ДЕФЕКТЫ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Типы дефектов. В пластмассе, керамике, бетоне могут возникать дефекты типа раковин и пузырей. Они образуются в результате неплотной набивки формы при прессовке и литье, при выделении газов в результате химической реакции. В этих материалах также встречаются включения в виде посторонних веществ. Трещины в пластмассе и композитах возникают под действием внешних и внутренних напряжений при термическом воздействии, прессовании заготовок в готовые изделия. В керамике трещины возникают при неправильном режиме обжига. Возможный тип дефекта – это нарушение химического состава, ослабление механических свойств в результате нарушений технологии изготовления.

Основной тип в слоистых пластиках, композитах – это расслоения, возникающие в результате перерывов в литье или при сборке пакетов из разнородных материалов, загрязнений соединяемых поверхностей. Дефектом являются также зоны пониженного или повышенного содержания связующего. В армированных материалах, композитах, железобетоне возможно несоединение связующего с арматурой, неправильное размещение арматуры. Для листовых материалов, оболочек из пластиков, композитов требуется измерение толщины слоев и изделия в целом.

Контроль пластмасс и композитов выполняют с применением разнообразных методов НК. Прозрачные материалы (органическое стекло, полистирол) контролируют визуальными методами.

Рентгенографирование непрозрачных пластмасс позволяет обнаруживать раковины и трещины. Многослойные и волоконные композитные материалы контролирую, регистрируя пространственное распределение рассеянного в материале рентгеновского или гамма-излучения. Этим способом измеряют толщину металлических слоев на пластике, определяют содержание основного и упрочняющего материалов в композитных блоках и оценивают глубину залегания дефектов.

Нейтронную радиографию используют для контроля некоторых пластмасс и слоистых композитов. Избирательное ослабление и замедление нейтронов используют для контроля состава материалов, например сильное рассеяние нейтронов на атомах водорода позволяет контролировать состав веществ на содержание этого элемента (нейтронная влагометрия).

Активный тепловой метод применяют для дефектоскопии заготовок и изделий из стеклопластика, текстолита, фторопласта и многослойных конструкций. Особенно эффективен теневой вариант с точечным источником излучения и сканирующим инфракрасным приемником. В стеклопластике на глубине 5…10 мм этим способом обнаруживают дефекты площадью 10´10 мм² с раскрытием в лучевом направлении 0,1…1 мм².

Радиоволновой метод отражения и прохождения применяют для контроля листов и оболочек из разных диэлектрических материалов типа пластмасс, неметаллических композитов. Радиоволновой метод отражения применяют также для измерения толщины диэлектрических покрытий на металлической основе. Для дефектоскопии эффективен дифференциальный метод (сравнение двух соседних участков). Для контроля диэлектрических материалов применяют электроемкостный метод. По измерению диэлектрической постоянной в тангенсе угла потерь определяют содержание в материале металлической арматуры, состав материала.

Весьма эффективно применение различных акустических методов. Внутренние дефекты изделий несложной формы (листы, тела вращения) контролируют теневым методом. Для уменьшения затухания применяют пониженные частоты (не более 200 кГц), импульсный эхо-метод на пониженных частотах применяют для контроля многих стеклопластиков.

Специально для контроля пластмасс и многослойных конструкций на дефекты типа расслоений разработан целый комплекс низкочастотных аустенитных методов: импедансный, велосимметрический свободных колебаний, акустико-топографический, годографов. Эти методы позволяют контролировать практически все типы многослойных конструкций, в том числе с сотовым заполнением (рис. 21).

Бетон на внутренние дефекты типа раковин контролируют только в ответственных конструкциях. Применяют гамма-графический и ультразвуковые методы (теневой и эхо). Важным показателем качества бетона является его плотность. Для ее контроля применяют радиометрию. Измеряют интенсивность прошедшего излучения с использованием предварительной градуировки.

Прочность бетона определяется по ее корреляционной связи со скоростью распространения УЗ-волн.

Рис. 21. Дефекты типа непроклея в сотовой панели, выявленные: а – импедансным (х 0,5); б – акустико-топографическим методами (х 1)