Оптический вид неразрушающего контроля объединяет методы, использующие видимое и ближнее инфракрасное излучение. Их роднит общее ограничение: свет не проходит сквозь металл, поэтому оптика работает только с поверхностью, внутренними полостями, доступными для ввода прибора, и прозрачными средами. Зато в этих пределах она даёт точность, недостижимую другим способом.
Эндоскопия: контроль недоступных полостей
Самое массовое приложение оптического контроля — осмотр внутренних поверхностей через технологические отверстия. Жёсткий бороскоп даёт лучшее качество изображения, гибкий фиброскоп проходит по криволинейным каналам, видеоэндоскоп с матрицей на дистальном конце сочетает управляемый изгиб, съёмку и измерение.
Так контролируют внутренние полости турбин и компрессоров без разборки, трубные пучки теплообменников, полости корпусов арматуры, внутреннюю поверхность труб и сосудов. Современные видеоэндоскопы измеряют дефект количественно — методом стереоскопии или фазового сдвига, что позволяет определить длину трещины или глубину каверны прямо в кадре.
Лазерная триангуляция и профилометрия
Лазерная линия проецируется на поверхность под углом, камера снимает её со стороны. Искажение линии однозначно связано с рельефом, и по нему восстанавливается профиль сечения. Метод превращает субъективный визуальный осмотр в измерение: высота усиления шва, ширина, глубина подреза, смещение кромок, катет углового шва определяются автоматически и документируются.
Профилометры такого типа встраивают в сварочные линии для контроля геометрии шва в потоке, а также применяют для измерения износа, коррозионных язв и глубины забоин.
Интерференционные методы
- Голографическая интерферометрия. Сравнивают два состояния объекта — до и после малого нагружения. Разность фаз даёт систему интерференционных полос, по которой видно поле перемещений с точностью до долей длины волны.
- Ширография (спекл-интерферометрия сдвига). Регистрирует не сами перемещения, а их градиент, что делает её гораздо устойчивее к вибрациям — принципиальное преимущество для цеховых и полевых условий. Основное применение — поиск расслоений и непроклеев в композитах, авиационных панелях, автомобильных шинах.
- Метод конечных полос и муара — оценка деформаций и остаточных напряжений по искажению нанесённой сетки.
Лазерно-ультразвуковой метод
Пограничная технология: короткий лазерный импульс, поглощаясь поверхностью, вызывает локальное тепловое расширение и возбуждает в материале упругую волну. Приём ведут вторым лазером — интерферометром. Получается полностью бесконтактная ультразвуковая дефектоскопия, применимая к горячим, движущимся и труднодоступным объектам, где невозможно использовать контактную жидкость.
Плата за бесконтактность — низкая эффективность преобразования энергии, поэтому чувствительность уступает классическому УЗК, а оборудование существенно дороже.
Машинное зрение
Автоматизированный визуальный контроль на базе промышленных камер применяется там, где нужен сплошной поточный контроль однотипной продукции: прокат, трубы, крепёж, штамповка. Система стабильна, не устаёт и документирует каждое изделие, но требует тщательно поставленного освещения — именно схема освещения, а не разрешение камеры, определяет, будет ли дефект различим. Скользящий, коаксиальный, «тёмное поле» и структурированный свет решают разные задачи.
Общие ограничения оптики
- Контролируется только поверхность и то, что доступно прямому наблюдению; внутренние дефекты металла оптическим методам недоступны — исключение составляют интерференционные методы, косвенно реагирующие на подповерхностные расслоения через деформацию поверхности.
- Требуется прямая видимость и подготовленная, очищенная поверхность.
- Блики, отражения и неудачное освещение способны как замаскировать дефект, так и создать ложную индикацию.
- Интерференционные методы чувствительны к вибрациям и температурному дрейфу; ширография в этом отношении заметно устойчивее голографии.
Нормативная база
| ГОСТ 23479-79 | Контроль неразрушающий. Методы оптического вида. Общие требования |
| ГОСТ Р 58938-2020 | Визуальный и измерительный контроль. Общие требования |
| ГОСТ Р ИСО 17637-2014 | Визуальный контроль соединений, выполненных сваркой плавлением |
| ГОСТ Р 56542-2019 | Классификация видов и методов неразрушающего контроля |
Про «лазерные дефектоскопы». Под этим названием на рынке предлагают принципиально разные приборы: профилометры, измеряющие геометрию поверхности; ширографические установки для композитов; лазерно-ультразвуковые системы. Общего у них только источник света. Прежде чем сопоставлять характеристики, стоит уточнить, какую именно физическую величину прибор измеряет — от этого зависит, решает ли он вашу задачу вообще.
