בקרת איכות של מוצרים היא חלק חיוני ממערכת ניהול הנכסים. בכל שלב של ייצור יש דרישות ספציפיות לסוגי מוצרים שונים, ומכאן גם לחומרים המשמשים. בתחילה, הדרישות העיקריות היו בעיקר דיוק וחוזק, אך עם התפתחות התעשייה וסיבוך הציוד המיוצר, מספר המאפיינים שבגינם ניתן לדחות אותו גדל פעמים רבות.
בדיקת היכולות הפונקציונליות של מוצרים מבלי להרוס אותם הפכה לאפשרית הודות לשיפור של שיטות בדיקה לא הרסניות. סוגי ושיטות ביצוע זה מאפשרים לך להעריך מגוון פרמטרים מבלי לפגוע בשלמות המוצר, ולכן, בצורה מדויקת ככל האפשר. כיום, לאף תהליך טכנולוגי אחד לייצור מוצרים אחראיים ללא מערכת בקרה מעוצבת, אין זכות להכנס לתעשייה.
המושג של בדיקות לא הרסניות
תהליך זה מובן כקבוצה שלבדיקות כאלה שהחפץ נתון להן ישירות, תוך שמירה על ביצועיו ללא כל נזק לחומר. כל סוגי ושיטות הבדיקות הבלתי הרסניות הקיימות כיום מטרתן העיקרית להבטיח בטיחות תעשייתית באמצעות ניטור מצב טכני של ציוד, מבנים ומבנים. הם מבוצעים לא רק בשלב הייצור (הבנייה), אלא גם לצורך תחזוקה ותיקון בזמן ובאיכות גבוהה.
לכן, סוגים שונים של בדיקות לא הרסניות לפי GOST יכולות למדוד את הפרמטרים הגיאומטריים של המוצרים, להעריך את איכות טיפול פני השטח (לדוגמה, חספוס), מבנה החומר וההרכב הכימי שלו, נוכחות של פגמים שונים. העדכניות והאמינות של הנתונים המתקבלים מאפשרים לך להתאים את התהליך הטכנולוגי ולייצר מוצרים תחרותיים, כמו גם למנוע הפסדים כספיים.
דרישות בדיקה
כדי שהתוצאות של כל סוגי הבדיקות הלא הרסניות יהיו רלוונטיות ויעילות, עליהן לעמוד בדרישות מסוימות:
- האפשרות ליישומו בכל שלבי הייצור, במהלך תפעול ותיקון המוצרים;
- יש לבצע בקרה על המספר המרבי האפשרי של הפרמטרים הנתונים עבור הפקה מסוימת;
- הזמן המושקע בבדיקה צריך להיות מתאם באופן סביר עם שלבים אחרים בתהליך הייצור;
- מהימנות התוצאות חייבת להיות גבוהה מאוד;
- על ידיהזדמנויות לבקרת תהליכים טכנולוגיות צריכות להיות ממוכנות ואוטומטיות;
- יש לגוון את האמינות של מכשירים וציוד המשמשים בבדיקות לא הרסניות, סוגי ותנאי השימוש בהם;
- פשטות השיטות, זמינות כלכלית וטכנית.
Applications
כל מגוון הסוגים והשיטות של בדיקות לא הרסניות לפי GOST משמש למטרות הבאות:
- איתור פגמים בחלקים ומכלולים קריטיים (כורים גרעיניים, מטוסים, כלי שיט תת-מימיים ושטחיים, חלליות וכו');
- פגם של מכשירים המיועדים לפעולה ארוכת טווח (מתקני נמל, גשרים, מנופים, תחנות כוח גרעיניות ואחרים);
- מחקר על ידי שיטות של בדיקה לא הרסנית של מתכות, סוגי המבנים שלהן ופגמים אפשריים במוצרים לשיפור הטכנולוגיה;
- שליטה מתמשכת על התרחשות פגמים ביחידות ובמכשירים באחריות הגבוהה ביותר (לדוגמה, דוודים של תחנות כוח גרעיניות).
סיווג סוגי בדיקות לא הרסניות
בהתבסס על עקרונות הפעולה של ציוד ותופעות פיזיקליות וכימיות, כל השיטות מחולקות לעשרה סוגים:
- אקוסטית (במיוחד, קולי);
- vibroacoustic;
- עם חומרים חודרים (בקרת נימים ודליפות);
- מגנטי (או חלקיק מגנטי);
- אופטי (ויזואלי-אופטי);
- radiation;
- גלי רדיו;
- thermal;
- electric;
- זרם מערבולת (או אלקטרומגנטי).
לפי GOST 56542, הסוגים והשיטות של בדיקות לא הרסניות המפורטות למעלה מחולקים עוד יותר בהתאם לתכונות הבאות:
- מוזרויות של האינטראקציה של חומרים או שדות פיזיים עם אובייקט נשלט;
- פרמטרים ראשיים המספקים מידע;
- קבל מידע ראשי.
שיטות אקוסטיות
בהתאם לסיווג הסוגים והשיטות של בדיקות לא הרסניות בהתאם ל-GOST R 56542-2015, סוג זה מבוסס על ניתוח של גלים אלסטיים שמתרגשים ו(או) מתעוררים באובייקט מבוקר. אם נעשה שימוש בטווח תדרים גדול מ-20 קילו-הרץ, ניתן להשתמש במונח "אולטרה-סוני" במקום "אקוסטי".
הסוג האקוסטי של בדיקות לא הרסניות מחולק לשתי קבוצות גדולות.
First - שיטות המבוססות על פליטה וקליטה של גלים אקוסטיים. לשליטה, נעשה שימוש בגלים נעים ועמידים או תנודות תהודה של האובייקט הנשלט. אלה כוללים:
- שיטת צל. נוכחות של פגם מתגלה עקב הנחתה של האות המתקבל או עיכוב ברישום שלו עקב עיגול הפגם על ידי גלים קוליים.
- שיטת הד. קיומו של פגם נקבע לפי זמן הגעת האות המשתקף מהליקוי ומשטחי החפץ, מה שמאפשר לקבוע את מיקום הפגם בנפח החומר.
- שיטת מראה-צל. זוהי וריאציה של שיטת הצל, המשתמשת בציוד משיטת הד. אות חלש הוא גם סימן לפגם.
- שיטת עכבה. אם יש פגם במוצר, אז העכבה של אזור מסוים של פני השטח שלו פוחתת, כאילו הוא מתרכך. זה משפיע על משרעת תנודות המוט, הלחץ המכני בקצהו, שלב התנודות והשינוי בתדר שלהן.
- שיטת תהודה. חשוב למדידת עובי ציפוי הסרט. הפגם נמצא על ידי הזזת המאתר לאורך פני המוצר, דבר המעיד על היחלשות האות או היעלמות התהודה.
- שיטה של רטט חופשי. במהלך הבדיקה מנתחים את התדרים של תנודות טבעיות של הדגימה, המתרחשות כתוצאה מהשפעה עליה.
הקבוצה השנייה כוללת שיטות המבוססות על רישום גלים המתעוררים במוצרים ובחומרים:
- פליטה אקוסטית. הוא מבוסס על רישום של גלים המתרחשים במהלך היווצרות ופיתוח של סדקים. פגמים מסוכנים מובילים לעלייה בתדירות ובמשרעת האותות בטווח תדרים ספציפי.
- שיטת רעש-רעידות. הוא מורכב מהתבוננות בספקטרום התדרים של המנגנון או חלקיו במהלך הפעולה.
סוגים ושיטות של בדיקות לא הרסניות מהסיווג שניתן לעיל משמשים למגוון מטרות. כדי לקבוע את הפרמטרים של מתכת מגולגלת בעובי קטן, מוצרי גומי, פיברגלס, בטון, שיטת הצל המתאימה ביותר. החיסרון המשמעותי שלו הוא הצורך בגישה למוצר משני צדדים. עם גישה חד כיוונית להמדגם יכול להשתמש בשיטות צל-מראה או תהודה. שני סוגים אלה מתאימים היטב לבדיקה לא הרסנית של חיבורים מרותכים, כמו גם פליטה אקוסטית. שיטת העכבה, כמו גם שיטת הרטט החופשי, בודקת את איכותם של מוצרים מודבקים ומולחמים מזכוכית, מתכת ופלסטיק.
שיטות קפילריות
לפי סיווג הסוגים והשיטות של בדיקות לא הרסניות בהתאם ל-GOST R 56542-2015, שיטות נימיות קשורות לבדיקה על ידי חומרים חודרים.
הם מבוססים על חדירת טיפות של נוזלים מיוחדים, הנקראים אינדיקטור, לתוך חלל הפגמים. השיטה מצטמצמת לניקוי פני החלק ומריחת נוזל חודר אליו. במקרה זה ממלאים את החללים, ולאחר מכן מסירים את הנוזל מהמשטח. שאר זה מזוהה באמצעות מפתח, שיוצר תבנית אינדיקטור של מיקום הליקויים.
הרגישות של בדיקה לא הרסנית מסוג נימי תלויה במידה רבה בבחירת החומרים לזיהוי פגמים, מה שהופך את האימות המוקדם שלהם לחובה. יכולות האינדיקטור של פתרונות נבדקות מול כמה פתרונות סטנדרטיים. הלובן של המפתחים נבדק בהשוואה לצלחת בריט (תקן לובן).
היתרון של שיטות קפילריות הוא האפשרות להשתמש בהן בתנאי שדה ומעבדה עם טמפרטורות סביבה שונות. עם זאת, הם מסוגלים לזהות רק פגמים על פני השטח עם חללים לא מלאים. שיטות נימיות ישימות עבוראיתור פגמים בחלקי מתכת ובלתי מתכת בצורות שונות.
שיטות מגנטיות
הם מבוססים על רישום של שדות מגנטיים המתעוררים מעל הפגם, או על קביעת התכונות המגנטיות של המוצרים הנחקרים. שיטות מגנטיות מאפשרות לך למצוא סדקים, גלילים ופגמים אחרים, כגון המאפיינים המכניים של פלדות פרומגנטיות וברזל יצוק.
הסיווג של סוגים ושיטות שליטה לא הרסניות הזמינים ב-GOST מספק חלוקה של מגנטי לתת-המינים הבאים:
- magnetographic (רישום השדות מתבצע עם סרט פרומגנטי כאינדיקטור);
- חלקיק מגנטי (ניתוח של שדות מגנטיים מתבצע עם אבקה פרומגנטית או תרחיף מגנטי);
- magnetoresistor (רישום של שדות מגנטיים תועים מתבצע על ידי magnetoresistors);
- סוג אינדוקציה של בדיקה מגנטית לא הרסנית (מנוטרים את הגודל או השלב של EMF המושרה);
- מנוע (הכוח של ריקול מגנט מאובייקט נשלט מתועד);
- ferroprobe (מבוסס על מדידת עוצמת השדה המגנטי באמצעות שערי Fluxgate);
- שיטת אפקט הול (שדות מגנטיים נרשמים על ידי חיישני הול).
שיטות אופטיות
סוג הבדיקה הלא הרסנית המבוססת על פעולת קרינת האור על עצם עם רישום התוצאות של פעולה זו נקראת אופטית. באופן קונבנציונלי, ישנן שלוש קבוצות של שיטות:
Visual (כמו גם השיטה הוויזואלית-אופטית) מבוססת על תכונותיו האישיות של המפעיל (עוזר מעבדה): ניסיון, מיומנות, ראייה.זה מאוד נגיש וקל לביצוע, מה שמסביר את נוכחותו בכל מקום. בקרה חזותית מתבצעת ללא כל אמצעי אופטי. זה יעיל על עצמים גדולים כדי לזהות פגמים חמורים, הפרות של גיאומטריה וממדים. ניתוח חזותי-אופטי מתבצע בעזרת עזרים אופטיים כמו זכוכית מגדלת או מיקרוסקופ. זה פחות פרודוקטיבי, אז זה בדרך כלל משולב עם חזותית
- שיטות פוטומטריות, דנסימטריות, ספקטרליות וטלוויזיה מבוססות על מדידות אינסטרומנטליות ומאופיינות בפחות סובייקטיביות. סוגים אלה של בדיקות אופטיות לא הרסניות הכרחיות למדידת ממדים גיאומטריים, שטחי פנים, בקרת מקדם ההנחתה, הערכת שידור או רפלקטיביות, זיהוי פגמים.
- הפרעות, עקיפה, ניגודיות פאזה, רפרקטומטרית, נפלומטרית, קיטוב, סטרובוסקופית, הולוגרפיות מבוססות על תכונות הגל של האור. בעזרתם תוכלו לשלוט במוצרים העשויים מחומרים שקופים או שקופים לקרינת אור.
שיטות קרינה
מבוסס על השפעת קרינה אלקטרומגנטית מייננת על עצם, ולאחר מכן רישום הפרמטרים של פעולה זו וסיכום תוצאות הבקרה. לסוג הקרינה של בדיקה לא הרסנית, נעשה שימוש בקרינות שונות, המאפשרות לתאר את הכמות שלהן לפי הגדלים הפיזיקליים הבאים: תדירות, אורך גל אואנרגיה.
מעבר במוצר, קרינת רנטגן או גמא, כמו גם שטפי ניטרינו, מוחלשים בדרגות שונות בקטעים עם וללא פגמים. הם מאפשרים לך לשפוט את הנוכחות הפנימית של פגמים. הם משמשים בהצלחה לבדיקת תפרים מרותכים ומולחמים, מוצרים מגולגלים.
סוגי קרינה של בדיקות לא הרסניות טומנות בחובן סכנה ביולוגית, הפועלים בחשאי. הדבר מחייב עמידה בנורמות ארגוניות ותברואתיות של תקנות הגנת העבודה ובטיחות.
שיטות תרמיות
פרמטר חשוב הוא רישום השינויים המתרחשים בשדות התרמיים או הטמפרטורה של המדגם המנותח. לצורך בקרה נמדדים הטמפרטורה וההבדלים במאפיינים התרמיים של האובייקט.
NDT תצוגה תרמית יכולה להיות פסיבית או אקטיבית. במקרה הראשון, הדגימות אינן מושפעות ממקורות חום חיצוניים, ושדה הטמפרטורה נמדד במנגנון ההפעלה. עלייה או ירידה בטמפרטורה במקומות מסוימים עשויה להצביע על נוכחות של פגמים מסוג כלשהו, כגון סדקים במנועים. עם בקרה תרמית אקטיבית, חומרים או מוצרים מחוממים או מקוררים, והטמפרטורה נמדדת משני הצדדים הנגדיים שלו.
כדי להשיג נתונים מדויקים ואובייקטיביים, נעשה שימוש במתמרי המדידה העיקריים הבאים של קרינה תרמית: מדי חום, צמדים תרמיים, התנגדויות תרמיות, התקני מוליכים למחצה, התקני ואקום אלקטרוניים, אלמנטים פירואלקטריים. לעתים קרובות, אינדיקטורים של שדות תרמיים משמשים, שהםצלחות, משחות, סרטים של חומרים רגישים לחום המשתנים כאשר מגיעים לטמפרטורות מסוימות. אז, מחוונים תרמיים נמסים, מחוונים תרמיים משנים צבע וזרחנים מבודדים.
באמצעות שימוש בציוד מיוחד, שיטות תרמיות מאפשרות למדוד את הפרמטרים הפיזיים והגיאומטריים של עצמים ללא מגע במרחקים גדולים למדי. הם גם מאפשרים לזהות זיהום כימי ופיזי, חספוס, ציפויים על פני השטח שלהם, בהתבסס על ערכי הפליטה התרמית.
שיטות איתור דליפות
לפי הסיווג העיקרי של סוגי בדיקות לא הרסניות, שיטה זו מתייחסת לבדיקת דגימות עם נוזלים חודרים. איתור נזילות מגלה דרך פגמים במוצרים ובמבנים על ידי חדירת חומרי בדיקה דרכם. מכונה לעתים קרובות בקרת דליפות.
נוזלים, חלק מהגזים, אדים של נוזלים יכולים לשמש כחומרי בדיקה. לפי פרמטר זה, שיטות בקרת איתור נזילות מחולקות לנוזל וגז. גזים מספקים רגישות רבה יותר, מה שאומר שהם משמשים לעתים קרובות יותר. כמו כן, רגישות השיטה מושפעת מהציוד המשמש. טכניקת ואקום במקרה זה היא האפשרות הטובה ביותר.
כדי לזהות נזילות יש צורך במכשירים מיוחדים הנקראים גלאי דליפות, אך במקרים מסוימים מתאימות גם שיטות לא-מכשיריות של איתור נזילות. כדי לשלוט בשיטה זו, נעשה שימוש בגלאי הדליפות הבאים:
- ספקטרומטריית מסה - מאופיינת בגדולים ביותררגישות ורבגוניות, מאפשרת לך לבחון מוצרים בממדים שונים. כל זה מסביר את היישום הרחב שלו. אבל ספקטרומטר המסה הוא מכשיר מאוד מורכב ומגושם שדורש ואקום כדי לפעול.
- הלוגן, שפעולתו מבוססת על עלייה חדה בפליטת קטיוני מתכת אלקלי כאשר מופיעים הלוגנים בחומר הנבדק.
- בועה - מבוססת על זיהוי בועות גז בדיקה המשתחררות מדליפה במהלך בדיקת לחץ גז של חפץ מבוקר, כאשר נוזל מוחל על פניו או שקוע במיכל. זוהי שיטה פשוטה למדי שאינה דורשת מכשירים מורכבים וגזים מיוחדים, אך מספקת רגישות גבוהה.
- מנומטרי - מאפשר להעריך את אטימות חפץ הבדיקה באמצעות מדי לחץ המודדים את הלחץ של גזי הבדיקה.
שיטות חשמליות
סוג זה של בדיקה לא הרסנית לפי GOST R 56542-2015 מבוסס על ניתוח הפרמטרים של השדה החשמלי (או הזרם) הפועל על האובייקט הנשלט או הנובע באובייקט עקב השפעה חיצונית.
פרמטרים אינפורמטיביים במקרה זה - קיבולת חשמלית או פוטנציאל. כדי לשלוט על דיאלקטריים או מוליכים למחצה, נעשה שימוש בשיטה הקיבולית. זה מאפשר לך לנתח את ההרכב הכימי של פלסטיק ומוליכים למחצה, לזהות אי רציפות בהם, ולהעריך את תכולת הלחות של חומרים בתפזורת.
בקרת מוליכים מתבצעת בשיטה של פוטנציאל חשמלי. במקרה זה, עובי השכבה המוליכה, נוכחות של אי המשכיותליד פני השטח של המוליך נשלט על ידי מדידת הירידה הפוטנציאלית באזור מסוים.
שיטה נוכחית אדי
יש שם אחר - שיטת המערבולת. הוא מבוסס על שינויים בפעולת השדה האלקטרומגנטי של סליל עם שדה של זרמי מערבולת המושרה על ידי סליל זה באובייקט מבוקר. מתאים לאיתור פגמים משטחים של חלקים מגנטיים ולא מגנטיים ומוצרים חצי מוגמרים. מאפשר לך גם למצוא סדקים במוצרים בתצורות שונות.
הערך של שיטת זרם המערבולת הוא שלא ללחות, לא לחץ, לא זיהום הסביבה, לא קרינה רדיואקטיבית, ואפילו זיהום העצם בחומרים לא מוליכים, אין כמעט השפעה על אות המדידה. תחומי היישום שלה הם כדלקמן:
- בדיקת מידות ליניאריות של מוצרים (לדוגמה, קוטר של מוט, צינורות, עובי יריעת מתכת, עובי דופן הגוף).
- מדידת עובי הציפויים המיושמים (נע בין מיקרומטר לעשרות מילימטרים).
- קביעת סטיות בהרכב ובמבנה של מתכות וסגסוגות.
- קביעת ערכי מתח מכני.
היתרונות והחסרונות של שיטות לא הרסניות
למרות העובדה שלשני סוגי הבדיקות, הרסניים ולא הרסניים, יש את היתרונות והחסרונות שלהם, בתנאי ייצור מודרניים יש לזה האחרון מספר יתרונות:
- הבדיקות מתבצעות מיד במוצרים שישמשו בתנאי עבודה.
- ניתן לבצע סקר על כל חלק או מכלול המיועד לשימוש בעולם האמיתי, אבלאם זה מוצדק כלכלית. לעתים קרובות ניתן לעשות זאת גם כאשר האצווה מאופיינת בהבדלים גדולים בין חלקים.
- אתה יכול לבדוק את כל החלק או רק את החלקים המסוכנים ביותר שלו. בהתאם לנוחות ההולכה או התנאים הטכנולוגיים, ניתן לבצע אותם בו-זמנית או ברצף.
- ניתן לבדוק את אותו אובייקט בשיטות בדיקה לא הרסניות רבות, שכל אחת מהן תהיה רגישה למאפיינים מסוימים או לחלקים מסוימים של החלק.
- ניתן להחיל שיטות לא הרסניות על היחידה בתנאי הפעלה, ואין צורך להפסיק את פעולתה. הם אינם גורמים להפרעות ושינויים במאפיינים של החלקים.
- בדיקה מאפשרת לך לבדוק מחדש את אותם חלקים לאחר כל פרק זמן. זה מאפשר ליצור קשר בין מצבי הפעולה לבין הנזק הנובע ומידתם.
- בדיקה לא הרסנית מאפשרת לא לפגוע בחלקים העשויים מחומרים יקרים.
- ככלל, בדיקות מתבצעות ללא טיפול מקדים של דגימות. מכשירים אנליטיים רבים הם ניידים ומהירים, ולעתים קרובות הם אוטומטיים.
- העלות של בדיקות לא הרסניות נמוכה מזו של שיטות הרסניות.
- רוב השיטות הן מהירות וצריכות פחות שעות עבודה. יש להשתמש בשיטות כאלה כדי לקבוע את האיכות של כל הפרטים אם העלות שלהם נמוכה או דומה לעלות ביצוע סקר הרסני.רק אחוז קטן מהחלקים בכל האצווה.
אין כל כך הרבה חסרונות של שיטות בדיקה לא הרסניות:
- בדרך כלל מנתחים מאפיינים עקיפים שאין להם קשר ישיר עם הערכים במהלך הפעולה. לצורך מהימנות התוצאות, נמצא קשר עקיף בין הנתונים שהתקבלו לבין מהימנות תפעולית.
- רוב הבדיקות אינן מצביעות על חיי האובייקט, אלא מסוגלות לעקוב רק אחר תהליכי ההרס.
- כדי לפענח ולפרש את תוצאות העבודה האנליטיות, יש צורך גם לבצע את אותם מחקרים על דגימות מיוחדות ובתנאים מיוחדים. ואם הקשר הרלוונטי בין הבדיקות הללו אינו ברור ומוכח, ייתכן שהמשקיפים לא יסכימו איתו.
ניתחנו את סוגי הבדיקות הלא הרסניות, התכונות והחסרונות שלה.
