ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ТЕХНИЧЕСКОМУ РЕГУЛИРОВАНИЮ И МЕТРОЛОГИИ

НАЦИОНАЛЬНЫМ

СТАНДАРТ

РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

КОМПОЗИТЫ ПОЛИМЕРНЫЕ

Неразрушающий контроль

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2016

Предисловие

1    ПОДГОТОВЛЕН Федеральным государственным унитарным предприятием «Всероссийский научно-исследовательский институт авиационных материалов» совместно с Открытым акционерным обществом «НПО Стеклопластик» и Объединением юридических лиц «Союз производителей композитов» на основе аутентичного перевода на русский язык стандарта указанного в пункте 4, который выполнен ТК 497

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 497 «Композиты, конструкции и изделия из них»

3    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 ноября 2015 г. № 2044-ст

4    Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к стандарту АСТМ Е2533—09 «Стандарт на неразрушающие испытания композитных материалов с полимерной матрицей, используемых в авиакосмической промышленности» (ASTM Е2533—09 «Standard Guide for Nondestructive Testing of Polymer Matrix Composites Used in Aerospace Applications») путем изменения его структуры для приведения в соответствие с правилами, установленными ГОСТ 1.5-2001 (подразделы 4.2 и 4.3), исключения отдельных разделов (подразделов, пунктов).

Разделы и подразделы, не включенные в основную часть настоящего стандарта, приведены в дополнительном приложении ДА.

В настоящем стандарте исключены ссылки на АСТМ: С274, Е543, Е1316, Е569, Е650, Е750, Е976, Е1067, Е1118, Е1211, Е1419, Е1932, Е2076, Е2191, Е1441, Е1570, Е1670, Е1935, Е427, Е432, Е493, Е498, Е499, Е515, Е1002, Е1003, Е1066, Е1603, Е2024, Е747, Е1025, Е2002, Е94, Е94, Е1742, Е1815, Е1817, Е2007, Е2033, Е2104, Е2445, Е2446, Е1000, Е1255, Е1411, Е2597, Е2581, F1364, Е251, Е1237, Е1213, Е1311,Е1543,Е1862,Е1897,Е1933,Е1934,Е2582,Е114, Е214, Е317, Е664, Е1001, Е1065, Е1324, Е1901, Е2580, исключение данных ссылок обусловлено отсутствием близких по аспекту стандартизации межгосударственных и национальных стандартов (как гармонизованных с международными, так и нет) и необходимостью приводить ключевые положения ссылочных стандартов, использованных в самих ASTM, а также тем, что часть из них носит рекомендательный характер.

Исключение ссылок на справочники и стандарты: MIL-HDBK-732A,MIL-L-25567D,MIL-HDBK-728/5A, MIL-HDBK-733, MIL-HDBK-731; документы Национального совета по радиационной защите и метрологии: NCRP 49 NCRP 51, NCRP 91; стандарты: SAE-ARP 1611, SAE J428; стандарты: EN 14784-1, EN 14784-2, EN 13068-1, EN 13068-2, EN 13068-3, EN 60825-1; федеральные стандарты: 21 CFR 1040.10, 21 CFR 1040.11, а также ANSI, Z136.1-2000, ASNT SNT-TC-1A, обусловлено тем, что в Российской Федерации нет аналогичных и близких по аспекту и объекту стандартизации межгосударственных и национальных стандартов (как гармонизированных, так и негармонизированных).

Ссылка на АСТМ Д3878 заменена ссылкой на соответствующий межгосударственный стандарт.

Дополнительные положения, включенные в текст стандарта для учета особенности объекта стандартизации, характерного для Российской Федерации, выделены курсивом и заключены в рамки из тонких линий.

Сравнение структуры настоящего стандарта со структурой указанного стандарта АСТМ приведено в дополнительном приложении ДБ.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта АСТМ для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (подраздел 3.5)

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Таблица 3 — Краткие сведения об АЭ

Применение Принцип действия Преимущества Недостатки Представление результатов Оценка структурной целостности Датчики АЭ Дистанционный Необходимость Датчики АЭ трубопроводов, труб, резервуаров подключены И постоянный внешнего воздей- отслеживают и сосудов под давлением из поли- к образцу мониторинг ствия на исследуе- кратковремен- мерного композитного материала для поиска всего образца мый объект. ные сигналы, (ПК). дефектных в реальном вызванные в об- зон во время времени. Неактивные (не- разце, подвер- Контроль качества производства и применения расширяющиеся) гаемом воздей- изготовления. внешнего Определение дефекты не могут ствию. Отсут- воздействия роста активных быть обнаружены. ствие сигналов Проверка на герметичность после (механиче- дефектов. АЭ может быть производства. Может использо- ского, терми- Недопустимы посто- показателем ваться в качестве альтернативно- ческого или Обнаружение ронние шумы. структурной го метода при течеискании. давления). дефектов, не- целостности ПК. Положение доступных для Преобразователи С другой сторо- Периодический мониторинг про- определя- обнаружения должны быть раз- ны, при обнару- блемных зон при эксплуатации. ется путем иными мето- мещены на тестиру- жении сигналов триангу- дами нераз- емой части образца. АЭ можно гово- Постоянный мониторинг струкгу- ляции или рушающего рить о наличии ры в режиме реального времени (мониторинг состояния). Оценка адгезивной сцепки. Мониторинг роста трещит. Поиск и определение месторасположения протечек методами зональной локации контроля. Использование для проверки на герметичность Часто необходимо использование иных средств неразрушающего контроля для определения характеристик дефектов дефекта

5.1.2    Для обнаружения волн АЭ, образующихся в результате прилагаемой внешней механической (сжатие, кручение и т. д.) или тепловой нагрузки, используют специальные датчики (преобразователи).

Датчики соединены с ОК при помощи контактной жидкости или с помощью специальных составов на основе эпоксидных смол или других клеящих смесей. Выходной сигнал от датчика усиливается и фильтруется для устранения нежелательных частот. Затем условный сигнал АЭ проходит оцифровку и разделяется на дискретные пакеты колебаний. С помощью цифровой обработки сигнала эти пакеты преобразуются в частотно-временные характеристики, которые описывают форму колебаний, размер и частотные составляющие. Эти характеристики могут быть проанализированы совместно с помощью искусственного интеллекта, распознавания образов и/или методами нейронных сетей с целью отделения истинных источников АЭ от шума.

В случае, когда несколько датчиков регистрируют один и тот же сигнал АЭ, местоположение источника этого сигнала можно определить с помощью анализа времени прихода сигналов. В случае, когда несколько источников сигналов АЭ расположены близко друг к другу, они образуют группу событий, указывающую на непрерывную активность, которая служит признаком активно развивающегося источника. Помимо сигналов АЭ, вызванных ростом дефектов или несплошностей, сигналы АЭ могут также возникать в результате существования дефектов или несплошностей, которые не развиваются (например, трущиеся друг о друга расслоения во время сброса давления из сосуда высокого давления).

5.1.3    Сигналы АЭ делятся на два основных типа:

-    непрерывная эмиссия — колебания с относительно малыми амплитудами и широким частотным спектром, верхняя граница которого достигает 30 МГц;

-    эмиссия дискретного типа — последовательность коротких импульсов сложной формы с крутым фронтом и гораздо большими амплитудами.

5.2 Применение

5.2.1 АЭ в соответствии с ГОСТ Р ИСО 12716 — термин, используемый для описания кратковременных волн напряжения ниже предела упругости, производимых в твердых телах в результате приложенного напряжения. Прикладываемое напряжение может включать в себя механические силы

7

(растяжение, сжатие или кручение), внутреннее давление или температурное воздействие (часто может быть достигнуто при помощи тепловой пушки). Прикладываемое к ОК напряжение может быть кратковременным, долговременным, случайным или цикличным. Его измеряют параллельно измерению активности АЭ.

5.2.2    Волны напряжения АЭ производятся путем быстрого выброса энергии в пределах материала из локализованного источника. Сигнал АЭ, полученный в полимерном композитном материале, часто состоит из непрерывной и дискретной АЭ.

5.2.3    Оборудование АЭ регистрирует кратковременные волны напряжения ниже предела упругости, произведенные приложенным напряжением или последующим ослаблением напряжения в композитном материале или детали. Волны напряжения протекают в виде импульса или непрерывной АЭ. Активность АЭ, интенсивность и жесткость, коррелированные с приложенным напряжением, дают информацию о деградации ОК. Отсутствие активности АЭ означает отсутствие дефектов (источников АЭ), в то время как большая активность АЭ указывает на их присутствие. Источник определяется триангуляцией или методами зональной локации.

5.2.4    В ПК сигналы АЭ генерируются выбросом упругой энергии в ходе таких процессов, как растрескивание матрицы, или разрывов или расщепления волокон. Необратимые вязкоупругие процессы, такие как образование трещин аморфных матриц или деформация (необратимая) матрицы или волокна, не обнаруживаются при нормальных условиях с использованием широко распространенного оборудования АЭ.

5.2.5    Рождающиеся на поверхности раздела источники АЭ в ПК включают в себя расслоение матрицы и волокон, последующий отказ волокон и отклеивание слоев друг от друга.

5.2.6    АЭ в ПК также может быть произведена другими акустическими источниками, не связанными напрямую с матрицей или волокном. Такие источники включают утечку газа или жидкости через трещину, отверстие, разрыв уплотнения или др. (например, в композитной оболочке сосудов высокого давления), а также в результате перемещения или потери деталей или частей деталей (например, дефекты резьбы в собранных композитных системах трубопроводов).

5.2.7    У большинства сигналов АЭ, используемых в НК, наблюдаются частоты между 20 кГц и 1 МГц. Уровень и амплитуду сигналов АЭ отмечают и коррелируют со структурой или характеристиками ОК. Наиболее низкие и высокие частоты отфильтровывают с целью избежать интерференций от нежелательных источников шума, таких как механические вибрации или шумы, генерируемые электрооборудованием.

5.2.8    Основные функции системы контроля методом АЭ заключены в обнаружении, локализации и классификации источников АЭ. Для последующей оценки повреждений, обнаруженных в локализованной зоне источника АЭ, применяют другие методы НК, например, визуальный, ультразвуковой и др.

5.3 Преимущества и область применения

АЭ используется для оценки структурной целостности композитных труб, патрубков, резервуаров, сосудов высокого давления и других композитных деталей. Возможно дистанционное наблюдение и наблюдение в режиме реального времени. Недоступные дефекты или неоднородности могут быть не только обнаружены, но и определено их местоположение. В дополнение к обнаружению дефектов и несплошностей АЭ может использоваться для обнаружения утечек, как альтернатива течеисканию. АЭ может быть использована для оценки качества производственных процессов с использованием образцов или как 100 % контроль при приложении напряжения в процессе производства (например, наслаивание, обмотка, прессование, вулканизация и т. д.), испытаний на герметичность после завершения производства путем контроля интересующих областей или участков, вызывающих беспокойство, и повторной проверки в соответствии с интервалами обслуживания. АЭ хорошо подходит для оценки целостности клеевых соединений и контроля роста трещин. По сравнению с другими методами НК АЭ имеет следующие преимущества:

5.3.1    С помощью АЭ возможно обнаружить и локализовать дефекты и несплошности на расстоянии от датчиков АЭ без их перемещения по поверхности ОК.

5.3.2    Возможность проведения НК в режиме реального времени.

5.3.3    Метод очень чувствителен к растущим (развивающимся) дефектам.

5.3.4    С помощью АЭ возможно обнаружение дефектов и несплошностей, которые не обнаруживаются другими методами НК.

5.3.5    Может использоваться для течеискания сосудов высокого давления после их производства и в процессе эксплуатации.

8

ГОСТ Р 56787-2015

5.4 Ограничения

5.4.1    ОК необходимо подвергать воздействию напряжения.

5.4.2    Дефекты и несплошности, не генерирующие сигналы АЭ, не обнаруживаются. В то же время незначительные дефекты и несплошности могут являться источниками АЭ. Таким образом, однозначно оценить степень опасности обнаруженного источника АЭ нельзя.

5.4.3    Необходима фильтрация посторонних шумов.

5.4.4    Метод требует размещения датчиков на поверхности ОК.

5.5 НК методом АЭ

Осуществляется с использованием методик контроля, технологических рекомендаций, производственных инструкций, руководящих технических материалов, в которых даются рекомендации по используемому оборудованию (приборы, преобразователи и т. д.), описываются процедуры настройки этого оборудования, порядок проведения контроля и обработки полученных результатов.

5.6    Геометрия и размеры

5.6.1    Геометрические особенности и размеры ОК могут стать причиной ослабления сигнала АЭ.

5.6.2    В крупногабаритных ОК можно получить существенную экономию энергии, используя чувствительные элементы с интегрированными предусилителями, устранив тем самым потребность в подключении отдельных предусилителей.

5.6.3    Так как композитные материалы являются анизотропными и зачастую имеют переменную толщину, ослабление сигналов АЭ может отличаться в различных частях композита.

5.7    Техника безопасности

При НК сосудов высокого давления должны быть выполнены все требования техники безопасности, устанавливаемые для испытаний данного вида.

5.8    Калибровка и стандартизация

5.8.1    Необходимо проведение периодической поверки и калибровки используемого оборудования АЭ.

5.8.2    Необходима ежедневная проверка всех электронных систем оборудования АЭ. При проверке необходимо использовать генератор формы волны.

5.8.3    Необходима ежедневная проверка чувствительных элементов датчиков АЭ. Необходимо записывать максимальную амплитуду и уровень электрических шумов. Необходимо заменить чувствительные элементы, имеющие значения максимальных амплитуд и уровней электрических шумов выше средних.

6 Радиационные методы

6.1    Общие сведения

6.1.1    Радиационные методы НК основаны на регистрации и анализе проникающего сквозь ОК ионизирующего излучения. Для контроля ОК из ПК используют рентгеновское излучение, позволяющее выявить дефекты, расположенные как внутри, так и на его поверхности. Первичным информативным параметром является экспозиционная доза излучения, величина которой в местах дефектов отличается от экспозиционной дозы в бездефектных зонах ОК.

Краткие сведения о методе приведены в таблице 4.

9

Таблица 4 — Краткое описание рентгенографии

Применение Принцип действия Преимущества Недостатки Представление результатов Используют для Между катодом и Общие сведения: Общие сведения: Общие сведе- обнаружения вну- анодом прикладывают Радиографи- В целом не чувствите- ния: тренних неодно- высокое напряжение ческую пленку лен к мелким поверх- Выявленные родностей, таких электрического заряда. можно вырезать ностным трещинам, за неоднород- как трещины, вклю- Электроны, имитиро- и разместить исключением идеальных ности или чения, пористость, ванные с катода, уско- практически в условий. несплошности неравноплотность ряются через вакуум к любом месте на изображаются, материала, нерав- положительно заря- части или внутри Дополнительная инфор- как правило, номерность уклад- женному аноду. Точка, объекта. мация: в натураль- ки заполнителя и в которой электроны Применение ионизирую- ную величину. т. д., когда главная бомбардируют анод, Дополнительная щего излучения требует Невозможно ось дефекта или изготовлена из матери- информация: обязательного и неукос- определить несплошности рас- ала высокой плотности Обеспечивает нительного выполнения глубину зале- положена парал- (например, вольфрама контроль всего норм радиационной гания неодно- лельно падающему или меди). Когда пучок объема объекта безопасности. родности или пучку рентгенов- электронов попадает контроля. дефекта без ских лучей. на анод, быстрое за- В идеале контроль дол- дополнитель- медление электронов Энергию рентге- жен проводится в специ- нота рентге- Дополнительная приводит к генериро- новского излу- ализированных камерах новского об- информация: ванию рентгеновского чения (проника- (боксах), исключающих следования со Может эффективно излучения. ющую способ- воздействие рентге- всех сторон. использоваться Количество прошед- ность) можно новского излучения на для обнаружения шего излучения через регулировать человека. Дополнитель- инородных вклю- деталь, зависит от путем изменения ная информа- чений. энергии рентгеновского ускоряющего на- Трудно получить доста- ция: излучения, толщины пряжения. точную величину (2 % Глубину Используют для и плотности объекта или более) контраста залегания не- обнаружения контроля. Высокая чув- при небольшой раз- однородности дефектов, кото- Рентгеновское излуче- ствительность нице в коэффициенте или дефекта рые расположены ние, прошедшее через к изменениям в ослабления матрицы и можно опре- в направлении ОК и ослабленное им, толщине и плот- заполнителя в ПК. делить путем падающего излу- формируется в радиа- ности материала. выполнения чения и толщина ционное изображение, Доступ необходим к обе- дополнитель- которых составляет которое далее посред- Обеспечивает им сторонам исследуе- ных «парал- не менее 1—2 % от ством радиографиче- простую ин- мого объекта. лаксных» толщины исследуе- ской пленки преобразу- терпретацию и рентгеновских мого объекта. ется в оптическое. На рентгеновском документирование результатов Плоскость трещины должна быть почти снимков Трещины можно обнаружить только снимке дефекты изображаются в виде контроля. параллельной пучку рентгеновских лучей, при условии локальных зон, оп- Может перево- чтобы ее можно было их параллельно- тическая плотность диться в циф- обнаружить. го расположения которых отличается от ровую форму с Не чувствителен к рас- относительно падающего пучка оптической плотности фоновых участков. применением соответствующего слоениям, непроклеям. рентгеновских лучей, раскрытием не менее 0,1 мм и глубине не менее 2 % от толщины исследуемого объекта Для полимерных композитных материалов и компонентов, как правило, используется мягкое рентгеновское излучение мощностью порядка 50 кВ оборудования Большая трудоемкость контроля, а также необходимость применения реактивов для проявки и фиксирования радиографической пленки

ГОСТ P 56787—2015

6.2 Применение

6.2.1    В радиационной дефектоскопии методы НК определены:

-    излучением (рентгеновское, гамма-, бета-, нейтронное и др. виды излучения);

-детектором (радиографическая пленка, сцинтилляционный монокристалл, ионизационная камера и др.).

Для контроля изделий из ПК наиболее эффективным является рентгенографический метод.

6.2.2    Рентгенографический метод

Рентгеновское излучение, прошедшее через ОК, ослабленное им, формируется в радиационное изображение, которое далее посредством радиографической пленки преобразуется в оптическое.

Ослабление рентгеновского излучения материалом ОК зависит от его энергии, толщины ОК и плотности ПК, из которого он изготовлен. При использовании современного оборудования можно выявить несплошности, размеры которых в направлении оси пучка излучения оставляют от 1 до 2 % и более от толщины ОК. На рентгеновском снимке дефекты изображаются в виде локальных зон, оптическая плотность которых отличается от оптической плотности фоновых участков.

6.3 Преимущества и область применения

6.3.1    Дефекты в ПК

По своим размерам и конфигурации дефекты делятся на две группы: объемные и плоскостные. Объемные дефекты отличаются тем, что их размеры во всех направлениях имеют один порядок, у плоскостных дефектов один размер отличается от двух других на порядок и более.

По физической сущности различают типы дефектов:

-    расслоения между волокном и матрицей (плоскостной дефект);

-    ударные и усталостные повреждения (плоскостной дефект);

-    производственные дефекты или несплошности (плоскостной либо объемный дефект);

-    пустоты, пористость, инородные включения (объемный дефект);

-    ориентация волокон (плоскостной дефект);

-    разрыв волокон (плоскостной дефект);

-    изменение состава связующего (плоскостной либо объемный дефект);

-    трещины (плоскостной дефект).

По техническим условиям на изделие из ПК содержащиеся в нем дефекты делят на допустимые и недопустимые.

6.3.2    Областью применения рентгенографического метода контроля изделий из ПК является обнаружение недопустимых по техническим условиям объемных дефектов. Плоскостные дефекты типа трещин, расслоений, разрыва волокон в общем случае рентгеновским методом не могут быть обнаружены. Условием обнаружения плоскостных дефектов, например, трещины является ее благоприятная ориентация по отношению к пучку излучения: ось пучка излучения должна быть параллельна плоскости трещины.

6.3.3    Для обнаружения недопустимых дефектов при рентгенографическом контроле ПК необходимо выбрать энергию излучения таким образом, чтобы радиационный контраст между низким и средним атомным числом подструктур ПК (например, матрицы, волокна, тонкого листа) был достаточен для получения контрастного оптического изображения. Известно, что глаз может различить на рентгенограмме зоны с разной оптической плотностью, отличающиеся друг от друга от 0,02 до 0,05 Б. Если физическая плотность материала аномальной зоны (г/см³) отличается от физической плотности материала подструктуры на 2 %, то оптическое изображение на рентгеновском снимке будет иметь различимый контраст. За рубежом, когда возникает необходимость повысить контраст, используют контрастные вещества.

6.3.4    Для получения оптического изображения недопустимыхдефектов с контрастом, различимым при расшифровке рентгеновских снимков, энергию излучения следует выбирать, исходя из условия:

[i-d>2,    (1)

гдер — линейный коэффициент ослабления излучения материалом подструктуры, см"¹; d— толщина объекта контроля по оси пучка излучения, см.

Рекомендуется использовать рентгеновский аппарат, снабженный низковольтной рентгеновской трубкой до 100 кВ, снабженной бериллиевым окном для выхода пучка излучения. Выбор энергии излучения определяют эмпирически, используя специально разработанные эталонные образцы или

11

индикатор качества изображения (ИКИ), содержащий элементы (отверстия, лунки, канавки) разного размера. По изображению минимальных элементов эталонного образца, видимых на рентгеновском снимке, определяют режим контроля.

6.4 Ограничения

6.4.1    Рентгеновский метод не выявляет плоскостные дефекты: расслоения между волокном и матрицей, ударные и усталостные повреждения, трещины и другие дефекты, размеры которых в плоскости, перпендикулярной оси пучка излучения менее 0,5 мм и вдоль пучка излучения менее 3 % от просвечиваемой толщины объекта.

6.4.2    При проведении рентгенографического контроля необходим двухсторонний доступ.

6.4.3    Высокая стоимость оборудования.

6.4.4    При проведении рентгенографического контроля следует руководствоваться действующей в отрасли нормативной документацией и техническими условиями на объект контроля.

6.5 НК рентгенографическим методом

6.5.1 Выбор схемы контроля. Под схемой рентгенографического контроля понимают относительное расположение источника излучения (ИИ), ОК и радиографической пленки. Схему контроля выбирают, исходя из двух критериев:

-    радиационная толщина (толщина ОК в направлении оси пучка излучения) должна быть минимальной;

-    ОК должен быть расположен по возможности ближе к радиографической пленке.

Выполнение первого критерия обеспечивает получение максимального радиационного контраста; выполнение второго критерия при заданном фокусном расстоянии обеспечивает получение рентгенографического снимка с требуемой четкостью. Согласно действующим нормативным документам по рентгенографическому контролю допустимая геометрическая нерезкость не должна превышать половины абсолютного значения чувствительности контроля. Таким образом, допустимая геометрическая нерезкость не должна превышать величину:

0,5 ■ (0,01 + 0,02) • d,    (2)

где d — толщина объекта контроля по оси пучка излучения, мм.

Следовательно, минимальное фокусное расстояние (расстояние «источник-пленка») при чувствительности контроля 2 % составляет:

Рмин*1°0Ф + </,    (3)

где Ф — размер фокусного пятна источника, мм;

d — толщина объекта контроля по оси пучка излучения, мм.

6.5.2 Продолжительность экспозиции при выбранном фокусном расстоянии и эмпирически определенном анодном напряжении выбирают таким образом, чтобы оптическая плотность снимка была не менее 2 Б.

Такая оптическая плотность соответствует участку характеристической кривой (ХК) с высоким значением градиента и тем самым позволяет увеличить оптический контраст снимка (ХК — зависимость оптической плотности от логарифма дозы излучения). При использовании в качестве источника излучения рентгеновского аппарата экспозиционная доза излучения пропорциональна величине:

_U²lt

~ F²

где U — напряжение на аноде рентгеновской трубки, кВ;

/ — анодный ток, мА; t — продолжительность экспозиции, мин.

Анодное напряжение и фокусное расстояние для достижения требуемых чувствительности и четкости изображения выбраны при использовании конкретного источника излучения и являются константами. Значение анодного тока нужно выбирать максимальным либо близким к максимальному значению, которое может обеспечить излучатель. Продолжительность экспозиции t обеспечивает требуемую оптическую плотность снимка.

12

ГОСТ Р 56787-2015

6.5.3 Для практической оценки качества изображения следует использовать специальные средства — ИКИ IQI.

Для оценки достижимой чувствительности контроля изделий из ПК индикатор качества изображения специфичен: например, он может быть выполнен в виде ступенчатого клина из ПК и содержать в каждой ступеньке лунки или канавки разной глубины либо в виде набора пластин разной толщины с расположенными в ней отверстиями разного диаметра. По видимому изображению минимального элемента ИКИ на рентгеновском снимке определяют чувствительность контроля. Изготовление таких средств может представлять трудности из-за неравномерной структуры ПК. В этом случае возможно применение более технологичного индикатора, монолитного с плотностью, близкой к плотности ПК, например, оргстекло или сплав на основе бериллия.

6.6 Техника безопасности

6.6.1    К рентгеновскому НК изделий из ПК допускаются лица, достигшие 18-летнего возраста, прошедшие предварительный и периодический медицинский осмотр и не имеющие медицинских противопоказаний, прошедшие аттестацию по трехуровневой системе квалификации специалистов неразрушающего контроля в соответствии с ГОСТ Р 54795 (см. раздел 6), имеющие сертификат (удостоверение) установленного в отрасли образца. К работе с рентгеновскими аппаратами и другими источниками ионизирующих излучений могут быть допущены лица, отнесенные приказом по предприятию к персоналу группы А, прошедшие обучение и инструктаж по охране труда и радиационной безопасности, аттестованные на квалификационную группу по электробезопасности свыше 1000 В и ознакомленные с действующими в организации инструкциями.

6.6.2    При проведении рентгенографических работ необходимо соблюдать требования правил обеспечения радиационной безопасности.

6.6.3    Производственное электрооборудование должно быть заземлено (занулено) в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.030 (см. разделы 1—7).

6.6.4    Помещение, где проводят рентгеновский контроль, должно быть оборудовано общеобменной приточно-вытяжной вентиляцией с двукратным воздухообменом в час в соответствии с требованиями ГОСТ 12.4.021 (см. разделы 1—3).

6.6.5    Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать предельно допустимых концентраций. Контроль за содержанием вредных веществ в воздухе рабочей зоны проводят в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005 (см. раздел 4).

6.6.6    При проведении рентгеновского контроля во избежание контакта со свинцом используемые при работе свинцовые защитные экраны, маски, диафрагмы, маркировочные знаки: цифры, буквы, метки, реперы и пр. должны иметь защитные покрытия. Нанесение защитных покрытий следует проводить не реже одного раза в год и возобновлять их в случае повреждения. В качестве защитных покрытий могут быть использованы краски, лаки или пластиковые чехлы.

6.6.7    Работающие должны соблюдать правила пожарной безопасности в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.004 (см. разделы 1—3) и правила противопожарного режима в Российской Федерации*. Производственное помещение должно быть обеспечено первичными средствами пожаротушения: огнетушители углекислотные, песок и приборы пожарной сигнализации.

7 Течеискание

7.1    Общие сведения

7.1.1    Течеискание — вид испытаний на герметичность, основанный на регистрации веществ, проникающих через течи. Течеискание относится к НК проникающими веществами.

В зависимости от вида применяемых пробных веществ методы контроля герметичности делятся на:

-    гидравлические (или жидкостные), когда в качестве индикаторного вещества используют жидкость (например, масло, вода, керосин);

-    газогидравлические, когда в качестве пробного вещества используют газ (например, воздух), а жидкость играет роль вспомогательной среды при определении места утечки газа;

-    газовые, когда в качестве индикаторного вещества используют газ (аргон, гелий, воздух и др.).

Краткие сведения о методе приведены в таблице 5.

Постановление Правительства Российской Федерации от 25 апреля 2012 г. № 390 «О противопожарном режиме» (с изменениями на 23 июня 2014 г.).

13

Таблица 5 — Краткие сведения отечеискании

Применение Принцип действия Преимущества Недостатки Данные отчетов Может быть выполнено на любой конструкции из полимерного композитного материала, в которой создана разница давления и где существует утечка продукта, воздуха, водного пара или других загрязняющих веществ. Течеискание затрагивает: 1) обнаружение и локализацию утечек; 2)    измерение коэффициента утечки. Используют, чтобы: 1)    предотвратить материальные потери; 2)    предотвратить опасность и помехи; 3)    обнаружить ненадежные объекты, скорость утечки в которых превышает допустимые критерии. Используют для обнаружения дефектов типа трещин или щелей. Испытание на утечку проводят дополнительно к другим методам неразрушающих испытаний, которые чувствительны к материальным неоднородностям. Может использоваться, чтобы измерить коэффициент утечки испытуемых образцов, которые открыты (обе испытательных поверхности доступны) или герметичны (только внешняя поверхность доступна) Поток жидкости или газа через утечку создает разность давления или концентрации. Поскольку утечка появилась внезапно, размеры отверстия утечки неизвестны, количество, используемое для определения утечки, является взвешенным коэффициентом утечки. Для улучшения чувствительности часто используют трассирующий газ в комбинации с детектором. Для обнаружения утечки и ее локализации может использоваться любой зонд с трассирующим веществом или зонд с детектором. Техника измерения коэффициента утечки попадает в две категории: статичное и динамическое испытания. При статическом испытании в камере в результате утечки накапливается трассирующий газ, в то время как при динамическом испытании камера накачивается непрерывно или периодически газом, вовлекаемым в детектор Неопровержимые доказательства наличия утечки по сравнению с более неоднозначными методами, такими как проникновение жидкости. Более чувствительный, чем объемные методы обнаружения утечки, такие как метод акустической эмиссии или ультразвуковой метод Увеличение затрат на испытательное оборудование в случае необходимости увеличения заданной чувствительности Качественные показатели, например пузыри, или количественные измерения, например отклонения детектора, который устанавливает наличие или концентрацию проникающей жидкости, с присутствием или без трассирующего газа, осуществляются при низком давлении или со стороны низкой концентрации в испытуемом образце. В зависимости от выбранной техники могут быть точно определены локализации утечки или коэффициенты утечки от 0,05 до 10-13 Па м3 с-1 (0,5 к 10'12 см3 с-1) могут быть измерены

7.1.2    Обнаружение и измерение уровня утечки — все измерения уровня утечки с использованием газов основаны на перетекании этого газа из зоны высокого давления в зону низкого в месте предполагаемой утечки.

Для регистрации оттока газа из зоны высокого давления к границе (зоне низкого давления) используют аппаратуру, чувствительную к присутствию газа или его концентрации.

В зависимости от применяемой оснастки различают камерный и бескамерный способы контроля течеисканием.

При бескамерном способе внутри ОК создают избыточное давление или вакуум, а вне ОК давление равно атмосферному.

При камерном способе ОК помещают в специальную камеру.

Утечку регистрируют по изменению давления или объема газа в пределах герметизирующей камеры или в пределах ОК (в зависимости от применяемого способа).

7.1.3    Выбор метода контроля — правильно подобранный метод течеискания оптимизирует чувствительность, стоимость и надежность контроля.

14

ГОСТ Р 56787-2015

Выбор метода зависит от требуемой чувствительности, способа течеискания (камерный или бес-камерный), типа ОК (открытый или герметичный) и осуществляется в соответствии с ГОСТ Р 51780 (см. раздел 2—4).

7.2 Применение

7.2.1    Процедура контроля на герметичность, требуемая чувствительность и метод обнаружения утечки должны быть установлены до проведения контроля в соответствии с особенностями ОК.

7.2.2    Требуемое оборудование и пробные вещества будут зависеть от методики проведения контроля.

7.2.3    Течеискание позволяет определять наличие и местоположение утечки, а также количество пробного вещества, проходящего через место утечки.

7.2.4    Скорость утечки зависит от давления, объема и времени. При контроле на герметичность необходимо смоделировать давление, которое ОК испытает в рабочем состоянии (требование необязательное). Если давление при контроле превышает рабочее, установленное для данного ОК, упругая деформация ОК может вызвать чрезмерную утечку.

7.2.5    Контроль ПК ограничивается ОК закрытого типа, которые могут быть закупорены, а затем загерметизированы, например, сосуды высокого давления с армированной композитной оболочкой.

7.2.6    Возможно также проведение течеискания ОК из ПК открытого типа, которые не могут быть герметизированы с использованием специальных барокамер.

7.2.7    Для того чтобы обнаружить и оценить размеры утечки с использованием газовых методов контроля герметичности, газ должен быть равномерно распределен по ОК.

7.2.8    Так как достичь абсолютной герметичности невозможно, для каждого ОК необходимо определить уровень максимальной утечки.

7.2.9    Применение также зависит от методики контроля герметичности.

7.2.9.1    Пузырьковый метод

При использовании пузырькового метода ОК заполняют воздухом или азотом под избыточным давлением. На наружную поверхность наносят жидкое индикаторное вещество. При наличие утечки газ, проникая наружу, образует в ней пузырьки. В качестве индикаторной жидкости применяют пенные эмульсии. Размер утечки может быть оценен по размеру образующихся пузырей. Скорость утечки может быть оценена по частоте образования пузырей. Перед проведением контроля необходимо очистить поверхность ОК от загрязнений. При использовании в качестве газа воздуха необходимо проведение его очистки.

7.2.9.2    Капиллярный метод

Метод основан на регистрации параметров индикаторной жидкости, проникающей под давлением в сквозные дефекты ОК. В ОК заливают жидкость, и создается избыточное давление. Для индикации утечек на внешнюю поверхность ОК наносятся проявляющие составы. После определенной выдержки проводят осмотр внешней поверхности ОК и регистрируют наличие или отсутствие утечек.

7.2.9.3    Газовый метод с использованием галогена

Течеискание с использованием газа галогена используют для определения давления, местоположения и размера утечек в закрытых сосудах и обычно используют для контроля в производственных условиях. В процессе контроля ионы излучаются разогретым анодом и направляются к коллектору. Количество положительных ионов увеличивается пропорционально количеству присутствующего галогена.

7.2.9.4    Гидростатический метод

Метод, также как и капиллярный, основан на регистрации параметров индикаторной жидкости, проникающей под давлением в сквозные дефекты ОК. В ОК заливают жидкость и создают избыточное давление. После определенной выдержки проводят осмотр, герметичность определяют по наличию капель на контролируемой поверхности. Перед применением данного метода необходимо провести предварительный УЗК с целью выявления утечек больше чем 4,5 ■ 10"⁷ моль/с.

7.2.9.5    Манометрический метод

Метод основан на изменении давления в ОК вследствие утечки газа через дефекты. Используют для выявления крупных утечек.

7.2.9.6    Масс-спектрометрический метод

Метод является одним из наиболее чувствительных и универсальных при контроле герметичности. Он основан на регистрации ионов индикаторного газа (гелия), попавшего в вакуумную камеру тече-искателя через сквозные дефекты ОК. Контроль осуществляют с использованием масс-спектрометра.

Масс-спектрометр работает по принципу сортировки ионизированных газов в электрическом поле в соответствии с их молекулярной массой. В масс-спектрометре с гелием экраны с отверстиями позволяют ионам Не+ проходить через детектор, в то время как остальные ионы блокируются. Количество Не+ ионов, достигающих детектора за единицу времени, соответствует скорости утечки.

7.2.9.7    Метод теплопроводности

Этот метод основан на том, что некоторые газы имеют заметно различающиеся значения удельной теплопроводности по сравнению с воздухом. Оборудование включает в себя две нагреваемые нити, включенные по мостовой схеме. Одна нить охлаждается воздухом, другая — контролируемым газом. Любые различия выводят из равновесия мост и могут быть связаны с наличием утечки. Используют два газа с самой большой разностью в удельной теплопроводности — водород и гелий, но испытание может быть выполнено с использованием аргона, двуокиси углерода, неона или фреона R-12.

7.2.9.8    Метод АЭ

На поверхность ОК устанавливают датчики АЭ, с помощью которых возможно обнаружить и локализовать источник образовавшейся утечки газа или жидкости из герметичной системы.

7.2.9.9    УЗ-метод

Метод применяют для обнаружения достаточно больших утечек, способных создавать турбулентный поток. Турбулентный поток в газе образуется, когда скорость приближается к скорости звука в газе, который имеет порядок от 4,5 ■ 10"⁶ до 1 ■ 10"⁷ моль/с. Методика основана на том, что турбулентный поток генерирует звуковые частоты от слышимых до 60 кГц.

7.2.10 Преимущества и область применения

7.2.10.1    Пузырьковый метод

Метод позволяет обнаружить и точно определить местоположение утечки. Преимущества и область применения — простота операции, низкая стоимость и относительно хорошая чувствительность. Метод хорошо подходит для ОК, которые могут быть загерметизированы перед проведением контроля и полностью погружены в жидкость. Без погружения в жидкость метод применяют для сосудов высокого давления, резервуаров, сфер или других крупногабаритных ОК. Ограничения — пузырьковый метод не позволяет измерить скорость утечки, необходимость тщательной очистки ОК от загрязнений, использование избыточного давления. Большое влияние на результат контроля оказывает человеческий фактор.

7.2.10.2    Капиллярный метод

Преимущества и область применения — низкая стоимость используемого оборудования, точное определение местоположения утечки. Ограничения — метод не позволяет измерить скорость утечки, применяющиеся химические вещества могут временно засорять утечку, необходимо проведение очистки ОК после проведения контроля, применяемые химические вещества могут оказывать повреждающее воздействие на ПК.

7.2.10.3    Газовый метод с использованием галогена

Преимущества и область применения — метод может быть применен для контроля любого ОК, в котором может быть получен перепад давления газа и есть доступ к стороне с предположительной протечкой. Ограничения — использование галогена оказывает неблагоприятное воздействие на окружающую среду, кроме того, метод огнеопасен. Существует необходимость постоянной калибровки применяемой аппаратуры.

7.2.10.4    Гидростатический метод

Преимущества и область применения — метод для контроля качества контейнеров (сосудов высокого давления и резервуаров), предназначенных для хранения различных жидкостей. Ограничения — сварные швы и соединения, где чаще всего происходят утечки, необходимо очищать от загрязнений. Температура жидкости, используемой при контроле, должна быть равна температуре окружающей среды для предотвращения образования конденсата. Применяемые для контроля жидкости могут засорять небольшие утечки.

7.2.10.5    Манометрический метод

Преимущества и область применения — метод применяют для определения больших скоростей утечки. Для контроля обычно используют газовые системы. Ограничения — не позволяет определить местоположение утечки. Так как давление зависит от температуры, то при проведении контроля необходимо следить за тем, чтобы температура оставалась постоянной или компенсировать изменение температуры путем использования идеальных газовых законов.

7.2.10.6    Масс-спектрометрический метод

Преимущества и область применения — метод может быть применен для контроля практически л ю-быхОК, которые допускают использование гелия или какого-либо другого газа. Ограничения — большая

16

ГОСТ Р 56787-2015

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

© Стандартинформ, 2016

Настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

ГОСТ P 56787—2015

вероятность ложных срабатываний аппаратуры при контроле. Поверхностные трещины, краска, смазка, грязь, различные уплотнения со следами износа, полости и т. д. могут адсорбировать гелий, что приводит к появлению фоновых сигналов и снижению чувствительности контроля.

7.2.10.7    Метод теплопроводности

Преимущества и область применения — метод позволяет получить точную информацию о скорости утечки и точно определить ее местоположение. Низкая стоимость оборудования, простота операций, пониженная чувствительность к загрязняющим веществам, находящимся в воздухе. Ограничения — применяемая аппаратура чувствительна ко всем газам, удельная теплопроводность которых отличается от удельной теплопроводности воздуха. Снижение чувствительности контроля за счет наличия фоновых газов. Поверхности ОК должны быть очищены от загрязнений.

7.2.10.8    Ультразвуковой метод

Преимущества и область применения — метод позволяет обнаружить утечку с высокой точностью, а также с помощью преобразователя, расположенного на некотором расстоянии от нее. Метод применяют перед контролем другими, более трудоемкими и чувствительными методами контроля герметичности. Ограничения — отсутствие чувствительности к малым скоростям утечки (меньше 10'² см³/с). Метод нельзя применять для контроля утечек ядовитых или взрывчатых веществ. Велико воздействие мешающих факторов, таких как вибрации оборудования и воздуха.

7.3    Размеры

7.3.1    Ограничения по размерам ОК связаны с невозможностью погрузить крупногабаритные ОК целиком в жидкость. Для таких ОК широко применяется пузырьковый метод.

7.3.2    Геометрические характеристики ОК могут затруднять проведение контроля герметичности из-за ограниченного доступа к его поверхностям.

7.4    Техника безопасности

7.4.1    Независимо от применяемого метода контроля герметичности особое внимание должно уделяться безопасности работы персонала.

7.4.2    Необходимо принимать повышенные меры безопасности при работе с галогеном и аммиаком.

7.4.3    При проведении контроля герметичности с использованием разности давлений необходимо учитывать требуемый запас прочности ОК.

7.5    Настройка и стандартизация

7.5.1    Пузырьковый метод

Необходимости в настройке оборудования нет.

7.5.2    Капиллярный метод

За счет изменения концентрации пенетранта, давления, времени проявления чувствительность метода может значительно меняться. В зависимости от минимального размера обнаруживаемой утечки необходимо следить за тем, чтобы эти изменения были минимальными.

7.5.3    Газовый метод с использованием галогена

При контроле этим методом чувствительность датчика проверяют и регулируют в работе таким образом, чтобы легко обнаруживалась утечка определенного указанного размера.

7.5.4    Гидростатический метод

Калибровка оборудования не требуется. Чувствительность метода напрямую зависит от оператора, проводящего контроль.

7.5.5    Манометрический метод

Применяемое оборудование должно проходить поверку и настройку в установленном порядке.

7.5.6    Масс-спектрометрический метод

При контроле этим методом чувствительность датчика проверяют и регулируют в работе таким образом, чтобы легко обнаруживалась утечка определенного указанного размера.

7.5.7    Метод теплопроводности

Настройка должна быть выполнена до, во время и по завершении контроля с промежутками не более 1 ч. Невозможность при настройке получить такой же или больший отклик, как при предыдущей настройке, говорит о необходимости оценки и/или повторного исследования всех ОК. Используемый в работе датчик должен быть включен, разогрет и обнулен, как это определено изготовителем. После

Содержание

1    Область применения.................................................................1

2    Нормативные ссылки.................................................................1

3    Термины и определения..............................................................2

4    Дефекты ПК и методы неразрушающего контроля.........................................2

5    Акустическая эмиссия................................................................6

6    Радиационные методы...............................................................9

7    Течеискание........................................................................13

8    Шерография........................................................................18

9    Измерение деформаций..............................................................20

10    Тепловизионный метод..............................................................22

11    Ультразвуковые методы..............................................................25

12    Визуально-измерительный    метод......................................................30

Приложение ДА (справочное) Оригинальный текст невключенных структурных элементов.........33

Приложение ДБ (справочное) Сопоставление структуры настоящего стандарта

со структурой примененного национального стандарта........................63

IV

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОМПОЗИТЫ ПОЛИМЕРНЫЕ Неразрушающий контроль

Polymer composites. Nondestructive testing

Дата введения — 2017—01—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на применение визуально-измерительных, ультразвуковых, радиационных, тепловизионных, шерографических методов неразрушающего контроля (НК), а также акустической эмиссии, течеискания и измерения деформаций контактным неразрушающим методом для контроля полимерных композитов (ПК), применяемых в авиационной промышленности.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.1.005-88 Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны

ГОСТ 12.1.030-81 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление

ГОСТ 12.4.021—75 Система стандартов безопасности труда. Системы вентиляции. Общие требования

ГОСТ 18353-79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов ГОСТ 20415-82 Контроль неразрушающий. Методы акустические. Общие положения ГОСТ 32794-2014 (ISO 472:1999) Композиты полимерные. Термины и определения (ASTMD3878 Композитные материалы. Термины)

ГОСТ Р ИСО 12716-2009 (ISO 12716:2001) Контроль неразрушающий. Акустическая эмиссия. Словарь

ГОСТ Р 51780-2001 Контроль неразрушающий. Методы и средства испытаний на герметичность. Порядок и критерии выбора

ГОСТ Р 53697-2009 (ISO/TS 18173:2005) Контроль неразрушающий. Основные термины и определения

ГОСТ Р 53698-2009 Контроль неразрушающий. Методы тепловые. Термины и определения ГОСТ Р 54795-2011 (ISO/DIS 9712) Контроль неразрушающий. Квалификация и сертификация персонала. Основные требования

ГОСТ Р 55776-2013 Контроль неразрушающий радиационный. Термины и определения

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулирования и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информацион-

Издание официальное

ному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячно издаваемого информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины по ГОСТР ИСО 12716, ГОСТ Р 55776, ГОСТ 32794, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1_

неразрушающий контроль; НК (nondestructive testing): Область науки и техники, охватывающая исследования физических принципов, разработку, совершенствование и применение методов, средств и технологий технического контроля объектов, не разрушающего и не ухудшающего их пригодность к эксплуатации.

[ГОСТ Р 53697, статья 2.20]

3.2_

виды неразрушающего контроля: Условная группировка методов НК, объединенная общностью физических принципов, на которых они основаны.

Примечание — Виды и методы неразрушающего контроля установлены в ГОСТ 18353.

3.3 объект контроля; OK (test object): Подвергаемая контролю продукция на стадиях ее жизненного цикла (создание, применение, хранение, ремонт и т. д.).

4 Дефекты ПК и методы неразрушающего контроля

Дефекты, выявляемые методами НК, а также общее описание методов приведены в таблицах 1 и 2. Таблица 1 —Дефекты, выявляемые методами НК

Дефект	Акусти ческая эмис сия	Ком пью терная томо графия	Тече- искание	Радио гра фия, радио скопия	Шеро- графия	Изме рение дефор мации	Тер- мо- гра- фия	Ультра зву ковой кон троль	Визуаль- но-из- мери- тельный контроль
Загрязнение		X		X				X	X
Повреждение нитей	X	X		X
Расслоение	X	X			X		X	X	X
Изменение плотности		X		X			X	X
Деформация под нагрузкой					X	X
Нарушение связей		X			X		X	X	X
Нарушение связей между волокнами	X	X					X	X
Нарушение соосности волокна		X		X			X

Дефект	Акусти ческая эмис сия	Ком пью терная томо графия	Тече- искание	Радио- гра- фия, радио скопия	Шеро- графия	Изме рение дефор- мации	Тер- мо- гра- фия	Ультра зву ковой кон троль	Визуаль- но-из- мери- тельный контроль
Разрывы	X	X		X			X	X	X
Включения		X		X			X	X	X
Утечки	X		X					X
Незакрепленные или подвижные части	X
Микротрещины	X	X		X	X			X
Влага		X		X			X
Пористость	X	X		X			X	X
Изменение толщины		X		X	X		X	X
Недоотверждение								X
Объемные включения		X
Пустоты	X	X	X	X			X	X

Таблица 2 — Общее описание методов НК

Метод НК Применение Преимущества Ограничения Представление результатов Примечание Акусти ческая эмиссия (АЭ) Глобальный контроль конструкций из ПК с целью обнаружения и локализации активных источников в режиме реального времени Возможен удаленный и непрерывный контроль всего изделия из ПК в режиме реального времени. Можно обнаружить развитие активных дефектов и несплошностей, обнаружить и определить местоположение дефектов и несплошностей, не выявляемых другими методами НК Контролируемая деталь должна подвергаться воздействию напряжения от внешних источников. За исключением конкретных дефектов или несплошностей, которые выявляют методом АЭ с помощью трения, создаваемого АЭ (например, трение поверхностей расслоения), АЭ неактивные (не распространяющиеся) дефекты или не-сплошности нельзя обнаружить, а незначительные дефекты конструкции или несплошности могут образовывать АЭ. Таким образом, значимость обнаруженного источника АЭ нельзя однозначно оценить Метод АЭ регистрирует проходящие упругие волны, образуемые в результате приложения напряжения или образующейся релаксации напряжений композитного материала или детали. Механические волны образуются в виде всплеска или непрерывной АЭ. Активность, сила, интенсивность АЭ коррелирует с информацией о прилагаемой нагрузке в пределах ОК Контроль и результаты контроля являются специфическими при каждом случае применения и должны проводиться под наблюдением эксперта

Продолжение таблицы 2

Метод НК Применение Преимущества Ограничения Представление результатов Примечание Компью терная томогра фия Обнаружение подповерхностных объемных дефектов или несплошностей. Предоставляет количественный объемный анализ дефектов и несплошностей, определяемых другими методами НК. Подходит для измерения геометрических характеристик Создание изображений поперечных сечений ОК. Получение трехмерных данных по дефектам или несплош-ностям. Широкие возможности для обработки изображения Необходим доступ ко всем сторонам ОК. Не очень подходит для контроля больших участков или объектов с высокими отношениями размеров >15 Оцифрованная карта компьютерной томографии (томограмма) по распределению плотности испытываемого изделия в поперечном разрезе. Возможность получения полных, трехмерных карт компьютерной томографии по распределению плотности для достаточно небольших деталей из композитных материалов Может потребоваться оснастка и/или захватное приспособление для детали Течеиска- ние Любой композитный материал или деталь, на котором существует перепад давления и где необходимо выявлять сквозные или внутренние протечки воздуха, воды, паров или других загрязняющих веществ в течение расчетного срока службы Менее неоднозначно в сравнении с капиллярными методами НК; более чувствительно, чем АЭ или УЗК Стоимость испытательного оборудования возрастает по мере увеличения необходимой чувствительности Качественные показатели, например пузыри, или количественные измерения, например отклонения детектора, которые определяют наличие, место, концентрацию или скорость утечки вещества Существуют различные методики для оценки больших утечек [со скоростями до 10‘2 Па м3 с-1 (1(И см3 с-1)] и небольших утечек [скорости менее 10‘5 Па м3 с-1 (10‘4 см3 с-1)] Радио графия, радиоско пия Определение преимущественно подповерхностных дефектов и несплошностей, например, пористость и включения. Плоские дефекты или несплошно-сти определяются в том случае, если пучок лучей направлен вдоль дефекта или несплошности, а нерезкость меньше раскрытия/ размера дефекта или несплошности Рентгеновские пленки и некоторые пластины можно разрезать и поместить почти в любом месте на детали. Цифровые изображения можно обрабатывать для получения дополнительной информации и автоматического распознавания дефектов. В радиоскопии методы, использующие усилитель изображения и систему цифровых детекторных решеток, могут быть автоматизированы при взаимодействии с роботом или манипулятором, обеспечивая тем самым возможность для проведения быстрого контроля Необходим доступ к обеим сторонам ОК. Возможно, необходимо оценить удобство доступа. Невозможно определить глубину дефектов или несплошностей; иногда возможно благодаря цифровым изображениям после калибровки или дополнительным съемкам рентгеновскими лучами с разных направлений Расчетная площадь и изменение плотности подповерхностных дефектов и несплошностей Деталь может потребоваться переместить в рентгеновскую лабораторию. Рентгенография с использованием снимков предусматривает хранение пленки и утилизацию химических реагентов, что может быть дорого. Цифровые методики (компьютерная радиология, система цифровых детекторных решеток), как правило, быстрее. Радиационная безопасность. При радиоскопии обеспечение радиационной безопасности более проблематично в случае использования передвижного источника по отношению к движению детали

Метод НК	Применение	Преимущества	Ограничения	Представление результатов	Примечание
Шерогра- фия	Обнаружение подповерхностных дефектов и несплошностей, изменений в модуле упругости или внеплоскост-ной деформации	Хорошо подходит для высокоскоростного, автоматического контроля в условиях производства	Подповерхностный дефект или разрыв должен быть достаточно большим, чтобы вызвать измеряемую деформацию под нагрузкой. Состояние поверхности, особенно глянцевитость, может мешать шерографи-ческому контролю, что предусматривает использование реагентов для матирования поверхности (исключение: термальная шерография)	Интерферограмма, создаваемая путем изъятия или наложения изображений ОК до и после нагружения, определяя и тем самым локализуя концентрации деформаций	Требуется дополнительное оборудование для определения изменений возникающих перегибов поверхности, и поэтому метод в качестве количественного
Изме рение дефор мации	Может использоваться для измерения статической и динамической деформации при растяжении и деформации сжатия, а также сдвига, коэффициента Пуассона, изгиба и деформации скручивания	Относительно недорогой, менее громоздкий, с лучшим разрешением в сравнении с экстен-зометрами (может обеспечить общую точность лучшую ± 10 % деформации)	Отдельные тензодатчики нельзя откалибровать, они чувствительны к воздействию нежелательного шума и прочим источникам погрешности, например, расширение или сжатие элемента тензодатчика, изменение удельного электрического сопротивления, гистерезис и ползучесть в результате плохого соединения	Выходные данные цепи измерения сопротивления выражены в милливольтах; входные — в вольтах	В зависимости от искомой чувствительности, устойчивости к сдвигу, чувствительности к изменениям температуры или стабильности положения могут применяться различные тензодатчики (например, датчики с полупроводниковой пластиной, тензодатчики с металлическим креплением, тонкопленочные и полупроводниковые тензодатчики рассеивания)
Термогра фия	Обнаружение нарушений связи, расслоений, пористости, углублений, трещин, включений в тонких ОК, обладающих низкой теплопроводностью, имеющих низкую отражательную способность/ поверхности с высокой излучательной способностью, и в материалах, которые эффективно рассеивают энергию	Быстрое исследование больших поверхностей и определение участков, которые должны быть подвержены более тщательному контролю	Композитные материалы имеют температурные границы, за пределами которых может произойти необратимое разрушение матрицы или волокна. Обнаружение дефекта или не-сплошности зависит от их ориентации относительно направления потока тепла. В более толстых материалах возможны только качественные признаки дефектов или несплошностей	Распределение температуры воздуха измеряют путем отображения контуров одинаковой температуры (изотерм), создавая тем самым модель теплового излучения, соотносящуюся с дефектами поверхности и подповерхности	Существует как контактный (предусматривает нанесение покрытия), так и бесконтактный метод (основывается на обнаружении инфракрасного излучения черного тела). Термография бывает либо пассивной, либо активной; активная термография может подразделяться на импульсную или синхронизируемую

Метод НК	Применение	Преимущества	Ограничения	Представление результатов	Примечание
Ультра звуковой контроль (УЗК)	Обнаружение подповерхностных дефектов или несплошно-стей. Существует два основных метода: эхо-импульсный метод для контроля с одной стороны ОК и теневой метод для контроля с доступом к двум сторонам ОК	Обнаружение подповерхностных дефектов или не-сплошностей, в том числе пористости, включений и расслоений	Необходима относительно плоская и гладкая поверхность. Тип материала может влиять на возможность контроля	Дефекты и несплошности сразу же записывают на амплитудных изображениях	Возможное удержание жидкости; возможное впитывание жидкости в пористые материалы, как, например, композитные материалы. Существуют многочисленные методы, основанные на использовании продольных, поперечных или поверхностных волн. Затухание в ПМК может быть сравнительно высоким в сравнении с металлическими изделиями
Визуаль- но-из- мери- тельный контроль	Выявление дефектов на осматриваемых поверхностях	Низкозатратный метод. Обнаружение поверхностных дефектов или не-сплошностей, включая расслоения, разрывы волокон и ударные повреждения	Необходима линия прямой видимости	Дефекты и несплошности сразу же записывают в соответствующую документацию по проведению контроля, иногда делают фотографии	Можно обнаружить дефекты или несплошности на внутреннем диаметре, если можно вставить центральный проводник и обеспечить достаточный электрический контакт

5 Акустическая эмиссия

5.1    Общие сведения

5.1.1    Метод акустической эмиссии (АЭ) относится к пассивным методам НК.

Метод основан на регистрации упругих волн, возникающих в результате АЭ. Это явление состоит в образовании акустических волн при динамической внутренней локальной перестройке структуры материала ОК. Акустические (обычно ультразвуковые) волны возникают в процессе появления и развития трещин в ОК. Краткие сведения о методе приведены в таблице 3.