Химическая энциклопедия

ДЕФЕКТОСКОПИЯ (от лат. defectus - недостаток, изъян и греч. skopeo - смотрю), совокупность методов и ср-в неразрушающего контроля материалов и изделий для обнаружения в них различных дефектов. К последним относятся нарушения сплошности или однородности структуры, зоны коррозионного поражения, отклонения хим. состава и размеров и др. Важнейшие методы Д. - магн., электрич., вихретоковый, радиоволновой, тепловой, оптич., радиац., акустич., проникающих в-в. Наилучшие результаты достигаются при комплексном использовании разных методов. М а г н и т н а я Д. основана на регистрации в местах дефектов искажений магн. поля. Для индикации используют: магн. порошок или масляную суспензию Fe₃O₄, частицы к-рых оседают в местах расположения дефектов (магнитно-порошковый метод); магн. ленту (связанную с устройством для магн. записи), накладываемую на исследуемый участок и намагничиваемую в разл. степени в дефектных и бездефектных зонах, что вызывает изменения импульсов тока, регистрируемые на экране осциллографа (магнитографич. метод); малогабаритные приборы, к-рые при передвижении по изделию в месте дефекта указывают на искажение магн. поля (напр., феррозондовый метрд). Магн. Д. позволяет выявлять макродефекты (трещины, раковины, непровары, расслоения) с миним. размерами > 0,1 мм на глубине до 10 мм в изделиях из ферри- и ферромагн. материалов (в т. ч. в металлонаполненных пластиках, металлопластах и др.). При э л е к т р и ч е с к о й Д. фиксируют параметры электрич. поля, взаимодействующего с объектом контроля. Наиб. распространен метод, позволяющий обнаруживать дефекты диэлектриков (алмаза, кварца, слюд, полистирола и др.) по изменению электрич. емкости при введении в него объекта. С помощью термоэлектрич. метода измеряют эдс, возникающую в замкнутом контуре при нагр. мест контакта двух разнородных материалов; если один из материалов принять за эталон, то при заданной разности т-р горячего и холодного контактов величина и знак эдс будут характеризовать неоднородность и хим. состав др. материала. Метод применяют для определения толщины защитных покрытий, оценки качества биметаллич. материалов, сортировки изделий. При электростатич. методе в поле помещают изделия из диэлектриков (фарфора, стекла, пластмасс) или металлов, покрытых диэлектриками. Изделия с помощью пульверизатора опыляют высокодисперсным порошком мела, частицы к-рого вследствие трения об эбонитовый наконечник пульверизатора имеют положит. заряд и из-за разницы в диэлектрич. проницаемости неповрежденного и дефектного участков скапливаются у краев поверхностных трещин. Электропотенциальный метод используют для определения глубины (>> 5 мм) трещин в электропроводных материалах по искажению электрич. поля при обтекании дефекта током. Электроискровой метод, основанный на возникновении разряда в местах нарушения сплошности, позволяет контролировать качество неэлектропроводных (лакокрасочных, эмалевых и др.) покрытий с макс. толщиной 10 мм на металлич. деталях. Напряжение между электродами щупа, устанавливаемого на покрытие, и пов-стью металла составляет порядка 40 кВ. В и х р е т о к о в а я Д. основана на изменении в местах дефектов поля вихревых токов, к-рые наводятся в электропроводных объектах электромагнитным полем (диапазон частот от 5 Гц до 10 МГц) индукционных катушек, питаемых переменным током. Используют для обнаружения поверхностных (трещин, раковин, волосовин глубиной > 0,1 мм) и подповерхностных (глубина 8-10 мм) дефектов, определения хим. состава и структурных неоднородностей материалов, измерения толщины покрытий и др. При р а д и о в о л н о в о й Д. происходит взаимод. (преим. отражение) с объектом контроля радиоволн длиной 1-100мм, к-рые фиксируются спец. приборами - радиодефектоскопами. Метод позволяет выявлять дефекты с миним. размерами от 0,01 до 0,5 длины волны, контролировать хим. состав и структуру изделий, гл. обр. из неметаллич. материалов. Особенно широкое распространение метод получил для бесконтактного контроля проводящих сред. Т е п л о в а я Д. позволяет обнаруживать поверхностные и внутр. дефекты в изделиях из теплопроводных материалов анализом их температурных полей, возникающих под действием теплового излучения (длины волн от 0,1 мм до 0,76 мкм). Наиб. применение имеет т. наз. пассивная Д. (внеш. источник нагревания отсутствует), напр., тепловизионный метод, основанный на сканировании пов-сти объекта узким оптич. лучом, а также метод термокрасок, цвет к-рых зависит от т-ры пов-сти изделия. При активной Д. изделия нагревают плазмотроном, лампой накаливания, оптич. квантовым генератором и измеряют изменение прошедшего через объект или отраженного от него теплового излучения. О п т и ч е с к а я Д. основана на взаимод. исследуемых изделий со световым излучением (длины волн 0,4-0,76 мкм). Контроль м. б. визуальным или с помощью светочувствит. приборов; миним. размер выявляемых дефектов в первом случае составляет 0,1-0,2 мм, во втором - десятки мкм. С целью увеличения изображения дефекта используют проекторы и микроскопы. Шероховатость пов-сти проверяют интерферометрами, в т.ч. голографическими, сравнивая волны когерентных пучков света, отраженных от контролируемой и эталонной пов-стей. Для обнаружения поверхностных дефектов (размер > 0,1 мм) в труднодоступных местах применяют эндоскопы, позволяющие посредством спец. оптич. системы и волоконной оптики передавать изображения на расстояния до неск. метров. Р а д и а ц и о н н а я Д. предусматривает радиоактивное облучение объектов рентгеновскими, a-, b- и g-лучами, а также нейтронами. Источники излучений - рентгеновские аппараты, радиоактивные изотопы, линейные ускорители, бетатроны, микротроны. Радиац. изображение дефекта преобразуют в радиографич. снимок (радиография), электрич. сигнал (радиометрия) или световое изображение на выходном экране радиационно-оптич. преобразователя или прибора (радиац. интроскопия, радиоскопия). Развивается радиац. вычислит. томография, к-рая позволяет с помощью ЭВМ и сканирующих пов-сть объекта сфокусир. рентгеновских лучей получать его послойное изображение. Метод обеспечивает выявление дефектов с чувствительностью 1,0-1,5% (отношение протяженности дефекта в направлении просвечивания к толщине стенки детали) в литых изделиях и сварных соединениях. А к у с т и ч е с к а я Д. основана на изменениях под влиянием дефектов упругих колебаний (диапазон частот от 50 Гц до 50 МГц), возбужденных в металлич. изделиях и диэлектриках. Различают ультразвуковые (эхо-метод, теневой и др.) и собственно акустические (импедансный, своб. колебаний, акустико-эмиссионный) методы. Наиб. распространены ультразвуковые методы. Среди них самый универсальный - эхо-метод анализа параметров акустич. импульсов, отраженных от поверхностных и глубинных дефектов (площадь отражающей пов-сти / 1 мм²). При т. наз. теневом методе о наличии дефекта судят по уменьшению амплитуды или изменению фазы ультразвуковых колебаний, огибающих дефект. Резонансный метод основан на определении собств. резонансных частот упругих колебаний при их возбуждении в изделии; применяют для обнаружения коррозионных повреждений или утонений стенок изделий с погрешностью ок. 1%. По изменению скорости распространения (велосимметрич. метод) упругих волн в местах нарушения сплошности контролируют качество многослойных металлич. конструкций. В основе импедансного метода лежит измерение мех. сопротивления (импеданса) изделий преобразователем, сканирующим пов-сть и возбуждающим в изделии упругие колебания звуковой частоты; этим методом выявляют дефекты (площадью / 15 мм²) клеевых, паяных и др. соединений, между тонкой обшивкой и элементами жесткости или заполнителями в многослойных конструкциях. Анализом спектра колебаний, возбужденных в изделии ударом, обнаруживают зоны нарушения соединений между элементами в многослойных клееных конструкциях значит. толщины (метод своб. колебаний). Акустико-эмиссионный метод, основанный на контроле характеристик упругих волн, к-рые возникают в результате локальной перестройки структуры материала при образовании и развитии дефектов, позволяет определять их координаты, параметры и скорость роста, а также пластич. деформацию материала; используют для диагностики сосудов высокого давления, корпусов атомных реакторов, трубопроводов и т.д. По сравнению с др. методами акустич. Д. наиб. универсальна и безопасна в эксплуатации. Д. п р о н и к а ю щ и м и в-вами подразделяют на капиллярную и течеисканием. Капиллярная Д. (заполнение под действием капиллярных сил полостей дефектов хорошо смачивающими жидкостями) основана на искусств. повышении свето- и цветоконтрастности дефектного участка относительно неповрежденного. Метод применяют для выявления поверхностных дефектов глубиной > 10 мкм и шириной раскрытия > 1 мкм на деталях из металлов, пластмасс, керамики. Эффект обнаружения дефектов усиливается при использовании в-в, люминесцирующих в УФ лучах (люминесцентный метод), или смесей люминофоров с красителями (цветной метод). Д. течеисканием основана на проникании газов или жидкостей через сквозные дефекты и позволяет контролировать герметичность сосудов высокого или низкого давления, многослойных изделий, сварных швов и т. д. С помощью газовых испытаний утечки либо подсосы выявляют, определяя снижение давления (манометрич. метод), создаваемого в изделиях потоком воздуха, азота, гелия, галогена или др. газа, относительное содержание его в окружающей среде (масс-спектрометрич., галогенный методы), изменение теплопроводности (катарометрич. метод) и т. д.; на базе этих методов разработаны наиб. высокочувствит. течеискатели. При жидкостных испытаниях изделия заполняют жидкостью (водой, керосином, р-ром люминофора) и определяют степень их герметичности по появлению капель и пятен жидкости или светящихся точек на пов-сти. Газожидкостные методы основаны на создании внутри изделия повыш. давления газа и погружении его в жидкость или обмазывании мест течи мыльной водой; герметичность контролируют по выделению пузырьков газа или мыльной пены. Миним. размер выявляемого при течеискании дефекта составляет ок. 1 нм. Лит.: Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий. Справочник, под ред. В. В. Клюева, М., 1976. В. В. Клюев.