Что такое дефектоскопия и неразрушающий контроль

Дефектоскопия — это процесс, позволяющий обнаруживать изъяны в различных конструкциях с помощью современного оборудования. Под этим термином также понимаются разработка методов контроля, приборов; обработка данных, получаемых с дефектоскопов.

Дефекты появляются абсолютно во всех материалах по нескольким причинам:

• эксплуатация в суровых условиях;
• динамическая нагрузка;
• несовершенство технологии получения материала;
• линейное расширение.

Одно из направлений, в котором востребована дефектоскопия, — это промышленная безопасность компаний.

Современный неразрушающий контроль (НК) стал ключевым элементом систем управления техническим состоянием оборудования. Его внедрение позволяет минимизировать аварийные риски, сократить расходы на ремонты и соответствовать требованиям регуляторов и стандартов (например, ISO 9712, ГОСТ Р ИСО/МЭК).

Методы

Известно, что дефекты ведут к изменению физических параметров изделия, конструкции: плотности, электропроводности, упругости и т.д. Исследование этих параметров и является основой многих современных методов дефектоскопии, которые бывают:

Визуальными. При исследовании внутренних поверхностей, глубоких полостей используют призматические трубки с миниосветителями, лазеры, миниатюрные видеокамеры. Осмотр может также происходить с помощью увеличительного стекла или без каких-либо приспособлений. Визуальный способ позволяет обнаруживать поверхностные дефекты: трещины, щели, плены — от 0,1 мм до десятков микрон.

Рентгеновскими. Плотность материала влияет на поглощение им рентгеновских лучей. Выявляются скрытые дефекты: трещины, раковины, инородные вещества, неоднородность. Интенсивность излучения регистрируется фотографически, визуально, электронно-оптическим, ионизационным способами. Такое проведение дефектоскопии оправдано при изучении материала небольшой толщины — стали до 80 мм и легких сплавов до 250 мм.

Радиоактивными. Принцип такой же, как и у рентгеновских. Используется гамма-излучение радиоактивных изотопов металлов (кобальта, иридия). Преимущество таких методов — простота, компактность аппаратуры, незаменимой в полевых условиях и при изучении труднодоступных участков конструкций.

Радиоволновыми. Позволяют находить поверхностные дефекты (преимущественно неметаллических материалов). Используется санти- и миллиметровый диапазон. Методы помогают исследовать тонкие металлические листы, проволоку, толщину защитных, диэлектрических покрытий.

Инфракрасными. Здесь используется нагрев материала. Дефекты изменяют тепловой поток, который регистрируется теплочувствительным принимающим устройством.

Магнитными. Исследуются ферромагнитные материалы. При этом используется в качестве индикатора магнитный порошок или его суспензия. При намагничивании материала порошок оседает на дефективных участках. Магнитографический способ предполагает использование специальной магнитной пленки, накладываемой на изделие. Он помогает обнаруживать трещины на глубине до 2 мм.

Феррозондовый метод основан на изменении тока, регистрируемом осциллоскопом, при прохождении прибором через дефектный участок. Он позволяет исследовать участки до 20 мм. Контроль и отбраковка изделий таким методом могут быть автоматизированы.

Электроиндуктивными. Принцип заключается в использовании переменного магнитного поля. Датчиком регистрируется изменение вихревых токов. На показания прибора влияют: электропроводность, магнитопроницаемость, размеры изделия, неоднородность его структуры.

Датчики токовихревых дефектоскопов представляют собой катушки индуктивности. Методы поддаются автоматизации.

Термоэлектрическими. Принцип — измерение ЭДС при нагреве двух разнородных металлов, соединенных вместе, один из которых принят за эталон.

Трибоэлектрическими. Принцип заключается в изменении ЭДС, которая возникает при трении материалов различного рода. Один из материалов принят за эталон.

Электростатическими. Методы основаны на использовании электростатического поля, в которое помещается изделие. Они подходят для исследования металлов и неметаллов. Исследуемый предмет покрывают тонким слоем мела из распылителя с эбонитовым наконечником. Положительно заряженные частицы мела указывают на неоднородность изделия, скапливаясь в дефективных местах.

Ультразвуковыми. Здесь используется регистрация упругих колебаний, которые в неоднородной среде распространяются по-разному.

Новые технологии включают использование цифровых дефектоскопов с возможностью хранения и анализа данных, а также внедрение 3D-компьютерной томографии для построения объемных моделей внутренних структур изделия.

Системы на базе ИИ (искусственного интеллекта) сегодня помогают не только находить дефекты, но и классифицировать их по степени опасности.

Современные тенденции

В 2020–2025 годах наблюдается быстрый рост автоматизированных систем неразрушающего контроля. Используются промышленные роботы и дроны с интегрированными датчиками, что особенно важно для обследования мостов, ЛЭП, трубопроводов и других труднодоступных объектов.

Цифровые двойники оборудования позволяют моделировать поведение конструкций и прогнозировать потенциальные места повреждений задолго до появления критических дефектов.

Применение в промышленности

Методы НК находят применение в следующих отраслях:

• авиационная и космическая промышленность — контроль лопаток турбин, обшивки, стыков;
• нефтегазовая отрасль — контроль трубопроводов, резервуаров;
• строительство — обследование железобетонных конструкций;
• машиностроение и металлургия — проверка сварных швов, отливок, поковок.

Заключение

В обучение по промышленной безопасности может входить умение работать с приборами, дефектоскопами, позволяющими проводить неразрушающий контроль. Важно уметь обрабатывать полученные данные.

Также востребованы специалисты по интерпретации результатов, работе с цифровыми архивами и программами визуализации (например, для анализа ультразвуковых данных).

Неразрушающий контроль — это не только поиск дефектов, но и комплексная система обеспечения безопасности и надёжности оборудования.