Анализ неразрушающих методов контроля металлоконструкций
ART 86478
Авторы:
А.
Н. Бородин, Е.
М. Бородин
А.
Н. Бородин, Е.
М. Бородин Библиографическое описание статьи для цитирования:
Бородин
А.
Н.,
Бородин
Е.
М. Анализ неразрушающих методов контроля металлоконструкций // Научно-методический электронный журнал «Концепт». –
2016. – Т. 11. – С.
2246–2250. – URL:
http://e-koncept.ru/2016/86478.htm.
Аннотация. Проведен анализ, и рассмотрены основные неразрушающие методы контроля и исследования металлоконструкций.
Ключевые слова:
голография, прочность, цикличность, оптика, напряженно-деформированное состояние, металл, ультразвук
Текст статьи
Бородин Антон Николаевич,Магистр 1го курса, факультет биомедицинских и пищевых технологий и систем, ФГБОУВО "Пензенский государственный технологический университет", ПензГТУ, (г. Пенза, Россия)tosha.borodin.94@mail.ru
Бородин Евгений Михайлович,Старший преподаватель кафедры «Технология машиностроения» цикл «Теоретическая и прикладная механика», ФГБОУВО "Пензенский государственный технологическийуниверситет" ПензГТУ (г. Пенза, Россия)borodin_bor@mail.ru
Анализ неразрушающих методов контроля металлоконструкций
Аннотация.Проведен анализи рассмотрены основные неразрушающиеметоды контроляи исследования металлоконструкций.
Ключевые слова:прочность,цикличность,металл, напряженнодеформированное состояние, ультразвук, оптика, голография.
Частичное или полное обрушение здания или металлоконструкции это чрезвычайная ситуация.Основнойпричинойможетбыть:потеря несущих способностей, возникновение всевозможных резонансных явлений, ошибка проектировщиков, неправильный подбор сечения элементов конструкций, а так же не качественный и неправильный монтажконструкций, нарушение правил эксплуатации здания.Внезапное обрушение здания приводит к длительному выходу это из строя, так же возможно и возникновение пожара, разрушение коммунальноэнергетических сетей, образованию завалов, травмирование или даже в худшем случае гибель людей[1].Разрушения или повреждения зданий (сооружений) подразделяются на две группы:1. Повреждения сооружения в целом или изменение положения относительно его основания (просадки, наклоны, опрокидывания, смещения);
2. Повреждения отдельных конструкций сооружения или их элементов (деформации, обрушения, крушения)[1].Главной целью механических испытаний зданий, сооружений, конструкций или их элементов, является выяснение причин поломок или выхода из строя изза больших деформаций.Соответственно этому существует несколькогрупп инженерных задач:Первая группа: деформации могут привести к разрушению конструкций, поэтому при проектировании необходимо проводить расчеты элементовзданий на прочность, в результате которыхопределяется время работы конструкцийдо разрушения (ресурс) при заданном уровне внешних воздействий или предельно допустимая разрушающая нагрузка.При расчетах напряженнодеформированного состояния рассматривается идеальное тело, которое считается сплошным и однородным[2].Одним из главных требований, предъявляемых к конструкциям это их технологичность, которая характеризуется минимальными затратами припроизводстве [2].
Вторая группа: расчет по несущей способности, состоящей в определении критической нагрузки, при которой либо сжатые, аиногда растянутыеэлементы конструкции приобретают большие перемещения, недопустимые при эксплуатации и не сохраняют устойчивость первоначальной формы, либо наступает общее пластическое течение,усталостные или другие явления.Третья группа: расчет на виброустойчивостьспособность конструкции работать в нужном диапазоне режимов, достаточно далеких от области резонанса, когда интерес представляют собственные формы и частоты колебаний всей конструкции,и ее отдельных элементов.В настоящее время данные виды расчетов также можно производить ипри помощи автоматизированных систем расчета, либо с помощью математических пакетов, Mathcad, MatLab, Derive, TKSolver[3].Также при изготовлении конструкций следует уделять особое внимание к сварочным работам в частности к качеству выполняемых сварных швов, а так же подгонке элементов конструкций друг к другу.
Сварка –это самый распространенный метод изготовленияметаллоконструкций самого разного назначения. Такой тип неразъемногосоединения отдельных деталей в единое целое на сегодняшний день считается самым надежным. Поэтому и применяется он в тех металлоконструкциях, которые должны в процессе эксплуатации выдерживать самые серьезные нагрузки. А долговечность конструкции в полной мере зависит от того, насколько при ее изготовлении соблюдалось требование к сварным швам, прописанное в ГОСТ и проектной документации[4].
Рисунок 1Сварной шов
При этом общая тенденция развития современных конструкций состоит в максимальном увеличении уровня рабочих напряжений с сохранением высокой надежности при эксплуатации и уменьшении материалоемкости, что в свою очередь приводит к необходимости точного учета индивидуальных способностей конструкции в инженерных расчетах. Чтонакладывает жесткие требования на методы экспериментальной проверки получаемых результатов, а самое главное –экспериментального изучения конструкции при эксплуатации. Этими проблемами и занимается экспериментальная механика. Широкое применениенеразрушающего метода контроляконструкцийобусловлено не разрушением готовых конструкций, позволяет избежать потери во времени и больших материальных затрат на данные исследования [5].
Основные требования, которые предъявляются к неразрушающим методам контроля:1. Возможность осуществления контроля на всех стадиях изготовления элементов конструкции.2. Высокая достоверность результатов контроля.3. Возможность механизации и автоматизации контроля технологических процессов.4. Высокая надежность дефектоскопической аппаратуры.5. Простота методик контроля6. Техническая доступность средств контроля в условиях производства и эксплуатации.По принципу работы все неразрушающие методы контроля делятся на:
1.Акустические (ультразвуковые) 2.Капиллярные3.Магнитные (магнитопорошковые)4. Оптические (визуальные)5. Радиационные6. Радиоволновые7. Тепловые8. Контроль течеисканием9. Электромагнитные 10. ТоковихревыеРассмотрим некоторые из этих методов.Акустические (ультразвуковые)методы основаны на регистрации колебаний возбуждаемых или возникающих в контролируемом объекте конструкции[5].Один из способов контроля представлен на рисунке 2 [6]
Рисунок 2 Ультразвуковой метод исследования
Метод ультразвуковой дефектоскопии металлов и других материалов впервые был разработан и практически осуществлен в Советском Союзе в 1928—1930 гг. проф. С. Я. Соколовым. Ультразвуковые колебания бывают продольные и поперечные. Если частицы среды перемещаются параллельно направлению распространения волны, то такая волна является продольной, если перпендикулярно, то поперечной. Поперечные волны в основном используют для отыскания дефектов в сварных швах, направленные под углом кповерхности свариваемых деталей.Ультразвуковые волны способны проникать в материальные среды на большую глубину, преломляясь и отражаясь при попадании на границу двух материалов с различной звуковой проницаемостью. Именно эта способность ультразвуковых волн используется в ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений[7].Преимущества ультразвукового контроля качества металлов и сварочных соединений:1. Безопасность для человека.2. Высокая скорость и точность исследования.3. Низкая стоимость.4. Высокая мобильность.5. Возможность проведения ультразвукового контроля на действующем объекте.6. При проведении ультразвукового контроля исследуемый объект не повреждается.Недостатки УЗК:1. Невозможно определить о реальном размере дефекта.2. Трудности при ультразвуковом контроле металлов с крупнозернистой структурой изза большого рассеяния и сильного затухания ультразвука.3. Подготовка поверхности к контролю для ввода ультразвуковых волн в металл.4. Необходимость нанесения на контролируемую поверхность после зачистки контактных жидкостей для обеспечения стабильного акустического контакта.Ультразвуковой контроль наряду с другими физическими методами является надежным и высокоэффективным.Капиллярныеметоды основаны на капиллярном проникновении капель индикаторных жидкостей в полости поверхностных дефектов.
Рисунок 3 Капиллярный метод исследования
На очищенную поверхность детали наносят проникающую жидкость, которая проникает в полости поверхностных дефектов. Затем оставшуюся жидкость на поверхности детали удаляют.А жидкость, которая осталась в полости дефектов, выявляют с помощью, так называемого проявителя, который образует индикаторный рисунок на поверхности.Данный метод используется в полевых цеховых и лабораторных условиях, в широком диапазоне положительных и отрицательных температур [5].
К основным преимуществам, которыми обладают капиллярные методы неразрушающего контроля, можно отнести следующие:1. Возможность применения к разнообразным материалам.2. Простота проведения.3. Получение информации о характере, форме, размерах дефекта и др.Тем не менее, капиллярная дефектоскопия имеет некоторые недостатки:
1.Этот процесс достаточно трудоемок.
2.Исследование занимает довольно много времени [8].Оптические (визуальные)методы. Этап визуального контроля с более широким, увеличенным диапазоном исследования за счет использования оптических приборов. В зависимости от применения метод предназначается для трех основных групп:1. Для поиска и анализа скрытых объектов,(приборы: эндоскопы, бороскопы, видеосистемы, перископические дефектоскопы).2. Для проведения контроля объектов, удаленных от рабочего места дефектоскописта, (приборы: телескопические лупы, бинокли, зрительные трубы).3. Для обследования мелких близлежащих объектов,(приборы: лупы, микроскопы).Один из таких приборов представлен на рисунке 4 [9]
Рисунок 4 Прибор MultiCAM
Визуальный контроль сварных швов требуется и в условиях непригодных для работы органов чувств человека. В таких областях как: повышенные температуры, опасный радиационный фон, внешняя химически активная среда и другие. Тогда в дополнения к оптическим приборам для поиска и анализа скрытых объектов используются:1. Платформы дистанционного управления.2. Тепловизионные установки.3. Световые приборы.4. Автоматические системы транспортировки.5. Управляемые роботы.К преимуществамданного методаотносится:1. Простой и доступный метод.2. При сборе информации о качестве конструкции позволяет получить до 50% от всего объема.3. Не трудозатратный и не требует дорогостоящего оборудования.4. Легко подвергается проверки и повторному проведению.К недостаткам данного метода относится:1. Человеческий фактор, который влияет на 100% результатов.2. Низкая достоверность полученных результатов, субъективность.3. Используется только для поиска крупных дефектов (не менее 0,1 –0,2 мм).
4. Ограниченность исследования только видимой частью конструкции.Так же важна и техническая грамотность сотрудников, которые должны правильно подобрать методику измерения, сравнительный шаблон или нормативы и дать точную оценку результатам измерения.По способу и качеству диагностики даже несовершенный визуальный контроль сварных швов является необходимым методом, как и на стадии проведения комплексной диагностики, так и в течении всего технологического процесса[10].Голографический методприменим для контроля деформаций, перемещения, отклонения от заданной формы объектов сложной конфигурации, а также однородности оптических сред. Это одно из важных направлений оптической дефектоскопии.Голография существенно отличается от обычных способов регистрации, осуществляемых на фотографических материалах, фотоэлектрических приемниках и др.[11].При освещении диффузной поверхности когерентным светом лазера каждая точка ее рассеивает в окружающее пространство сложную волну когерентного света. Эта волна несет всю информацию о материале, его структуре, обработке его поверхности, а также шероховатости и др. свойств. В результате интерференционного сложения волн всех точек освещенной поверхности в пространстве формируется рассеянное когерентное поле, несущее полную информацию о поверхности освещенного объекта [12].Голограммы позволяют, не производя никаких измерений, получать непосредственную качественную картину распределения деформаций по всей поверхности контролируемого изделия в результате приложения к нему усилий и при сопоставлении с голограммой эталонного образца обнаруживать различные дефекты.
Голография применяется также для анализа вибраций поверхности, что позволяет выявить свойства материала. Следует отметить что несмотря на большие преимущества связанные с высокой чувствительностью при измерении малых отклонений формы и размеров деталей, внутренних напряжений, до сих пор голография не получила широкого промышленного распространения. Основная область применения данного метода сводиться лишь клабораторным исследованиям[11].
Достоинства голографическогометода:1. Точность оценки параметров дефектов,как в динамике, так и в статике до 0,1 мм.Недостатки голографическогометода:1. Поддержание механической стабильности объекта контроля с высокой точностью во время экспонирования голограммы (установка должна иметь высокую степень виброзащиты).
Заключение
Значительная часть деталей и прочих элементов инженерных конструкций эксплуатируется в условиях действия динамических (повторнопериодических, ударных, вибрационных) нагрузок. Заметим, что прочностные свойства материалов при статическихи динамическихнагруженияхне одинаковы.Аразрушение в обоих случаях имеет принципиальное различие и обусловлено особенностями процесса деформации [13, 14]. Напомним также [14, 15], что в условиях действия повторно периодических (циклических) нагрузок, материалымогут разрушаться при максимальных напряжениях значительно меньших предела прочности и даже меньше предела текучести, если действие напряжений повторяется достаточное число раз. При этом процесс зарождения, постепенного накопления и развития трещин усталости занимает значительный промежуток времени. Разрушение же, внешне вполне работоспособной детали или элемента конструкции, не имеющей заметных внешне признаков повреждения, но уже обладающей скрытыми дефектами, происходит внезапно после наработки базовогочисла циклов нагружения [14, 15]. Важность и актуальность решения задачи по своевременному выявлению и устранению потенциально опасных дефектов материала деталей, конструкцийи сооружений сложно было бы переоценить. Поэтому рассмотренныеранее методыисследования контроляимеют весьма значимуюпрактическую ценность, так как позволяют не просто выявить, но исследовать размеры и локализацию трещин усталости и прочихскрытых структурных дефектов. Универсальность методовпозволяет применятьихпрактически на любых конструкционных материалах и при любых конструктивныхособенностях объектов исследованияработающих в условиях циклического нагружения.
Ссылкинаисточники1. revolution.allbest.ru/construction/00372743_0.html[Датаобращения16.02.2016]2.Волков, В.В. Прикладная механика/ В.В. Волков, В.Ю. Зайцев Пенза, 2012. 130 c.3. Смогунов, В.В. Компьютерные технологии моделирования/ В. В. Смогунов, В. Ю. Зайцев –Пенза: Пенз. гос. унт., 2003. –84 с. 4. stalevarim.ru/pub/trebovanieksvarnymshvamihsvoystvamikachestvu[Дата обращения 16.02.2016]5. window.edu.ru/resource/916/49916/files/dvgtu102.pdf [Датаобращения16.02.2016]6.gavm.spb.ru/news/274akusticheskijmetod [Датаобращения17.02.2016]7.autowelding.ru/publ/1/1/ultrazvukovoj_metod_kontrolja_kachestva_svarnykh_soedinenij/710452 [Дата обращения 16.02.2016]8.prometeyndt.ru/catalog/nerazrushajushhijj_kontrol/kapilljarnyjj_kontrol[Дата обращения 16.02.2016]9. ndtlabs.ru/vizualnyykontrol/multicam[Дата обращения 17.02.2016]10.elsvarkin.ru/texnologiya/texnologiyavizualnoizmeritelnyxmetodovispytaniyasvarnyxshvov. [Датаобращения16.02.2016]11.studopedia.ru/1_89766_sredstvakontrolyakachestvapromishlennoyproduktsii.html [Датаобращения16.02.2016]12. Волков И.В. Теоретические основы спеклголографии, / Волков И.В., Бородин Е.М., Зайцев В.Ю., Кирсанов А.Ю. //XXIвек: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2013.№6(10). с. 7679.13. Потемкин, А.Н. О влиянии технологии изготовления пластин приводных цепей на усталостную прочность/ А.Н. Потемкин, А.С. Викулов, Н.Б. Романовская // Научнометодический электронный журнал Концепт. –2014. –Т. 20. –С. 11761180.14. Потемкин, А.Н. Усталостное разрушение материалов с позиции различных теорий/ А.Н. Потемкин, А.С. Викулов, Д.Е. Никитин // Научнометодический электронный журнал Концепт. –2015. –Т. 13. –С. 33113315.15. Потемкин, А.Н. К развитию дислокационной теории усталости/ А.Н. Потемкин, А.С. Викулов, Д.С. Карягин // Научнометодический электронный журнал Концепт. –2015. –Т. 13. –С. 32963300.
Бородин Евгений Михайлович,Старший преподаватель кафедры «Технология машиностроения» цикл «Теоретическая и прикладная механика», ФГБОУВО "Пензенский государственный технологическийуниверситет" ПензГТУ (г. Пенза, Россия)borodin_bor@mail.ru
Анализ неразрушающих методов контроля металлоконструкций
Аннотация.Проведен анализи рассмотрены основные неразрушающиеметоды контроляи исследования металлоконструкций.
Ключевые слова:прочность,цикличность,металл, напряженнодеформированное состояние, ультразвук, оптика, голография.
Частичное или полное обрушение здания или металлоконструкции это чрезвычайная ситуация.Основнойпричинойможетбыть:потеря несущих способностей, возникновение всевозможных резонансных явлений, ошибка проектировщиков, неправильный подбор сечения элементов конструкций, а так же не качественный и неправильный монтажконструкций, нарушение правил эксплуатации здания.Внезапное обрушение здания приводит к длительному выходу это из строя, так же возможно и возникновение пожара, разрушение коммунальноэнергетических сетей, образованию завалов, травмирование или даже в худшем случае гибель людей[1].Разрушения или повреждения зданий (сооружений) подразделяются на две группы:1. Повреждения сооружения в целом или изменение положения относительно его основания (просадки, наклоны, опрокидывания, смещения);
2. Повреждения отдельных конструкций сооружения или их элементов (деформации, обрушения, крушения)[1].Главной целью механических испытаний зданий, сооружений, конструкций или их элементов, является выяснение причин поломок или выхода из строя изза больших деформаций.Соответственно этому существует несколькогрупп инженерных задач:Первая группа: деформации могут привести к разрушению конструкций, поэтому при проектировании необходимо проводить расчеты элементовзданий на прочность, в результате которыхопределяется время работы конструкцийдо разрушения (ресурс) при заданном уровне внешних воздействий или предельно допустимая разрушающая нагрузка.При расчетах напряженнодеформированного состояния рассматривается идеальное тело, которое считается сплошным и однородным[2].Одним из главных требований, предъявляемых к конструкциям это их технологичность, которая характеризуется минимальными затратами припроизводстве [2].
Вторая группа: расчет по несущей способности, состоящей в определении критической нагрузки, при которой либо сжатые, аиногда растянутыеэлементы конструкции приобретают большие перемещения, недопустимые при эксплуатации и не сохраняют устойчивость первоначальной формы, либо наступает общее пластическое течение,усталостные или другие явления.Третья группа: расчет на виброустойчивостьспособность конструкции работать в нужном диапазоне режимов, достаточно далеких от области резонанса, когда интерес представляют собственные формы и частоты колебаний всей конструкции,и ее отдельных элементов.В настоящее время данные виды расчетов также можно производить ипри помощи автоматизированных систем расчета, либо с помощью математических пакетов, Mathcad, MatLab, Derive, TKSolver[3].Также при изготовлении конструкций следует уделять особое внимание к сварочным работам в частности к качеству выполняемых сварных швов, а так же подгонке элементов конструкций друг к другу.
Сварка –это самый распространенный метод изготовленияметаллоконструкций самого разного назначения. Такой тип неразъемногосоединения отдельных деталей в единое целое на сегодняшний день считается самым надежным. Поэтому и применяется он в тех металлоконструкциях, которые должны в процессе эксплуатации выдерживать самые серьезные нагрузки. А долговечность конструкции в полной мере зависит от того, насколько при ее изготовлении соблюдалось требование к сварным швам, прописанное в ГОСТ и проектной документации[4].
Рисунок 1Сварной шов
При этом общая тенденция развития современных конструкций состоит в максимальном увеличении уровня рабочих напряжений с сохранением высокой надежности при эксплуатации и уменьшении материалоемкости, что в свою очередь приводит к необходимости точного учета индивидуальных способностей конструкции в инженерных расчетах. Чтонакладывает жесткие требования на методы экспериментальной проверки получаемых результатов, а самое главное –экспериментального изучения конструкции при эксплуатации. Этими проблемами и занимается экспериментальная механика. Широкое применениенеразрушающего метода контроляконструкцийобусловлено не разрушением готовых конструкций, позволяет избежать потери во времени и больших материальных затрат на данные исследования [5].
Основные требования, которые предъявляются к неразрушающим методам контроля:1. Возможность осуществления контроля на всех стадиях изготовления элементов конструкции.2. Высокая достоверность результатов контроля.3. Возможность механизации и автоматизации контроля технологических процессов.4. Высокая надежность дефектоскопической аппаратуры.5. Простота методик контроля6. Техническая доступность средств контроля в условиях производства и эксплуатации.По принципу работы все неразрушающие методы контроля делятся на:
1.Акустические (ультразвуковые) 2.Капиллярные3.Магнитные (магнитопорошковые)4. Оптические (визуальные)5. Радиационные6. Радиоволновые7. Тепловые8. Контроль течеисканием9. Электромагнитные 10. ТоковихревыеРассмотрим некоторые из этих методов.Акустические (ультразвуковые)методы основаны на регистрации колебаний возбуждаемых или возникающих в контролируемом объекте конструкции[5].Один из способов контроля представлен на рисунке 2 [6]
Рисунок 2 Ультразвуковой метод исследования
Метод ультразвуковой дефектоскопии металлов и других материалов впервые был разработан и практически осуществлен в Советском Союзе в 1928—1930 гг. проф. С. Я. Соколовым. Ультразвуковые колебания бывают продольные и поперечные. Если частицы среды перемещаются параллельно направлению распространения волны, то такая волна является продольной, если перпендикулярно, то поперечной. Поперечные волны в основном используют для отыскания дефектов в сварных швах, направленные под углом кповерхности свариваемых деталей.Ультразвуковые волны способны проникать в материальные среды на большую глубину, преломляясь и отражаясь при попадании на границу двух материалов с различной звуковой проницаемостью. Именно эта способность ультразвуковых волн используется в ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений[7].Преимущества ультразвукового контроля качества металлов и сварочных соединений:1. Безопасность для человека.2. Высокая скорость и точность исследования.3. Низкая стоимость.4. Высокая мобильность.5. Возможность проведения ультразвукового контроля на действующем объекте.6. При проведении ультразвукового контроля исследуемый объект не повреждается.Недостатки УЗК:1. Невозможно определить о реальном размере дефекта.2. Трудности при ультразвуковом контроле металлов с крупнозернистой структурой изза большого рассеяния и сильного затухания ультразвука.3. Подготовка поверхности к контролю для ввода ультразвуковых волн в металл.4. Необходимость нанесения на контролируемую поверхность после зачистки контактных жидкостей для обеспечения стабильного акустического контакта.Ультразвуковой контроль наряду с другими физическими методами является надежным и высокоэффективным.Капиллярныеметоды основаны на капиллярном проникновении капель индикаторных жидкостей в полости поверхностных дефектов.
Рисунок 3 Капиллярный метод исследования
На очищенную поверхность детали наносят проникающую жидкость, которая проникает в полости поверхностных дефектов. Затем оставшуюся жидкость на поверхности детали удаляют.А жидкость, которая осталась в полости дефектов, выявляют с помощью, так называемого проявителя, который образует индикаторный рисунок на поверхности.Данный метод используется в полевых цеховых и лабораторных условиях, в широком диапазоне положительных и отрицательных температур [5].
К основным преимуществам, которыми обладают капиллярные методы неразрушающего контроля, можно отнести следующие:1. Возможность применения к разнообразным материалам.2. Простота проведения.3. Получение информации о характере, форме, размерах дефекта и др.Тем не менее, капиллярная дефектоскопия имеет некоторые недостатки:
1.Этот процесс достаточно трудоемок.
2.Исследование занимает довольно много времени [8].Оптические (визуальные)методы. Этап визуального контроля с более широким, увеличенным диапазоном исследования за счет использования оптических приборов. В зависимости от применения метод предназначается для трех основных групп:1. Для поиска и анализа скрытых объектов,(приборы: эндоскопы, бороскопы, видеосистемы, перископические дефектоскопы).2. Для проведения контроля объектов, удаленных от рабочего места дефектоскописта, (приборы: телескопические лупы, бинокли, зрительные трубы).3. Для обследования мелких близлежащих объектов,(приборы: лупы, микроскопы).Один из таких приборов представлен на рисунке 4 [9]
Рисунок 4 Прибор MultiCAM
Визуальный контроль сварных швов требуется и в условиях непригодных для работы органов чувств человека. В таких областях как: повышенные температуры, опасный радиационный фон, внешняя химически активная среда и другие. Тогда в дополнения к оптическим приборам для поиска и анализа скрытых объектов используются:1. Платформы дистанционного управления.2. Тепловизионные установки.3. Световые приборы.4. Автоматические системы транспортировки.5. Управляемые роботы.К преимуществамданного методаотносится:1. Простой и доступный метод.2. При сборе информации о качестве конструкции позволяет получить до 50% от всего объема.3. Не трудозатратный и не требует дорогостоящего оборудования.4. Легко подвергается проверки и повторному проведению.К недостаткам данного метода относится:1. Человеческий фактор, который влияет на 100% результатов.2. Низкая достоверность полученных результатов, субъективность.3. Используется только для поиска крупных дефектов (не менее 0,1 –0,2 мм).
4. Ограниченность исследования только видимой частью конструкции.Так же важна и техническая грамотность сотрудников, которые должны правильно подобрать методику измерения, сравнительный шаблон или нормативы и дать точную оценку результатам измерения.По способу и качеству диагностики даже несовершенный визуальный контроль сварных швов является необходимым методом, как и на стадии проведения комплексной диагностики, так и в течении всего технологического процесса[10].Голографический методприменим для контроля деформаций, перемещения, отклонения от заданной формы объектов сложной конфигурации, а также однородности оптических сред. Это одно из важных направлений оптической дефектоскопии.Голография существенно отличается от обычных способов регистрации, осуществляемых на фотографических материалах, фотоэлектрических приемниках и др.[11].При освещении диффузной поверхности когерентным светом лазера каждая точка ее рассеивает в окружающее пространство сложную волну когерентного света. Эта волна несет всю информацию о материале, его структуре, обработке его поверхности, а также шероховатости и др. свойств. В результате интерференционного сложения волн всех точек освещенной поверхности в пространстве формируется рассеянное когерентное поле, несущее полную информацию о поверхности освещенного объекта [12].Голограммы позволяют, не производя никаких измерений, получать непосредственную качественную картину распределения деформаций по всей поверхности контролируемого изделия в результате приложения к нему усилий и при сопоставлении с голограммой эталонного образца обнаруживать различные дефекты.
Голография применяется также для анализа вибраций поверхности, что позволяет выявить свойства материала. Следует отметить что несмотря на большие преимущества связанные с высокой чувствительностью при измерении малых отклонений формы и размеров деталей, внутренних напряжений, до сих пор голография не получила широкого промышленного распространения. Основная область применения данного метода сводиться лишь клабораторным исследованиям[11].
Достоинства голографическогометода:1. Точность оценки параметров дефектов,как в динамике, так и в статике до 0,1 мм.Недостатки голографическогометода:1. Поддержание механической стабильности объекта контроля с высокой точностью во время экспонирования голограммы (установка должна иметь высокую степень виброзащиты).
Заключение
Значительная часть деталей и прочих элементов инженерных конструкций эксплуатируется в условиях действия динамических (повторнопериодических, ударных, вибрационных) нагрузок. Заметим, что прочностные свойства материалов при статическихи динамическихнагруженияхне одинаковы.Аразрушение в обоих случаях имеет принципиальное различие и обусловлено особенностями процесса деформации [13, 14]. Напомним также [14, 15], что в условиях действия повторно периодических (циклических) нагрузок, материалымогут разрушаться при максимальных напряжениях значительно меньших предела прочности и даже меньше предела текучести, если действие напряжений повторяется достаточное число раз. При этом процесс зарождения, постепенного накопления и развития трещин усталости занимает значительный промежуток времени. Разрушение же, внешне вполне работоспособной детали или элемента конструкции, не имеющей заметных внешне признаков повреждения, но уже обладающей скрытыми дефектами, происходит внезапно после наработки базовогочисла циклов нагружения [14, 15]. Важность и актуальность решения задачи по своевременному выявлению и устранению потенциально опасных дефектов материала деталей, конструкцийи сооружений сложно было бы переоценить. Поэтому рассмотренныеранее методыисследования контроляимеют весьма значимуюпрактическую ценность, так как позволяют не просто выявить, но исследовать размеры и локализацию трещин усталости и прочихскрытых структурных дефектов. Универсальность методовпозволяет применятьихпрактически на любых конструкционных материалах и при любых конструктивныхособенностях объектов исследованияработающих в условиях циклического нагружения.
Ссылкинаисточники1. revolution.allbest.ru/construction/00372743_0.html[Датаобращения16.02.2016]2.Волков, В.В. Прикладная механика/ В.В. Волков, В.Ю. Зайцев Пенза, 2012. 130 c.3. Смогунов, В.В. Компьютерные технологии моделирования/ В. В. Смогунов, В. Ю. Зайцев –Пенза: Пенз. гос. унт., 2003. –84 с. 4. stalevarim.ru/pub/trebovanieksvarnymshvamihsvoystvamikachestvu[Дата обращения 16.02.2016]5. window.edu.ru/resource/916/49916/files/dvgtu102.pdf [Датаобращения16.02.2016]6.gavm.spb.ru/news/274akusticheskijmetod [Датаобращения17.02.2016]7.autowelding.ru/publ/1/1/ultrazvukovoj_metod_kontrolja_kachestva_svarnykh_soedinenij/710452 [Дата обращения 16.02.2016]8.prometeyndt.ru/catalog/nerazrushajushhijj_kontrol/kapilljarnyjj_kontrol[Дата обращения 16.02.2016]9. ndtlabs.ru/vizualnyykontrol/multicam[Дата обращения 17.02.2016]10.elsvarkin.ru/texnologiya/texnologiyavizualnoizmeritelnyxmetodovispytaniyasvarnyxshvov. [Датаобращения16.02.2016]11.studopedia.ru/1_89766_sredstvakontrolyakachestvapromishlennoyproduktsii.html [Датаобращения16.02.2016]12. Волков И.В. Теоретические основы спеклголографии, / Волков И.В., Бородин Е.М., Зайцев В.Ю., Кирсанов А.Ю. //XXIвек: итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2013.№6(10). с. 7679.13. Потемкин, А.Н. О влиянии технологии изготовления пластин приводных цепей на усталостную прочность/ А.Н. Потемкин, А.С. Викулов, Н.Б. Романовская // Научнометодический электронный журнал Концепт. –2014. –Т. 20. –С. 11761180.14. Потемкин, А.Н. Усталостное разрушение материалов с позиции различных теорий/ А.Н. Потемкин, А.С. Викулов, Д.Е. Никитин // Научнометодический электронный журнал Концепт. –2015. –Т. 13. –С. 33113315.15. Потемкин, А.Н. К развитию дислокационной теории усталости/ А.Н. Потемкин, А.С. Викулов, Д.С. Карягин // Научнометодический электронный журнал Концепт. –2015. –Т. 13. –С. 32963300.
