ВВЕДЕНИЕ. Подготовка бакалавров и магистров по направлению 200100 «Приборостроение» основана на освоении теоретической

Подготовка бакалавров и магистров по направлению 200100 «Приборостроение» основана на освоении теоретической, методической и приборной базе приборов контроля, используемых практически во всех отраслях народного хозяйства, однако наибольшее внимание уделяется приборам и методам контроля качества и диагностики, а также приборам и системам горного и технического надзора и контроля.

Все виды технического контроля опасных производственных объектов разделяются на 3 группы:

а) разрушающий контроль;

б) повреждающий контроль;

в) неразрушающий контроль.

Разрушающий контроль – это совокупность таких видов контроля, которые требуют отбора проб или вырезки образцов непосредственно из материала объекта, при этом объект остается неработоспособен до восстановления мест отбора проб (образцов). К разрушающим видам контроля относятся:

а) лабораторный химический анализ материала объекта (требует насверловки определенного объема стружки);

б) металлография (исследование структуры металла объекта; требует вырезки шлифов);

в) лабораторные механические испытания материала объекта на растяжение, сжатие, изгиб, ударную вязкость (требует вырезки специальных образцов – темплетов).

Повреждающий контроль – это совокупность таких видов контроля, которые производятся непосредственно на объекте, при этом объект сохраняет работоспособность, но в местах контроля остаются не препятствующие эксплуатации неустранимые следы. К повреждающим видам контроля, в частности, относятся:

а) измерение твердости (твердометрия) вдавливанием специальных инденторов (баббитовые шарики, алмазные наконечники; на поверхности объекта остается вмятина);

б) стилоскопирование (оценка марки стали по составу оптического спектра вольтовой дуги, создаваемой между электродом специального прибора – стилоскопа и поверхностью объекта, на которой остается прижег);

Неразрушающий контроль – это совокупность таких видов контроля, которые производятся непосредственно на объекте, при этом исправный объект сохраняет работоспособность без какого-либо повреждения материала.

Различают понятия«неразрушающий контроль»и «неразрушающийфизическийконтроль».

Неразрушающий физический контроль – это совокупность таких видов неразрушающего контроля, которые требуют применения специальных веществ, сложных приборов и достаточно наукоемких технологий. Из всех видов неразрушающего контроля, применяемых на опасных производственных объектах, лишь один не относится к категории физических – это визуальный и измерительный контроль (ВИК). Таким образом, сочетание этих понятий можно выразить формулой:

Неразрушающий контроль = неразрушающий физический контроль + ВИК

По степени проникновения в материал все виды неразрушающего физического контроля условно подразделяют на две категории: поверхностные и объемные.

Поверхностные виды (методы) неразрушающего контроля – это такие, которые позволяют обнаруживать только дефекты, имеющие выход на доступную для контроля поверхность материала объекта.

Объемные виды (методы) неразрушающего контроля – это такие, которые позволяют обнаруживать преимущественно внутренние дефекты материала, а поверхностные дефекты выявляются, только если они достаточно крупны.

В России классификация неразрушающих физических видов (методов) контроля приведена в стандарте ГОСТ 18353-79 «Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов» [1]. Этот стандарт предусматривает 9 видов контроля, которые приведены в таблице 1.

Таблица 1. Классификация видов неразрушающего физического контроля материалов

^*) Эти методы позволяют обнаруживать не только поверхностные, но и подповерхностные дефекты, залегающие на малой глубине (до 2 мм).

Каждый вид контроля объединяет в себе один или несколько методов, основанных на данном физическом принципе.

В настоящем Пособии рассмотрены все перечисленные в таблице виды неразрушающего контроля, приведены составляющие их методы, показаны средства неразрушающего контроля, представлены методики и технологии контроля некоторых конкретных объектов.

На рисунке 1 приведена логическая цепь полного технического диагностирования объекта, из которой видно, что неразрушающий контроль (кроме толщинометрии) является завершающей фазой процесса.

В первую очередь всегда производится ВИК. Это предусмотрено из тех соображений, что в случае наличия очевидных неустранимых недопустимых повреждений объекта прочие более трудоемкие и дорогостоящие процедуры не имеют смысла.

Далее логично произвести измерение твердости материала объекта по системе равномерно распределенных точек портативными ультразвуковыми или динамическими твердомерами. Такие современные твердомеры, как приборы серий «ТЭМП», «УЗИТ», «ТДМ» и др., выполнены в «карманном» исполнении с автономным маловольтажным электропитанием, не оставляют следов на объекте, но, тем не менее, это не дает права всецело отнести твердометрию к неразрушающему контролю, так как на вооружении еще остаются и «повреждающие» приборы (например, «ПОЛЬДИ»). Твердость обычно измеряется в системе единиц Бринелля или Роквелла. Если она выходит за нормативно допустимые пределы, материал объекта, как правило, признается непригодным, и дальнейший контроль нелогичен.

Как правило, одновременно с твердометрией производят измерение толщины стенок объекта в тех же точках портативными ультразвуковыми толщиномерами. Если толщина на обширных площадях вышла за допустимые пределы по утонению, измеряемый элемент объекта, как правило, признается требующим замены, и дальнейший его контроль также не имеет смысла.

Рисунок 1. Логическая цепь технического диагностирования объекта.

Как правило, одновременно с твердометрией производят измерение толщины стенок объекта в тех же точках портативными ультразвуковыми толщиномерами. Если толщина на обширных площадях вышла за допустимые пределы по утонению, измеряемый элемент объекта, как правило, признается требующим замены, и дальнейший его контроль также не имеет смысла.

В том случае, если по результатам всех предыдущих процедур объект не бракуется, в ряде случаев назначают исследования его материала разрушающими методами (химический анализ, металлография, механические испытания). Если программой диагностирования это предусмотрено, и результаты испытаний разрушающими методами положительны, то последующему неразрушающему контролю должны быть обязательно подвержены не только нормативно регламентированные зоны и элементы, но и восстановленные места отбора проб (образцов). Поэтому неразрушающий физический контроль всегда проводят в последнюю очередь.

В процедуру неразрушающего контроля, как правило, включены как минимум 2 метода: один поверхностный и один объемный. Поверхностные методы более просты в исполнении, поэтому они выполняются прежде объемных, а объемные проводят в случае отсутствия показаний на недопустимые дефекты по результатам поверхностных.

Только в случае отсутствия противопоказаний по результатам всех процедур диагностирования составляется положительное заключение, содержащее в себе отдельные заключения по каждому виду (методу) контроля.

Процедуры контроля на опасных производственных объектах могут выполнять специалисты, обученные и аттестованные в соответствии с требованиями «Правил аттестации персонала в области неразрушающего контроля» ПБ 03-440-02 [2], причем выдавать заключения могут лица с квалификацией не ниже II уровня по данному методу для данного вида объектов. Лаборатории, выполняющие диагностирование, должны быть аттестованы в соответствии с требованиями «Правил аттестации лабораторий неразрушающего контроля» ПБ 03-372-00 [3] и аккредитованными в соответствии с требованиями СДА-01 [4] и СДА-15 [5].

Далее будет дано понятие о дефектах, затем подробно рассмотрен каждый вид контроля, начиная с визуального и измерительного, после чего – прочие виды в последовательности, представленной в таблице 1.

Примечание: оптический вид контроля частично входит в состав ВИК, когда речь идет о применении специальных увеличительных средств.