Зарождение физических методов неразрушающего контроля

Зарождение физических методов неразрушающего контроля обычно относят ко времени открытия в ноябре 1895 года Рентгеном лучей, названных его именем. В 1928 году наш соотечественник С.Я.Соколов предложил использовать упругие колебания (ультразвук) для обнаружения внутренних несплошностей в изделиях.

При любом виде неразрушающего контроля можно выделить четыре этапа (фазы): планирование, проведение, обработка и принятие решения о качестве (состоянии) объекта контроля (ОК). При всех видах НК он может рассматриваться как функциональный комплекс, включающий в себя: коллектив специалистов (контролеров или операторов), объект контроля, средства контроля и условия, в которых осуществляется контроль (среда контроля). В связи с этим надежность НК следует изучать как надежность комплекса (прибор – оператор – среда).

Из всех известных методов контроля качества наибольшими функциональными возможностями обладают физические методы неразрушающего контроля – это самая массовая технологическая операция.

Повышению достоверности и надежности НК способствует метрологическое обеспечение, стандартизация и организация процесса НК в целом. Учитывая, что в различных отраслях народного хозяйства большой объем контроля приходится на ручной НК, весьма важным оказывается создание портативной аппаратуры, позволяющей получать объективный документ (дефектограмму), отображающий информацию о выполненном ручном контроле и о качестве проконтролированного объекта.

1. Характер взаимодействия поля или вещества с объектом контроля. Взаимодействие при этом должно быть таким, чтобы контролируемый признак объекта вызывал определенные изменения поля или состояния вещества.

2. Первичный информативный параметр – конкретный параметр поля или вещества (амплитуда поля, фаза, время распространения), изменение которого используется для характеристики контролируемого объекта.

3. Способ получения первичной информации – конкретный тип датчика или вещества, которые используют для измерения и фиксации упомянутого информационного параметра.

Методы НК разделяют на группы, называемые видами, объединенные общностью физических признаков. ГОСТ 18353-79 различает 9 видов НК:

Продукцию используют путем ее эксплуатации или потребления. В процессе эксплуатации изделий расходуется их ресурс. Продукты, а также изделия, которые потребляются, расходуются. Например, эксплуатируют генераторы, но потребляют электроэнергию.

В любой продукции присущи объективные свойства, особенности, проявляющиеся при ее создании, эксплуатации или потреблении. Совокупность свойств, обуславливающих пригодность продукции удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначение, называют качеством продукции. При этом свойства продукции, не связанные с ее назначением, считаются не влияющими на ее качество.

Продукция – это результат труда, полученный в определенном месте за определенное время и предназначенный для использования потребителями в целях удовлетворения их материальных или духовных потребностей.

Естественно стремление при разработке и изготовлении продукции обеспечить наиболее высокие показатели ее качества. Значение показателей, принятых за основу при сравнительной оценке качества продукции, называют базовыми показателями качества. Отношение показателя качества оцениваемой продукции к соответствующему базовому показателю определяет уровень качества продукции.

В процессе разработки продукции и ее производства в нормативно-технической документации (НТД) на продукцию регламентируют номинальные (базовые) значения показателей ее качества и допустимые отклонения этих показателей от номинального значения. Выход фактического показателя качества продукции за установленные в НТД пределы, означает, что рассматриваемая продукция имеет дефект.

Под дефектом понимают каждое отдельное несоответствие продукции установленным в НТД требованиям. Если продукция имеет дефект, то это означает, что хотя бы один из показателей качества вышел за предельные значения, установленные НТД.

Дефекты могут быть обусловлены образованием несплошностей и структурных неоднородностей, отклонением размеров и физико-механических характеристик от номинальных значений и другими причинами. Независимо от типа дефектов их разделяют на три вида:

критические, когда использовать продукцию по назначению невозможно или недопустимо (небезопасно);
значительные, оказывающие существенное влияние на использование продукции и на ее долговечность, но не являющиеся критическими;
малозначительные, практически не влияющие на использование продукции по ее назначению и на ее долговечность.

Вид дефекта, в отличие от типа, характеризует степень его влияния на эффективность использования продукции с учетом ее назначения, то есть его потенциальную опасность. Очевидно, что дефект одного и того же типа и размера может принадлежать к дефектам различного вида в зависимости от условий и режимов эксплуатации продукции, то есть в зависимости от ее назначения.

Пора размером 2 мм в стыковом сварном соединении толщиной 20 мм в сосуде для хранения воды относится к малозначительному дефекту, а в таком же соединении в пролетном строении моста – к критическому.

Например:

Во многих отраслях промышленности ограничиваются разделением дефектов по потенциальной опасности на два вида: допустимые и недопустимые. Совокупность дефектов, каждый из которых является малозначительным и допустимым, может быть эквивалентна критическому и недопустимому.

Продукция, передача которой потребителю из-за наличия дефектов недопустима, относят к браку. По аналогии с дефектами брак делят на исправимый и неисправимый. Неустранимый дефект не всегда оказывается причиной неисправимости брака.

Например:

Пора в стыке контактной сварки рельсов – неустранимый дефект, а стык с таким дефектом – исправимый брак, потому что, вырезав весь бракованный стык, рельсы можно сварить заново.

Своевременное обнаружение дефектов достигается техническим контролем продукции на стадиях ее разработки, изготовления, эксплуатации и ремонта.

Проверка соответствия продукции или процессов, от которых зависит качество продукции, установленным техническим требованиям составляет сущность технического контроля.

Объектом технического контроля могут быть процессы разработки и соответствующая техническая документация, технологические процессы изготовления, транспортировки, хранения, технологического обслуживания, ремонта продукции.

Технический контроль осуществляют на стадиях проектирования (контроль проектирования), производства (производственный) и эксплуатации (эксплуатационный контроль). Эксплуатационный контроль – составная часть технического диагностирования объекта.

В процессе создания продукции выполняют контроль:

входной (контроль продукции, предназначенной для изготовления или эксплуатации другой продукции);
пооперационный (контроль продукции во время или после завершения технологической операции);
приемочный (контроль продукции, по результатам которого принимают решение о ее пригодности к поставкам потребителю и использованию).

В эксплуатационном различают входной, профилактический (необязательный) и текущий виды контроля. Контролю подвергают или все единицы продукции (сплошной контроль), или некоторую ее часть (выборочный контроль). При выборочном контроле решение о соответствии (несоответствии) всей продукции установленным техническим требованиям принимают по результатам контроля выборки из исследуемой партии продукции.

Контроль проводят по запланированному графику (плановый контроль) или в случайные моменты, выбираемые службами контроля (летучий контроль). Эффективность летучего контроля определяется квалификацией операторов. Такой контроль чаще вскрывает недостатки в организации производства, ремонта или хранения продукции.

В ряде случаев с целью проверки эффективности ранее выполненного контроля осуществляют вторичный, инспекционный контроль специально уполномоченными работниками. Этот контроль, как правило, летучий и выборочный.

Сущность любого технического контроля сводится к осуществлению двух основных этапов:

получение информации о фактическом состоянии объекта контроля, о признаках и показателях его свойств (первичная информация);
сопоставление первичной информации с заранее установленными требованиями, нормами, критериями, то есть обнаружение соответствия или несоответствия фактических данных требуемым. Информацию расхождения фактических и требуемых данных называют вторичной.

На основании вторичной информации вырабатывают соответствующее управляющее воздействие на объект. Технический контроль, вторичную информацию которого используют для регулирования технологического процесса изготовления или эксплуатации продукции, называют активным контролем.