Выбор метода неразрушающего контроля

Одна из основных задач технической эксплуатации авиационной наземной техники (АНТ)— предотвращение отказов и неисправностей. Особенно актуальна эта задача для энергонасыщенных СМ. например тепловых и ветровых, содержащих газотурбинные двигатели (ГТД). Отказ силовой установки таких машин может быть связан с разрушением основных элементов ГТД (турбины, компрессора, камеры сгорания и т. д.) и вызвать повреждение находящихся в зоне воздействия ВС, угрозу безопасности труда оператора. Возникновение отказа, связанного с разрушением силового элемента, как правило, является кинетическим процессом, связанным с воздействием на элемент определенной энергии, изменением свойств или состояния, затем повреждением материала, из которого данный элемент изготовлен (рис. 135).

Формализованная схема объемного разрушения (поломки) детали представлена на рис. 136.

Конкретизация приведенных схем проводится с учетом конструктивнотехнологических особенностей деталей, вида микроструктурных механизмов разрушения, особенностей нагружения спектром внешних воздействий. Однако общей причиной отказов является необратимое изменение параметров во времени, обусловленное происходящими в изделиях физико-химическими процессами.

Система технического диагностирования представляет собой совокупность объекта диагностирования, средств диагностирования, а также исполнителей. Структура и сложность средств диагностирования определяются не только уровнем развития прикладных технических дисциплин, но прежде всего возможностями оценки физических свойств объектов диагностирования (рис. 137). Чем полнее информация об изменениях физических свойств объекта, тем корректнее и проще процедура распознавания состояния технической системы.

Для оценки физических свойств диагностируемого объекта используют методы неразрушающего контроля (МНК) ГОСТ 18353—79, которые составляют неотъемлемый и определяющий элемент системы технического диагностирования.

Применение МНК должно производиться в соответствии с технологическими картами контроля, которые составляются на основании статистических, экспериментальных и других работ, направленных на определение наиболее опасных мест конструкции, выяснение закономерностей возникновения и развития дефектов.

1 Под дефектом понимается каждое отдельное несоответствие объекта установленным требованиям.

Такой опыт накоплен и широко используется диагностическими лабораториями. Нормы на допустимые дефекты устанавливаются исходя из требований длительной надежной работы деталей в течение назначенного ресурса. Допустимое снижение несущей способности деталей в связи с наличием дефектов каждого типа устанавливает главный конструктор изделия.

Виды МНК. В зависимости от физических явлений, положенных в их основу, они подразделяются на девять основных видов: магнитный, электрический, вихретоковый,

радиоволновой, тепловой, оптический, радиационный, акустический, проникающими веществами (капиллярные и течеискания).

Наиболее широкое распространение получили акустические, магнитные, оптические, радиационные, вихретоковые, проникающими веществами (табл. 58).

Кроме перечисленных МНК, для оценки технического состояния деталей широко используются технические измерения.

Виды неразрушающего контроля в соответствии с ГОСТ 18353—79 классифицируются по ряду признаков: характеру взаимодействия полей или веществ (средств испытания) с контролируемым объектом, первичным информативным параметрам, способу получения первичной информации.

Выбор того или иного метода контроля должен основываться не только на требованиях технической документации (методы, обязательные для применения при оценке технического состояния того или иного объекта). Сама сущность МНК предопределяет целесообразность их применения во всех случаях, когда нельзя однозначно судить о качестве того или иного объекта. С этой целью предложены различные диаграммы сравнения эффективности неразрушающих методов, позволяющие в каждом конкретном случае выбрать группу наиболее подходящих методов контроля.

Средства реализации МНК. Современные МНК используют три вида средств для исследования объектов. Эти испытания основаны: на движении вещества, передаче энергии и сочетании движения вещества и передачи энергии.

Движение вещества применяют в качестве средства испытания только для исследования внешней поверхности исследуемого объекта или несплошностей, открытых с поверхности. Это могут быть твердые, жидкие и газообразные вещества. Простейшие примеры контроля с помощью движения вещества — испытание давлением газа или жидкости в герметичных сосудах, применение жидкости в качестве носителя радиоактивных изотопов, применение магнитных порошков и т. д.

Передача энергии служит средством испытания в оптических, радиационных, тепловых и других методах. С помощью таких испытаний можно исследовать структуру или наличие несплошностей внутри материалов. Простейшие примеры этих средств — рентгеновские лучи, проникающая радиация (с помощью источников гамма-лучей). Высокочастотные электромагнитные поля применяются для определения поверхностного удельного сопротивления. Однако чаще всего в качестве средства испытания применяют сочетание движения веществ и передачи энергии. К ним относят акустические, магнитопорошковые и др.

Использование различных средств испытаний, многообразие конструктивных решений устройств, необходимых для проведения неразрушающих испытаний, позволяют выделить их основные элементы:

источник снабжения средствами испытаний исследуемого участка объекта (например, рентгеновская трубка, электромагнитная катушка, ультразвуковой генератор и т. д );

детектор, чувствительный к изменениям характера средства испытания в результате изменения свойств материалов;

устройство для обозначения или записи сигналов детектора в форме, пригодной для интерпретации;

наблюдатель или регистрирующее устройство, способное к интерпретации свойств материалов или обнаружению несплошностей по сигналам от детектора.

С помощью неразрушающих испытаний можно определить структуру и состав объектов испытаний, а также такие характеристики и свойства, как:

геометрические (размеры объекта, его форма);

механические (твердость, упругие и демпфирующие свойства и т. д.);

адсорбция, отражательная и рассеивающая способность (способность пропускать, отражать или преломлять свет, рентгеновские лучи, электроны, нейтроны, звуковые и ультразвуковые механические колебания, часто связанные с плотностью, толщиной, межатомным расстоянием, напряжением, температурой, размером зерна, однородностью) ;

электрические и магнитные (электропроводность, магнитная проницаемость, потери вихревых токов или их распределение, магнитострикционные, термоэлектрические и другие свойства, которые могут быть связаны с составом и структурой материала, твердостью, напряжением, фазовым составом и т. д.);

термические, с помощью которых можно измерить теплопроводность, термическое расширение, термоэлектрическую силу и изменение других свойств, имеющих место при высоких и низких температурах.

Указанные свойства могут быть определены абсолютно, относительно или дифференциально. При этом могут контролироваться отдельные участки и целые детали. Для контроля используется несколько средств испытаний в различных сочетаниях. Полученная информация позволяет оценить качество и эксплуатационную надежность деталей.

Смотрите также