Для проверки состояния и степени работоспособности важных конструкций и элементов применяется дефектоскопия. Данная процедура направлена на выявление видимых и невидимых повреждений. Некоторые повреждения целостности элементов можно заметить невооруженным глазом, измерить их и оценить, другие нельзя оценить внешне, так как изменения происходят внутри материала и разрушают его оттуда, в таких случаях применяются специальные приборы – дефектоскопы. Именно о них будет вестись речь в статье.
Дефектоскоп и зачем он нужен
Дефектоскоп – это специальный прибор, с помощью которого можно обнаружить неисправности в работе металлических и неметаллических материалов. У каждого материала присутствуют свои признаки разрушения, которые может показать устройство, но оценить их должен специально обученный человек.
При своевременно проведенной диагностике можно предотвратить несчастные случаи, которые могут произойти вследствие неожиданной потери прочности изделия. При дефектоскопии со специальным прибором выявляются как физико-механические нарушения в работе материала, так и химические.
Варианты нарушений, которые можно выявить с помощью дефектоскопа в различных видах материалов:
- можно выявить степень коррозии внутри железобетонного элемента, как на поздних, так и на ранних стадиях, причем толщина элемента может быть любой;
- определение нарушений в самой структуре материала, например, это актуально для сварных соединений в металлических элементах, внутри могут образовываться сплошности, оставаться газы, большое количество инородных вкраплений – присутствие данных элементов нарушает прочность и работоспособность всего шва и конструкции в целом;
- нахождение утончений элемента, наличие холодных и горячих трещин и т.д.
Сферы применения
Дефектоскопы, как средства неразрушающего контроля, необходимы во многих отраслях. В некоторых они являются неотъемлемой частью постоянной проверки выполняемых работ, в других используются реже, однако без их результатов невозможно начало каких-либо работ. Так, основными отраслями, где применение приборов неразрушающего контроля обязательно, являются:
- строительство (здания, мосты, тоннели, метрополитены, архитектурные сооружения и т.д.);
- машиностроение (комбайны, легковые автомобили и т.д.);
- производство металла и металлических элементов;
- при научно-исследовательских лабораториях;
- в металлургической и горной промышленности.
Характеристики электронного дефектоскопа
Чтобы выбрать подходящий прибор, необходимо сначала определиться с тем, какие изделия необходимо обследовать, а после изучить основные параметры, к которым относится:
- точность измерений (чем точнее будет прибор определять положение дефекта и его характеристики, тем дороже он будет, не при любом неразрушающем контроле требуется высокая точность);
- для каких материалов подходит и какова должна быть степень подготовки этого материала перед исследованием;
- скорость работы и обработки полученной информации;
- при каких температурных режимах работает, в каких средах;
- срок эксплуатации и гарантия.
Виды дефектоскопов и принцип действия
Существует множество видов электронных дефектоскопов, все их можно разделить по методу работы. У каждого есть свои преимущества, недостатки и назначение.
Перед тем, как провести диагностику с помощью дефектоскопа, необходимо подготовить наружную поверхность материала, так как верхние наслоения на ней могут исказить результат, и он будет не точным. Обычно хватает просто убрать верхнюю грязь, иногда может понадобиться небольшая зачистка места исследования, а некоторые методы требуют обработки поверхности специальными растворами.
Наиболее широко применяются ультразвуковые дефектоскопы, магнитные и вихретоковые. Рассмотрим их подробнее.
Ультразвуковые (акустические)
В основе метода лежит способность звуковых волн проходить через материал с некоторой скоростью и рассеиваться в нем определенным образом. В данном случае используются волны высоких частот (ультразвуковые), которые способны дать более точный результат для человека.
Волна при подаче на какой-либо материал замедляет свое движение в зависимости от характеристик этого материала (например, плотность), она улавливает даже минимальное изменение в его структуре (очень маленькие полости, вкрапления другого материала и др.), эти изменения можно считать с приборами, оценить их и сделать вывод о наличии дефектов.
Метод ультразвуковой дефектоскопии является наиболее популярным, так как полностью безвреден для самой конструкции и человека, дает точные результаты, проводится на месте без серьезной предварительной подготовки и результат можно оценить сразу.
Приборы данного вида работают на основе:
- эхо-метода – прибор испускает импульс колебаний, те отражаются от дефектов, на основании интенсивности отраженных волн и времени их возвращения делаются выводы. Очень эффективный метод, можно найти проблемы, лежащие глубоко внутри материала, и с высокой точностью определить их характер;
- теневого метода – волны также посылаются к материалу, о наличии дефектов судят по степени затухания волн и изменению их движения (наиболее информативен для контроля сварных швов и определения состояния рельсов);
- зеркально-теневого – вспомогательный метод диагностики, используется вместе с эхо-методом, хорошо выявляет трещины.
Для того чтобы не ошибиться в интерпретации результатов, за основу берутся эталонные значения.
Вихретоковые (электромагнитные)
В основе метода лежит электромагнитная индукция. Создается переменное магнитное поле и его вторичное поле. Дефектоскоп улавливает это второе поле, регистрирует его изменения, на основании них делается вывод о наличии дефектов.
Подходит для контроля элементов небольшой толщины, так как не имеет способности проникать глубоко в материал. К минусам можно отнести тот факт, что в силу физических причин, вихретоковый дефектоскоп не будет работать на материалах, которые не являются проводниками (не могут проводить электрический ток).
Магнитно-порошковые
Применяется для диагностики сварных соединений, качества покрытия специальных сооружений с труднодоступными местами.
Участок подготавливают, очищают от грязи, после этого на него воздействуют магнитом и наносят специальный порошок. Так как магнитное поле еще действует, то этот порошок распространяется по поверхности согласно действию магнитных полей и можно наблюдать образование четкого рисунка. Далее с помощью магнитного дефектоскопа происходит оценка характера этого магнитного поля, анализируются параметры, сравниваются с эталоном и делается вывод о наличии или отсутствии дефектов. Можно выявить вид нарушения и даже оценить его размеры.
Из чего состоит дефектоскоп, зависит от принципа его работы. Сегодня существуют различные модификации. Например, ультразвуковой состоит из источника испускания волн, элемента принимающего волны, датчика контроля и панели, куда выводятся результаты.
Выводы
Дефектоскоп – это серьезный прибор, который помогает быстро выявить наличие дефектов в конструкции, чтобы устранить их и они не привели к несчастному случаю.
Можно встретить приборы во множестве модификаций от разных фирм, однако главное, выбирать проверенные бренды, которые могут предоставить полную информацию о работе прибора и подтвердить его соответствие нормам.
Не стоит забывать что каждый прибор требует поверки. Время поверки для каждого индивидуально и отражается в паспорте на устройство.