Неразрушающий контроль (стр. 2 )

Авторы надеются, что книги данной серии будут полезны как специалистам по НК, так и широкому кругу инженеров и организаторов производства, понимающих важность проблем качества и надежности продукции, а также студентам и аспирантам. Отзывы и пожелания о книгах просим направлять Москва, ГСП-4, Неглинная ул., 29/14, издательство «Высшая школа».

В. Сухоруков

От авторов книги 1

Книга 1 состоит из двух частей. В первой части систематизированы основные понятия о продукции и ее качестве, контроле качества и диагностике продукции, дефектах и браке продукции. Даны классификация видов и методов неразрушающего контроля и их функциональные возможности при оценке качества и диагностике продукции различного типа. На основе формализации понятий «дефект» и «дефектность», а также процесса дефектоскопирования в целом сформулирована методология формирования эффективных систем неразрушающего контроля объектов с учетом надежности комплекса «дефектоскоп — оператор». Рассмотрены основные положения стандартизации и метрологического обеспечения, включая вопросы аттестации средств и специалистов, организации техники безопасности и охраны труда при неразрушающем контроле, технико-экономической эффективности от применения средств в контроле, а также статистических методов управления качеством продукции по данным неразрушающего контроля. Специальная глава иллюстрирует системы неразрушающего контроля проката, поковок, литья, неметаллических материалов, а также сварных, паяных и клееных соединений.

Во второй части книги 1 изложены теоретические основы методов и средств неразрушающего контроля проникающими веществами.

Материал по всем видам контроля в серии книг «Неразрушающий контроль» изложен по единой системе и увязан с первой частью книги 1.

Настоящая книга написана профессорами (Введение, гл. 1, 3, 4, 6), (§ 1.4 и гл. 2, 5, 7—9) и (гл. 10).

Авторы книги благодарят чл.-кор. АН СССР , проф. и проф. за полезные замечания и ценные предложения по улучшению книги, , и за большую практическую помощь в процессе подготовки книги, а также коллективы специальных кафедр и отделов ЛИИЖТа, ЦНИИТМАШа, МЭИ, МГТУ и ГПИ, в которых создавались и апробировались многие положения пособия.

Отзывы и пожелания по книге просьба направлять Москва, ГСП-4, Неглинная ул., 29/14, издательство «Высшая школа».

Авторы

Введение

Научно-технический прогресс обусловливает повышение требований к качеству и надежности промышленной продукции различных отраслей народного хозяйства. Необходимые качество и надежность объектов могут быть обеспечены при условии применения эффективных систем контроля качества в цикле «изготовление — эксплуатация — ремонт». Сплошной контроль качества объектов (материалов, заготовок, полуфабрикатов и изделий) должен осуществляться методами, после применения которых объекты могут быть использованы по прямому назначению, т. е. методами неразрушающего контроля.

Методы неразрушающего контроля, основанные на воздействии проникающих веществ и физических полей на объект или на регистрации полей, создаваемых самим объектом контроля, образуют класс физических методов неразрушающего контроля. На практике физические методы неразрушающего контроля используют для:

- обнаружения несплошностей материала (дефектоскопия);

- исследования структуры материала (структуроскопия);

- измерения размеров объектов, как правило, толщины стенок и покрытий, в том числе и при одностороннем доступе к ним (толщинометрия);

- изучения внутреннего строения объектов (интроскопия от лат. intro — внутри, греч. skopeo — видение — внутривидение).

Физические методы неразрушающего контроля настолько широко применяют в различных отраслях промышленности, что на практике и в литературе для краткости используют термин «неразрушающий контроль».

Зарождение неразрушающего контроля обычно относят ко времени открытия в ноябре 1895 г. Рентгеном лучей, названных его именем, которые позволили обнаружить неметаллический предмет в закрытой деревянной коробке и неоднородность внутренней структуры металла.

В 30...40-х годах нашего столетия приборы НК внедряются в технологические процессы производства металлопродукции. Заметный скачок в развитии методов и средств неразрушающего контроля приходится на период второй мировой войны (1939—1945 гг.). Большая роль в развитии НК. принадлежит советским ученым , , и многим другим. Члену-корреспонденту АН СССР принадлежит открытие в 1928 г. методов ультразвуковой дефектоскопии. В 1952 г. советскими учеными С. Маховером и Ю. Усенко предложен магнитографический метод.

В настоящее время НК — самостоятельная отрасль науки и техники, развивающаяся на стыке многих современных наук (физика, радиоэлектроника, разделы математики, автоматика, микропроцессорная и вычислительная, техника и др.). АН СССР с 1965 г. издает специальный журнал «Дефектоскопия», а АН УССР с 1988 г. журнал «Техническая диагностика и неразрушающий контроль»; аналогичные журналы издаются в США («Materials Evaluation»), в ФРГ («Materialpriifung»), в Англии («Non-Destructive Testing») и в других странах.

В развитых странах мира функционируют общества по неразрушающему контролю; советское общество по неразрушающему контролю и технической диагностике (СОНКТД) создано в августе 1989 г. Работу национальных обществ координирует Международное общество по неразрушающему контролю, а также специальные комитеты и комиссии в международных организациях по стандартизации, сварке.

Госкомитетом СССР по науке и технике введены научные специальности «Методы контроля и диагностика в машиностроении» и «Приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий». В конце 70-х — начале 80-х годов в ряде высших учебных заведений открыта подготовка и послевузовская переподготовка инженеров по НК, прежде всего в рамках специальности «Физические методы и приборы интроскопии».

Неразрушающий контроль рассматривается как резерв повышения и гарантия качества выпускаемой продукции. НК — завершающая операция в технологических процессах. Этим объясняются значительные объемы НК при производстве и ремонте продукции. Например, в развитых капиталистических странах затраты на НК составляют в среднем 1...3% от стоимости выпускаемой продукции. При производстве ответственных сварных конструкций (суда, высотные здания, энергетическое оборудование) стоимость операций НК достигает 20...25% от общей стоимости сооружений, а его трудоемкость сопоставима с трудоемкостью сварки. Указанные затраты быстро окупаются, так как благодаря НК на всех этапах изготовления (ремонта) и приемки радикально повышаются качество и эксплуатационная надежность продукции.

Неразрушающий контроль при диагностике объектов обеспечивает безопасность и возможность эксплуатации объектов по их фактическому состоянию, а не по расчетному ресурсу. Так, диагностика рельсов в пути на отечественных железных дорогах посредством ультразвуковых и магнитных дефектоскопов позволяет продлить срок эксплуатации рельсов в 1,5...2 раза по сравнению с расчетным! Контролем рельсов занято около 14 тыс. специалистов. Ежегодно проверяется более 4,5 млн. км рельсов и 2,5 млн. сварных стыков в них. В среднем путь по всей длине рельса контролируют 2 раза в месяц, а на грузонапряженных участках — через каждые 3...10 дней. По результатам НК ежегодно снимают более 100 тыс. рельсов с дефектами, предотвращая этим возможные их изломы под поездами.

Неразрушающий контроль — это информационная система для уточнения допусков на дефекты и для отработки новых технологий при изготовлении объектов. Например, анализ результатов периодического НК ряда сварных металлоконструкций в процессе их эксплуатации позволил смягчить допуск на одиночные округлые дефекты (поры, шлаковые включения) в сварных соединениях и тем самым исключить их неоправданную перебраковку в процессе изготовления. Все новые технологические процессы сварочного производства, как правило, отрабатываются с использованием НК образцов свариваемых соединений. Разработка технологических операций НК должна опережать или сопровождать разработку других операций технологического процесса.

Важно, что систематический анализ статистических данных НК объектов при установившемся технологическом процессе их изготовления или эксплуатации позволяет фиксировать возникающие отклонения в технологическом процессе, определять в ряде случаев причины образования дефектов и вырабатывать рекомендации по их устранению. Таким образом, функции НК существенно расширяются: НК как пассивный метод оценки качества объектов становится активным средством оценки стабильности и регулирования технологических процессов.

Особое место занимают средства НК как основные элементы технической диагностики и как важнейшая составная часть гибких автоматизированных производств.

Сегодня НК — самая массовая технологическая операция.

При любом виде НК 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 контроль осуществляется (среда контроля). В связи с этим надежность НК следует изучать как надежность комплекса «прибор (дефектоскоп) — оператор — среда».

На современном уровне развития средств НК о выявленных дефектах судят по косвенным признакам; поиск дефектов осуществляют, в основном, при перемещении измерительного преобразователя вручную («ручной контроль»); аппаратура не всегда позволяет вести автоматическую обработку информации и регистрировать объективный документ контроля с заключением о качестве объекта. Поэтому большую часть функций в процессе НК на всех его этапах вынужден выполнять оператор. При этом надежность оператора во многом обусловливает надежность НК.

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