Розвиток методів неруйнівного контролю

Представлено розвиток методів неруйнівного контролю одночасно і у зв’язку з ускладненням технічних пристроїв і виробничого устаткування, а також використанням потенційно небезпечних технологій....

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Datum:	2010
1. Verfasser:	Гріффен, О.Л.
Format:	Artikel
Sprache:	Ukrainian
Veröffentlicht:	Центр пам’яткознавства НАН України і Українського товариства охорони пам’яток історії та культури 2010
Schriftenreihe:	Питання історії науки і техніки
Schlagworte:	Розвиток наукових і технічних ідей
Online Zugang:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/77024
Tags:	Tag hinzufügen Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:	Розвиток методів неруйнівного контролю / О.Л. Гріффен // Питання історії науки і техніки. — 2010. — № 1. — С. 10-19. — Бібліогр.: 23 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-77024
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-770242015-02-16T03:01:59Z Розвиток методів неруйнівного контролю Гріффен, О.Л. Розвиток наукових і технічних ідей Представлено розвиток методів неруйнівного контролю одночасно і у зв’язку з ускладненням технічних пристроїв і виробничого устаткування, а також використанням потенційно небезпечних технологій. Представлено развитие методов неразрушающего контроля одновременно и в связи с осложнением технических устройств и производственного оборудования, а также использованием потенциально опасных технологий. Development of methods of not destroying control simultaneously and in connection with complication of technical devices and the industrial equipment, and also use of potentially dangerous technologies is presented. 2010 Article Розвиток методів неруйнівного контролю / О.Л. Гріффен // Питання історії науки і техніки. — 2010. — № 1. — С. 10-19. — Бібліогр.: 23 назв. — укр. 2077-9496 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/77024 658.562.012.7:620.179.1 uk Питання історії науки і техніки Центр пам’яткознавства НАН України і Українського товариства охорони пам’яток історії та культури
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Розвиток наукових і технічних ідей Розвиток наукових і технічних ідей
spellingShingle	Розвиток наукових і технічних ідей Розвиток наукових і технічних ідей Гріффен, О.Л. Розвиток методів неруйнівного контролю Питання історії науки і техніки
description	Представлено розвиток методів неруйнівного контролю одночасно і у зв’язку з ускладненням технічних пристроїв і виробничого устаткування, а також використанням потенційно небезпечних технологій.
format	Article
author	Гріффен, О.Л.
author_facet	Гріффен, О.Л.
author_sort	Гріффен, О.Л.
title	Розвиток методів неруйнівного контролю
title_short	Розвиток методів неруйнівного контролю
title_full	Розвиток методів неруйнівного контролю
title_fullStr	Розвиток методів неруйнівного контролю
title_full_unstemmed	Розвиток методів неруйнівного контролю
title_sort	розвиток методів неруйнівного контролю
publisher	Центр пам’яткознавства НАН України і Українського товариства охорони пам’яток історії та культури
publishDate	2010
topic_facet	Розвиток наукових і технічних ідей
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/77024
citation_txt	Розвиток методів неруйнівного контролю / О.Л. Гріффен // Питання історії науки і техніки. — 2010. — № 1. — С. 10-19. — Бібліогр.: 23 назв. — укр.
series	Питання історії науки і техніки
work_keys_str_mv	AT gríffenol rozvitokmetodívnerujnívnogokontrolû
first_indexed	2025-07-06T01:24:24Z
last_indexed	2025-07-06T01:24:24Z
_version_	1836858804108525568
fulltext	РОЗВИТОК НАУКОВИХ І ТЕХНІЧНИХ ІДЕЙ ПИТАННЯ ІСТОРІІ НАУКИ І ТЕХНІКИ № 1 2010 10 УДК 658.562.012.7:620.179.1 РОЗВИТОК МЕТОДІВ НЕРУЙНІВНОГО КОНТРОЛЮ Гріффен О.Л., канд. техн. наук (Національний науково-дослідний інститут промислової безпеки та охорони праці) Представлено розвиток методів неруйнівного контролю одночасно і у зв’язку з ускладненням технічних пристроїв і виробничого устаткування, а також використан- ням потенційно небезпечних технологій. Неруйнівний контроль з'явився в процесі застосування матеріалів, отри- маних штучним шляхом. Методи не- руйнівного контролю дають можли- вість експертного оцінювання як зов- нішнього, так і внутрішнього стану ма- теріалу виробів, деталей, вузлів і конс- трукцій, а також функціональної діаг- ностики людського організму без їх- нього ушкодження або по- рушення режиму роботи й життєвих процесів. Діагностування, по своїй суті, в остаточному підсумку покликано визначити якість виробу, а це, у свою чергу, визначає безпеку його вико- ристання, попередження й профілактику травматизму. Людина, пальцем пробуючи вістря ножа, робить висновок про ризик травматизму при здійсненні операції різання: гостро відточене лезо більш безпечне, значно знижує ризик травма- тизму, хоча при порізі сама травма може бути досить важкою. Науково-технічний прогрес, склад- ність виробничого устаткування, викорис- тання електричної енергії і ядерних техно- логій привели до якісного переходу на значно більш високий рівень розвитку су- спільства. Це дало можливість істотного поліпшення якості життя людства, але й, разом з тим, привело до збільшення ризи- ків і небезпек, пов'язаних з експлуатацією об'єктів й устаткування підвищеної небез- пеки, більших збитків і людських втрат при масштабних аваріях і катастрофах. Проблема вибору пріоритетів, об- меженість часу й засобів, викликали прагнення до оптимізації умов і проце- сів життєдіяльності людського суспіль- ства на шляху їхнього поліпшення. Ви- робничі процеси зароджувалися й оде- ржували інтенсивний розвиток залежно від їхньої важливості й необхідності. Тому, з огляду на різноманіття й різно- бічність людської діяльності, уважаємо найбільш важливим торкнутися тих сфер, які безпосередньо пов'язані з під- тримкою безпечного й комунікативного існування людини: викорис- тання води, будівля житла, захист їх і себе, транспорту- вання матеріалів і вантажів, збереження здоров'я. Першим штучним мате- ріалом, що його людина за- стосувала в процесі своєї життєдіяльності, виявилася обпалена у вогні глина. По- всюдне застосування глини при виготовленні предметів для готування й зберігання їжі, поряд з високими вимо- гами до якості вихідного ма- теріалу, обумовили ряд вимог до надій- ності гончарних виробів. Для перевірки придатності гончарної глини виготов- ляли кілька виробів й обпалювали. Якість перевірялася органолептичними методами: візуальним – рівномірність матової поверхні, відсутність тріщин і нальотів; звуковим – при ударах по ви- робах повинен був виходити чистий «металевий» звук. Найбільш доверше- ним був посуд, до складу якого входив шамот (товчені черепки старого посу- ду). Після вторинного випалу дрібні зе- рна шамоту візуально різко відрізняли- ся за кольором від іншого глиняного тіс- та [1]. Контроль пористості виробу про- водився за обсягом поглиненої ним води шляхом занурення в неї на кілька годин, а тріщинуватість визначалася капіляр- РОЗВИТОК НАУКОВИХ І ТЕХНІЧНИХ ІДЕЙ ПИТАННЯ ІСТОРІІ НАУКИ І ТЕХНІКИ № 1 2010 11 ним методом: наявністю вологи в дріб- них тріщинах у процесі висихання. І лише в 1945 р. де Форестом і Статсом був винайдений метод неруйнівного ко- нтролю наелектризованими частками спеціально для виявлення в скляних пляшках тріщин, занадто дрібних, щоб розрізнити їх неозброєним оком [2]. Із древніх часів «на око» контро- лювали вихідні матеріали, напівфабри- кати й готові вироби на предмет відпо- відності заданим формам і розмірам, якості матеріалу й ступеня обробки по- верхні, невідповідності заданим вимо- гам при порушеннях технологічних процесів і т.п. Візуальному контролю піддавалася якість колірних і захисних покриттів, їхній стан з погляду надій- ності й довговічності. Таким чином, ор- ганолептичні методи, в основному візу- альний, багато сторіч були основою технічної діагностики. У міру розвитку цивілізації люди почали поліпшувати свої життєві умови – переселялися з печер, землянок й ям у житла, складені із цегли – другого, піс- ля керамічного посуду, найважливішо- го продукту гончарного ремесла. До будинків, крім вимог захисту людини від зовнішніх кліматичних впливів, пред'являлися вимоги щодо стійкості до сейсмічних коливань. Люди на почат- кових етапах будівництва переконали- ся, що навіть одноповерхові будинки зі стінами, складеними із цегли-сирцю, під впливом сейсмічних коливань під- даються більш значним руйнуванням, чим зі стінами із цегли, що пройшли термічну обробку. Трудомісткість буді- вництва й вимоги до довговічності бу- дов обумовили застосування візуально- го методу неруйнівного контролю для визначення якості цегли: ступеня роз- шарування, злущування, розтріскуван- ня, викришення. Для з'єднання цегли й каменів при зведенні стін почали застосовуватися з’єднувальні розчини. Мулярам Древньо- го Рима, що будували кам'яні водопрові- дні канали, було відомо, що гарний роз- чин (римський бетон – opus caementіcіum) після застигання має вели- ку міцність на стиск. Міцність і водонеп- роникність досягалися шляхом змішу- вання розчину й піску з кам'яними щебе- нями, з гідравлічними добавками вулка- нічного піску – пуцолани (за назвою міс- ця його видобутку). При будівництві но- рми часто порушувалися, фундаменти робилися неглибоко, і імператор Август (63 р. до н.е. – 14 р. н.е.) заборонив буду- вати будинки, що виходили фасадом на вулицю, вище 20,6 м. Крім того, для це- менту можна було взяти не червону пу- цолану, що дає найбільш міцний цемент, а темно-сіру, що лежить близько до пове- рхні, більш дешеву, і навіть покласти її в меньшій пропорції [3]. Твердість, як показник якості за- стиглого розчину, римляни контролю- вали, продряпуючи поверхню залізним цвяхом. На основі цього механічного методу вже в ХХ столітті був винайде- ний прилад (молоток Шмідта), що до- зволяє визначати міцність бетону на стиск методом неруйнівного контролю [4]. І в стародавності, і зараз несуцільне (місцями) осідання фундаментів діагно- стують візуально, за допомогою спо- стереження за процесами руйнування контрольних міток, наприклад, із цеме- нтного, вапняного розчину або гіпсу, нанесених у підозрілих місцях. З давніх часів людина для добуван- ня їжі полюванням і рибальством, захи- сту свого житла й перерозподілу чужо- го майна в результаті набігів і війн по- чала користуватися зброєю. Зброя все- ляла впевненість у благополуччі й за- хисті родини, а в міру її вдосконалю- вання могла бути й критерієм соціаль- ного статусу власника. Роль і значення зброї зросли з використанням для її ви- готовлення металів. А вже із самого початку викорис- тання металів істотно зросли й пробле- ми контролю якості. У ХVІІІ – XІХ вв. гірниче й металургійне виробництва по- чали бурхливо розвиватися. За одне тільки вісімнадцяте сторіччя виплавка стали в Росії зросла в 66 разів і з 150 ти- сяч пудів в 1700 р. досягла 9 мільйонів 971 тисячі пудів в 1800 р. Тільки на од- ному Уралі з 1700 р. по 1800 р. було по- будовано 176 заводів, з них 123 заводи чорної металургії й 53 мідеплавильних [5]. Виробництво металевих виробів, що РОЗВИТОК НАУКОВИХ І ТЕХНІЧНИХ ІДЕЙ ПИТАННЯ ІСТОРІІ НАУКИ І ТЕХНІКИ № 1 2010 12 збільшувалося, вимагало й вивчення фі- зичних і хімічних властивостей металу. Виробництво клинків, як основи холодної зброї, із часів середньовіччя було особливою, дуже розвинутою га- луззю. У початковій стадії розвитку металургійних технологій при куванні клинка на м'яку залізну основу наварю- валось сталеве лезо. Французький до- слідник Франс-Ламор уважав, що внут- рішню структуру клинка і його міцнісні властивості відбиває малюнок візерун- ка, схожий з дамаським. Залежно від числа залізних і сталевих пластин, а та- кож методу їхнього з'єднання, на пове- рхні виходив різний малюнок. Король готів Теодоріх Великий (454-526 рр.) писав в 520 р. своєму шуринові, коро- леві вандалів Тразамунду (496-523 рр.), що дякує за прислані в подарунок мечі, клинки яких гладкі й блискучі як дзер- кало, і прикрашені візерунками у ви- гляді черв'ячків: «Ти надіслав нам мечі, які можуть розрубити будь-яку зброю». Уламки таких клинків знайшли й попо- лірували – вони виглядають так само, як і п'ятнадцять сторіч тому. Таким способом визначення якості часто користувалися ковалі-зброярі вже з ІІ-ІІІ століть. Це одне з перших текс- тових свідчень про дамасковану зброю, що мала відмінні бойові якості й більшу опірність, незважаючи на невелику тов- щину (від 2,5-3 до 4-6 мм) у середній ча- стині клинка, де проходили доли. Оскі- льки основним методом був візуальний контроль, заснований на сприйнятті об'- єкта дослідження оком людини, то в ре- зультаті вдосконалювання методів екс- пертних оцінок для спрощення процеду- ри контролю на клинках почали з'явля- тися клейма, наприклад, у вигляді «па- сауського вовчка» – фірмового знака ні- мецьких зброярів з міста Пасау [11]. Згодом технології виготовлення якісної зброї ковалів Пасау перейняли зброярі Золінгена, де в більш пізні часи були відкриті поклади руди, що обумовило там концентрацію й інтенсивний розви- ток металургійного виробництва. Недосконалість людського ока, осо- бливо у випадках діагностування об'єктів, що перебувають у важкодоступних, ма- лоосвітлених місцях, а також невеликих за розмірами привело до появи візуально- оптичного методу неруйнівного контро- лю. Застосування оптичних приладів збі- льшило гостроту зору людини й розв'язну здатність ока, що значно полегшило ана- ліз і діагностику об'єктів різного виду й природи. Надалі вдосконалювання при- ладів для візуально-оптичного методу неруйнівного контролю привело до появи трьох груп приладів: 1) прилади для контролю дрібних близько розташованих об'єктів, тобто деталей і виробів, розташованих від ока контролера в межах відстані найкращо- го зору – 250 мм (лупи, мікроскопи); 2) прилади для контролю віддале- них об'єктів, тобто розташованих далі 250 мм (телескопічні лупи, зорові тру- би, біноклі); 3) прилади для контролю скритих об'єктів – внутрішніх поверхонь отво- рів, порожніх деталей і конструкцій (ендоскопи, бороскопи, перископічні дефектоскопи й ін.) [6]. В 1831 р. російським ученим П.П.Аносовим, що стояв біля джерел металографії, уперше був застосований візуально-оптичний метод контролю з використанням мікроскопа для дослі- дження металів, чим була покладена основа мікроаналізу як одного з методів сучасного неруйнівного контролю. Кращий знавець булатів у Європі, П.П.Аносов писав про сталь, виготовле- ну зі златоустівського м'якого заліза, що «візерунки ледь примітні в мікроскоп». Дослідник також відзначав, що «досто- їнство булатів може бути пізнаване та- кож по дзенькоті: чим він чистіший й триваліший, тим вище достоїнство мета- лу; та оскільки ознака ця є залежною від форми й обробки виробів, то не визна- ється вірною» [7]. Однак у той час візуа- льний контроль все ж був найбільш до- ступним методом, і П.П.Аносов уважав, що «досвідчений азіат» не помилиться у виборі клинка навіть без його випробу- вання й «... по одному візерунку визна- чить, гострий булат або тупий, твердий або м'який, пружний або слабкий» [8]. З розвитком техніки, око людини, як ос- нова застосовуваних методів неруйнів- ного контролю, не тільки не втратило своєї значимості, але й залишилося та- РОЗВИТОК НАУКОВИХ І ТЕХНІЧНИХ ІДЕЙ ПИТАННЯ ІСТОРІІ НАУКИ І ТЕХНІКИ № 1 2010 13 ким при використанні магнітопорошко- вого, капілярного методів і методу те- чошукання [9, 10]. Створення високолегованих сталей дозволило поліпшити характеристики не тільки холодної, але й вогнепальної зброї, у першу чергу артилерійського озброєння – найбільш дорогого й тру- домісткого у виготовленні. Значні капі- тальні вкладення й трудовитрати обу- мовили вимоги до довговічності й кон- тролю якості в процесі його викорис- тання. Світову популярність одержала златоустівська сталь П.М. Обухова (1820-1868 рр.). Відлитий в 1860 р. на Князе-Михайлівській фабриці ствол га- рмати зі сталі Обухова витримав більше 4000 пострілів, і в 1862 р. це було від- значено на Всесвітній виставці в Лон- доні присудженням вищої нагороди – Золотої медалі. Дослідження прочност- них властивостей сталей стало основою для розрахунків і виробництва гармат- них стволів, визначення їхньої зносо- стійкості й довговічності. Процеси зношування ствола вивчалися в міру вдосконалювання гарматного виробни- цтва й співвіднесення із практикою на- стрілу. Для визначення бойових якос- тей гарматних стволів постійно прово- дилася діагностика як органолептичним методом, візуально, так і із застосуван- ням спеціальних освітлювальних й оп- тичних приладів. Основним методом діагностики був інструментальний, із застосуванням рі- зних вимірювальних приладів і присто- сувань (кронциркулі, нутроміри, штан- гензубоміри, калібри, манометри й ін.). Викришування металу й виколи на на- різах у різних частинах ствола визнача- лися інструментальним обстеженням з використанням ручної звіздки, а по- довження камори після певної кількості пострілів визначалося за допомогою спеціального інструмента. Технічна ді- агностика методами неруйнівного кон- тролю в польових умовах давала впев- неність у безпечній експлуатації й жи- вучості таких небезпечних елементів як гарматні стволи [12]. Підвищення ви- мог до якості й безпеки стволів, уза- гальнення практики настріла під час Першої світової війни, розвиток техні- ки привели до використання магнітного методу. Цей метод, відкритий Вільямом Э. Хоуком під час війни й запатентова- ний в 1922 р., дозволяв виявляти дефе- кти артилерійських стволів за допомо- гою магнітного порошку [13]. Процеси гідратації як основи жит- тєдіяльності людського організму ви- значали одну з найголовніших потреб людини – потребу у воді. Вимога до постійної наявності води – основного компоненту фізіологічних і творчих процесів людини, визначило пошук й удосконалювання знайдених технічних рішень поставки води – будівництво каналів і трубопроводів. У Древньому Римі водопровідні канали почали буду- ватися з ІV в. до н.е. Протягом 300 ро- ків були побудовані чотири водопрово- ди, один із яких, що в 10 км від міської межі йшов по аркадах (Марциєвий), діє й понині. Агриппа в 33 р. до н.е. провів Юлійовий водопровід (aqua Іulіa) і во- допровід Діви (aqua Vіrgo). Усього було побудовано одинадцять водопроводів, які давали місту в день 1,5 млн. м3 во- ди. Воду цю належало розподілити по всьому місту, не обійшовши й не скри- вдивши жодного кварталу, а крім того необхідно було стежити за водогінною мережею, вчасно робити потрібний ре- монт, прокладати труби до будинків, власники яких одержали дозвіл провес- ти до себе воду, лагодити бруківки. Бу- ло потрібно створення особливого «во- дного відомства», з роботою якого ми знайомі завдяки твору Фронтина «Во- допроводи міста Рима» (De aquaeductіbus urbіs Romae) [3]. Очевид- но, з огляду на незамкнутий контур пе- ретину римських водопроводів, відкри- тий доступ до більшості ланок і лише незначну довжину підведень до будин- ків зі свинцевих труб, технічна діагнос- тика не була однією з основних ланок надійності водопровідної системи, хоча в складі команд, що займалися обслу- говуванням мереж, були помічники ін- женерів – вилики й інспектори («обхід- ники»-cіrcіtorіs) [3]. Міжусобні війни, відсутність пла- нів розвитку й хаотичність забудови міст не давали можливості населенню в період середньовіччя системно корис- РОЗВИТОК НАУКОВИХ І ТЕХНІЧНИХ ІДЕЙ ПИТАННЯ ІСТОРІІ НАУКИ І ТЕХНІКИ № 1 2010 14 туватися водопровідною водою – як на- слідок періодично виникали епідемії рі- зних хвороб. Технічний прогрес й удо- сконалювання суспільних відносин обумовило поступовий розвиток водо- провідного господарства в містах. У Росії вже з початку XІХ століття поча- ли розглядатися генеральні плани во- допостачання й каналізаційних колек- торів Москви й Санкт-Петербурга, і їх- ня системна реалізація на основі засто- сування металевих труб. Розвиток ви- робництва в ті часи сповільнювався не- досконалою технікою й, насамперед, тим, що основою механічної енергії бу- ло водяне колесо, що прив'язувало роз- ташування заводів до рік, що було зру- чним з погляду використання води. На початку шістдесятих років XVІІІ сто- ліття, коли в Росії й на Заході застосо- вували конструктивно прості, переваж- но вирубані сокирою дерев'яні машини, Іван Ползунов казав: «Вся машина по- винна бути зроблена з металу» [5]. Наприкінці XІ століття почастішали аварійні розриви водопровідних труб у багатьох містах. Для боротьби із цим необхідно було встановити причини й сам характер явища. В 1899 році М.Є.Жуковським, що проводив не тіль- ки аеродинамічні, але й гідравлічні до- слідження, була опублікована робота «Про гідравлічний удар у водопровідних трубах», де подана закінчена теорія, яка враховує пружність води, матеріал, пе- ретин і деформацію труб, що чітко роз- крила виникаючі в трубах хвилі тиску. Крім повних теоретичних розрахунків, М.Є. Жуковський проробив на москов- ській водокачці в селі Олексіївському велику кількість дослідів, що підтверди- ли створену ним теорію. Ним були дані певні практичні вказівки про запобіжні заходи, які варто вживати в системах трубопроводів, щоб звести вплив гідрав- лічного удару до мінімуму (плавне від- кривання й закривання засувок і кранів, застосування повітряних і водяних ков- паків-резервуарів тощо). Слід зазначити, що теорія гідравлічного удару, розвинена М.Є. Жуковським знайшла широке за- стосування в багатьох областях техніки [14]. Ці дослідження вперше дозволили, не виходячи з водокачки, визначати місце аварії [15]. Зароджувалися теоретичні ос- нови експертних оцінок як бази технічної діагностики й вибору оптимальних мето- дів неруйнівного контролю. Розосередження людей, і разом з тим поява компактних груп населення, обумовило появу транспорту. Соціальні й торговельні відносини між окремими громадами вимагали створення засобів пересування. Колесо – один з найбіль- ших винаходів людства. Перші згаду- вання про колесо зустрічаються в Ме- сопотамії в 4-м тисячоріччі до н.е. По- передником колеса можна вважати за- стосований багато тисячоріч назад де- рев'яний каток, що підкладався під пе- реміщуваний вантаж. Первісне колесо являло собою дерев'яний диск, наса- джений на вісь і зафіксований клином. Зображення полозків з коліщатами (3000 р. до н.е. ) знайдені в Межиріччі в шумерському місті Урук. До 2700 року до н.е. там же з'являються малюнки віз- ків. У цей же час шумери починають ховати своїх царів разом з колісницями. Ці поховання знайдені в Кіше, Урі, в еламському місті Сузи. В 2-му тисячо- річчі до н.е. конструкція вдосконалю- ється: з'являється колесо зі спицями, ма- точиною й гнутим ободом. Пізніше, в 1- му тисячоріччі до н.е., кельти для збіль- шення міцності коліс своїх колісниць стали застосовувати металевий обід, що потім у транспортних машинах був за- мінений гумовими шинами для аморти- зації. Винахід колеса сприяв розвитку ремесел. Колесо було застосовано в гон- чарному колі, млині, прядці, токарсько- му верстаті й т.д. В іригаційних спору- дженнях, на мануфактурних фабриках, рудниках тощо застосовувалися водяні колеса [17]. Винахід колеса дав поштовх до розвитку науки в цілому. Так, воно застосовується в астролябії й інших нау- кових інструментах. У механіці широко використовується зубчасте колесо. Колесо й вісь, що є парою тертя, у процесі експлуатації піддаються зно- шуванню, що є основною причиною виходу з ладу. Ось як описував Юве- нал умови руху в Древньому Римі: «...на інших візках везуть купу сосно- вих балок, вони загрозливо погойду- ються. А якщо надломиться вісь у возі з РОЗВИТОК НАУКОВИХ І ТЕХНІЧНИХ ІДЕЙ ПИТАННЯ ІСТОРІІ НАУКИ І ТЕХНІКИ № 1 2010 15 лігурійським мармуром і всією цією го- рою перекинеться на людей? Що зали- шиться від їхніх тіл?» [3]. Експлуата- ційна надійність контролювалася орга- нолептичними методами: візуальним (на предмет цілісності конструкції), ві- браційним (контроль стану циліндрич- ності тертьової пари), звуковим (оцінка ступеня зношування тертьових повер- хонь – «скрипить як немазаний віз»). Розвиток судноплавства диктував вдосконалювання конструкцій суден, жи- вучість яких була визначальним критері- єм їхньої надійності. У літературних джерелах, присвячених тривалій історії вітрильного й гребного флоту, не вдалося знайти яких-небудь згадувань, пов'язаних із застосуванням методів технічної діаг- ностики й неруйнівного контролю. Оче- видно, це пов'язано з тим, що всі основні частини й вузли кораблів виготовлялися з природного матеріалу – деревини. В 1860 р. англійський інженер Джон Элдер зробив спробу впровадити на англійському торговельному флоті парову машину-компаунд. До кінця 60- х рр. машини такого типу одержують у водному транспорті дуже значне поши- рення. В 1894 р. англійський інженер Ч.О. Парсонс сконструював і випробу- вав модель пароплава з паровою турбі- ною у два фути (близько 61 см). На той самий вал ротора турбіни Парсонс на- садив і електричний генератор. З поча- тку XX в. парові турбіни набули широ- кого застосування на суднах. Викорис- тання в суднобудуванні заліза й сталі, різноманітних і потужних двигунів до- зволило створювати судна спеціального призначення. В 1863 р. з'явилися спеці- альні парові судна з однією діаметраль- ною переборкою для перевезення наф- ти. В 70-і рр. XІХ ст., у зв'язку з розви- тком виробництва листового прокату й металевих балок різного профілю, став можливим масовий випуск конструк- ційних елементів набору й обшивання суден. В 1877 р. залізо в суднобудуван- ні витиснула сталь, із якої к 1890 р. бу- ло побудовано 92% всіх суден [18]. Посилена експлуатація водного транспорту вимагала систематичного ремонту, очищення й фарбування під- водної частини суден. Тому в другій половині XІХ в. почалося будівництво судноремонтних доків сучасного типу з механізованими приводами затворів і насосних установок. Доки дозволяли вести контроль стану підводної частини судна. Поряд із сухими, з 1866 р. почи- нається експлуатація металевих плаву- чих доків [18]. Створення доків і застосування більш досконалих конструкцій підви- щило надійність й якість ремонту кора- блів, але, з урахуванням сучасного ета- пу технічного прогресу, не замінило використання органолептичних методів діагностики. Та все ж значне усклад- нення конструкцій, збільшення еконо- мічних втрат від простоїв і підвищені вимоги до безпеки експлуатації суден привели до створення й застосування інших методів і засобів неруйнівного контролю й технічної діагностики. Структурні руйнування – головна причина ушкодження кораблів, забруд- нення моря, прибережних вод. Існує статистична ймовірність, що приблизно один корабель із восьми затоне до за- кінчення терміну служби (30 років) у зв'язку з тим, що він не одержав належ- ного обслуговування з неруйнівного контролю й відповідних системах моні- торингу. Часто для контролю судно по- трібно доставити в «сухий док», а дета- льне дослідження на корозію великого корабля, що має до 600 000 м2 сталі, приведе до значних витрат і неодержа- ного прибутку. Тому контроль корпуса корабля, в основному, здійснюється, коли сам корабель перебуває у воді й водолази візуально, без запису на твер- ді носії проводять ультразвукову діаг- ностику. Передбачається розробити но- ву галузь цієї технології, використову- ючи лінійні ультразвукові ґрати, щоб вирішити проблему огляду широких областей [19]. Технічний прогрес і розвиток про- мислового виробництва, винахід паро- воза, будівництво залізниць призвело до масового використання залізничного транспорту. Це вимагало не тільки створення й регламентації правил екс- плуатації механізмів і машин підвище- ної небезпеки, до яких відносяться всі локомотиви й залізничні вагони, але й РОЗВИТОК НАУКОВИХ І ТЕХНІЧНИХ ІДЕЙ ПИТАННЯ ІСТОРІІ НАУКИ І ТЕХНІКИ № 1 2010 16 визначення порядку попередження ри- зиків аварійних ситуацій. Першочерго- ва увага приділялася основній транспо- ртній ланці – колісній парі. І на світан- ку становлення залізничних перевезень, і у наш час пасажири на зупинках чу- ють постукування молотка в процесі планової технічної діагностики коліс- них букс станційними робітниками. Основна ж діагностика й ремонт прово- дяться із застосуванням й інших, більш складних методів неруйнівного контро- лю, в умовах депо. Колісні пари оглядають як у локо- мотивів, так і у вагонів. Під час огляду органолептичними методами перевіря- ють щільність посадки й наявність зрушення бандажа на колісному центрі. Ослаблення бандажа виявляється візуа- льно й із застосуванням слюсарного молотка, по глухому деренчливому звуці при обстукуванні бандажа. Зру- шення бандажа визначається також ві- зуальним методом по розбіжності конт- рольних позначень на бандажі й центрі колеса. Ознаками ослаблення бандажа можуть бути виділення змащення й іржі по околиці в місці прилягання бандажа до ободу колісного центра. При огляді перевіряють, чи немає на бандажах тріщин, повзунів, вм'ятин, раковин, вищербин, підрізу й гострого накату гребеня. Не рідше одного разу на мі- сяць у кожному депо у всіх колісних пар тепловозного парку спеціальними шаблонами вимірюють прокат, товщи- ну гребеня й бандажа. Звичайний огляд колісних пар тепловозів роблять на по- точному ремонті і перед кожною підка- ткою колісної пари під тепловоз. При цьому зовнішнім оглядом перевіряють стан бандажів, колісних центрів і зу- бчастого колеса, наявність відповідних знаків і клейм на торцях вісі, поверхні бандажа й зубчастому колесі, шаблона- ми вимірюють прокат, товщину банда- жа й гребеня, шийки осі обстежують магнітним дефектоскопом [20]. Залізничні перевезення й судно- плавство – найбільш масові й безпечні транспортні засоби в наш час, однією із причин чого є можливість застосування поверхневого неруйнівного контролю в цій області, тоді як інші масові види транспорту, авіаційний та автомобіль- ний, вимагають окремого дослідження методів діагностики. Наприклад, магні- тними методами контролю оцінюють якість гільз дизельних установок, опор- них вузлів шасі літаків і вертольотів [9]. За останні десятиліття великий розвиток одержав трубопровідний транспорт. Загальна довжина трубо- проводів тільки України становить 37 000 км. Аварії на них із причин коро- зії, фізичної втоми, дефектів у звар- них з'єднаннях приводять до великих збитків. Застосування сучасних мето- дів неруйнівного контролю: вихорос- трумового, магнітного, радіаційного, акустичного, теплового й ін. дозволяє попередити виникнення надзвичайних ситуацій, шкоди екології й здоров'ю людей [21]. Методами неруйнівного контролю визначають місця ушко- дження ізоляції кабелів підземних електричних і телефонних мереж. Пристрої для виявлення ушкоджень постійно поліпшуються й модернізу- ються [22]. Не менш важливий неруйнівний контроль і в інших областях техніки при оцінці надійності вузлів і конструкцій, що піддаються впливу навколишнього середовища. Технічна діагностика має особливе значення при створенні й екс- плуатації життєво важливих виробів, компонентів і конструкцій для виявлен- ня різних вад, таких як роз'їдання, іржа- віння, розтріскування й т.п., визначення безпечних строків експлуатації устатку- вання та об'єктів підвищеної небезпеки. Але не лише технічні пристрої є об’єктом неруйнівного контролю. Йому все більше підлягає й сама людина як біологічний організм. З початком суспі- льного розвитку людини стали з'являти- ся й зачатки лікування. І.П. Павлов пи- сала: «Медична діяльність – однолітка першої людини». Із сотень років спосте- режень і тисячолітнього людського до- свіду, що передавався із покоління в по- коління, народжувалося мистецтво ліку- вання й методи його раціонального за- стосування. В 1628 р. англійцем У. Гар- веєм були закладені основи фізіології створенням учення про кровообіг, а за- стосуванням експериментальних методів РОЗВИТОК НАУКОВИХ І ТЕХНІЧНИХ ІДЕЙ ПИТАННЯ ІСТОРІІ НАУКИ І ТЕХНІКИ № 1 2010 17 з використанням математичних розра- хунків і мікроскопів закладені початки медичної діагностики з використанням технічних засобів. І сьогодні мікроскопія широко використовується при діагнос- туванні різних захворювань. Розвитку клінічної медицини сприя- ла розробка в XVІІІ - XІХ вв. методів ві- зуального й органолептичного контролю – об'єктивного дослідження хворого: вистукування (Л. Ауенбруггер, Ж. Кор- визар й ін.), вислуховування (Р. Лаеннек й ін.), обмацування, лабораторної діаг- ностики. Стетоскопи, молоточки й т.п. і зараз є невід'ємним інструментом у практиці лікарів відповідного профілю. Німецькому вченому Г. Гельмгольцу (1821-1894 рр.), поряд із блискучими до- слідженнями по вивченню фізіології ока, належить винахід такого засобу контро- лю як очне дзеркало, що сприяло швид- кому прогресу офтальмології (вчення про очні хвороби) і виділення її в само- стійний розділ медицини. (Цікавим тут є те, що очне дзеркало, як засіб контролю, служить як інструмент для оцінки стану ока, що само є основою діагностики ме- тодами неруйнівного контролю, напри- клад, візуально-оптичного). Творцем однієї з найбільших шкіл в історії фізіології Карлом Людвігом (1816-1895 рр.) був розроблений і скон- струйований ряд приладів для діагнос- тики: кімограф (1847 р.), ртутний ма- нометр для виміру кров'яного тиску, «кров'яні годинники» для виміру швид- кості кровотоку, плетизмограф, що ви- значає кровонаповнення кінцівок. В 1884 р. спадкоємець І.М.Сєченова по кафедрі фізіології Петербурзького уні- верситету М.Є. Введенський (1852-1922 рр.) уперше прослухав ритмічне пору- шення в нерві використовуючи теле- фонний апарат [16]. У результаті вдосконалювання тех- нології виробництва скла й створення великої кількості різних лінз, з'явилася можливість виготовлення приладів, які дозволяли оглядати деталі й поверхні елементів об'єкта діагностики недосту- пні прямому спостереженню. Оптичні прилади – ендоскопи – дозволили огля- дати й контролювати стан внутрішніх поверхонь різних порожнин [6]. Разом з удосконалюванням теоретичних основ фізіології це визначило інтенсивність розвитку діагностичних приладів і ме- тодів, що дозволяють досліджувати внутрішні органи людини. З кінця XVІІІ ст. почала застосовуватися ендо- скопічна діагностика. Після перших не- безпечних спроб ендоскопічного дослі- дження, в 1806 р. Ф. Боззині (1773-1809 рр.) був сконструйований перший ендо- скоп для дослідження прямої кишки й матки, у якому як джерело світла вико- ристовувалася свічка. В 1853 р. францу- зький хірург Антоні Жан Десормо, що вважається «батьком ендоскопії», засто- сував для освітлення спиртову лампу ра- зом із системою дзеркал і лінз для об- стеження урогенітального тракту. A.Куссмауль в 1868 р. увів у діагности- чну практику метод гастроскопії з вико- ристанням металевої трубки із гнучким провідником (обтуратором). Надалі цей спосіб був покладений в основу всіх ме- тодів гастроскопії з використанням жор- стких і напівжорстких гастроскопів. В 1898 р. Г. Келлінг винайшов керований гастроскоп, а Ф. Ланге й Д. Метлзинг га- строкамеру для фотографування шлунка без візуального огляду [16]. Подальше вдосконалювання фізіо- логії й методів обстеження внутрішніх органів людини привели до створення приладів діагностики, що дозволяють міняти кут спостереження. Удоскона- лення Едісоном лампи розжарювання дозволило на початку ХХ ст. застосо- вувати в електроскопах мініатюрні лампочки. Подальший розвиток техніки дав змогу розробити напівгнучкі й гну- чкі гастроскопи, а в останні 50 років масове застосування почали отримува- ти волоконно-оптичні й електронні, на основі цифрових технологій, системи діагностики. Сьогодні існує певна кількість ме- тодів неруйнівного контролю, що ба- зуються на різних фізичних принципах. Перш за все це радіаційний, акустич- ний, вихротоковий, магнітний, оптич- ний, тепловий, капілярний, вібрацій- ний, радіохвильовий, електричний, те- чошукання, акустичної емісії та медич- ний рентгенівський [23]. РОЗВИТОК НАУКОВИХ І ТЕХНІЧНИХ ІДЕЙ ПИТАННЯ ІСТОРІІ НАУКИ І ТЕХНІКИ № 1 2010 18 Таким чином, контроль, що не руй- нує, завжди відігравав важливу роль у технічному (і не тільки) прогресі. Завдяки йому, не перериваючи технологічні про- цеси та не порушуючи цілісність об’єктів досліджень, можлива оцінка та діагнос- тування структури матеріалів, більшості технічних параметрів як напівфабрикатів, так і готової продукції, визначення наяв- них дефектів та процесів їх виникнення. Крім того, неруйнівний контроль дає мо- жливість розрізняти види дефектів, місце їх розташування та розміри. Тому цими питаннями займається значна кількість фахівців, а їхній підготовці приділяється велика увага, оскільки точність та якість експертних оцінок значною мірою визна- чає безпеку сучасних виробничих проце- сів. Прогрес у цій області триває, і в да- ний час існує велике розмаїття методів неруйнівного контролю, аж до створення методів і методик для вирішення вузьких конкретних завдань. Вивчення історії розвитку методів неруйнівного контролю й технічної діагностики, хоча б у декіль- кох, але особливо важливих, напрямках життєдіяльності людини, дає можливість спрогнозувати й змоделювати процеси їхнього розвитку та вдосконалення у до- ступному для огляду майбутньому. ЛІТЕРАТУРА 1. Рыбаков Б.А. Ремесло Древней Руси. – М.-Л.: Изд-во АН СССР. – 1948 г. – 792 с. 2. Неразрушающие испытания (спра- вочник). Книга вторая / Под ред. Р. Мак- Мастера, Пер. с англ. Под ред. Т.К.Зиловой. – М.-Л.: Изд-во «Энергия». – 1965 г. – 492 с. 3. Сергеенко М.Е. Жизнь Древнего Ри- ма. – СПб.: Издательско-торговый дом «Летний сад»; Журнал «Нева». – 2000 г. – 368 с. 4. http://www.concrete.com.ua/Confere nce/Conf122006/122006.htm. 5. Данилевский В.В. Русская техника. - Л. – 1947 г. – С. 72, 74 (516 с.). 6. Неразрушающий контроль метал- лов и изделий. Справочник. Под ред. Г.С. Самойловича. – М.: Машиностроение. – 1976 г. – 456 с. 7. Аносов П.П. О булатах.- Санкт- Петербург. – 1841 г. 8. Аносов П.П. Приложение к сочи- нению о булатах. Книга вторая. - Златоуст. – 1841 г. 9. Троицкий В.А. Магнитопорошко- вый контроль сварных соединений и дета- лей машин. – К.: Феникс. – 2002 г. – 300 с. 10. Казакевич М.Л. О работе госпред- приятия «Колоран» ИФХ НАН Украины в сфере неразрушающего контроля, ремонта и защиты объектов повышенной опасности // Всеукр. наук.-практ. сем. «Неруйнівний ко- нтроль у промисловій безпеці». – Збірн. ма- тер. – К. – 2009 р. – С. 83-84. 11. Окшотт Э. Археология оружия. От бронзового века до эпохи Ренессанса / Пер. с англ. М.К.Якушиной. – М.: ЗАО Центрпо- лиграф. – 2004 г. – 398 с. 12. Орлов Б.М., Ларман Э.К., Маликов В.Г. Устройство и проектирование стволов артиллерийских орудий. – М.: Машино- строение. – 1976 г. – 432 с. 13. www.http://ru.wikipedia.org/wiki/Де фектоскоп. 14. Красильников В.А. Звуковые вол- ны в воздухе, воде и твердых телах. – М.: Гос. изд-во техн.-теоретической лит-ры. – 1954 г. – 439 с. 15. Люди русской науки: Очерки о выдающихся деятелях естествознания и техники / Под ред. С.И.Вавилова. – М.-Л.: Гос. изд-во техн.-теоретической лит-ры. – 1948 г. 16. Сорокина Т.С. История медицины. – М.: Изд-во «Академия/Academia», 2004 г. – 560 с. 17. Большая советская энциклопедия. – М.: Изд-во «Советская энциклопедия». – 1973 г. – С. 417. 18. Виргинский В.С., Хотеенков В.Ф. Очерки истории науки и техники 1870-1917 г. г. – М.: Просвещение. – 1988 г. – 304 с. 19. Троицкий В.А. Участие Украин- ского общества неразрушающего контроля и технической диагностики в Европейском проекте «SHIP-INSPECTOR» // Всеукр. на- ук.-практ. сем. «Неруйнівний контроль у промисловій безпеці». – Збірн. матер. – К. – 2009 р. – С. 5-7. 20. Дефектоскопия деталей локомоти- вов и вагонов / Ф. В. Левыкин, И. М. Лы- сенко, А. Н. Матвеев и др. Под ред. Ф. В. Левыкина. - М.: Транспорт. – 1974 г. – 238 с. 21. Таірова Т.М. Застосування методів неруйнівного контролю для оцінювання стану трубопроводів // Всеукр. наук.-практ. сем. «Неруйнівний контроль у промисловій безпе- ці». – Збірн. матер. – К. – 2009 р. – С. 30-31. 22. Устройство для контроля сопроти- вления изоляции протяженных подземных объектов. Велигжанин Н.К., Сачков Н.Г., Золотых О.В., Долгушин А.Ю. Пат. RU 2148264 С1, 27. 04. 2000 г. 23. Неразрушающий контроль. Россия. 1900 – 2000 гг. Справочник / Под ред. В.В. Клюева. – М.: Машиностроение. – 2001 г. – 616 с. РОЗВИТОК НАУКОВИХ І ТЕХНІЧНИХ ІДЕЙ ПИТАННЯ ІСТОРІІ НАУКИ І ТЕХНІКИ № 1 2010 19 Гриффен Л.А. Развитие методов неразрушающего контроля. Представлено раз- витие методов неразрушающего контроля одновременно и в связи с осложнением тех- нических устройств и производственного оборудования, а также использованием по- тенциально опасных технологий. Griffen A.L. Development of methods of not destroying control. Development of methods of not destroying control simultaneously and in connection with complication of technical devices and the industrial equipment, and also use of potentially dangerous tech- nologies is presented. УДК 625.126.4 РОЗВИТОК СИГНАЛІЗАЦІЙНИХ СИСТЕМ НА ПІВДЕННО-ЗАХІДНИХ ЗАЛІЗНИЦЯХ Сандул І.А., аспірантка (Одеський національний політехнічний університет) Дану статтю присвячено проблемам дослідження сигналізаційних систем на залізниці инженерами Одеського відділення Російського технічного товариства. Наве- дено коротку характеристику основних систем сигналізації, що використовувались на Південно-Західних залізницях. Окремо виділено роботи С.А. Штольцмана. Залізничний транспорт – один із провідних видів транспорту, який посі- дає перше місце за пасажирообігом. Він не залежить від кліматичних умов і на- дає можливість термінового транспор- тування вантажів та пасажирів. На засі- даннях Одеського відділення Російсько- го технічного товариства (ОВ РТТ) неодноразово звертали увагу на історію та розвиток залізниць в світі та Російської імперії. Крім того, інженери ОВ РТТ досліджували причи- ни аварійності на залізниці та існуючі системи сигналізації. Аварійність являється ха- рактерною особливістю заліз- ничного транспорту. На свят- ковому відкритті Манчестер- Ліверпульської залізниці при першому ж русі потягу відбувся перший нещас- ливий випадок. Палкий прихильник за- лізниці, член парламенту Гукінсон не помітив сигналу до відправлення потягу й потрапив під колеса вагону. Паровоз не мав свистка, й ніхто не згадав про си- гнали. Невдовзі відбувся другий нещас- ливий випадок на лінії між Лейстером та Свенінгтоном. Один з потягів наїхав на завантажену маслом та яйцями під- воду, яка направлялась на ринок й пере- їжджала залізничну колію. Машиніст трубив у ріжок, але його не почули. Виникла потреба у вдосконалені сигнальної сис- теми на залізниці. Дж. Стефе- нсоном на Манчестер- Ліверпульській дорозі було запропоновано розмістити на певній відстані сигнальників, яки б могли подавати знаки машиністу. Це були перші шляхові сигнали на залізниці. В 1834 р. вперше були запро- поновані сигнали у вигляді стовпчиків, які можна було повертати, вночі сигна- ли подавались за допомогою ліхта- рів. [1, с. 205 - 207]. Перша залізниця Російської імперії була прокладена в 1838 році. На 1899 р.

Розвиток методів неруйнівного контролю

Institution

Ähnliche Einträge