4.3. Этап №3. Разбиение оборудования на категории по диагностическим признакам

В настоящее время имеется 9 видов и более 50 физических методов неразрушающего контроля, применяемых в отечественной и зарубежной практике для контроля за качеством материалов и изделий.

Обслуживание оборудования по фактическому техническому состоянию базируется на применении ряда методов технической диагностики и распознавания технических состояний, которые, в сочетании, позволяют определять большую часть различных дефектов, возникающих в технологическом оборудовании предприятия. Для того чтобы использовать определенные виды диагностики, необходимо разбить оборудование по искомым диагностическим признакам технического состояния.

Согласно ГОСТ 18353-79, в основу классификации видов неразрушающего контроля положены физические процессы взаимодействия физического поля или вещества с объектом контроля (см. рисунок 4.7).

Рис. 4.7 Классификация видов неразрушающего контроля

1. Магнитный. Физический процесс: взаимодействие магнитного поля с контролируемым объектом.

Контролируемые объекты: из ферромагнитных материалов.

Первичные информативные параметры: коэрцитивная сила Н_с, магнитная проницаемость μ, намагниченность I, параметры кривой намагничивания.

Контролируемые параметры: степень закалки, прочность, толщина, химический состав, структура, степень пластической деформации, наличие несплошностей, трещины.

Методы:

1.1. Магнитопорошковый
1.2. Индуктивный
1.3. Магнитографический
1.4. Феррозондовый
1.5. Магниторезонансный

Практическое применение: контроль и оценка напряженного состояния металлоконструкций, тросов и канатов, стенок трубопроводов, сосудов и резервуаров

2. Электрический. Физический процесс: регистрация параметров электрического поля, взаимодействующего с контролируемым объектом.

Контролируемые объекты: диэлектрические, полупроводниковые материалы, а также проводники.

Первичные информативные параметры: электрическая емкость, потенциал, диэлектрическая проницаемость.

Контролируемые параметры: химический состав пластмасс, полупроводников, металлов, наличие несплошностей.

Методы:

2.1. Термоэлектрический
2.2. Трибоэлектрический
2.3. Экзоэлектронной эмиссии
2.4. Электроискровой
2.5. Электростатический

Практическое применение: контроль и оценка токопроводящей части и изоляция объектов.

3. Вихретоковый. Физический процесс: взаимодействие электромагнитного поля вихретокового преобразователя с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых в контролируемом объекте.

Контролируемые объекты: электропроводящие материалы.

Первичные информативные параметры: частота, амплитуда, спектральный состав.

Контролируемые параметры: геометрические размеры, химический состав, внутреннее напряжение, поверхностные и подповерхностные дефекты.

Методы:

3.1. Прохождения

Практическое применение: контроль и оценка токопроводящей части и изоляция объектов.

4. Радиоволновый. Физический процесс: регистрация изменения параметров электромагнитных волн радиодиапазона, взаимодействующих с контролируемым объектом.

Контролируемые объекты: диэлектрики (пластмассы, керамика, стекловолокно), магнитодиэлектрики (ферриты), полупроводники, тонкостенные металлические объекты.

Первичные информативные параметры: волны СВЧ диапазона (1–100 мм), амплитуда, частота, фаза, поляризация, геометрия распространения вторичных волн, время их прохождения, волновое сопротивление, tgδ.

Методы:

4.1. Прошедшего излучения
4.2. Отраженного излучения
4.3. Рассеянного излучения
4.4. Резонансный

На практике получили названия: толщинометрия, структуроскопия, дефектоскопия, интроскопия.

5. Тепловой. Физический процесс: регистрация изменений тепловых или температурных полей контролируемых объектов.

Контролируемые объекты: любые материалы.

Первичные информационные параметры: температура, тепловой поток.

Контролируемые параметры: неисправности, связанные с повышенным нагревом – участки электрических цепей и радиосхем, трещины в двигателях, места утечки теплоты, пористость.

Методы:

5.1. Пассивного излучения
5.2. Собственного излучения
5.3. Активный

Практическое применение: здания и сооружения, электроэнергетическое оборудование, теплообменное оборудование, теплоизоляция, котлы,печи, температурные технологические процессы и др.

6. Оптический. Физический процесс: наблюдение или регистрация параметров оптического излучения, взаимодействующего с контролируемым объектом.

Контролируемые объекты: любые материалы, прозрачные материалы.

Первичные информационные параметры: амплитуда, фаза, степень поляризации, частота или частотный спектр, время прохождения света через объект, геометрия преломления и отражения лучей, интерференция, дифракция.

Контролируемые параметры: видимые дефекты, отклонения от заданной формы, цвета и т.д., сферичность, плоскостность, шероховатость, толщина изделия, диаметр тонкий волокон, формы острых кромок, в прозрачных объектах – структурные неоднородности, внутренние напряжения.

Методы:

6.1. Прошедшего излучения

6.1.1. Фотометрический
6.1.2. Денситометрический (фотоэлектрический)

6.2. Отраженного излучения
6.3. Рассеянного излучения
6.4. Индуцированного излучения
6.5. Органолептический (визуально-оптический)
6.6. Оптической голографии
6.7. Лазерный

Практическое применение: диагностика энергомеханического оборудования, металлоконструкций

7. Радиационный. Физический процесс: регистрация и анализ проникающего ионизирующего излучения после взаимодействия его с контролируемым объектом.

Контролируемые объекты: любые материалы.

Первичные информационные параметры: плотность потока излучения.

Контролируемые параметры: толщина изделия (до 60 см), глубокие внутренние дефекты, качественный состав материала.

Методы:

7.1. Рентгеновский
7.2. Гамма
7.3. Бета (поток электронов)
7.4. Нейтронный
7.5. Позитронный
7.6. Радиографический;
7.7. Радиометрический
7.8. Радиоскопический

Практическое применение (в зависимости от метода): Производство уровнемеров, дозаторов, счетчиков деталей, устройств блокировки и сигнализации; Контроль физических свойств материалов (плотность и состав), наличия и процентного содержания компонентов в различных полезных ископаемых; Металлоконструкции, сварные швы; Стальные листы, многослойные изделия

8. Акустический. Физический процесс: регистрация параметров упругих волн звукового и ультразвукового диапазонов (свыше 20 кГц), возникающих или возбуждаемых в объекте.

Контролируемые объекты: металлы, пластмасса, керамика, бетон.

Первичные информационные параметры: амплитудно-частотная характеристика, количество сигналов в единицу времени, частота, амплитудное распределение, локация места возникновения упругих волн.

Контролируемые параметры: трещины, непровары, перестройка структуры материала, аллотропические превращения в кристаллической решетке, свойства материалов (модуль упругости, коэффициент затухания), твердость, податливость (упругий импеданс) поверхности, толщина труб и сосудов.

Методы:

8.1. Ультразвуковой
8.2. Пассивный

8.2.1. Шумовибрационный
8.2.2. Вибрационный

8.3. Активный
8.4. Акустической эмиссии
8.5. Импедансный
8.6. Отражения (эхо-метод)
8.7. Вычислительная ультразвуковая голография.

Практическое применение (в зависимости от метода): Состояние и толщина несущих конструкций, кранов, сосудов давления, резервуаров, трубопроводов; Диагностика состояния подшипниковых узлов, виброналадка оборудования; Энергомеханическое оборудование с движущимися и вращающимися частями; Компрессионное оборудование, сосуды давления, трубопроводы, несущие конструкции кранов и др.

9. Проникающими веществами. Физический процесс: проникновение пробных веществ в полость дефектов контролируемого объекта.

Контролируемые объекты: любые материалы, имеющие слабо видимые невооруженным глазом дефекты, выходящие на поверхность.

Первичные информационные параметры: индикация дефекта больше его реальных размеров.

Контролируемые параметры: трещины, микроскопические отверстия.

Методы:

9.1. Капиллярные
9.2. Течеискания

9.2.1. Масс-спектрометрический
9.2.2. Галогенный
9.2.3. Пузырьковый
9.2.4. Манометрический (абсолютный, дифференциальный)
9.2.5. Химической реакции
9.2.6. Ультразвукового течеискателя
9.2.7. Люминесцентно-гидравлический
9.2.8. Люминесцентно-капиллярный

Практическое применение (в зависимости от метода): Изделия из металлов (неферромагнитных), неметаллических материалов и композитные изделия любой конфигурации; Объекты вакуумированные либо под давлением; Перегородки, стенки изделий, имеющие доступ с обеих сторон.

Основные направления для определения и изучения признаков, характеризующих проявление и развитие дефектов в узлах и агрегатах машин для предсказания возможных отклонений от нормальных режимов работы методами ТД и НК представлены в таблице 4.1.

Опираясь на основные достижения средств ТД и НК необходимо провести оптимизацию контролируемых параметров по нескольким критериям (например все диагностические и ремонтные данные хранятся в компьютеризированной системе управления системы ТОР). Надо определить необходимые и достаточные условия по выбору аппаратных средств функциональной и тестовой диагностики в зависимости от выбранных методов прогноза технического состояния, а также инструментов и форм документов удобных для анализа (например, приборы центровки, динамической балансировки, виброанализаторы, пирометры, тепловизоры, индукционные нагреватели, стенд входного контроля подшипников качения, съемники, стационарные системы контроля работают по регламенту единой автоматизированной базы данных). Необходимо определить пороги для конфигурации глубины развивающих дефектов и установить величину опасной зоны.