Тепловой неразрушающий контроль

Тепловой контроль относится к неразрушающим методикам и широко используется в промышленно-производственной сфере. Излучение инфракрасного спектра фиксируется и преобразовывается в формат, который можно увидеть. Методику теплового неразрушающего контроля (ТНК) применяют в случаях, если структура теплового поля не является однородной, это способно подробно продемонстрировать состояние исследуемого образца. 

На данный момент технология активно востребована в теплоэнергетической, строительной и промышленной сферах, что связано с законодательным регламентом проведения энергоаудита предприятий России, чтобы сэкономить энергоресурсы. При этом в качестве основного способа проверки технического состояния выбран тепловой метод.

Преимущества тепловой методики:

  • Высокая скорость выполнения работ;
  • Подходит для большинства объектов;
  • Хорошие показатели производительности;
  • Повышенная точность показаний;
  • Возможность удаленной проверки. 

Классификаторы выделяют разные виды данного контроля, к примеру, испытания температуры, плотности теплопотока или теплопроводящих характеристик, тепловизионный и аналогичные. 

Тепловой неразрушающий контроль возможно классифицировать и разделить на подгруппы: активный или, в противоположность ему, пассивный. При пассивном у исследуемого образца есть собственный источник тепловоздействия, при активном — требуется стороннее нагревание. 

Пассивная методика

Подразумевается, что при производстве или использовании объекта в нем создается собственное тепловое поле. Эта методика максимально распространена и используется повсеместно, так как промышленные объекты, как правило, нагреваются. Главным достоинством ТНК является отсутствие необходимости выводить исследуемый объект из эксплуатации и использовать различное дополнительное оборудование для нагревания и создания нужной температурной среды. 

Данным способом обычно исследуют строительные конструкции, объекты промышленности, включенные в сеть электрические приборы и устройства, находящиеся под напряжением контактные элементы и сопутствующие им элементы. 

Оборудование, используемое в сфере теплового неразрушающего контроля: пирометры, логгеры данных, тепловизоры, измерители теплопотока, инфракрасные термометры. 

Активная методика

Способ используется, если исследуемый объект во время работы выделяет недостаточное для исследования количество энергии или не нагревается вовсе. Для нагрева требуется дополнительное оборудование, тепловые источники.

Так проверяют объекты искусства, многослойные композиты, подобные сложные образцы. 

Приборы и оборудование для ТНК 

Для упрощения понимания специалисты разделяют все используемое оборудование на два типа: 

  • Контактные — термопары, выполненные из металла или на полупроводниках сопротивления, термические индикаторы, термические карандаши, термометры-манометры, а также базирующиеся на тепловом расширении жидкости. 
  • Бесконтактные — тепловизорная техника, счетчики квантового типа (регистрирующие фотоны оптического диапазона), радиопирометры, термографическое оборудование. 

Наиболее востребованными приборами для неразрушающего тепловизионного контроля изделий и объектов эксперты называют тепловизоры, способные решать множество заданий наиболее удобным и простым способом. 

Тепловизоры

Оборудование, предназначенное для визуального наблюдения за тем, как температура распределяется на поверхности. У устройства есть понятный дисплей, где в реальном режиме разные участки показываются разным цветом. Данные сохраняются в памяти прибора и могут быть перенесены специалистом на компьютер с помощью специализированного ПО, чтобы обрабатывать большие объемы данных и делать подробные отчеты. 

Наблюдательные тепловизоры — упрощенный прибор, показывающий состояние исследуемой поверхности в инфракрасном световом спектре. 

Измерительные — контролируют и записывают цифровой сигнал попиксельно, составляя теплокарту исследуемого образца. 

Для испытаний, где проверяемый образец демонстрирует состояние неоднородной структурой формируемого им теплового поля, используют тепловизоры для обнаружения возможно проблемных зон и мест, где нагрев избыточно высокий. В списке сфер применения: строительство, энергетическая область, производственные предприятия и промсистемы. Это оборудование стандартно входит в список техники, нужной для сертификации лаборатории ТНК. 

Пирометры

Так называют термометры, измеряющие, с какой силой излучается тепло в обычном и в инфракрасном свете. Оборудование применяют для бесконтактного определения температуры объекта и проведения оперативного теплового неразрушающего контроля изделий. Устройство используется в сферах, где невозможно применение контактного термометра. К примеру, объект имеет очень высокую температуру или располагается в месте, где к нему невозможно обеспечить прямой физический доступ. 

Логгеры данных

Логгер предназначен для мониторинга влажностных и температурных характеристик объекта и подходит для использования в долгосрочном исследовании. Технически он представляет водонепроницаемый блок с экраном, есть возможность сохранять данные на карту памяти. Срок и периодичность исследования можно запрограммировать. Самые новые версии оборудования способны соединяться с несколькими зондами, чтобы контролировать показания разного количества источников (к примеру, разных комнат). С помощью особого программного обеспечения данные логгера могут быть проанализированы, составляется подробный отчет в виде графики и таблиц.

Измерители плотности

Оборудование применяется для вычисления плотности потока, проходящего сквозь стены, перегородки, перекрытия, крыши, покрытия (ГОСТ-25380). Позволяет измерять температурные показатели в помещении и вне его, вычислять сопротивление намеренной передаче теплового потока, термосопротивление ограждающих конструкций. После выполнения замеров данные передают в программу на компьютере, где они в автоматическом режиме собираются, архивируются и обрабатываются.

Кроме электронных аппаратов и оборудования при тепловом неразрушающем контроле изделий и объектов используются простые механические:

  • Термостойкая краска;
  • Клеящиеся ярлыки;
  • Термические карандаши;
  • Датчики температуры;
  • Паста, отводящая тепло. 

Комбинирование методик НК

При выполнении НК тепловой неразрушающий контроль часто используется на предварительном этапе, чтобы оценить, нужно ли применять более сложные методики (комбинирование I вида), а также в случаях, когда совмещение двух и более способов дает возможность получить более точную оценку (комбинирование II вида)

  • I вид комбинирования — если нужно выявить, присутствует ли жидкость в сотовых авиапанелях, при повреждениях в результат удара, если материалы-композиты расслоились и т.д. Проверка позволяет выявить участки, где точно есть проблема, затем их исследуют с помощью ультразвука (как правило). Точно так же иногда оценивают техническое состояние заклепочных соединений авиапанелей, обычно для работы с ними в качестве НК выбирают вихретоковую методику. 
  • II вид комбинирования — чаще используется на проверках ответственных, важных или опасных объектов. В этом случае совмещение методик дает не просто два разных вида информации, а создает эффект синергии. За одно испытание можно получить подробное и точное изображение, которое впоследствии будет оценено и рассмотрено за один подход. Это не только повышает точность результатов, но и ускоряет проведение испытаний, а также снижает их стоимость по сравнению с тем, как если бы несколько различных методик исследования использовались поочередно. В сфере обороны и авиакосмонавтики такие методы, уже активно используются, и их сочетание очень результативно. 

Обращайтесь к нам в лабораторию «Архибилд», чтобы узнать подробнее о конкретных испытаниях и вариантах отчетов при проведении неразрушающего тепловизионного контроля, в базовом или комбинированном виде. Сделаем расчет цены, выберем оптимальный метод для конкретного объекта.