Е. А. Богданов Основы технической
Визуально-оптический и измерительный контроль
жүктеу/скачать 6.94 Mb.
|
| 3.3. Визуально-оптический и измерительный контроль
Дефекты диагностируемого объекта и отклонения от заданной геометрической формы, обнаруженные при визуальном контроле, подлежат измерению с помощью различных измерительных инструментов и визуально-оптических приборов. Для измерения малых дефектов используются стандартные измерительные инструменты, применяемые в машиностроении: линейки, рулетки, штангенциркули глубиномеры, струны, отвесы, шаблоны и др. Измерение малых дефектов должно производиться в соответствии с РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю». Учитывая, что более 95 % всех дефектов металлоконструкций возникает в сварных соединениях, в РД подробно рассмотрены виды дефектов швов и методика их измерения. При этом наряду со стандартными предусматривается использование специальных инструментов, например универсального шаблона сварщика УШС-3, штангенциркуля ШЦ-1 с опорой и др. Точность измерения с помощью перечисленных инструментов в среднем составляет половину цены деления измерительной шкалы. Примеры измерения различных параметров с помощью УШС-3 приведены на рис. 3.1. Визуальный контроль с применением оптических средств называют визуально-оптическим. Применение оптических средств позволяет существенно расширить пределы естественных возможностей человеческого зрения: производить измерения с более высокой точностью, обнаруживать более мелкие дефекты, осуществлять контроль в недоступных для человека местах закрытых конструкций. В зависимости от увеличения разрешающая способность при этом может достигать 1...5 мкм. Приборы для визуально-оптического контроля подразделяются на три группы: для контроля близко расположенных объектов (лупы, микроскопы); для контроля удаленных объектов (зрительные трубы, бинокли, телескопы); для контроля закрытых объектов (эндоскопы). Лупы используются для контроля близко расположенных объектов при небольшом увеличении (2х...20х). Чем больше увеличение, тем меньше фокусное расстояние и поле обзора. Поэтому обзорными называют лупы с малым увеличением — до 2х...4х. Лупы с малым увеличением, такие, как очки для чтения, имеют большое фокусное расстояние, большое поле зрения и могут быть использованы для бинокулярного наблюдения. Осмотр при этом производится двумя глазами, что повышает достоверность контроля. Например, в качестве обзорных используют бинокулярные налобные лупы БЛ-1 и БЛ-2 с увеличением 1,25х...2х. Благодаря стереоскопичности эти лупы позволяют рассматривать объекты объемно, что невозможно при наблюдении в монокулярную лупу. Для контроля малых зон и оценки характера и размеров обнаруженных дефектов применяют измерительные лупы с увеличением до 8х...20х. Чтобы добиться хроматической коррекции (исключения Цветного окаймления), лупы с таким увеличением изготовляют составными. Их обычно склеивают из двух или трех линз, изготовленных из разных сортов оптического стекла. Многие модели современных луп дополнительно снабжаются осветителями от пальчиковых батареек. Рис. 3.1. Контроль универсальным шаблоном сварщика УШС-3: а - общий вид шаблона УШС-3; 6 - измерение угла скоса разделки; в - измерение размера кромки; г - измерение зазора в соединении; д - измерение смешения наружных кромок деталей Микроскоп является сложным оптическим многолинзовым устройством для наблюдения элементов, не видимых невооруженным глазом. Микроскоп имеет регулировку оптических свойств и дает возможность получить качественное изображение с увеличением до 2000х. Микроскопы с большим увеличением являются, как правило, стационарными. Для целей диагностики при визуально-оптическом контроле применяют переносные микроскопы, имеющие упрощенную конструкцию и устанавливаемые непосредственно на контролируемый объект. Их увеличение обычно не более 100х, а габаритные размеры и масса много меньше стационарных микроскопов. Как для луп с большим увеличением, так и для микроскопов глубина резкости уменьшается, проведение контроля с их помощью усложняется и требует больше времени для фокусировки изображения (поиска расстояния наилучшего видения). Поэтому микроскопы используют в основном для определения характера и измерения дефектов, обнаруженных ранее каким-либо другим методом контроля. Основными параметрами микроскопов, определяющими область их применения наряду с увеличением являются: величина поля зрения; рабочее расстояние микроскопа (от объектива до предмета); цена деления шкалы окулярного микроскопа (~ 0,01...0,005 мм); наличие, марка и мощность осветителя; габариты и масса прибора. Если доступ к контролируемой части изделия затруднен или изделие находится дальше расстояния наилучшего зрения, для проведения визуально-оптического контроля применяют телескопы, зрительные трубы, бинокли, перископы и другие оптические приборы. Для контроля внутренних поверхностей и обнаружения дефектов в труднодоступных местах используют промышленные эндоскопы. В нефтегазовой промышленности применяют следующие типы промышленных эндоскопических систем: жесткие эндоскопы (бороскопы), гибкие оптоволоконные эндоскопы, видеоэндоскопы. Они состоят из источника света для освещения объекта (блока подсветки), передающей оптической системы, насадки или дистального конца, изменяющих направление и размеры поля зрения прибора, объектива с окулярами для визуального наблюдения и подключения фото или видеокамеры, механизма фокусировки объектива и управления насадкой или артикуляции дистального конца. Конструктивно жесткие эндоскопы представляют собой линзовую конструкцию, при этом оптическая передающая система смонтирована внутри прямой трубки соответствующей длины. Жесткие эндоскопы имеют рабочую длину до 1500 мм и диаметры рабочей части 1,7; 2; 2,7; 4; 6; 8 и 10 мм. Оптическая трубка эндоскопов может вращаться на 360°. Направление обзора может быть прямым, а также составлять с осью эндоскопа угол 0, 30, 45, 70, 90 и 110°. Такие эндоскопы пригодны для работы как в воздушной среде, так и в среде нефтепродуктов, гидравлических жидкостей, большинства промышленных растворителей, а также в воде. Основными недостатками жестких эндоскопов являются их большие габаритные размеры и невозможность контроля криволинейных внутренних поверхностей. Эти недостатки устранены в гибких эндоскопах, где для передачи света и изображения используются волоконно-оптические световоды и жгуты из них. Элементарным волоконным световодом является тонкая нить диаметром 10...20 мкм, выполненная из двух оптически прозрачных слоев круглого поперечного сечения: сердечника и оболочки толщиной 1...3 мкм. Оболочка изготовлена из стекла с меньшим показателем преломления, чем сердечник. За счет этого лучи света, попадая в сердечник и испытывая полное отражение от его границы с оболочкой, передаются вдоль световода. Для передачи световых потоков или изображений элементарные световоды объединяют в жгуты, помещенные в специальные чехлы-оболочки. Жгуты бывают двух видов: регулярные и осветительные. В регулярных жгутах волокна световодов в поперечном сечении укладываются упорядочение так, что на входном и выходном торцах жгута их расположение одинаково, что позволяет переносить изображение без искажений. Осветительные жгуты могут иметь произвольное расположение волокон и предназначены для передачи света, структура которого по поперечному сечению однородна или не имеет значения. Для расширения поля обзора оптоволоконных эндоскопов они обычно снабжаются дистальными концами с возможностью их артикуляции (изгиба дистального конца) в двух или четырех плоскостях, что позволяет наряду с переменным увеличением работать с разными углами и направлениями обзора. В качестве примера на рис. 3.2 приведен общий вид оптоволоконного эндоскопа и четырехсторонняя схема артикуляции дистального конца. Гибкие оптоволоконные эндоскопы имеют диаметр зонда 2,4...12,4 мм и длину рабочей части 0,5...3 м. При большей длине рабочей части из-за многократного переотражения от границ сердечника с оболочкой происходит интенсивное затухание света при передаче его по световоду. В отличие от гибких оптоволоконных эндоскопов дистальный конец видеоэндоскопов (гибких телевизионных эндоскопов) оснащается объективом и ПЗС-матрицей с высокой разрешающей способностью. Система передачи изображения эндоскопов помимо объектива и ПЗС-матрицы включает также кабель передачи сигнала, блок преобразования сигнала и видеомонитор с функцией измерения. Подсветка зоны осмотра осуществляется с помощью сверхъярких светодиодов, за счет чего видеоэндоскопы изготовляются с длиной рабочей части до 30 м. Дополнительно к видеоэндоскопам посредством оптико-механического адаптера могут подключаться видеокамеры или цифровые фотоаппараты, позволяющие документировать результаты контроля. Для измерения больших дефектов, линейных размеров объекта и отклонения его от заданной геометрической формы используют геодезические оптико-электронные и лазерные приборы. В процессе жүктеу/скачать 6.94 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|