При использовании металлоконструкций и изделий различного назначения, большое значение имеет неразрушающий контроль. Он направлен на то, чтобы контролировать состояние металла, искать в нем скрытые дефекты без необходимости демонтажа, прекращения работы.
При использовании неразрушающего контроля (НК) могут применяться различные варианты внешнего воздействия на металл. Один из них – тепловой. В этом материале мы подробнее расскажем о том, что такое тепловой контроль, как он проводится, что стоит учитывать в процессе, чтобы гарантировать, что он пройдет успешно.
Что такое тепловой контроль
Тепловой неразрушающий контроль работает на основе фиксирования процесса преобразования инфракрасных лучей в изображение, которое можно внимательно осмотреть, оценить состояние металлического изделия.
Метод получил большое распространение в силу своего удобства, отсутствия негативного влияния, как на состояние металлоконструкции, так и ответственного за проверку персонала. При этом чаще всего можно встретить применение подобного средства в таких областях, как:
- Промышленность.
- Строительство.
- Тепловая энергетика.
Контрольные операции можно провести быстро и при этом достичь повышенных показателей производительности. Наблюдать за проведением оценки состояния металла, поиском дефектов, можно дистанционно.
Главные разновидности теплового контроля
Тепловой контроль может проводиться с использованием разных средств. К ним относятся такие, как:
- Анализ уровня теплопроводности.
- Оценка с применением тепловизионного оборудования.
- Отслеживание уровня плотности тепловых потоков.
- Температурное наблюдение.
В России законодательство по выполнению НК с использованием тепла фиксирует положения в законе № 261–ФЗ. Он, в частности, направлен на фиксацию теплового контроля как базового при проверке состояния объектов промышленности, проведении энергоаудита на фоне значительной экономии ресурсов.
Не менее распространена и классификация по способу проведения теплового контроля. Он может проводиться активным или пассивным методом. Первый вариант использует установленные снаружи тепловые источники, в то время как второй может обойтись без них. Это значительно влияет на то, где можно использовать тот или иной тип воздействия.
Особенности использования активного метода теплового контроля
Как мы уже отметили выше, активный тепловой контроль – это неразрушающий метод, основанный на применении внешнего теплового излучения. Его используют в том случае, если сам объект во время применения не создает тепла, которое можно было бы использовать для определения состояния изделия, выявления скрытых в нем дефектов.
Чаще всего применение активной формы контроля направлено на то, чтобы контролировать состояние как металла, так и многослойных композитных веществ.
Распространено использование подобного метода в строительстве, когда нужно проверить материалы, понять, есть ли в них скрытые пустоты. Для машиностроения метод тоже подойдет – это одно из лучших средств поиска поверхностного расслоения, ставшего результатом активного распространения коррозионных процессов.
Метод применяется и в нефтехимической отрасли. Он помогает контролировать степень наполненности резервуара, дает понимание того, на каком уровне находится жидкость. Это особенно удобно при использовании непрозрачной тары, для которой не предусмотрено никаких дополнительных индикаторов.
В энергетической отрасли неразрушающий контроль тепловым методом направлен на то, чтобы сканировать защитные покрытия и теплоизоляцию. Это значительно увеличивает продолжительность использования изделия, помогает не допустить его повреждения под действием внешних негативных факторов.
Метод НК с установкой внешних источников тепла направлен на контроль в области микроэлектроники. Можно понять, насколько хорошо была выполнена пайка и сварка, есть ли скрытые дефекты в теплоотводах. Технология подойдет для томографии полупроводников.
Перечисленные области – это только часть сфер, в которых может применяться активный контроль. Окончательное решение выбирается на основе анализа текущего состояния материала и ряда дополнительных факторов.
Особенности использования пассивного метода теплового контроля
Пассивный контроль отличается от активного тем, что не использует внешних источников нагрева. При этом само тепловое поле формируется в процессе производства или эксплуатирования детали.
Главное преимущество использования подобного средства – его простота и доступность. Контроль можно проводить без дополнительных манипуляций, к которым относится подключение внешнего источника тепла. Предмет можно не нагревать и при этом сам список доступных для определения состояния таким образом достаточно обширный.
Применение пассивного контроля позволяет оценивать состояние контактов, электроаппаратуры и других приспособлений аналогичного типа. При этом при оценке состояния изделия не обойтись без специальных предметов с высокой степенью чувствительности. К ним относятся такие, как тепловизоры, пирометры, работающие с инфракрасным спектром термометры и многое другое.
Пассивный вариант теплового НК задействован на транспорте. Так можно диагностировать состояние всего подвижного состава, анализировать безопасность эксплуатации изоляторов, контактных сетей. Исключается опасность перегрева и ряд других актуальных рисков.
Не менее востребовано использование контроля в области термоядерной энергетики, а также в других энергетических отраслях. Метод помогает контролировать дымовые трубы, агрегаты, проверять изоляцию. В ядерной сфере это лучший метод для томографии и диагностики плазмы на ответственных участках.
Периодически работы по тепловому контролю пассивного типа могут проводиться и в медицине. Главное отличие такого метода заключается в том, что объектом исследования становится тело человека. Это метод диагностики онкологии, болезней сердечно-сосудистой системы.
Не стоит забывать и про использование в сфере металлургии. Производство металлопроката горячекатаным методом помогает проводить футеровку, устанавливать точные показатели температуры расплавов.
Также можно применять подобное средство и в других областях. Основные требования – первоначально проверить, подойдет ли подобный вариант для конкретного типа изделия.
Какие приборы используются для проведения теплового контроля
Проведение теплового контроля во многом зависит от типа применяемых инструментов. Если прибор подобран правильно для конкретной области применения, вы сможете получить максимально подробные показания.
Есть два варианта измерения нагрева при проведении теплового контроля. Они разделены на два основных варианта:
- Контактные. Изделие направлено на то, чтобы установить реальную температуру при непосредственном контакте с поверхностью. К примеру, хорошо подойдут для выполнения контроля монометрические и жидкостные термометры, а также металлические и полупроводниковые варианты сопротивления, термопары и многое другое.
- Бесконтактные. Как понятно из названия – для получения точных сведений о состоянии конкретного изделия, не требуется непосредственного контакта с материалами. В список таких вариантов изделий входят многочисленные термометры, квантовые счетчики, пирометры с радиационным вариантом фиксирования и многие другие специализированные аппараты.
Статистика отмечает, что тепловой контроль часто проводится с применением тепловизоров разной степени чувствительности. Это оборудование для пассивного наблюдения за процессом отделения тепла, обеспечивающего выявление разных вариантов дефектов.
Далее в этом материале мы рассмотрим наиболее распространенные варианты техники для выполнения профессионального теплового контроля.
Пирометр
Это устройство – термометр, работающий в инфракрасном спектре. Функционирует без непосредственного контакта с поверхностью, который предполагается оценить и измерить.
Работа прибора основывается на фиксации тепла, которое создает конкретный вариант изделия или металлоконструкции. Это становится возможным за счет того, что тепловое излучение будет хорошо видно в инфракрасном спектре.
Одно из преимуществ работы пирометра заключается в том, что он может функционировать дистанционно. Это особенно удобно, если изделие оказывается сильно прогрето и раскалено до температур, которые не позволяют контактировать без проблем. В таком случае стандартный вариант с контактом с поверхностью оказывается недопустимым.
Тепловизор
Это средство также позволяет контролировать степень отделения тепла конкретным вариантом изделия. Прибор выводит температурный спектр на свой экран. Это позволяет формировать подробную цветовую картинку. В зависимости от степени прогрева, оттенок меняется.
Приборы оснащаются функцией памяти, работают со специальным программным обеспечением. При этом обработка итогов ведется на персональном компьютере.
Есть два основных варианта тепловизоров. К ним относятся такие приборы, как:
- Измерительные тепловизоры. Отличаются повышенной точностью, потому что каждому пикселю присваивается определенное температурное значение. Замеры происходят отдельно.
- Наблюдательные тепловизоры. Изображение в инфракрасном спектре может полностью покрывать объект наблюдения.
Как мы уже отмечали выше, тепловизоры стали одним из наиболее распространенных вариантов аппаратуры, которая сегодня применяется в работе. Применение такого визора открывает возможности для дистанционного теплового неразрушающего контроля в области энергетики, на производстве, во множестве областей промышленности.
Логгеры
Специальные приборы – логгеры, могут также применяться для температуры и влажности. Это хороший вариант для проведения длительного анализа степени отделения температуры от различных вариантов тестируемых материалов.
Это небольшое устройство, оснащенное дисплеем. Он устанавливается в прочный корпус, не допускающий проникновения влажности извне. Есть функция памяти для фиксации данных измерений. Многие параметры во время работы можно дополнительно настроить и программировать.
Во время работы можно обеспечить подключение различных зондов. Если используется средство для неразрушающего контроля, можно свободно работать в режиме многозадачности. Все получаемые сведения не только фиксируются, но и анализируются. Специально для такой задачи нужно использовать дополнительное программное обеспечение. Среди его функций – формирование наглядных графиков и таблиц.
Температурные измерители
В продаже можно найти массу вариантов оборудования, которое работает с различными параметрами плотности тепловых потоков. Наибольшее распространение подобное оборудование получило именно в строительстве. Это позволяет контролировать степень теплопроводности, учитывать, соответствует ли материал ГОСТ 25380, насколько эффективно было проведено экранирование.
Все сведения, которые используются при проведении теплового контроля, фиксируются, проходят обработку, заносятся в специальный архив. Есть масса вариантов приборов, которые можно использовать в процессе. К ним относятся термокарандаши, индикаторы температуры и многое другое.
Особенности комбинированного использования теплового контроля
Одно из преимуществ использования метода теплового контроля заключается в его возможности комбинирования с другими средствами НК. В комбинации удается использовать наиболее важные положительные свойства разных вариантов проверки, компенсировать ключевые недостатки. На фоне этого точность измерения становится выше, а риск ошибки сводится к минимуму.
Есть два основных варианта использования комбинированного контроля:
- Первый тип. Активно применяется в авиастроении, когда нужно понять, есть ли в сотовых каналах жидкость. При этом можно контролировать состояние композитных материалов, а также не допускать расслоения. Дефекты удается локализовать, провести проверку с применением направленного ультразвука. Таким образом можно оценивать состояние заклепок. Дополнительным средством оценки состояния станет применение вихретокового способа и других методов.
- Второй тип. Удобный метод, который подойдет для проверки состояния объектов сложной формы. В подобной ситуации применение единственного средства для контроля не подойдет, потому что окажется неинформативным. Замеры будут максимально точными, а продолжительность и стоимость НК станет существенно ниже. Главное проработать технологические карты и понять, какую последовательность действий стоит установить.
Тепловой контроля сегодня считается одной из наиболее универсальных процедур. Это простой, эффективный, информативный метод, который позволяет проводить измерения без прекращения работы техники.
