Акустический метод НК

Большой класс приборов неразрушающего контроля основан на использовании акустических методов, к которым относят обширную область испытания материалов и изделий с применением упругих колебаний и волн.

Низкочастотные колебания звукового диапазона для целей контроля применяли очень давно, например, при оценке стеклянной или керамической посуды по «чистоте звона» или для оперативного контроля железнодорожных колес путем простукивания.

Появление ультразвуковой дефектоскопии связано с именами Жака и Пьера Кюри, обнаруживших в 1880 г. пьезоэффект, лорда Релея, разработавшего в 1880-1910 гг. теорию распространения звука в твердых телах, П. Лонжевена, предложившего в 1915 г. и реализовавшего в последующем гидролокацию.

Начало практического применения для неразрушающего контроля твердых тел высокочастотных акустических волн ультразвукового диапазона имеет в нашей стране точно определенную дату — 2 февраля 1928 г. Именно в этот день преподаватель Ленинградского электротехнического института, впоследствии профессор, член-корр. АН СССР С.Я. Соколов подал заявку на способ и устройство испытания металлов, на которую получил патент СССР за № 11371.

В предмете изобретения говорилось: «Способ испытания материалов, характеризующийся тем, что в жидкости при помощи пьезокварца или иным способом возбуждают упругие колебания высокой частоты и по степени поглощения этих колебаний находящимся в жидкости или в соприкосновении с нею испытуемым металлическим образцом судят об его свойствах, например, о степени его закалки, о химическом его составе, о механической его однородности, о наличии в нем раковин или трещин и т.п.»

В 1935 г. под руководством С.Я. Соколова были изготовлены промышленные образцы дефектоскопов, которые успешно применялись на Ижорском, Балтийском, Кировском и других заводах.

Существенный вклад в развитие ультразвукового контроля внес Д.С. Шрайбер (ВИАМ), воспринявший идеи С.Я. Соколова. Он разработал в 1949-1950 гг. установку для контроля пропеллеров самолетов, имеющих достаточно сложную геометрическую конфигурацию.

Для контроля качества изделий из неметаллических материалов, обладающих значительно большим затуханием упругих волн, чем металлы, используют метод прохождения упругих волн.

Разработкой методик и аппаратуры для оценки прочности бетона в нашей стране в течение нескольких десятилетий занимались коллективы ВНИИЖБ, МИСИ, НИИСК (Киев), ВНИИНК (Кишинев) и другие. Большой вклад в решение этой проблемы внесли И.С. Вайншток, Ю.А. Нилендер, С.И. Ногин, Г.Я. Почтовик, Ю.М. Рапопорт, Н.А. Крылов, Ю.Н. Мизрохи, М.В. Королев, А.А. Самокрутов, В.Г. Шевалдыкин и др. Благодаря их усилиям метод прохождения введен в государственные стандарты и широко внедрен в строительство.

С целью увеличения производства приборов неразрушающего контроля в 1959 году был создан в г. Кишиневе специализированный завод «Электроточприбор», а в 1963 году там же создается Всесоюзный научно-исследовательский институт по разработке методов неразрушающего контроля и средств контроля качества материалов (ВНИИНК), вошедшие в 1965 году в состав Минприбора СССР. С 1978 года на базе завода «Электроточприбор» и ВНИИНК было создано научно-производственное объединение «Волна».

В конце 90-х годов это объединение преобразовалось в АО «Интроскоп».

Во ВНИИНКе (г. Кишинев) Минприбора СССР были разработаны приборы и установки, основанные на методе прохождения для контроля изделий из полимерных композиционных материалов и бетона, в том числе установки для контроля лопастей гребных винтов из стеклопластика, бетона и железобетона.

По разработкам ВНИИНК освоено производством более 300 типов промышленных ультразвуковых дефектоскопов, толщиномеров и установок автоматизированного контроля, а количество приборов и различного рода преобразователей, выпущенных НПО «Волна», превышает десятки и сотни тысяч, соответственно.

На развитие отечественной науки и производства приборов и аппаратуры неразрушающего контроля определяющее влияние оказали сложившиеся в стране научные коллективы (школы) ведущих в этой области институтов и организаций. Прежде всего, это школа ЛЭТИ (г. Ленинград) под руководством уже ранее упоминавшегося профессора, чл.-кор. АН СССР С.Я.Соколова. Здесь были созданы первые образцы ультразвуковых дефектоскопов. Во время войны 1941-1945 гг. коллектив ЛЭТИ участвовал в решении актуальнейших задач оборонного значения. Созданная С.Я. Соколовым в ЛЭТИ научная школа внесла значительный вклад в развитие ультразвуковой дефектоскопии, нашедшей широкое применение практически во всех отраслях народного хозяйства. Работы С.Я. Соколова дважды отмечались Государственными премиями СССР.

К такой же категории по значимости относится и школа ЦНИИТмаш (Центрального научно-исследовательского института технологии машиностроения), первым руководителем которой по ультразвуковому контролю был А.С. Матвеев. Учеными ЦНИИТмаша проведены теоретические разработки и на их основе созданы уникальные приборы и установки для контроля обечаек атомных реакторов в процессе их механообработки, основного металла и сварных соединений сосудов для атомных станций, трубных соединений и т.д. Институт одним из первых начал разработку метода акустической голографии.

В начале 40-х годов начались работы по неразрушающему контролю в ВИАМе. Основателем этого направления и научной школы ВИАМ в области неразрушающего контроля был Д.С. Шрайбер, разработавший в те годы установку для контроля пропеллеров. В лаборатории Д.С. Шрайбера была разработана аппаратура для ультразвукового контроля и под ее руководством было организовано внедрение ультразвукового (УЗ) контроля в авиационную промышленность. В ВИАМе были разработаны и внедрены на заводах отрасли методики УЗ контроля наиболее ответственных полуфабрикатов и деталей самолетов, вертолетов и двигателей.

Особое научное направление в области неразрушающего контроля принадлежит коллективу ученых научно-исследовательского института мостостроения при Ленинградском институте инженеров железнодорожного транспорта (НИИмостов ЛИИЖТа), занятых с начала 50-х годов исследованием методов ультразвукового контроля деталей и узлов транспортных средств. Под руководством А.К. Гурвича группа разработчиков решила комплекс вопросов дефектоскопии сварных соединений мостовых конструкций и рельсов, а также общих задач ультразвуковой дефектоскопии. Совместно с ВНИИНК (г. Кишинев) разработаны приборы для контроля сварных швов и рельсов, организован их серийный выпуск на заводе «Электроточприбор», создано несколько вагонов-дефектоскопов.

В шестидесятых годах, когда особенно остро встала проблема оснащения трубопрокатных заводов высокопроизводительными средствами неразрушающего контроля, большую работу для решения этой задачи проводил НИИ интроскопии (НПО «Спектр») Минприбора СССР. Усилиями ученых института была разработана технологическая линия по комплексному контролю цельнометаллических труб. Был создан ряд дефектоскопов нового поколения, разработана аппаратура для контроля прочности и измерения упругих свойств бетона и других подобных материалов, решена задача обнаружения внутренних дефектов в бетоне на глубине до 500 мм.

Крупные работы по разработке новых методик и технических средств неразрушающего контроля начали проводиться с середины 50-х годов в НИИ химического машиностроения (НИИхиммаше) и, в первую очередь, для контроля сварных швов.

В 1955-1957 гг. НИИхиммашем совместно с институтом электросварки (ИЭС) им. Е.О. Патона были разработаны методы и средства для контроля электрошлаковых швов большого сечения, определены оптимальные параметры контроля этих швов, разработана методика. Одно из главных направлений работ НИИхиммаша — УЗ контроль структуры металлов. Метод структурного анализа основан на влиянии структуры на затухание УЗ волн. Структурные анализаторы, разработанные НИИхиммашем и ВНИИНКом, серийно выпускались Кишиневским заводом «Электроприбор» и были запатентованы в Великобритании, Японии, Бельгии и других странах.

Поиск по сайту: