Неразрушающий контроль и диагностика оборудования и систем теплоснабжения реферат

Обновлено: 04.07.2024

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

В зависимости от назначения и области применения тепловой НК разделяют на тепловую дефектоскопию, бесконтактную пирометрию и тепловидение.

Объектами тепловой дефектоскопии являются дефектные структуры, содержащие трещины, пустоты, поры, раковины, места непровара, непроклея, плохой тепло- и электроизоляции, неоднородности состава, посторонние примеси, места термического и усталостного перенапряжения и др. дефекты.

Методы тепловой дефектоскопии предусматривают качественный контроль тепловой неоднородности контролируемых объектов. Методы бесконтактной пирометрии используют для количественного измерения температуры различных объектов и процессов. Тепловидение - это относительно новое направление в технике теплового НК, использующее различные средства визуализации тепловых полей и изображений. Тепловизионные системы могут быть использованы как для целей тепловой дефектоскопии, так и для целей бесконтактной пирометрии.

Классификация и модели тепловой дефектоскопии

В основе всех тепловых методов дефектоскопии лежит связь между тепловым потоком от объекта и неоднородностью температурного распределения на его поверхности, которая возникает при наличии дефектов в исследуемом объекте.

В зависимости от наличия или отсутствия внешнего источника энергии различают активный и пассивный способы тепловой дефектоскопии.

Активные способы предназначены для обнаружения дефектов типа нарушения сплошности, изменений в структуре и физико-химических свойствах объектов. Такие дефекты обычно называют пассивными, т.е. не выделяющими тепла. Пассивные способы пригодны для контроля тепловых режимов и обнаружения активных дефектов, т.е. наиболее интенсивно выделяющих тепловую энергию.

В зависимости от взаимного расположения источника нагрева, термочувтвительного элемента и объекта контроля а также последовательности контрольных операций различают односторонний, двухсторонний, комбинированный (таб.1), синхронный и несинхронный способы теплового неразрушающего контроля. Кроме этого способы теплового контроля делят на статические и динамические. В этом случае определяющим фактором является зависимость температуры объекта от времени.

Таблица 1. Классификация способов теплового контроля

В задачах теплового контроля обычно исследуют поверхностные температурные поля объектов. Определение внутренних температур, как правило, затруднительно из-за непрозрачности объектов для ИК-излучения. Однако внутренние температурные неоднородности, характеризующие дефектность изделий, можно определить в численном виде с помощью моделирования их на ЭВМ.

Наличие дефектов приводит к локальному или интегральному искажению температурного поля, характерного для данного изделия. Это выражается в появлении перепадов температуры. Пространственно-временная функция этих перепадов определяется температурой тела, условиями его теплообмена с окружающей средой, геометрическими и теплофизическими характеристиками объекта контроля и самих дефектов, а также временем в динамическом режиме.

Модель активного теплового контроля при обнаружении пассивных дефектов представлена на рис.1.

Рис. 1. Модель активного теплового контроля пассивных дефектов:

1 - источник энергии; 2 - контролируемый объект; 3 - дефект; А – точка локального нагрева; Б - излучающая точка нагреваемой поверхности; X - направление сканирования источника энергии с локальным воздействием; Н - нагреваемая поверхность; Z - направление вглубь образца; П - противоположная поверхность; Т – температура

Примером пассивного контроля также являются ситуации, когда дефект в силу тех или иных причин сам по себе имеет аномальную по сравнению с основным материалом температуру, проявляясь на поверхности чаще всего в виде статического температурного перепада одного знака. В электронной технике такая модель используется для дефектов типа пробоя, короткого замыкания, обрыва, изменения номинала или энергетического режима, утечки тока или тепла, а также при выходе из строя отдельных элементов (ИС, резисторов, транзисторов и т.п.).

В пассивном тепловом контроле при обнаружении активных дефектов (рис.2) температура объекта вследствие определённых технологических или функциональных причин превышает температуру окружающей среды, и обнаружение дефекта возможно из-за интегрального различия теплофизических характеристик в месте дефекта и вне его. Как правило, в этом случае более эффективен динамический режим контроля, поскольку при статическом режиме значительны эффекты растекания тепла вокруг дефекта.

Рис. 2. Модель пассивного теплового контроля активных дефектов:

1 - контролируемый объект; 2 - дефект; XY - плоскость поверхности объекта; А и Б - точки поверхности объекта

Оптическая пирометрия

Любое тело с температурой, отличной от абсолютного нуля, является источником теплового излучения, обусловленного энергетическими переходами электронов и вращательно-колебательным движением молекул.

При анализе излучения различных объектов используют понятие абсолютно чёрного тела (АЧТ), или идеального излучателя, который обладает способностью только излучать собственную энергию или поглощать ее из окружающего пространства. Отражать или пропускать электромагнитную энергию АЧТ не способно. Спектральное распределение плотности излучения АЧТ r?(T) было впервые в общей форме описано Планком на основе квантовомеханических представлений о дискретном характере электромагнитного излучения:

где ? - длина волны, T - абсолютная температура, C1, C2 - пирометрические постоянные

C1 = 3,7415*10-16 Вт*м2 ; C2 = 1,4388*10-2 м*K .

Если член exp(C2/?T)>>1, то формула Планка приводится в выражение

которое известно как закон излучения Вина. При ?T 7,8*10 мкм*K погрешность расчётов по этой формуле не более 1%.

На графиках спектральной плотности излучения АЧТ (рис. 3) можно видеть, что увеличение температуры приводит не только к увеличению спектральной плотности излучения r?, но и сопровождается изменением спектрального состава излучения. Смещение максимума спектральной плотности в область более коротких длин волн происходит согласно закону смещения Вина:

?maxT = 2898 мкм*K,

где ?max - длина волны, на которой наблюдается максимум излучения.

Интегрируя формулу Планка в пределах от ?=0 до ?=?, получим выражение для суммарной по спектру плотности излучения АЧТ (закон Стефана-Больцмана):

где ?=5,67*10 Вт/м*K - постоянная Стефана-Больцмана.

Рис. 3. Спектры излучения АЧТ

АЧТ - научная абстракция, в природе такое тело не существует. Для реальных же тел описанные выше законы излучения не применимы, так как распределения плотностей излучения по спектру у реальных тел и у АЧТ различны. Особенно это характерно для газов, которые излучают в сравнительно узких полосах спектра. Однако у большинства твёрдых тел с шероховатыми поверхностями, особенно у диэлектриков и окислов металлов, полупроводников, распределение энергии по спектру имеет такой же характер, как и у АЧТ. Такие тела называют серыми. Они характеризуются тем, что отношение спектральных плотностей излучения этих тел к спектральной плотности излучения АЧТ при той же температуре, называемое коэффициентом излучения (или излучательной способностью), не зависит от длины волны.

Строго говоря, серых тел в природе не существует. Так, например, у многих металлов коэффициент излучения значительно уменьшается при увеличении длины волны, а у диэлектриков, наоборот, увеличивается. Но в ограниченных спектральных диапазонах многие тела с достаточной точностью можно считать серыми.

Коэффициент излучения является безразмерным и характеризует долю суммарного по спектру излучения данного материала по отношению к излучению АЧТ при той же температуре. Если рассматривают не суммарное излучение, а излучение в узкой области спектра, то коэффициент излучения называют спектральным и обозначают . Закон излучения Планка с учётом спектрального коэффициента излучения запишется в виде:

Классификация и модели тепловой дефектоскопии

Таблица 1. Классификация способов теплового контроля

Модель активного теплового контроля при обнаружении пассивных дефектов представлена на рис.1.

Рис. 1. Модель активного теплового контроля пассивных дефектов:

Рис. 2. Модель пассивного теплового контроля активных дефектов:

1 - контролируемый объект; 2 - дефект; XY - плоскость поверхности объекта; А и Б - точки поверхности объекта

Оптическая пирометрия

При анализе излучения различных объектов используют понятие абсолютно чёрного тела (АЧТ), или идеального излучателя, который обладает способностью только излучать собственную энергию или поглощать ее из окружающего пространства. Отражать или пропускать электромагнитную энергию АЧТ не способно. Спектральное распределение плотности излучения АЧТ r(T) было впервые в общей форме описано Планком на основе квантовомеханических представлений о дискретном характере электромагнитного излучения:

где - длина волны, T - абсолютная температура, C1, C2 - пирометрические постоянные

C1 = 3,7415*10-16 Вт*м2 ; C2 = 1,4388*10-2 м*K .

Если член exp(C2/T)>>1, то формула Планка приводится в выражение

которое известно как закон излучения Вина. ПриT 7,8*10 мкм*K погрешность расчётов по этой формуле не более 1%.

На графиках спектральной плотности излучения АЧТ (рис. 3) можно видеть, что увеличение температуры приводит не только к увеличению спектральной плотности излучения r, но и сопровождается изменением спектрального состава излучения. Смещение максимума спектральной плотности в область более коротких длин волн происходит согласно закону смещения Вина:

maxT = 2898 мкм*K,

где max - длина волны, на которой наблюдается максимум излучения.

Интегрируя формулу Планка в пределах от=0 до =, получим выражение для суммарной по спектру плотности излучения АЧТ (закон Стефана-Больцмана):

где =5,67*10 Вт/м*K - постоянная Стефана-Больцмана.

Рис. 3. Спектры излучения АЧТ

R(T) = 0T 4 , .

Коэффициент излучения является безразмерным и характеризует долю суммарного по спектру излучения данного материала по отношению к излучению АЧТ при той же температуре. Если рассматривают не суммарное излучение, а излучение в узкой области спектра, то коэффициент излучения называют спектральным и обозначают. Закон излучения Планка с учётом спектрального коэффициента излучения запишется в виде:

Основными целями отдела мониторинга являются подбор участков под диагностику тепловых сетей, разработка мероприятий по автоматизации, диспетчеризации, мониторингу, дистанционной и приборной диагностике функционирования тепловых сетей. Отдел диагностики занимается проведением инструментальной диагностики и неразрушающего контроля, обработкой полученных данных, формированием технических заключений с выводами и рекомендациями.

■ срок службы трубопроводов более 40% (отношение периода эксплуатации с момента последней перекладки к общему расчетному сроку службы трубопроводов. Расчетный срок службы трубопроводов разводящих сетей составляет 15 лет, для магистральных тепловых сетей - 25 лет);

■ количество аварий на участках тепловой сети;

■ дата проведения последней диагностики (более трех лет).

Собранные данные направляются в сектор обработки данных отдела диагностики, где проходит расшифровка и составление технического заключения о состоянии трубопроводов. Здесь учитывается все, что связано с теплосетью, - год прокладки, количество аварий на участке, тип изоляции трубопровода, измерение толщин стенок трубы, результаты визуально-измерительного контроля как в точках доступа к телу трубы, так и в полупроходных, проходных каналах и коллекторах и т.д.

Совсем недавно техническое заключение формировалось вручную из следующих документов и актов:

■ данные диагностируемого участка;

■ нормативные документы, на основании которых проводились работы;

■ вид неразрушающего контроля (метода), применяемого при техническом диагностировании;

■ перечень оборудования, используемого при диагностировании участка;

■ краткая вводная часть о методах НК;

■ протоколы и результаты проведенной работы (данные УЗ-толщинометрии, визуально-измерительного контроля, протоколы результатов применяемых методов диагностики);

■ выводы и рекомендации.

2. Метод магнитной памяти металла, методика бесконтактной магнитометрической диагностики (БМД) используется на тепловых вводах и магистральных сетях диаметром от 300 мм как дополнительный метод, а в некоторых случаях как основной.

БМД основана на измерении искажений магнитного поля Земли, обусловленных изменением намагниченности металла трубы в зонах концентрации напряжений и в зонах развивающихся коррозионно-усталостных повреждений. При этом характер изменений поля (частота, амплитуда) обусловлен деформацией трубопровода, возникающей в нем вследствие воздействия ряда факторов (остаточных технологических и монтажных напряжений, рабочей нагрузки и напряжений самокомпенсации при колебаниях температуры наружного воздуха и среды).

3. Также службой диагностики тепловых сетей комплексно применяются визуально-измерительный контроль и ультразвуковая толщинометрия в точках доступа, в полупроходных, проходных каналах, а также в коллекторах. Обнаруженные при визуальном осмотре дефекты теплоизоляции трубопроводов, и как следствие - металла трубы (нарушения теплоизоляции, капель с плит перекрытия каналов на металл трубы или на теплоизоляцию, осыпи и влага, дефекты строительных конструкций) подлежат тщательному дефектоскопическому и ультразвуковому контролю - с целью выявления утонения стенок трубопроводов за счет внешней и внутренней коррозии, контроля состояния строительных конструкций камер, каналов и коллекторов. Полученные данные вносятся в базу данных и учитываются при принятии решения о проведении ремонтных работ.

4. При проведении дополнительного дефектоскопического контроля (ДДК) используется метод направленного ультразвукового сканирования с использованием прибора Wave maker 3G для оценки коррозионного состояния трубопроводов. В раскопке (шурфе) на интересующий нас трубопровод устанавливается бандажное кольцо с УЗ-излучателями, диаметр которого составляет от 80 мм до 1400 мм. Сканирование трубопровода осуществляется на 20 м от места установки кольца в обе стороны от него. Результатом сканирования является развернутая карта участка трубопровода с нанесением на нее дефектных участков. Являясь современным методом контактной диагностики трубопроводов, эта система все же имеет ряд недостатков: работа возможна на прямых участках, без поворотов, неподвижных опор и осыпей и т.д.

■ устройство запуска диагностического снаряда;

■ запирающее устройство для подачи кабеля в трубопровод;

Исследование данным методом включает в себя подготовку прямого участка трубопровода с возможностью вскрытия в самой высокой точке для предотвращения попадания воздуха. После вскрытия трубопровода либо подготовки тепловой камеры в трубопровод вваривается монтажный узел с камерой запуска дефектоскопа.

В момент подготовки монтажного узла трубопровод отключен, находится без давления. При сбросе давления с камеры запуска демонтируется верхняя крышка и производится загрузка диагностического снаряда в трубопровод. В процессе загрузки к снаряду крепится модуль, осуществляющий движение.

После погружения снаряда в трубопровод на камеру запуска монтируется устройство, герметично запирающее люк в трубопроводе и осуществляющее подачу кабеля снаряда внутрь трубопровода. В устройство вмонтированы датчики давления и температуры. Данные поставляются на пульт управления.

После завершения подготовительных работ и загрузки дефектоскопа в трубопровод давление поднимается до 3 МПа, и дефектоскоп начинает работать. Он плывет внутри трубопровода, проводя измерения толщин стенок исследуемого участка. Данные поступают на пульт оператора. Он же осуществляет контроль за действиями и управление движением дефектоскопа, используя манипулятор-джойстик. При достижении определенных параметров в трубопроводе дефектоскоп отплывает от места загрузки на расстояние до 750 м.

Для транспортировки дефектоскопа используется либо внутреннее давление воды, либо модуль движения. Условия прохождения контролируются с точностью до 1 мм. Скорость движения 22 см/с (792 м/ч). При достижении установленной длины дефектоскоп останавливается, оператор дает команду на раскрытие центрирующего механизма.

Готовность снаряда к движению отображается на информационном мониторе. Оператор запускает системы записи, визуализации данных и движение снаряда. Скорость движения снаряда во время диагностики составляет 8 см/с (288 м/ч). Диагностика участка длиной 750 м выполняется в течение 2 ч 40 мин. Движение снаряда выполняется устройством намотки кабеля. Данные диагностики отображаются на информационном экране оператора в виде развертки трубопровода (разрез на 12 часах) и представлены в виде цветовой карты, отображающей изменения толщины стенки трубопровода по всей длине. Данные диагностики записываются на жесткие диски компьютеров для последующей обработки в специализированном программном обеспечении. Объем данных сканирования толщины трубопровода длиной 750 м составляет 150 Гб. Данные на жестких дисках передаются в специализированную лабораторию для обработки.

Процесс обработки проходит в автоматическом и ручном режиме с привлечением различных специалистов и может занять до двух недель в зависимости от сложности расшифровки данных. На сегодняшний день ведутся работы по автоматизации основных алгоритмов обработки, сроки могут быть снижены до двух дней. Также ведутся работы по полной автоматизации обработки и разработки отчета.

Данный метод, по нашим наблюдениям, является наиболее точным с точки зрения определения мест утонения стенок трубопроводов (он дает действительно полную картину состояния исследуемого участка). Вместе с тем, он остается достаточно трудоемким в плане подготовки к работе, имеет ограничения по диаметрам диагностируемых участков. Кроме того, на сегодняшний день не решен вопрос прохождения углов поворота. Мы очень надеемся, что разработчики метода учтут эти проблемы и в ближайшем будущем решат их.

Методы неразрушающего контроля теплового вида (ГОСТ 18353 - 79) используют при исследовании тепловых процессов в изделиях. При нарушении термодинамического равновесия объекта с окружающей средой на его поверхности возникает избыточное температурное поле, характер которого позволяет получить информацию об интересующих свойствах объектов.

Файлы: 1 файл

Реферат по неразрушающему контролю (ТНК).doc

филиал государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

По дисциплине: Неразрушающий контроль узлов и деталей

Тема: Тепловой метод контроля

“17” марта 2009 г.

Основные сведения о тепловом неразрушающем контроле (ТНК).

1 Физическая сущность теплового контроля

Методы теплового контроля основаны на взаимодействии теплового поля объекта с термодинамическими чувствительными элементами (термопарой, фотоприемником, жидкокристаллическим индикатором и т.д.), преобразовании параметров поля (интенсивности, температурного градиента, контраста, лучистости и др.) в электрический сигнал и передаче его на регистрирующий прибор.

Достоинствами теплового контроля являются: дистанционность (для ИК-систем: тепловизоров, тепловых дефектоскопов), высокая скорость обработки информации, высокая производительность испытаний, высокое линейное разрешение, возможность контроля при одно- и двустороннем подходе к изделию, теоретическая возможность контроля любых материалов, многопараметрический характер испытаний; возможность взаимодополняющего сочетания ТНК с другими видами неразрушающего контроля; сочетаемость со стандартными системами обработки информации, возможность поточного контроля и создания автоматизированных систем контроля и управления технологическими процессами.

Различают: 1) пассивный ТНК; 2) активный ТНК. Пассивный ТНК не нуждается во внешнем источнике теплового воздействия (ИТВ). Тепловое поле в объекте контроля (ОК) возникает при его эксплуатации (энергетическое оборудование, металлургические печи и т. п.) или изготовлении (закалке, отжиге, сварке и т. п.).

Активный ТНК (АТНК) предусматривает воздействие внешнего ИТВ на ОК, имеющий в исходном состоянии температуру окружающей среды.

В случае использования АТНК в дефектоскопии, например для обнаружения дефектов в виде нарушения сплошности (раковин, трещин, мест непроклея), информацию о дефектах несут в себе локальные неоднородности температурного поля на поверхности ОК.

В соответствии с классификацией тепловых методов, АТНК включает следующие методы: контактный и собственного излучения; 2) стационарный и нестационарный. В первом случае классификационным признаком является тип термочувствительного элемента, во втором - длительность теплового воздействия.

В методе АТНК можно выделить три основных направления развития:

тепловая дефектоскопия (ТД);

тепловая дефектометрия (ТД);

тепловая томография (ТТ).

Тепловая дефектоскопия состоит в определении факта наличия дефекта и его расположение в объекте контроля. В настоящее время это наиболее разработанное направление.

Тепловая дефектометрия - направление АТНК, представляющее методы и средства количественной оценки глубины залегания дефектов, их толщины и поперечных размеров. С математической точки зрения ТД требует решения обратных теплофизических задач.

Тепловая томография (ТТ) является последующим развитием ТД и состоит в послойном синтезе внутренней структуры объекта контроля на основе использования методов проективной компьютерной томографии.

2. Аппаратура АТНК

В соответствии с ГОСТ 23483 - 79 процедура неразрушающего контроля включает в себя две операции: воздействие на контролируемый объект и регистрацию его отклика на воздействие. Пр именительно к АТНК это соответствует операциям нагрева (охлаждения, сочетания нагрева с охлаждением) ОК и регистрации температурного поля на поверхности ОК. В подавляющем большинстве случаев эти операции необходимо производить многократно, так как габариты ОК обычно таковы, что их контроль производится по частям, т.е. сканированием. Таким образом, составляющими частями аппаратуры, реализующей АТНК, должны быть: 1) источник теплового возбуждения (ИТВ); 2) регистрирующее устройство (РУ); 3) устройство сканирования и управления.

2.1 Источники теплового возбуждения (ИТВ)

Многообразие объектов и условий теплового неразрушающего контроля в каждом конкретном случае требует своего способа и источника теплового возбуждения (ИТВ).

При разработке ИТВ используют, как стандартные элементы (лампы, лазеры и др.), так и полностью оригинальные (сканирующие системы, фокусирующая оптика, индукторы и др.).

До сих пор терминология, относящаяся к облучательным ИК – средствам, не определена никакими стандартами, хотя в этом направлении делаются некоторые попытки, не идущие далее рекомендаций. ИК - техника, используемая для нагрева, имеет много общих черт со светотехникой. Как ИК - техника, так и светотехника использует первичные источники излучения, те же методы перераспределения лучистого потока в нужных направлениях посредством отражателей, концентраторов (внешних, иногда внутренних), те же способы питания от электрических сетей и т. д. Однако имеются и отличия.

Как указывалось. полная классификация ИТВ отсутствует. Однако, существует ОСТ 1.42107 - 81 Минавиапрома, который определяет ИТВ по пространственным характеристикам на: 1) точечные; 2) полосовые; 3) площадочные.

2.2 Регистрирующие устройства (РУ)

В соответствии со сложившейся терминологией РУ температурных полей делятся на контактные и бесконтактные. Контактные датчики разделяются на две большие группы: 1) термометры (жидкостные, манометрические, термоэлектрические (термопары), термометры сопротивления (термисторы); 2) термоиндикаторы (термоиндикаторные краски, жидкие кристаллы, люминофоры). Наиболее перспективным направлением является применение устройств бесконтактного действия, в особенности, ИК - радиометров (пирометров) и тепловизоров. Ориентировочная оценка показывает, что не менее 90% разработок в области АТНК основывается на этих приборах. Особенно важную роль играют тепловизоры. Применение их для АТНК значительно повышает производительность контроля (до десятков м2 поверхности в час), чувствительность к температурным контрастам (десятые и сотые доли градуса), информативность и наглядность контроля и т.д.

В свою очередь использование ИК радиометров, хотя и приводит к снижению производительности контроля, позволяет существенно улучшить выявляемость дефектов.

Менее известными, но представляющими определенный интерес, являются другие устройства этого класса, которые трудно объединить общими признаками. К ним относятся твердотельные преобразователи изображения, телевизионные ИК системы, эвапорографы и т. п.

Несмотря на преимущества бесконтактных устройств дистанционного типа, для некоторых задач АТНК более эффективными оказываются околоповерхностные датчики. Их применяют для контроля изделий сложной формы, объектов с существенной неоднородностью по коэффициенту теплового излучения и для других задач.

Объектами ТНК служат дефектные структуры с трещинами, порами, раковинами, непроварами, участками плохой тепло - и электроизоляции, неоднородным составом, посторонними примесями, зонами термического и усталостного перенапряжения, а также с отклонениями геометрических и теплофизических характеристик от допустимых значений.

Возможности ТНК ограничены в основном: теплопроводностью (метод не применим для материалов с высокой, так и низкой теплопроводностью); структурными помехами, вызванными флуктуациями теплофизических и оптических свойств объектов контроля; внешними тепловыми помехами.

3 Многослойные стеклопластики и композиты

Изделия этого класса являются одним из основных объектов АТНК. Это обусловлено несомненными преимуществами АТНК перед остальными методами НК применительно к стеклопластикам.

Для многослойных стеклопластиков характерным видом дефекта является непроклей между отдельными слоями. Причем многослойные структуры предрасположены к образованию дефектов по всей толщине стенки. Для обнаружения данного вида дефектов применяют как стандартные приборы, в частности, тепловизоры, так и специализированные тепловые дефектоскопы. Хотя по теплофизическим параметрам стеклопластики отличаются от дефектов (воздушных прослоек) меньше, чем, например металлы, нарушения сплошности в стеклопластиках выявляются достаточно четко, причем как двусторонним, так и односторонним способами.

3.1 Сотовые конструкции

Необходимость применения теплового контроля таких материалов объясняется трудностями использования традиционных методов НК.

Ультразвуковые методы обнаружения дефектов типа смятия и расслоения сот и обшивки малопроизводительны и характеризуются обилием ложных отраженных сигналов. Радиационный контроль непригоден для тонких материалов, слабо поглощающих ионизирующее излучение. Тепловой контроль сотовых конструкций особенно эффективен, если обшивка выполнена из низкотеплопроводного материала (титан, пластик), а сами соты - из высокотеплопроводного металла (алюминия). В этом случае на термограмме внутренняя картина сот хорошо просматривается.

3.2 Металлы и соединения металл – неметалл

В соответствии с физической сущностью теплового метода изделия из высокотеплопроводных материалов не являются лучшим объектом контроля. Однако, для таких подповерхностных дефектов, как трещины, раковины, отслоения покрытий, характерных для определенного класса металлических конструкций, АТНК оказывается эффективнее других методов НК, обычно используемых для контроля металлов.

Применение АТНК наиболее эффективно для броневых плит, образованных соединением разных по твердости слоев, методом горячей прокатки. Характерными для этого объекта контроля дефектами являются отслоения, которые могут образовываться за счет нарушения технологии.

Для другой группы материалов, использующих металлы, а именно: для соединений металл - неметалл, сфера применения АТНК значительно шире. В частности, АТНК успешно используется для контроля соединения металлов с такими материалами, как каучук, стекло, резина, пластик и т.п.

3.3 Металлические клееные, паяные и сварные конструкции

Клееные соединения металлов занимают значительное место в промышленности, поэтому эти материалы также исследовались разработчиками АТНК. Положительные результаты получены при исследовании соединения пластин из нержавеющей стали, меди и алюминия.

В сварочном производстве применение ТНК возможно по двум направлениям: 1) контроль за формированием сварного шва с одновременной коррекцией тока дуги; 2) контроль готовых сварных швов после сварки или в процессе эксплуатации.

Все ведущие мировые производители шин применяют тепловые методы, которые позволяют анализировать процесс нагрева шин при динамических испытаниях, имитирующих реальные условия. Шины представляют собой специфические многослойные конструкции, включающие натуральную и искусственную резину, сталь, нейлон, стеклопластик, полимеры. Разрушение шин начинается в связующих слоях из - за перерастания малых дефектов в большие под действием высоких температур и циклических нагрузок. Заводские испытания шин зачастую заканчиваются их разрушением, причем истинную причину разрушения вследствие его обширного характера не всегда можно установить. Решить задачу диагноза шин и прогнозирования их ресурса можно, исследуя температурное поле вращающихся шин, зависящее от скорости, давления в баллоне, нагрузки и конструкции шин.

Как видно из приведенного краткого перечня объектов ТНК, они входят практически во все производств енные сектора объектов неразрушающего контроля (ДНАОП - 0.00 - 1.27 - 97), что и обуславливает увеличенное внимание специалистов к тепловому методу.

3.5 Перспективы развития ТНК

В настоящее время тепловой контроль является одним из наиболее динамически развивающихся методов. Анализ современного уровня развития активного теплового контроля показывает, что этот метод неразрушающих испытаний доказал свою состоятельность и утвердился как эффективный инструмент контроля качества для широкого круга исследовательских и производственных задач. О большом интересе к ТНК говорит тот факт, что на XIV Всемирной конференции по неразрушающему контролю (Копенгаген, 1996 г.) более 10% докладов были посвящены тепловому методу.

Выполнил:
студент гр. ПР13-02
Косыгин Д.А
Денисов Е.И
Проверил:
преподаватель
Гринберг Г.М
Результаты защиты:

Красноярск 2015Аннотация:
В данном реферате широко раскрывается тема теплового неразрушающего контроля. Его методы и классификация. Детально расписаны средства контроля температуры.

Ключевые слова: тепловое излучение, тепловой контроль, тепловизор, температура.

Annotation:
In this lecture wide open topic of thermal non-destructive testing. His methods and classification. Detailed described means of temperaturecontrol.

Keywords: thermal radiation, thermal control, thermal imager, temperature.

Содержание
1. Введение……………..…………………………………………………….4
2. Физические основы и элементная база теплового неразрушающего контроля……..……. ………………………………4
3. Физические основы теплового излучения ………………. ………5
4. Основные методы тепловогоконтроля…..……………………….……..6
5. Классификация теплового неразрушающего контроля ………………12
6. Средства контроля температуры…………….…………. …………….14
7. Тепловизионная аппаратура……………..…. …………………. ……20
8. Применение тепловизионной диагностики….……………..………….21
9. Заключение…………..………..…………………………………………23
10. Список литературы………………….…………………………………..24

Введение
Неразрушающий контроль (в переводе с английского – NDT, nondestructive testing)– это проверка, контроль, оценка надежности параметров и свойств конструкций, оборудования либо отдельных узлов, без вывода из строя (эксплуатации) всего объекта. Основным отличием, и безусловным преимуществом, неразрушающего контроля (НК) от других видов диагностики является возможность оценить параметры и рабочие свойства объекта, используя способы контроля, которые не предусматриваютостановку работы всей системы, демонтажа, вырезки образцов. Исследование проводится непосредственно в условиях эксплуатации. Это позволяет частично исключить материальные и временные затраты, повысить надежность контролируемого объекта.
Виды и методы неразрушающего контроля классифицируют на основе физических явлений (процессов), которые несут информацию о состоянии контролируемого объекта и используются дляобнаружения дефектов, повреждений и других отклонений
Благодаря неразрушающему контролю выявляются опасные и мелкие дефекты: заводские браки, внутренние напряжения, трещины, микропоры, пустоты, расслоения, включения и многие другие, вызванные, в том числе, процессами коррозии.
Тепловой контроль – один из видов неразрушающего контроля, основанный на фиксации и преобразовании инфракрасного излучения в видимыйспектр. Тепловой метод применяется во всех отраслях промышленности, где по неоднородности теплового поля можно судить о техническом состоянии контролируемых объектов.
В настоящее время метод теплового неразрушающего контроля (ТНК) стал одним из самых востребованных в теплоэнергетике, строительстве и промышленном производстве
Тепловой контроль основан на измерении, мониторинге и анализе температурыконтролируемых объектов. Основным условием применения теплового контроля является наличие в контролируемом объекте тепловых потоков. Процесс передачи тепловой энергии, выделение или поглощение тепла в объекте приводит к тому, что его температура изменяется относительно окружающей среды. Распределение температуры по поверхности объекта является основным параметром в тепловом методе, так как несетинформацию об особенностях процесса теплопередачи, режиме работы объекта, его внутренней структуре и наличии скрытых внутренних дефектов. Тепловые потоки в контролируемом объекте могут возникать по различным причинам.

Физические основы и элементная база теплового неразрушающего контроля
В тепловых методах неразрушающего контроля используется.

Читайте также: