Основные положения по техническому диагностированию ПТСДМ

2.1. Методы и системы диагностирования ПТСДМ

 

Состояние ПТСДМ как объекта диагностики оценивается по результату выполнения возложенных на него функций (функциональное диагностирова­ние) или по реакции на создаваемое внешнее воздействие на объект диагностики (тестовое диагностирование). Задачами диагностирования являются: проверки исправности, работоспособности и правильности функционирования объекта, поиск дефектов. Диагностирование как процесс осуществляется теми или иными средствами диагностирования. Эти средства могут быть аппаратными или программными. Средства и объект диаг­ностирования, взаимодействующие между собой образуют систему диагностиро­вания. Различают системы тестового и функционального диагностирования.

При функциональном диагностировании диагностирова­ние происходит в процессе применения объекта по назначению. При этом на объект поступают только рабочие воздействия, предусмотренные самим ходом его функционирования. Системы функционального диагностирования при­меняются для проверки правильности функционирования и для поиска дефектов, нарушающих правильное функционирование объекта. Дефект – отдельное несоот­ветствие установленным требованиям. Системы функционального диагностирования можно считать системами контроля, не требующими подачи на объект целенаправленных воздействий.

Функциональное диагностирование может осуществляться как непрерывно, так и периодически или эпизодически. При функциональном диагностировании необходимо четко определить:

- понятия исправности, работоспособности, правильности функционирования по отношению к конкретным функциям и условия применения объекта;

- типы и перечни дефектов, подлежащих обнаружению и поиску при диагностировании;

- распределение задач диагностики по периодам жизненного цикла объекта;

- алгоритм функционального диагностирования и его виды;

- глубину функционального диагностирования;

- средства (аппаратные, программные, автоматические или ручные, специа­лизированные или универсальные, внешние или встроенные) функциональной диагностики.

Функциональное диагностирование заключается в обработке инфор­мации, характеризующей качество функционирования объекта диагностики. При техническом диагностировании по алгоритму функционирования машины фиксируется последователь­ность выполнения всех операций или временные интервалы и продолжительность выполнения операций или то и другое. При функциональном техническом диагностировании на вход объекта диагностики должны поступать нормальные рабочие сигналы и он должен функционировать в нормальных условиях.

Техническое состояние объекта диагностики в процессе его функционирования оценивается по раз­личным внешним признакам. Например, по сопутствующему нагре­ву отдельных деталей или вообще тепловому полю, создаваемому при функционировании узла или агрегата. Нагрев элементов узла выше допус­тимого характеризует возникновение в нем дефекта. Состояние электротехнических и электронных объектов оценивается по электромагнитному полю, создаваемому ими при функционировании, искажение которого свидетельствует об изменениях их технического состояния. Большие возможности для оценки технического состояния узлов и агрегатов с поврежденными элементами вращательного и поступательного движения имеют виброакусти­ческие методы. Анализ виброакустического поля объекта диагностики позволяет обнаружить ненормальности в его работе, вызванные изменением его технического состояния.

О состоянии механических объектов при их функционировании судят и по различным косвенным признакам. Так в узлах с трущимися дета­лями изнашивание сопровождается увеличением концентрации ме­таллических включений в смазочном материале. Фиксируя эти из­менения, судят о степени изнашивания трущихся деталей и, следо­вательно, об изменении технического состояния агрегата. Информацию о техническом состоянии привода машины дает расход (потребление) энергии. Как правило, увеличение потребления энергии свидетельствует о нарушениях в работе привода, вызванных возникновением дефекта. На рисунке 1 приведена классификация методов функционального диагностирования.

Рисунок 1 − Методы функционального диагностирования

 

 При тестовом диагностировании на объект подают специально подготовленные тестовые воздействия. Системы тестового диагностирования предназначены для проверки исправно­сти и работоспособности, а также для поиска дефектов, нарушающих исправность и работоспособность объекта. Системы тестового диагностирования являются разно­видностью систем управления, так как в них реализуется выработка и осуществ­ление специально организованных тестовых (управляющих) воздействий на объ­ект, с целью определения технического состояния последнего.

Тест (англ. test – проба, испытание, исследование) – задание с известным решением, предназначенное для проверки качества системы. Задача построения теста состоит в том, чтобы найти такую совокупность и последовательность вход­ных воздействий, при подаче которой на объект диагностирования получаемые ответы объекта в заданных контрольных точках позволяют делать заключение о его техническом состоянии. Проверяющие тесты предназначены для проверки ис­правности или работоспособности объекта, а тесты поиска дефектов – для указа­ния места и, возможно, причин дефектов, нарушающих исправность и работоспо­собность объекта диагностирования. В качестве тестовых могут быть использованы входные воздействия, являющиеся рабочими при применении системы по назначению. Такие тесты называют функ­циональными. Однако, функциональные тесты пригод­ны только для проверки работоспособности объектов, так как обеспечиваемая ими полнота обнаружения и глубина поиска дефектов явно недостаточны для проверки исправности и поиска дефектов. Сред­ства тестового диагностирования содержат две основные части: генератор тес­товых воздействий и анализатор ответов объекта на тестовые воздействия.

Тестовое диагностирование требует специальных генераторов, которые вырабатывают тестовые воздействия, подаваемые в объект диагностики и стимулирующие его реакцию. По степени отклонения реакции объекта диагностики от номинальной судят о его техническом состоянии. Тестовое диагностирование осуществляют как на функционирующих машинах и узлах, так и на нефункционирующих. При этом необходимо исключать влияния тестовых воздействий на функционирование объекта диагностики. Для тестового диагностирования используют как рабочие входы, так и входы, специально организованные для диагностирования. Генератор и анализатор функционально и конструктивно выполняют отдельно друг от друга. Генератор хранит и создает (генерирует) тесты и подает их на объект диагностирования. Анализатор хранит полученные ответы, сравнивает фактические ответы с ожидаемыми и выдает результат – диагноз. Часто анализа­тор представляет собой совокупность эталона (исправная копия объекта) и схему сравнения. Также часто часть функций генератора и анализатора возлагается на человека. На рисунке 2 представлена классификация методов тестового диагностирования.

Рисунок 2 − Методы тестового диагностирования

 

Тестовое воздействие осуществляется одиночным или много­кратным воздействием. Примером одиночного воздействия может служить одиночный импульс, т.е. одна элементарная проверка. Многократное воздействие характерно для тестового диагностиро­вания дискретных объектов, когда на вход подается серия импуль­сов.

Для сложного объекта диагностики, который состоит из нескольких сборочных единиц, включающих, в свою очередь, по нес­колько взаимосвязанных систем и элементов, можно использовать сочетания разных методов как функционального, так и тестового диагностирования. В обеих системах средства диагностирования воспринимают и анализируют ответные реакции объекта на входные воздействия и выдают ре­зультат диагностирования – диагноз (от греч. diagnosis – распознавание, определение). Последовательность действий при диагностировании называется алгоритмом диагностирования и, как правило, включает в себя совокупность так называемых элементарных проверок объекта, а также правил, устанавливающих последова­тельность реализации элементарных проверок и правил анализа результатов. Ка­ждая элементарная проверка определяется своим тестовым или рабочим воздей­ствием, подаваемым или поступающим на объект, и составом контрольных точек, с которых снимается ответная информация с объекта. Результатом элементарных проверок являются конкретные значения ответных сигналов объекта в соответст­вующих контрольных точках. Современным средством проверки является моделирование поведения систе­мы как в исправном состоянии, так и при наличии в ней дефектов. Такое модели­рование называется диагностическим.

Техническое диагностирование можно выполнять тремя основными методами: статистическим, методом граничных испытаний и инструментальным.

При статистическом методе моменты отказа прогнозируют на основе обработки результатов достаточно полной и математически обоснованной информации об отказах как элементов, так и самих машин. Точность прогнозирования момента отказа для отдельно взятой машины невелика, но для большой группы машин она достаточна, что позволяет ее закладывать в основу составления графиков планово-предупредительных работ.

Метод граничных испытаний, основанный на определении прогнозирующих параметров машины или ее элементов в условиях ускоренных (ужесточенных) испытаний, позволяет с достаточной точностью и быстротой устанавливать слабые элементы и типовые дефекты, тем самым существенно дополняя данные статистического метода.

Инструментальный метод, базирующийся на применении диагностирующей аппаратуры, обеспечивает необходимую корректировку данных, полученных первыми двумя методами, за счет установления реального технического состояния машины и его изменения в конкретных условиях эксплуатации.

 

2.2. Технические средства диагностики

 

Средства, с помощью которых осуществляется диагностирование техническо­го состояния объекта могут быть аппаратными или программными, внешними или встроенными, ручными, автоматизированными или автоматическими, специали­зированными или универсальными и т.д. В качестве средств диагностирования может выступать человек - оператор, контролер, наладчик.

По степени применения технических средств (контрольно-измерительных приборов и инструментов) мето­ды диагностики могут быть субъективными, выполняемыми с использова­нием простейших технических средств или без них, и объективны­ми, т.е. с использованием технических средств диагностирования, которые могут специально подклю­чаться и действовать автоматически, быть встроенными в ПТСДМ или связанными с ними по каналам связи.

Субъективные методы отличаются наибольшей простотой и наименьшей точностью, включают внешний осмотр, простукивание наружных деталей, определение температуры узлов и прослушивание их работы. Эти методы применяют, как правило, в сочетании с простейшими средствами измерений. Некоторое применение нахо­дит близкое к субъективному диагностирование машин по струк­турным параметрам, обеспечивающим точность результатов и при­менение простых средств измерения. Например, измеряют зазоры в тормозных установках, проверяют уровень масла в корпусе ре­дуктора. При этом используют всевозможный измерительный инст­румент: щупы, указатели уровня и другие простейшие средства.

В ряде случаев агрегаты ПТСДМ могут выполнять свои функции только тогда, когда пространства, в которых совершаются рабочие процессы, достаточно герметичны (гидроцилиндры и элементы гидропривода). В этих случаях техническое состояние определяется герметичностью рабочих объемов. В качестве средств при этом используют манометры, вакуумметры, пьезометры (дифференциальныe манометры), расходомеры и пневматические цилиндры.

 

2.3. Методы неразрушающего контроля

По построению процесса технического диагностирования следует различать поэлементные групповые проверки, логический анализ симптомов отказа. По глубине диагностирования ПТСДМ методы технической диагностики разделяются на общие и поэлементные (глубинные). По объёму информации методы технической диагностики могут обеспечивать получение информации только о месте отказа или о месте, причине и моменте отказа при использовании автоматических технических средств диагностики. По видам диагностической информации раз­личают методы, выявляющие сведения о самом процессе, наруше­ния которого необходимо определить, или о косвенных показате­лях, связанных с прохождением процесса.

Диагностирование с применением приборов основано на полу­чении информации в виде электрических, световых, звуковых и других сигналов при взаимодействии объекта диагностики с физическими полями (электрическими, магнитными, акустическими и др.). В зависимости от принципа работы контрольных средств все известные методы неразрушающего контроля разделяются на следующие виды: механический, акустический, магнитный, оптический, ра­диационный, тепловой, радиоволновой, электрический, вихретоко­вый, проникающими веществами и др.

Механический метод основан на измерении геометрических размеров деталей, зазоров в сопряжениях, усилий, давлений и ско­ростей элементов ПТСДМ (таблица 1). Этот метод прост, нагляден, получил ши­рокое распространение при количественной оценке износа деталей, установлении зазоров и люфтов в сопряжениях, давлений в гидро­- и пневмосистемах, усилий затяжки, номинальных скоростей при­водов.

В ряде методов измерения износа деталей базами являются углубления, специально нано­симые на изнашиваемую поверхность. Эта группа получила назва­ние метод искусственных баз, который заключается в том, что на­носимые на изнашивающуюся поверхность углубления имеют строго определенную форму в виде конуса или пирамиды и по уменьшению размеров углублений (отпечатка) судят о размере из­носа. Наибольшее распространение получили метод отпечатков и метод вырезанных лу­нок.

Методы искусст­венных баз, обеспечивая высокую точность измерения износа, в ря­де случаев сложнее методов измерения износа микрометрированием. Поэтому их рекомендуется применять только в тех случаях, когда более простые методы измерения износа не обеспечивают необхо­димой точности.

Таблица 1 – Механические методы технической диагностики

Измеряемый параметр	Средства измерения	Диагностический параметр	Область применения метода
Размер деталей, зазор в сопряжениях, другие линейные размеры	Линейки, штангенциркули, нутромеры, зубомеры, шаблоны, индикаторы, слепки, люфтомеры, щупы	Износ деталей, интенсивность износов, зазоры, люфты	Валы, оси, вкладыши, шестерни, катки, подшипники, детали тормозов
Усилие	Динамометрические ключи, ключи предельного момента, динамометры	Усилие затягивания резьбовых соединений, вес поднимаемого груза	Контроль усилий при измерении зазоров и люфтов, болтовые соединения
Скорость	Механические тахометры	Номинальные скорости работы приводов	Электроприводы, электрические двигатели, электрические тормоза, валы
Давление	Манометры, компрессометры, вакуумметры	Давление жидкостей и воздуха	Гидро- и пневмоприводы

 

Акустические методы (таблица 2) основаны на измерениях упругих колебаний, распространяющихся по узлам машин в результате соударения движущихся деталей при работе механизмов (структурный шум, характер которого изменяется по мере изнашивания деталей). Разновидностью является ультразвуковой метод который состоит в том, что направленные ультразвуковые колебания вво­дятся в элемент диагностики от специального пьезометрического датчика. На гра­нице двух сред (трещины, поры, неметаллические включения) ультразвуковой луч отражается и фиксируется приемником.

Широкое распространение акустических методов контроля объясняется высокой чувствительностью, позволяющей выявлять легкие дефекты; большой проникающей способностью, позволяю­щей обнаруживать внутренние дефекты в крупногабаритных деталях ПТСДМ; возможностью определения места и размеров дефекта; практиче­ски мгновенной индикацией, позволяющей автоматизировать техническую диагностику; возможностью контроля при одностороннем доступе в объект диагностики; про­стотой и высокой производительностью; безопасностью работы оператора и окружающего персонала.

 

Таблица 2 – Акустические методы технической диагностики

Измеряемый параметр	Средства измерения	Диагностический параметр	Область применения метода
Уровень шума	Шумомеры, вибраторы, стетоскопы	Износ, изменение зазоров, наличие неисправностей	Закрытые зубчатые передачи, подшипники
Частотный спектр шума	Спектрометры звуковых частот	Определение изношенного или неисправного узла	Закрытые зубчатые передачи, подшипники
Путь ультразвукового импульса до границы раздела сред	Ультразвуковые дефектоскопы	Трещины и внутренние дефекты	Сварные соединения, узлы металлоконструкций, узлы механизмов

 

К недостаткам этих мето­дов технической диагностики относится необходимость разработки специальных мето­дик контроля отдельных типов деталей и элементов машин, срав­нительно высокая чистота обработки поверхности контролируемых объектов и наличие мертвых зон, снижающих эффектив­ность диагностирования.

Магнитные методы технического диагностирования (таблица 3) основаны на регистрации магнитных по­лей рассеивания, возникающих над дефектами, или на определении магнитных свойств контролируемых объектов.

 

Таблица 3 – Магнитные методы технической диагностики

Измеряемый параметр	Средства измерения	Диагностический параметр	Область применения метода
Магнитные сопротивления	Индуктивные датчики	Износ канатов, толщины немагнитных покрытий	Стальные канаты, антикоррозионные и др. покрытия
Изменения магнитного потока, магнитная проницаемость	Индукционные датчики, датчики магнитной анизотропии	Изменение сечения накатов, напряжённое состояние и усталостная долговечность	Стальные канаты, металлоконструкции, узлы трансмиссии

 

Магнитные методы классифицируют по способам регистрации магнитных полей рассеивания или опре­деления магнитных свойств объекта диагностики: магнитопорошковый, магнитогра­фический, феррозондовый, эффекта Холла, индукционный, понде­ромоторный, магниторезисторный.

Области применения: дефектоскопия, измерение толщины, контроль структуры и механических свойств. Дефектоскопия включает в себя определение поверхностных дефектов типа нарушения сплошности. При этом используют все перечисленные виды магнит­ных методов. Феррозондовый, эффект Холла и пондеромоторный методы применяют для определения толщины немагнитных и слабомагнитных покрытий на ферромагнитных изделиях, азотированного и цементированного слоев, слоя поверхностной закалки. Методы феррозондовый и эффекта Холла используют для контроля структуры и механических свойств материалов - определения ка­чества термообработки, количества магнитной фазы в немагнит­ных сплавах, механических характеристик ферромагнитных ста­лей, остаточного аустенита, магнитной анизотропии.

Одним из самых распространенных методов обнаружения де­фектов является магнитопорошковый метод, с помощью которого выявляют преимущественно поверхностные дефекты: трещины, расслоения, надрывы и др. Магнитопорошковый метод позволяет выявить трещины с ши­риной раскрытия от 0,001 мм и глубиной 0,01 мм и более. Следует иметь в виду, что на чувствительность магнитопорошкового конт­роля влияют размеры намагничивающего поля, качество магнит­ного покрытия на поверхности контролируемой детали и др. Внут­ренние дефекты деталей выявляются надежно, если глубина их за­легания не превышает 2 мм. При этом напряженность поля должна быть такой, чтобы диагностируемая деталь была намагничена до индукции, близкой к насыщению.

Оптический метод технической диагностики предполагает в качестве основного контрольного прибора глаз человека. Однако возможности глаза ограничены, поэтому для расширения пределов контроля исполь­зуют оптические приборы. Визуальный контроль с применением оптических приборов называют визуально-оптическим, он так же, как и визуальный осмотр, наиболее доступен и прост при обнаружении поверхностных дефектов деталей. Преимущества визуально-оптического метода: несложные средства контроля, сравнительно малая трудоемкость и простота контроля. Недостатки: недостаточная достоверность и чувстви­тельность. Этот метод применяют для поиска поверхностных де­фектов, коррозионных и эрозионных повреждений, забоин, язв, открытых раковин, доступных для непосредственного осмотра, а также для анализа характера и определения типа поверхностных дефектов, обнаруженных при контроле деталей ультразвуковым, вихревым и другими методами технической диагностики.

По виду приемника лучистой энергии различают три группы оптических приборов: визуальные, детекторные, комбинированные. К визуальным отнесены обзорные приборы, эндоскопы, лупы, микроскопы, а также приборы для измерения линейных и угловых размеров. К детекторным относят приборы, в которых приемником лучистой энергии служат различные детекторы: химические ре­агенты (фотоэмульсии), люминесцирующие вещества, электрон­ные приборы и др. Комбинированные приборы пригодны для обзора объектов визуально и с помощью детектора. Визуально ­оптические приборы по назначению разделяют на три группы: приборы для контроля мелких деталей, но расположенных ближе 250 мм от глаза контро­лера, т.е. в пределах расстояния наилучшего зрения (лупы, микроскопы, телескопические лупы); приборы для контроля удаленных объектов, т.е. расположенных далее 250 мм (телескопические лупы, зрительные трубы, бинокли); приборы для контроля скрытых дефектов (гибкие и жесткие эндоскопы, бороскопы, перископические де­фектоскопы и др.).

Фотоэлектрический метод (таблица 4) применяют для измерения линейных и угловых люфтов и зазоров в сопряжениях деталей Этот метод может быть использован также для определения качест­венного состава масел в гидроприводах машин путем сравнения цветного состава и мутности эталонной пробы масла с пробой, отобранной из исследуемой среды.

 

Таблица 4 – Фотоэлектрические методы технической диагностики

Измеряемый параметр	Средства измерения	Диагностический параметр	Область применения метода
Освещенность	Фотоэлектрические датчики перемещения и фотокалориметры	Зазоры, люфты	Трансмиссия, шарнирные соединения, редукторы
	Нефелометры	Загрязнённые масла продуктами износа	Гидросистемы, гидроприводы

 

Применение этих средств диагностики обусловлено простотой их конструкций и высокой чувствительностью.

Радиационные методы технического диагностирования машин основаны на законе ослабле­ния интенсивности излучения, проходящего через объект диагностики. В ряде случаев с целью существенного сокращения затрат вре­мени и материальных средств для получения достоверной инфор­мации об изнашивании деталей в процессе работы ПТСДМ, а также автоматизации контроля за их изнашиванием целесообразно применение методов радиоактивных индикаторов. Наиболее распространенными методами являются рентгено­графия, рентгеноскопия и g-контроль (таблица 5), используемые для проверки сварных и паяных швов, отливок, а также качества сборочных ра­бот и технического диагностирования деталей и агрегатов после длительной эксплуатации.

 

Таблица 5 – Радиационные методы технической диагностики

Измеряемый параметр	Средства измерения	Диагностический параметр	Область применения метода
Плотность материала	Гамма и рентгеновские дефектоскопы	Скрытые внутренние дефекты	Ответственные узлы, детали, металлоконструкции
Содержание радиоактивных веществ, уровень радиации	Газоразрядные и сцинтилляционные радиометры	Интенсивность изнашивания	Зубчатые передачи, шарниры, узлы ходового оборудования
Интенсивность наведённой радиации	Система радиометрической аппаратуры	Износ элементов подшипников или вставок (свидетелей)	Подшипники скольжения и качения

 

Радиационный контроль предполагает наличие источника ионизирующего излучения и детектора, регистрирующего диагно­стируемую информацию. При прохождении через изделие иони­зирующее излучение ослабляется и рассеивается. Степень ослабления зависит от толщины и плотности материала деталей ПТСДМ, а также от интенсивности и энергии излучения. При наличии в деталях внутренних дефектов интенсивность и энергия выходящего пучка излучения резко изменяются. В качестве источника излучения применяют рентгеновские аппараты, ускорители заряженных ча­стиц и радиоактивные изотопы. Рентгеновские аппараты исполь­зуют для просвечивания стальных деталей толщиной 120 – 160 мм. С применением ускорителей электронов, являющихся источниками высокоэнергетического излучения, просвечивают стальные изде­лия толщиной более 450 мм.

Тепловой метод в качестве диагностического метода получил распространение в основном как термометрический (таблица 6). Термометрия – это измерение температуры узлов и деталей ПТСДМ.

 

Таблица 6 – Тепловые методы технической диагностики

Измеряемый параметр	Средства измерения	Диагностический параметр	Область применения метода
Температура	Термопары, термометры сопротивления, фотоэлектрические пирометры, спиртовые термометры	Температура нагрева	Различные узлы трения и детали конструкций

 

С помощью термометрии можно определять деформацию элементов машины, вызванную неравномерностью нагрева отдельных частей, состоя­ние подшипниковых узлов, смазочных систем, тормозов, муфт сцеп­ления. Термометрию закрытых механизмов можно произво­дить с помощью термометров сопротивления, а температуру узлов, имеющих наружные поверхности, с помощью термоиндикатор­ных красок или термоиндикаторов плавления. Термоиндикаторы представляют собой суспензию термочувствительных соединений, пигментов и наполнителей в лаке на основе синтетических смол, которые обладают свойством изменять цвет при достижении определенной температуры, называемой температурой перехода. Тер­моиндикаторы обладают преимуществами перед существующими способами определения температуры с помощью термометров сопротивления, так как не требуют применения специальной изме­рительной аппаратуры, имеют широкий интервал изменения тем­ператур, могут быть использованы для определения температур на движущихся деталях, не изменяют цвета и не разрушаются под действием токов разной частоты.

Радиоволновые методы ТД применяют для проверки качества и геометрических размеров изделий из диэлектрических мате­риалов (из стеклопластика, пластмассы, резины, термозащитных и теплоизоляционных материалов, бумаги, фибры и т.д.), для измерения влажности материалов, толщины металлического листа.

Электрический метод заключается в непосредственных замерах силы тока, напряжений, мощности, сопротивлений и других электрических параметров (таблица 7).

Метод позволяет по косвенным параметрам установить техническое состояние ряда элементов ПТСДМ. Перспективность этого метода заключается в возможности определения режима работы электрических приводов, угловых и линейных зазоров, крутящих моментов, давлений и температуры.

 

Таблица 7 – Электрические методы технической диагностики

Измеряемый параметр	Средства измерения	Диагностический параметр	Область применения метода
Токи, напряжения, мощность, сопротивление	Стрелочные ампервольтметры, измерительные мосты, электронные осциллографы	Режимы работы электрических схем, изменение напряжения и силы токов в электрических цепях	Схемы управления приводами и устройства автоматики
Сопротивление, индуктивность, емкость	Потенциометрические, тензометрические, индуктивные, ёмкостные датчики перемещений, усилий, крутящих моментов и давлений	Угловые и линейные зазоры, сила, крутящие моменты, давления	Шарнирные соединения, узлы трансмиссии, электроприводы, органы управления
Напряжение, частота	Тахогенераторы, импульсные датчики угловых перемещений	Номинальные скорости и ускорения	Фрикционные муфты, зубчатые передачи, тормоза

Вихретоковый метод основан на измерении магнитных сопро­тивлений, изменений магнитного потока и магнитной проницае­мости. Применяют его для определения технического состояния металлоконструкций, канатов грузоподъемных машин и др. Для этого используют накладные или проходные индуктивные датчики и датчики магнитной анизотропии. При этом используют зависимость траекторий, переходных характе­ристик и спектра частот токов, возбуждаемых в объекте диагностики, от его формы и размеров, амплитуды и физико-механических свойств, а также от расстояния до датчика, частоты и скорости перемещений и вибрации. Различают четыре классические области применения вихретокового метода: определение и оценка вида и размеров де­фектов сплошности; контроль и определение физико-механических свойств и марок материалов; измерение размеров деталей и покры­тий; измерение параметров вибрации и перемещения деталей.

Преимущества метода: возможность проверки большого числа параметров объекта диагностики; отсутствие необходимости электрического или механического контакта датчика с поверхностью деталей или узлов; быстрота проведения измерений и малая их трудоемкость; сравнительная простота реализации дистан­ционного технического диагностирования деталей, установленных в малодоступных местах машин, возможность измерения толщины листа, стенки труб и дру­гих деталей при одностороннем доступе; возможность автоматиза­ции контроля и проведения контроля быстродвижущихся объектов.

Методы неразрушающего контроля проникающими веществами (капиллярные и тече­искание) по характеру взаимодействия веществ с объектом диагностики являются молекулярными, по первичному информационному признаку мо­гут быть жидкостными или газовыми, по способу получения пер­вичной информации – яркостными, цветными, люминесцентными, химическими, акустическими, галогенными, пузырьковыми и т.д.

Капиллярные методы предназначены для обнаружения поверх­ностных дефектов изделий малых размеров (трещин, раковин, пор), обладающих свойствами капиллярных трубок. Эти методы технической диагностики просты в работе и высокопроизводительны, надежны при выявлении даже незначительных по размерам дефектов. Капиллярные методы делятся на люминесцентные и цветные (хроматичес­кие). Процесс люминес­ценции наблюдается при облучении люминесцентного вещества ультрафиолетовым светом. Для этого подбирают вещества, дающие под воздействием ультрафиолетового облуче­ния видимый свет. Для возбуждения люминесценции при проведении диагностирования используются ультрафиолетовые лучи ртутно-кварцевых ламп. Необходимо, чтобы видимое свечение прихо­дилось на желто-зеленую область спектра, соответствующую максимальной чувствительности глаза.

Второй вид капиллярного метода – цветной метод – основан на выявлении дефектов с помощью ярко окрашенных проникаю­щих жидкостей. Технологический процесс диагностирования этим методом мало чем отличается от люминесцентного. Цветной метод диагностиро­вания прост по сравнению с люминесцентным методом, не требует ультрафиолетового источника света, а контроль производят ви­зуально при дневном свете.

Помимо упомянутых люминесцентного и цветного методов известны еще яркостный (ахроматический), люминесцентно-цветной методы, метод фильтрующих частиц, относящиеся к основной группе. Кроме того, известен ряд комби­нированных методов: капиллярно-электрический, капиллярно-электроиндуктивный, капиллярно-магнитопорошковый, капиллярно-радиационный из­лучения, капиллярно-радиационный поглощения.

Эффективность рассмотренных выше методов технической диагностики ПТСДМ (по пятибалльной системе) с учетом выявляемости дефектов, производительности и их разрешающей способности приведены в таблице 8.

 

Таблица 8 – Сравнительная эффективность методов диагностики

Объект диагностики	Дефекты и неисправности	Методы контроля
		Визуально-оптичческий	Ультразвуковой	Радиацилнный	Магнитный	Электромагнитный	Капиллярный
Валы, оси, пальцы, детали трансмиссии	Поверхностные, усталостные трещины	2	0	0	5	5	4
	Внутренние, срытые трещины	0	5	2	0	0	0
Зубья шестерен	Поверхностные, усталостные трещины	2	0	0	5	5	4
Болты, заклепки, тормозные шкивы, металлоконструкции	Поверхностные, усталостные трещины	2	0	0	5	4	4
Галтели и резьбы грузовых крюков	Поверхностные, усталостные трещины	2	0	0	5	4	3
Пальцы тяговых цепей	Поверхностные, усталостные трещины	2	4	0	5	4	4
Металлоконструкции коробчатого, трубчатого профиля	Коррозионное изнашивание закрытых полостей	0	5	0	0	0	0
Трубопроводы, пневмо- и гидроустройства	Механическое изнашивание закрытых полостей	0	5	0	0	0	0
Сварные швы	Непровары, поры	0	4	5	0	0	0
	Околошовные трещины	3	0	0	5	5	4
	Поверхностные трещины	3	0	0	4	0	4
	Внутренние трещины	0	5	3	0	0	0