Каковы распространенные методы не-неразрушающего контроля?

1. Ультразвуковой контроль (УЗК)
Технический принцип
Ультразвуковой контроль использует звуковые волны частотой более 20 кГц для прохождения через материалы и обнаружения дефектов, включая трещины, поры и включения. Это вызывает отражение, преломление и дифракцию. Вы можете узнать, где находятся разломы, насколько они велики и каковы они, наблюдая за изменениями амплитуды, положения и формы отраженных волн. Ультразвуковые зонды преобразуют электрические импульсы в звуковые волны, которые проходят через материал и возвращаются к зонду. Звуковые волны затем преобразуются обратно в электрические сигналы, чтобы их можно было отображать и анализировать.
Основные сильные стороны
Высокая проникающая способность: позволяет обнаруживать металлы, не-металлы и композитные материалы толщиной от нескольких миллиметров до нескольких метров.
Обнаружить неисправности можно с точностью до ±0,1 мм, измерив время прохождения через них звуковых волн.
Очень чувствителен: может обнаружить дефекты диаметром до 0,1 мм.
Широкий спектр применения: хорошо работает со сварными швами, отливками, поковками, композитными материалами и т. д.
Использование в бизнесе
Аэрокосмическая промышленность: обнаружение трещин и проблем с расслоением внутри лопаток турбин и обшивок крыльев.
Нефтехимическая промышленность: Проверьте качество сварных швов и коррозионную стойкость сосудов под давлением и труб.
Обнаружение дефектов литья в блоках цилиндров двигателей и корпусах коробок передач является частью изготовления автомобилей.
Энергетика: на страже утонения стенок котельных труб и усталостных трещин в оборудовании атомных электростанций.
Типичный сценарий
Ультразвуковые испытания показали, что внутренняя пористость лопаток двигателя Boeing 787 Dreamliner была выше нормы после того, как они были изготовлены с использованием технологии SLM (Selective Laser Melting). После обработки горячим изостатическим прессованием (HIP) пористость снизилась с 5% до 0,1%, а ультразвуковое тестирование показало, что диапазон допуска снизился с ± 0,03 мм до ± 0,005 мм.
2. Радиографическое исследование (РТ).
Технический принцип
Когда рентгеновские-лучи или гамма-лучи проходят через материалы, разница в плотности между поврежденными и неповрежденными частями приводит к поглощению различного количества радиации. Это создает изображения на пленочных или цифровых детекторах, которые показывают, где находятся дефекты, насколько они велики и какой формы.
Основные сильные стороны
Визуальное изображение: немедленное отображение формы дефекта с помощью пленки или цифровых фотографий.
Высокое разрешение: позволяет обнаружить небольшие дефекты длиной 0,1 мм и шириной 0,01 мм.
Широкая применимость: может использоваться для поиска дефектов внутри металлических, не-металлических и композитных материалов.
Использование в бизнесе
Аэрокосмическая промышленность: поиск трещин и других проблем внутри дисков турбины двигателей и камер сгорания.
Автомобилестроение: Проверка качества сварки сварных соединений (таких как точечная и дуговая сварка).
В атомной энергетике следите за дефектами сварных швов и коррозией корпусов реакторов.
Электронная упаковка: поиск паяных соединений BGA для виртуальной пайки и трещин внутри чипов.
Нормальный случай
Чтобы обнаружить заусенцы и воздушные отверстия в поперечных отверстиях при изготовлении корпусов клапанов гибридной трансмиссии, Toyota проводит рентгеновский осмотр. Технология создания изображений в реальном-времени сокращает время, необходимое для поиска чего-либо, с 30 минут при использовании традиционных пленочных методов до 5 минут. Он также сохраняет отклонение допуска в пределах ± 0,008 мм.
3. Тестирование магнитными частицами (МТ).
Технический принцип
При магнитопорошковом тестировании используются намагниченные ферромагнитные материалы, такие как углеродистая сталь и низколегированная сталь, чтобы создать магнитное поле рассеяния в месте дефекта. Это поле притягивает магнитный порошок, нанесенный на поверхность, создавая магнитные следы, которые показывают, где находится дефект и какой он формы.
Основные сильные стороны
Очень чувствителен: может обнаружить трещины на поверхностях шириной 0,1 мкм.
Простота в использовании: Гаджет легкий и простой в использовании для тестирования на месте.
Низкая стоимость. Стоимость тестирования составляет всего одну-пятую стоимости рентгенографического исследования.
Использование в бизнесе
Железнодорожная отрасль: поиск трещин и повреждений болтовых отверстий на путях рельсов.
Нефтехимическая промышленность: Проверьте наличие трещин под напряжением и поверхностной коррозии трубопроводов и сосудов под давлением.
Судостроение: Проверка на отсутствие оплавлений и шлаков в сварных швах корпуса судна.
Энергетика: следите за дефектами поверхности защитных колец ротора генератора.
Нормальный случай
Высокоскоростная-железная дорога Китая использует технологию магнитопорошкового тестирования, позволяющую постоянно проверять поверхность обода колеса. Эта технология позволяет обнаруживать микротрещины глубиной 0,05 мм, что предотвращает дорожно-транспортные происшествия, вызванные усталостным разрушением, и удваивает срок службы колес.
4. Испытание на проникновение жидкости (ПТ).
Технический принцип
При тестировании на проникновение используется способ, которым жидкости проходят через небольшие отверстия, чтобы нанести флуоресцентные или цветные красители на дефекты поверхности материалов. После работы агентов визуализации создаются видимые маркеры, показывающие, где и какие дефекты формы существуют.
Основные сильные стороны
Широкая применимость: можно найти практически любые не-пористые материалы, такие как металлы, керамика, полимеры и т. д.
Гибкая работа: нет необходимости в больших машинах; может использоваться в полевых условиях или на больших высотах.
Низкая стоимость. Стоимость тестирования составляет всего одну-треть стоимости ультразвукового контроля.
Использование в бизнесе
Аэрокосмическая промышленность: поиск трещин на поверхности лопаток турбин и шасси, вызванных усталостью.
Автомобильная промышленность: Проверьте пористость отливок блоков цилиндров двигателя и картеров коробки передач.
Оборудование для атомной энергетики: поиск крошечных трещин на поверхности сварных швов из нержавеющей стали.
Строительная отрасль: посмотрите на поверхностные дефекты сварных швов стальных конструкций.
Типичный случай
Технология флуоресцентного дефектоскопического контроля используется для обнаружения поверхностных дефектов на обшивке из титанового сплава крыльев самолетов Airbus A350. Ультрафиолетовый свет позволяет легко увидеть трещины шириной 0,02 мм. Уровень обнаружения в десять раз выше, чем при обычном глазном контроле, а процент прохождения допусков возрос до 99,5%.
5. Вихретоковое тестирование (ET)
Технический принцип
При вихретоковых испытаниях используется принцип электромагнитной индукции. Когда испытательная катушка с переменным током приближается к проводящему веществу, через материал протекают вихревые токи. Качества материала (проводимость, магнитная проницаемость) и дефекты определяют размер, фазу и форму течения вихревых токов. Обнаружение изменений импеданса катушки подскажет нам, есть ли какие-либо проблемы.
Основные сильные стороны
Бесконтактное обнаружение: нет необходимости в связующих агентах, хорошо работает на высокоскоростных-автоматических производственных линиях.
Быстрая скорость обнаружения: можно найти трубы или провода длиной несколько метров за минуту.
Обнаруживаемый тонкий слой: работает с проводящими материалами толщиной 0,1 мм и более.
Использование в бизнесе
Аэрокосмическая промышленность: поиск трещин на лопастях авиационных двигателей, вызванных усталостью и коррозией отверстий под заклепки в обшивке фюзеляжа.
Энергетика: следим за тем, как корродирует внутренняя стенка труб теплообменников и как уменьшается толщина стенок котельных труб на атомных электростанциях.
В производственном бизнесе проверьте, совпадают ли термообработка и дефекты поверхности медной проволоки для колес из алюминиевого сплава для автомобилей.
Железнодорожный транспорт: поиск трещин в протекторе-скоростных железнодорожных колес и повреждений отверстий под рельсовые болты.
Нормальный случай
Tesla использует вихретоковое испытательное оборудование для проверки поверхности медной фольги в режиме онлайн при изготовлении электродов для аккумуляторов. Многочастотные вихретоковые датчики-могут обнаруживать царапины глубиной всего 0,01 мм. Это снижает вероятность поломки электрода на 80% и продлевает срок службы батареи более чем в 2000 раз.