Методы неразрушающего контроля в толщинометрии и дефектоскопии материалов и покрытий на них базируются на наблюдении, регистрации и анализе результатов взаимодействия физических полей (излучений) или веществ с объектом контроля, причем характер этого взаимодействия зависит от химического состава, строения, состояния структуры контролируемого объекта и т.п. Все методы неразрушающего контроля являются косвенными методами, и каждый отдельно взятый метод решает ограниченный круг задач технического контроля. Настройка, калибровка приборов, осуществляться по контрольным образцам, имитирующим измеряемый физический параметр.
В зависимости от физических явлений, положенных в основу методов неразрушающего контроля, они подразделяются на девять основных видов: акустический, магнитный, вихретоковый, проникающими веществами, радиоволновый, радиационный, оптический, тепловой и электрический.
На практике наиболее широкое распространение нашли первые три метода.
Магнитоиндукционный метод. Метод основан на определении изменений магнитного сопротивления участка цепи «преобразователь - контролируемая деталь», зависящего от толщины покрытия, по ЭДС, наводимой в измерительной обмотке преобразователя, питающегося переменным током низкой частоты.
Вихретоковый метод. Метод основан на регистрации взаимодействия собственного электромагнитного поля преобразователя с электромагнитным полем вихревых токов, наводимых этим преобразователем в детали и зависящих от электрофизических и геометрических параметров основного металла и покрытия.
Эти два метода в основном применяются для контроля толщины любого немагнитного (лак, краска, эмаль, резина) покрытия на ферромагнитном (сталь) или неферромагнитном (алюминий, медь) металлическом основании. Толщина покрытия - есть расстояние между поверхностью покрытия и окрашиваемой поверхностью. Значение толщины покрытия в определенной степени зависит от выбранного метода измерения. Получение точного результата возможно в случае, если окрашиваемая поверхность и поверхность покрытия ровные и гладкие, т.е. значение шероховатости поверхности основного металла и покрытия меньше толщины покрытия. К сожалению, на практике ни окрашиваемая поверхность, ни поверхность покрытия не бывают ровными.
Толщину по стальному основанию контролируют магнитоиндукционным методом, а по не стальному - вихретоковым методом. При выборе толщиномера покрытия надо обратить внимание на минимальную толщину и тип подстилающей поверхности, на диаметр толщинометрического датчика, на параметр требуемой шероховатости и изогнутости поверхности, на диапазон контролируемых толщин и требуемую точность, на тип датчика – выносной или встроенный в корпус.
Ультразвуковой метод измерений основан на свойстве ультразвуковых волн распространяться в однородном твердом теле на большие расстояния в виде направленного пучка и отражаться от границ между двумя различными веществами, имеющими разные акустические свойства. Например, ультразвуковые колебания, распространяясь в металлических деталях, отражаются от стенок материала и несплошностей в нем (трещин, раковин). Если к поверхности детали приложить так называемую излучающую головку (преобразователь), то часть ультразвука войдет в деталь и будет распространяться в ней. При встрече ультразвукового луча с полой областью, часть ультразвуковой энергии отразится от нее. Отраженный ультразвук будет распространяться в сторону излучения, а за дефектом образуется ультразвуковая тень.
Измерения толщины изделий на основе ультразвука по сравнению с механическими измерениями имеют то преимущество, что не требуют доступа к обратной стороне стенки контролируемого объекта. Это могут быть как, например, закрытые сосуды, трубные системы, так и изделия цилиндрической или сложной формы. Кроме того, возможно проведение измерений в отдельных точках, например, в критических местах узлов установок, находящихся под высокой нагрузкой, без их остановки. Ультразвук применяется для измерения большинства конструкционных материалов, включая металлы, пластик, керамику, композиты, эпоксидные смолы и стекло, а так же уровня жидкости и толщины некоторых биологических образцов. Данные технологии позволяют проводить оперативные измерения прессованного пластика и прокатанного металла, а так же отдельных слоев или покрытия многослойных материалов.
Помимо применения в толщинометрии объектов, ультразвуковой и вихритоковые методы нашли свое применение в выявлении различных неоднородностей, трещин, карозий, пустот и т.п. в металлах, и называются дефектоскопами. Измеряемыми параметрами при вихретоковом контроле являются электропроводность и магнитная проницаемость металла, при ультразвуковом – скорость распространения ультразвуковой волны. Практически все дефектоскопы не только выявляют дефекты в изделии, но и определяют с установленной погрешностью его размеры, местонахождение и глубину.
Для всех ультразвуковых толщиномеров и дефектоскопов металлов обязательно необходимо использовать контактную смазку, в качестве которой может выступать любая плотная жидкость: машинное масло, салидол или неагрессивный УЗ-гель. При отсутствии смазки самая маленькая воздушная прослойка между датчиком и поверхностью становится непреодолимым препятствием для высокочастотных УЗ волн.
Толщиномер покрытий RGK TM-17
Универсальный толщиномер покрытий на магнитном и немагнитном основаниях. Диапазон 0 - 1700 мкм. Память на 30 измерений.
Толщиномер покрытий CEM DT-156
Универсальный толщиномер покрытий на магнитном и немагнитном основаниях. Диапазон 0 - 1250 мкм Память на 320 измерений. Погрешность: ±3%.
Толщиномер покрытий МТ-2007
Толщиномер немагнитных покрытий (огнезащита, лак, краска, эмаль, хром, медь, цинк, алюминий) на магнитном (стальном) основании методом магнитной индукции. Диапазон 0...2000 мкм. Погрешность: ±3%. Диапазон раб. температур: -10...40°C. Внесен в ГРСИ
Толщиномер покрытий NOVOTEST ТП-1
Универсальный толщиномер покрытий на магнитных и немагнитных металлических основаниях. Диапазон 0 - 60 мм (в зависимости от типа датчика). Погрешность: ±3%. Внесен в ГРСИ
Толщиномер покрытий TT-220
Толщиномер немагнитных покрытий (лак, краска, эмаль, хром, медь, цинк, алюминий и т.д.) на магнитном (стальном) основании методом магнитной индукции. Диапазон 0-1250мкм. Погрешность: ±3%. Диапазон раб. температур: 0...40°C.