Неруйнівний контроль
НЕРУЙНІВНИ́Й КОНТРО́ЛЬ — визначення характеристик властивостей та якостей матеріалів, напівфабрикатів, виробів без завдання їм шкоди та руйнування. Розрізняють актив. Н. к. (виконують за допомогою зовн. (допоміж.) джерела енергії, що створює сигнал вимірювал. інформації) та пасив. (сигнал отримують безпосередньо від контрольованого об’єкта). Н. к. класифікують за способом порівняння контрольованого параметра із заданим, фіз. закономірностями, покладеними в основу контролю, та видами застосовуваних засобів. До Н. к. відносять дефекто-, структуро- й інтроскопію, томографію та ін. методи контролю фіз. стану, виявлення порушення цілісності, однорідності, сторон. включень та ін. дефектів. Фундам. основи Н. к. розвиваються від поч. 20 ст. водночас з удосконаленням техніки, виокремленням нових напрямів фізики та ін. наук. Хоча, напр., тріщини в скляних ємностях і метал. виливках (дзвонах) за характером звучання визначають здавна. Для Н. к. тривалий час використовують і властивість гасу проникати через капілярні тріщини. У системі Н. к. застосовують радіац., оптичні, акуст., електр., електромагнітні, магнітометр., термогр. та ін. методи. Магнітні й електромагнітні методи ґрунтуються на здатності магніт. потоків огинати місця зі зниженою проникністю (тріщини, пори та ін.). Залежно від властивостей контрольованого виробу використовують магнітопорошк., індукц., ферозонд. та ін. методи. Розвиток напівпровідник. техніки, цифр. методів оброблення зображень стимулювало інтенсивне вдосконалення термографії та його широке впровадження (термічні фарби, тепловіз. обладнання, напівпровідник. елементи тощо). Створ. лазерно-термогр. вимірювал. системи, що дозволяють дистанційно визначати координати і геом. параметри дефектів потенційно небезпеч. втрат тепла. 1955 в Інституті електрозварювання АН УРСР (Київ) організовано першу спеціаліз. лаб. фіз. методів оцінювання якості звар. з’єднань, пізніше — 1 наук. і 2 конструктор. відділи. Спіл. зусиллями цих підрозділів розроблено понад 100 проектів Н. к., більшість з яких реалізовано в різних галузях промисловості як в Україні, так і за її межами (В. Цечаль, Ф. Киселівський, Л. Лобанов, В. Троїцький та ін.). У 1960-х рр. в Інституті електрозварювання АН УРСР створ. ультразвук. механізов. пром. установки Н. к. У цей період на багатьох заводах хім. машинобудування впроваджено ультразвук. спосіб контролю звар. з’єднань біметалів, на Харциз. (Донец. обл.), Виксун. (Нижегород. обл.), Челябін. (обидва — РФ) та ін. металург. і трубопрокат. заводах — автоматиз. Н. к. Були розроблені автоматиз. установки для ультразвук. контролю якості звар. з’єднань труб великого діаметра, ультразвук. тренажери, радіогр. еталони, портативні магнітні дефектоскопи на основі постій. магнітів з рідкоземел. металів, портативну рентґенотелевіз. апаратуру тощо. Одним із напрямів Н. к. стало визначення стану та прогнозування поводження матеріалів виробу, зокрема й короз. ураження підзем. трубопроводів (А. Недосєка, С. Недосєка і ін.). У 1970-х рр. укр. вчені створили нові методики Н. к., розробили автоматиз. системи для ультразвук. контролю звар. труб, комплекси цифр. радіографії для оброблення та документування результатів рентґен-контролю тощо. Унаслідок дослідж. явищ, що супроводжують деформування та руйнування матеріалів і звар. з’єднань, спроектовано діагност. моніторинг. й експертні системи та прилади, які впроваджено на трубопровід. транспорті, підприємствах хім. та нафтоперероб. галузей (А. Недосєка). Дніпроп. НДІ машинобудування (нині Дніпро) започатковано застосування Н. к. деталей і вузлів ракетно-косміч. техніки на основі Кірліан-ефекту. Ніякий ін. метод Н. к. на той час не дозволяв візуалізувати дефекти конструкцій типу метал–неметал, особливо на папер. носію (С. Романій, З. Чорний, В. Шелухін, П. Желтов). У 1980-х рр. укр. науковці спільно з фахівцями Центр. інституту зварювання НДР створили пересувні радіогр. лаб. для контролю звар. з’єднань буд. конструкцій. Освоєно контролювання стану залізнич. колій (дефектів рейок, звар. і болт. з’єднань) ультразвук. та магніт. дефектоскопами, розміщеними на візках, що переміщують вручну, або на спец. вагонах (С. Кучук-Яценко, В. Троїцький та ін.). Фахівці КБ «Південне» (Дніпропетровськ), ВО «Комунар» (Харків), АНТК ім. О. Антонова (Київ) та Інституту електрозварювання АН УРСР здійснили фундам. дослідж. щодо застосування фіз. методів для потреб ракетно-косміч. й авіац. галузей. У ракетобудуванні, зокрема на Пд. маш.-буд. заводі (Дніпропетровськ), застосовано Н. к. негерметичності палив. баків у вакуум. мас-спектрометр. камері з гелієвим течієшукачем. Завдяки цьому стало можливим виявлення протікань, співмірних з декількома шарами молекул. Методами Н. к. вдалося досягти 20-річ. терміну перебування вітчизн. міжконтинентал. бойових ракет у старт. положенні. Ретел. Н. к. в процесі виготовлення, приймання й експлуатації обов’язковий для виробів, що працюють в екстремал. умовах (трубопроводи, реактори, кораблі, ракети, монум. споруди та ін.). Однак об’єктив. оцінювання якості можна досягти тільки при застосуванні кількох різних фіз. методів Н. к. У 1980-х рр. для створення технологій і обладнання для Н. к. багатошар. обичайок, для яких недопустиме застосування контакт. рідин, розроблено метод введення в метал ультразвук. коливань безконтактно, без мех. коливань перетворювача. В Інституті електрозварювання НАНУ створ. технології тангенцій. просвічування тіл обертання, що дозволяє визначати залишк. товщину металу, зазори між обшивкою і тілом, внутр. заповнення об’єму тощо. Для Н. к. труб теплообмінників діаметром 18–26 мм і завдовжки до 14 м спроектовані телеендоскопи, на яких на кінці телескопіч. штанги встановлено камеру-прилад із заряд. зв’язком (ПЗЗ) з високою розділ. здатністю. Фахівці Інституту електрозварювання НАНУ, Нац. тех. університету України «Київ. політех. інститут», ВО «Комунар» розробили портативне рентґенотелевіз. обладнання на основі високочутливих ПЗЗ-матриць і флюоресціювал. CsJ-екранів. Науковцями Івано-Фр. тех. університету нафти і газу спільно з працівниками кількох НДІ створ. обладнання для Н. к. бурових доліт, труб і їх з’єднання. Впроваджено методики оцінювання розмірів внутр. тріщиноподіб. дефектів, низькотемператур. сірководневих розшарувань на основі методів TOFD, SAFT, фазованих решіток при ультразвук. контролі, напр., на АТ «Лукойл-Карпатнафтохім», на великих мост. та ін. металоконструкціях. В останні десятиліття широкого поширення набули розроблені в Інституті електрозварювання НАНУ рухливі намагнічуючі пристрої на постій. магнітах. Застосування різних установок дозволило приблизно в 20 разів підвищити продуктивність контролю. У 2000-х рр. розроблено технологію Н. к. стану аміакопроводу на мосту через Дніпро. Виготовлено, змонтовано та введено в експлуатацію діагностичну апаратуру безперерв. моніторингу труб (А. Недосєка). Створ. методи оптич. моделювання, голографії, електрон. спекл-інтерферометрії та ширографії для дослідж. напруженого стану та Н. к. якості звар. з’єднань в конструкціях з метал., композиц. і полімер. матеріалів (Л. Лобанов). Спроектовані в Україні прилади вирізняються високою точністю та інформативністю. Їх застосовують в н.-д. організаціях і на підприємствах держав колиш. СРСР, Китаю, Пд. Кореї та ін. Протягом багатьох років Україна бере участь у виконанні європ. проектів з Н. к. Створ. Міжвідомчу раду з питань наук.-технол. безпеки при Раді нац. безпеки та оборони України, розроблено концепцію Держ. програми із забезпечення технол. безпеки для осн. галузей економіки України. Друкують ж. «Технічна діагностика та неруйнівний контроль». 2019 у Києві проведено 9-у Нац. конф. «Неруйнівний контроль та технічна діагностика»; 2020 в Одесі — 23-ю Міжнар. конф. «Неруйнівний контроль та моніторинг технічного стану».
Рекомендована література
- Методы неразрушающих испытаний / Пер. с англ. Москва, 1972;
- Неразрушающий контроль металлов и изделий. Москва, 1976;
- Патон Б. Е., Недосека А. Я. Акустическая диагностика несущей способности сварных конструкций // АС. 1982. № 9;
- Романий С. Ф., Черний З. Д. Неразрушающий контроль материалов по методу Кирлиана. Дн., 1991;
- L. M. Lobanov. Optical methods of studying and means of controlling welding strains and stresses. 1992;
- Троицкий В. А. Магнитопорошковый контроль сварных соединений и деталей машин. К., 2002;
- Лобанов Л. М. Проблемы оценки технического состояния и ресурса сварных конструкций // Прогресивні матеріали і технології: В 2 т. К., 2003;
- Патон Б. Е., Лобанов Л. М. и др. Техническая диагностика вчера, сегодня и завтра // Тех. диагностика и неразрушающий контроль. 2003. № 4;
- Недосека А. Я. Диагностические системы семейства «ЕМА». Основные принципы и особенности архитектуры (Обзор) // Там само. 2005. № 3;
- Троицкий В. А. Ультразвуковой контроль. К., 2006;
- Його ж. Визуальный и измерительный контроль деталей машин, металлоконструкций, сварных соединений. К., 2009;
- Технічна діагностика матеріалів і конструкцій: В 8 т. Л., 2017;
- Головко В. І., Єгоров О. П., Михайловський М. В. та ін. Неруйнівний контроль та діагностика промислового обладнання: Навч. посіб. Дн., 2019. Ч. 1. Неруйнівний контроль; ч. 2. Діагностика промислового обладнання.
Завантажити статтю
