Инженерные и строительные конструкции периодически должны испытываться на предмет соответствия техническим требованиям. Специалисты в ходе проверочных мероприятий оценивают надежность объекта, его прочность и готовность к последующей эксплуатации. Неразрушающий контроль (НК) представляет собой одно из направлений данной проверки, которое не предусматривает демонтажа конструкции. Сохранение целостности объекта является обязательным принципом контроля, но методики могут быть разных типов.

Основной целью является испытание проверяемого объекта по характеристикам надежности. Эксплуатационные качества должны соответствовать установленным стандартам и регламентам, что и проверяется в ходе контроля качества неразрушающими методами.

Отличием НК от других способов такого обследования является не только сохранение целостности объекта, но возможность поддержания эксплуатационного процесса. Будь то усталость строительной конструкции или износ механической детали, в процессе проверки специалисты не останавливают работу объекта, исключая простои в производстве.

Полученные в ходе обследования результаты могут помочь в предотвращении аварий, своевременно заменить неисправную деталь, восстановить ответственную конструкцию или определить динамику старения материалов.

Помимо диагностики повреждений и неисправностей, средства НК могут использоваться и в технологических операциях. На производствах такими методами осуществляют контроль толщины покрытий на основе лакокрасочных составов.

Принципы НК используются почти во всех сферах народного хозяйства. К наиболее же востребованным отраслям с точки зрения использования такого контроля можно отнести следующие:

1. Строительство.
2. Химическая промышленность.
3. Автомобилестроение.
4. Судостроение.
5. Трубопроводные и газораспределительные системы.
6. Коммунальное хозяйство.
7. Буровая промышленность.

К особым признакам конструкций, узлов, механизмов и агрегатов, к которым применяется НК, относятся невозможность разрушения или проблемы открытого доступа к месту обследования. Поэтому чаще всего такой проверке подвергаются инженерные коммуникации, несущие конструкции, фундаменты и армирующие элементы. В рамках технического обслуживания эксплуатируемые строительные объекты со всеми составными частями контролируются неразрушающими методами.

В условиях производства на разных этапах изготовления и сборки чаще проверяются металлические детали. К ним относятся части двигателей, ходовых механизмов, компрессорных установок и т.д.

После сварочных мероприятий и пайки часто используются технологии НК, благодаря которым определяется качество выполненного стыка или соединения. Такой контроль применяют в проверках герметичности резервуаров, емкостей и труб, которые невозможно испытать другими способами.

Для проведения НК используют разную аппаратуру и устройства в зависимости от назначенного метода. К наиболее востребованным можно отнести следующие приборы:

1. Сканирующие дефектоскопы.
2. Рентгеновские и ультразвуковые аппараты.
3. Тепловизоры.
4. Толщиномеры для контроля лакокрасочных покрытий.
5. Преобразователи сигналов, позволяющие по волновым излучениям оценивать состояние материала внутри конструкции.
6. Распылители.
7. Контакторы.
8. Датчики.
9. Лампы для подсветки рабочих зон.
10. Шумомеры.

Проверку по принципам НК помогают реализовать различные методы, среди которых визуальные, акустические, радиоволновые, электрические, магнитные и т.д. Каждый метод предусматривает свои нюансы и тонкости выполнения обследования, накладывая и требования к условиям проведения процедуры.

Метод основывается на учете изменений в характеристиках электромагнитных колебаний, которые взаимодействуют с обследуемым предметом или конструкцией. Радиоволновая аппаратура позволяет определять качество объекта, точечно фиксируя его геометрические параметры. Такие способы контроля применяются для проверки конструкции диэлектрических изделий, измерения вибраций и толщины. Энергетическими источниками могут выступать магнетроны, частотные преобразователи, клистроны и т.д.

Радиоволновой метод пока не выдерживает конкуренции с альтернативными способами НК, но считается, что у него есть потенциал для развития в будущем. С его помощью можно обнаруживать дефекты сварочных соединений, фиксировать неоднородности и зоны с напряжениями на небольших площадях.

В процессе контроля происходит регистрация электрических полей, воздействующих на обследуемый объект. Изменения данных характеристик позволяют определять дефекты металлических изделий и покрытий наподобие раковин, трещин, расслоения и т.д. Есть несколько направлений, по которым развиваются электрические методы НК. К наиболее востребованным относятся технологии, предусматривающие замеры электрического сопротивления, термоэлектрических и трибоэлектрических показателей.

Происходит излучение ультразвуковой волны с последующим анализом параметров отражающегося сигнала. Упругие волны изменяются в характеристиках в зависимости от свойств обследуемого объекта. Влияние оказывают такие свойства, как упругость, плотность и анизотропия.

Особенности технологии ультразвукового контроля заключаются в точном определении параметров внутренних и поверхностных дефектов. Таким образом обнаруживают непровары, неоднородность материала, нарушения в геометрических параметрах и даже следы коррозии.

В таком обследовании используют электромагнитную катушку с вихревыми токами. Излучаемое поле является предметом обследования в контексте анализа характеристик магнитных и немагнитных изделий. Вихретоковый контроль качества позволяет выявлять отклонения в размерах, трещины, выполнять замеры толщины, диаметров и т.д. Целевая область применения этого метода - ремонтные мастерские и заводы. В рамках профилактического контроля без отрыва от процесса эксплуатации вихретоковая диагностика может применяться и к работающему оборудованию наподобие газотурбинной техники.

Группа методов, которые предполагают регистрацию параметров рассеивающихся магнитных полей. Обязательным требованием для материала обследуемого объекта является наличие ферромагнетизма. То есть материал должен проявлять свойства магнетиков при достижении температуры ниже точки Кюри. Таким методом проверяют поверхностные и подповерхностные изъяны конструкций.

Различаются магнитно-графические, порошковые, индукционные и другие виды таких методов. Сварочные дефекты обнаруживают графическими способами с применением магнитного поля, а для выявления повреждений и конструкционного брака на листовых изделиях и в сосудах используют феррозондовый контроль.

В результате мониторинга температурного излучения специалисты составляют описание карты дефектов на обследуемой поверхности. Возможен и внутренний контроль скрытых дефектов и повреждений. Изменения в характеристиках теплового излучения обнаруживают расслоения, трещины, мелкие дефекты пайки и склейки. В процессе такого контроля металлов применяют радиометры, пирометры, термометры, термоиндикаторы и т.д.

Тепловые методы находят применение и в приборостроении. Анализ температурных режимов, например, позволяет регистрировать микротрещины, утечки токов, нарушения адгезии и плохие контакты в радиоэлектронных микросхемах.

Еще одна группа методов, работа которых основана на излучениях с просвечиванием. Проникающая способность у этого способа наиболее высокая благодаря радиации, поэтому его чаще применяют для обследования крупных конструкций.

Процесс измерения может осуществляться в следующих диапазонах:

1. Рентгеновском.
2. Гамма-спектре.
3. Нейтронном.

Выявление дефектов происходит в результате физических процессов наращивания плотности заряженных частиц в обследуемой области. Если на рабочем участке есть внутреннее повреждение, интенсивность потока отраженных частиц изменится. Радиационными методами исследуют сварные швы в корпусах реакторов, на крупнокалиберной запорной арматуре, в магистральных трубопроводах и т.д.

К наиболее распространенным способам такого контроля можно отнести рентгенографию, которая применяется в тяжелой промышленности и металлургии. На предприятиях для осуществления данной проверки используют аппараты с проникающими излучателями. К ним относятся микротроны, бетатроны, линейные ускорители и др.

Этот метод называют и капиллярным, что связано с принципом его действия. Повреждения и дефекты предполагают изменение конструкции на поверхности или внутри. Жидкий проникающий материал растекается по этим каналам, показывая несовершенства структуры. Данный метод чаще используют для выявления поверхностных повреждений, а скрытые дефекты обнаруживаются более сложными индикаторными веществами.

Сегодня для формирования каналов течеискания используют пенетранты. Их применяют в самостоятельном виде или с помощью преобразователей. В современных капиллярных методах используют фильтрующиеся частицы, радиоактивные смеси, люминесцентные краски и различные проявители.

Технология проникающей жидкостной индикации чаще всего используется в сферах обслуживания крупных газовых, тепловых и водяных сетей. К целевым объектам проверки относятся баллоны, сосуды, трубы, запорная арматура, сантехнические и гидрологические конструкции. Принципы течеискания применяются и в бытовой сфере при опрессовке или проверке каналов на герметичность.

Данная методика проверки конструкций и деталей основана на регистрации оптических параметров. Фиксируются эффекты, связанные с явлениями светового отражения, преломления и рассеивания. Происходит оптическое излучение, и в зависимости от характера его взаимодействия с объектом определяются физические повреждения.

Оптические средства контроля чаще используют при поверхностном контроле, например, для регистрации параметров шероховатости и чистоты изделия. Для высокоточной диагностики применяют дифракционный анализ, благодаря которому шероховатость можно оценивать по принципу интерференционного замера.

Не так эффективны оптические методы при исследовании внутренних дефектов. Такой подход к контролю качества используют в отношении прозрачных материалов. По стоимости и сложности технологической организации использование таких методов более оправдано.

Существует ряд сфер применения методов НК, где принципы и критерии выбора строго регламентируются государственными стандартами. Это касается нескольких отраслей промышленности, в числе которых аэрокосмическая, атомная и оборонная.

В остальных же случаях специалисты исходят из общего перечня параметров, по которым выполняется подбор методики НК:

1. Размерно-геометрические характеристики объекта.
2. Технологические требования к условиям проведения контроля.
3. Тип обследуемого объекта.
4. Физико-химические показатели материала, из которого выполнен объект.
5. Экономические требования и ограничения к проведению дефектоскопии.

Не существует одного метода, который бы оптимально подходил по всем критериям выбора в каждом случае. Сложные и высокоточные методы не оправдают себя по цене при их применении к задачам поверхностного анализа. И наоборот, простые и недорогие методы поверхностного анализа не смогут раскрыть полную карту дефектов в крупных конструкциях изнутри.

Правильно подобранный метод должен удовлетворять следующим условиям:

• Выявление всех типов дефектов, которые назначены в документации дефектоскопии.
• Минимальное влияние на процессы эксплуатации, производства и обслуживания объекта.
• Финансовые вложения в процесс дефектоскопии должны быть оправданы.

При этом необязательно к объекту должен применяться только один способ контроля. Сегодня практикуются комбинированные процедуры контроля, в ходе которых используют разные инструменты неразрушающей дефектоскопии. Это дает возможность составлять карты повреждений и дефектов с большей точностью.