Электрический метод неразрушающего контроля

Введение

Неразрушающий контроль (НК) – это проверка надежности объекта, его отдельных элементов и конструкций щадящими методами, не требующими кардинальной разборки или временного выведения из строя. НК включает в себя исследование физических принципов, на которых базируются методы и средства контроля, не ухудшающие эксплуатационную пригодность и не нарушающие целостность объектов.
Для электрического контроля качества и состояния различных материалов характерен мониторинг изменения потенциала и емкости объекта исследования. При помощи искусственно созданного электрического поля, вступающего во взаимодействие с образцом или деталью, или, созданного непосредственно в образце при помощи специального воздействия, возможно определить наличие или отсутствие многих дефектов.
Актуальность темы реферата заключается в том, что хотя электрические методы неразрушающего контроля не являются универсальными, они сильно облегчают жизнь при контроле опасных объектов, поддержании их в рабочем состоянии. Там, где разрушения недопустимы, неразрушающий контроль электрическими методами играет ключевую роль диагностики и подтверждения качества.
Цель работы – более полное изучение электрического метода неразрушающего контроля.
Для достижения поставленной цели необходимо решить несколько задач: рассмотреть цели и задачи неразрушающего контроля, принцип действия электрического контроля, алгоритм выполнения, преимущества и недостатки, а также приборы для измерения состава и структуры материалов и другие моменты.
Структура реферата включает в себя несколько частей: введение, основную часть (две главы), заключение и библиографический список, состоящий из пяти источников литературы.
1. Электрические методы неразрушающего контроля
1.1 Цели и задачи неразрушающего контроля
Дефекты материала сопровождают деталь на протяжении всего периода существования. Они могут появиться: на стадии получения заготовки (дефекты литья, ковки или прокатки); на стадии изготовления (дефекты обработки, закалки); на стадии эксплуатации (усталостные трещины, хрупкое и вязкое разрушение). Дефекты изготовления, не обнаруженные своевременно, реализуются на стадии эксплуатации, приводя к внезапным отказам, остановкам и простоям оборудования.
Многочисленными исследованиями установлено, что детали, подверженные циклическим нагрузкам, 90…97% времени срока службы работают при наличии и развитии дефектов. Даже хрупкое разрушение не происходит мгновенно, а занимает определенный промежуток времени с момента зарождения дефекта до полного разрушения. Такое постепенное накопление повреждений в материале детали позволяет контролировать ее состояние, используя неразрушающие методы контроля. Использование этих методов позволяет не только обнаружить дефекты, но и оценить опасность повреждения, определить причину возникновения дефекта.1
Неразрушающий контроль (НК) – контроль целостности, основных рабочих свойств и параметров объекта контроля. Методы неразрушающего контроля обеспечивают нахождение дефектов в материале изделия (объекта) без его разрушения, путем взаимодействия физического поля или вещества с объектом контроля. В качестве объекта в неразрушающем контроле наиболее часто выступает деталь или соединение деталей (сварочный шов, клеевое соединение).
1.2 Принцип действия электрического контроля
Стандарт ГОСТ 25315-82 определяет разнообразие методов электрического НК, суть которых наиболее наглядно отражает электропотенциальная разновидность, предусматривающая четкую регистрацию и анализ падения потенциала. С этой целью исследуемый участок вводится в электростатическое поле, чтобы определить искомые характеристики материала по его обратной реакции на источник данного поля.
Этим источником является электрический конденсатор, одновременно исполняющий роль электроемкостного преобразователя (ЭП). Изменение интегральных параметров ЭП, характеризующих емкостные свойства и диэлектрические потери, являются проявлениями обратной реакции и изначальными информативными показателями электродефектоскопии.2
Электрический неразрушающий контроль включает в себя:
• метод электропотенциалов: при помощи анализа изменения электрического сопротивления в образце с дефектом и без, дается заключение о его глубине;
• электроискровой метод: позволяет контролировать толщину покрытия на образце и выявлять место пробоя изоляции;
• электроемкостной метод: при помощи электрического конденсатора создается поле, в которое помещается объект исследования, по реакции на источник поля делается заключение;
• метод электроэмиссии: основан на эффекте эмиссии ионов в образце под воздействием напряжений;
• метод электростатического порошка: по фиксированному сигналу от покрытого наэлектризованной пудрой объекта делается заключение о дефекте;
• трибоэлектрический метод: при помощи регистрации электрических зарядов, которые возникают при трении, делается заключение о наличии дефекта;
• термоэлектрический метод: основывается на эффекте изменения термоэлектродвижущей силы образца, позволяет вести контроль за химсоставом детали.
1.3 Алгоритм выполнения
К проверяемому предмету присоединяется источник электрического напряжения

. Возникающее электрическое поле, обладает точками с одинаковым потенциалом, создающими эквипотенциальные линии. На поврежденном участке значительно снижается сила напряжения, измеряемая с помощью электродов. Полученная информация обрабатывается, и на основе ее анализа определяются габариты, ключевые параметры выявленных разрушений и генерируются способы его устранения. Составляется отчетность, содержащая выводы о соответствии требованиям техдокументации и возможности дальнейшего использования проверяемого объекта.3
Электрический контроль не ограничивается электропотенциальной разновидностью и включает в себя множество других щадящих методов:
• искровый, направленный на диагностику состояния изоляционного покрытия;
• параметрический – количественная оценка состояния изоляционного покрытия;
• емкостный, контролирующий стандарты полупроводников и диэлектриков;
• термический, контролирующий химсостав материалов;
• электронной эмиссии, направленной на изучение микрокристаллических поверхностей;
• электростатического порошка – действует аналогично магнитопорошковому методу.
1.4 Преимущества и недостатки
Преимущества:
• Отсутствие прямого физического воздействия на испытуемый образец, в результате чего последний выходит из строя. Это особенно ценно при испытании дорогостоящих образцов.
• Минимальная подготовка к проведению испытания, а зачастую полное её отсутствие.
• Существует возможность проводить наблюдения за образцом в динамике его периода службы. Выяснить связь между эксплуатацией и процессом разрушения образца и по возможности устранить источник разрушения.
• Не требует остановки эксплуатации испытуемого объекта, поскольку контроль не оказывает влияние на физические параметры рабочих деталей.
• Один образец возможно подвергнуть практически всем видам неразрушающего контроля, каждый из которых покажет свой результат, в зависимости от его чувствительности и характеристики испытуемого образца.
• В качестве испытуемых образцов используются не пробники, а реальные детали, которые в дальнейшем будут служить в производстве, машиностроении и других отраслях.
Недостатки:
• При испытаниях большинством видов, результаты определяются визуально, лишь в некоторых случаях результаты регистрируются прибором и позволяют заявить о пригодности детали наиболее оперативно.
• В результате воздействия внешних факторов, измерения содержат множество косвенных свойств, которые не влияют на контрольный образец в процессе эксплуатации, однако которые могут влиять на результат контроля.
• Испытания должны проводиться в рабочих условиях, в противном случае, без воссоздания реальной картины эксплуатации детали её надежность не может быть подтверждена.
2