Экономика интересует?

ahmerov.com
загрузка...

Просвечивание материалов

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 
34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 
68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 
102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 
119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 
136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 
153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 
170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 
187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 
204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 
221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 
238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 
255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 
272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 
289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 
306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 
323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 

Каждому, наверно, известно, что такое рент­геновский аппарат и какое он имеет значение для медицины. А через 15 лет после открытия К. Рентгена, в 1910 г., известный русский фи­зик Петр Николаевич Лебедев создал рент­геновскую трубку, которая позво­лила просвечивать металлические предметы. В усовершенствованном виде эта трубка при­меняется и теперь. Этот прибор напоминает обычный рентгеновский аппарат, но работает он на гораздо большем напряжении, так как в металле лучи сильно поглощаются.

Рентгеновские трубки не единственный источник просвечивающих лучей. Например, гамма-излучение, возникающее при распаде радиоактивных веществ, по своему просвечи­вающему действию не отличается от рентге­новских лучей. Дефектоскопиче­ская гамма-установка — это свин­цовая коробка-контейнер, в которой помещен искусственный радиоактивный изотоп, испускающий гамма-лучи. Гамма-установки могут просвечивать металл меньшей толщины, чем рентгеновские аппараты, зато они очень просты и их можно использовать в любой обстановке — ведь они не нуждаются в электроэнергии.

Просвечивание изделий производится так: рентгеновские или гамма-лучи направляются на деталь, за которой помещают фотографи­ческую пленку. Если внутри материала имеется пустота — раковина, то прошедшие сквозь нее лучи потеряют меньше энергии, чем лучи, про­шедшие через всю толщу металла. Они будут сильнее воздействовать на эмульсию пленки,

на которой появится темное пятно. Если име­ются какие-либо плотные включения, то они, наоборот, видны на пленке в виде более светлых пятен.

Чем толще контролируемый металл, тем больше времени надо затратить на получение снимков. Поэтому рентгеновскими аппаратами стремятся просвечивать изделия толщиной не более 10—15 см. Но ведь существует немало очень ответственных деталей, толщина которых значительно больше. Для них нужен какой-то иной, чрезвычайно мощный источник рентге­новских лучей. Такой источник был найден среди установок, применяемых для исследова­ния атомного ядра. Называется этот прибор бетатрон. Он представляет собой как бы пращу, «раскручивающую» электрон. «Пращой» является кольцевая камера, из которой пол­ностью выкачан воздух. Электрон, двигаясь по кольцу, постоянно получает все новые и но­вые порции энергии от магнитного поля. В кон­це концов он приобретает огромную скорость и энергию. Если теперь его направить на плас­тинку, играющую ту же роль, что и анод в рент­геновской трубке, то при ударе возникнет рент­геновское излучение. Его мощность настолько велика, что позволяет просвечивать даже ме­талл толщиной 50—60 см.

Помимо рентгенографирования, для выявле­ния дефектов, так же как и в медицине, приме­няют специальные экраны, на которых сразу, во время просвечивания, видно, имеет ли изде­лие дефекты. Рентгеновские лучи большой мощ­ности, применяемые в промышленности, пред­ставляют угрозу для здоровья, поэтому наблю­дение за экраном ведется с помощью телевизо­ров. При таком способе контроля заметить и определить дефект можно только при ярком изображении. Но изобретатели справились и с этой задачей. Совсем недавно были разрабо­таны электронные оптические преобразователи, которые повышают яркость изображения в 1000 раз.

3вук-контролер

На всех железнодорожных станциях мира можно наблюдать одну и ту же картину: желез­нодорожник идет вдоль состава и молотком постукивает по колесам. Так проверяют, все ли в порядке. Ведь если в колесе есть трещина, раздастся дребезжащий звук. Понятно, что выявить подобным простукиванием раковины, уплотнения и другие дефекты, расположенные внутри детали, невозможно. Но значит ли, что нельзя использовать сам этот принцип? Нет. Только вместо обычного звука применяют ультразвук.

Вы можете спросить: зачем нужны еще и ультразвуковые дефектоскопы, когда имеются просвечивающие приборы? Оказывается, в ряде случаев звуковые колеба­ния имеют неоспоримые преимущества перед рентгеновским излучением. С помощью ультра­звука можно обнаружить, например, мельчай­шие дефекты, расположенные на глубине до метра, и точно определить их местонахождение, можно измерить толщину детали и т. д. Причем нет нужды ни в фотопластинке, ни в прояви­телях: наличие дефекта сразу определяется сигналом на экране дефектоскопа.

В дефектоскопах ультразвуковые колебания создаются пьезоэлектрическими пластинками. Дело в том, что при растяжении или сжатии некоторых кристаллов на их гранях появляются электрические заряды и, наоборот, при пропус­кании тока переменного напряжения такие кристаллы изменяют свои размеры.

Для обнаружения дефекта две пьезоэлектри­ческие пластины прижимают к изделию с проти­воположных сторон. Одну из пластин подклю­чают к высокочастотному генератору. При про­пускании тока эта пластинка будет с очень большой частотой изменять свою толщину. Создаваемые таким образом ультразвуковые колебания пройдут сквозь толщу проверяемого материала и начнут сжимать вторую пластинку, которая под их воздействием будет вырабаты­вать электрические заряды. Появление зарядов и указывает на то, что изделие годное. Если же в нем имеется дефект, ультразвуковые колеба­ния, отразившись от него, вернутся назад и ни­каких зарядов на второй пластинке не по­явится. На нее как бы упадет звуковая «тень». Поэтому такой способ проверки и называется «теневым».

Проконтролировать изделие можно, устанав­ливая обе пьезоэлектрические пластинки с одной его стороны. При этом ультразвуковые коле­бания от излучающей пластины проходят сквозь изделие и отражаются обратно от противопо­ложной стороны. Одновременно с посылкой пучка ультразвука на экране электроннолучевой трубки, которая служит для регистрации дефек­тов, появляется светящийся «всплеск» — началь­ный сигнал. На этот же экран направляются и отраженные сигналы, образующие на экране вто­рой «всплеск». Если же в детали есть дефект, то часть ультразвуковых колебаний отразится от

него и попадет на приемную пластинку раньше, чем попадут на нее колебания, отразившиеся от противоположной стороны,— ведь они прой­дут более короткий путь. Это вызовет на экране появление третьего «всплеска» — эхо-сигнала. Расстояние между этим всплеском и начальным сигналом пропорционально глубине залегания дефекта. Такой способ контроля называется импульсным эхо-методом.

Ультразвуковые дефектоскопы широко при­меняются в промышленности. Огромные кова­ные детали, котлы, колеса турбин, автопокрыш­ки, клееные изделия и многое, многое другое контролируется ультразвуком. Особенно ценно, что такой контроль можно автоматизировать. Сейчас, например, автоматически «прозвучиваются» листы металла после прокатки. Появи­лась установка для проверки рельсов прямо на ходу поезда.

Хотя ультразвуковые дефектоскопы во мно­гих случаях просто незаменимы, они все же имеют и недостатки. И главный из них — невоз­можность видеть сам дефект. А это необходимо для того, чтобы правильно оценить порок и выбрать способ его устранения. Поэтому сейчас ученые и инженеры, помимо разработки новых улучшенных конструкций дефектоскопов, рабо­тают и над созданием аппаратуры, превращаю­щей ультразвук в изображение.

Магнитный метод проверки

Ни просвечивание, ни «прозвучивание» не позволяют обнаружить мельчайшие трещины на поверхности детали. Для борьбы с этими врагами человек создал особое оружие.

Все знают, что если магнит посыпать желез­ными опилками, то они расположатся вдоль магнитных линий. Но при наличии трещины магнитные линии изменяют свое расположение и опилки скапливаются около трещины. Это свойство нашло применение в дефектоскопии. Чтобы проконтролировать деталь, ее сначала намагничивают, а потом посыпают тонко измолотым железным порошком. Иногда такой порошок разве­ден в керосине или в машинном масле.

С помощью порошка можно выявлять пороки только у деталей со шлифованной поверхностью. При необработанной поверхности порошок по­могает мало. Кроме того, контролировать таким методом удобно только небольшие поверхности. Сейчас, если надо проверить большую поверх­ность, применяются магнитофонные ленты. Представьте себе, что вам надо проверить мно­гокилометровый трубопровод. Делается это так. После того как проверяемый участок намагни­чивают переносными магнитами, к нему плотно прижимают Магнитофонную ленту. Под влия­нием магнитного поля ферромагнитные частицы ленты расположатся в определенном порядке, т. е. произойдет «запись» состояния металла. «Запишутся», конечно, и дефекты. Теперь остает­ся пропустить ленту через соответствующую аппаратуру. Если на экране электроннолучевой трубки появятся «всплески», значит, трубопро­вод имеет дефекты.

Магнитный контроль вовсе не обязательно предусматривает пользование порошком или лентой. Разработаны приборы, непосредственно откликающиеся на изменение магнитного поля, вызываемое присутствием дефекта. Такова дефектоскопия методом вихре­вых токов. Дело в том, что величина вихре­вых токов зависит от электропроводности мате­риалов. Если в магнитное поле катушки, питаемой переменным током, поместить контролируе­мую деталь, в ней появляются вихревые токи.

Для отыскания мелких изъянов поверхности применяют уль­трафиолетовую лампу и светящиеся краски — люминофоры.

Они в свою очередь влияют на сопротивление катушки. И всякое изменение вихревых токов, возникающих из-за наличия скрытых в детали пороков, вызывает соответствующее изменение сопротивления катушки. А его нетрудно изме­рить специальными приборами.

Лампа и краски

В природе довольно часто встречаются вещества, которые после облучения ультрафио­летовыми лучами начинают светиться. Назы­ваются они люминофорами. Эти вещества и при­меняются в дефектоскопии для отыскания мел­ких изъянов поверхности. Деталь опускают в жидкий люминофор, который под воздействи­ем капиллярного давления проникает даже в самые мельчайшие дефектные полости. Затем люминофоры тщательно удаляют с поверхности детали; он остается только в трещинах. После этого деталь посыпают порошком, который впи­тывает люминофор. И если теперь осветить изделие специальной лампой, излучающей ультрафиолетовые лучи, люминофор, пропитав­ший порошок, начинает светиться и неразличи­мые доселе дефекты становятся видны как на ладони.

Есть еще один способ люминофорной дефектоскопии. Он носит название бес­порошкового. Чтобы обнаружить дефекты этим способом, деталь также погружают в ванну с раствором люминофора — на этот раз в лету­чем растворителе. Когда деталь вынута из ван­ны, растворитель быстро улетучивается, а по краям трещины остаются кристаллы люмино­фора. Затем деталь на 25—30 секунд помещают в пары веществ, которые «тушат» люминофор, находящийся на поверхности. После этого де­таль облучают. И если на детали были трещины, они начинают ярко светиться. С помощью лам­пы и люминофора можно обнаружить трещи­ны шириной менее одной сотой миллиметра.

При всех методах проверки, о которых речь шла выше, обязательно требовалась та или иная аппаратура. А вот при контроле методом кра­сок никаких аппаратов не надо. При дефекто­скопии по этому методу деталь смачивают яркой краской. Потом поверхность очищают и снова покрывают краской, но на этот раз белой, или посыпают белым порошком. Краска, остав­шаяся в трещинах, проступает наружу, остав­ляя на белой поверхности четкие, яркие следы.