, УКЛ-1).