2. Чувствительность, воспроизводимость и сходимость капиллярного контроля

Понятия чувствительности, воспроизводимости и сходимости и их количественная оценка достаточно полно разработаны [1,2].

Чувствительностью метода является его способность с заданной вероятностью обнаруживать визуально или с помощью инструментальных средств минимальный по размерам дефект по его индикаторному следу.

Диапазон чувствительности капиллярного контроля ограничен верхним и нижним пределами размеров выявляемых дефектов. Эти пределы определяются соответственно максимальной и минимальной величинами раскрытия дефекта.

С учётом размеров определяемых дефектов выявляют четыре уровня чувствительности, которые приведены в табл. 5.1.

Таблица 5.1

Характеристики уровней чувствительности

Уровень чувствительности	Размеры выявляемого дефекта
	Ширина, мкм	Глубина, мкм	Длина, мкм
I II III IV	До 1 До 10 До 100 Свыше 100	До 10 До 100 До 1000 Свыше 1000	До 0,1 До 1 До 10 Свыше 10

Чувствительность метода определяется количественной оценкой выявляемости данного дефекта с учётом геометрических и оптических особенностей и индикаторного следа этого дефекта. В качестве такой меры количественной оценки принимают коэффициент чувствительности, схема для определения которого приведена на рис. 5.3 [1]

Рис.5.3. Определение коэффициента чувствительности метода:

1 − слой контролируемого объекта; 2 − определяемый дефект, заполненный индикаторным пенетрантом; 3 − слой проявляющегося состава.

Коэффициент чувствительности метода принят:

; (5.1)

; (5.2)

; (5.3)

где Х – ширина индикаторного следа дефекта, которая с изменением условий контроля может принимать значения Х`, X`` и другие; С – ширина устья капиллярной полости дефекта; В_Д – яркость индикаторного следа дефекта; К_Ч – геометрическая составляющая коэффициента чувствительности, т.е. относительное расширение следа дефекта; К₀ – оптическая составляющая коэффициента чувствительности, т.е. оптическая яркость следа дефекта; значения К_Ч и К₀ – в относительных единицах.

Функциональная зависимость (5.1) и рис. 5.3 дают качественное представление об оценке чувствительности метода. Качественную оценку значений К_r и К₀ проводят экспериментально. Так значение К_r находят путём изменения геометрических размеров сплошности у эталонов, например, с помощью микроскопа. Для определения значений К₀ необходимо найти яркости свечения индикаторного следа В_Д и фона В_Ф. Для этого делают измерения яркости участков на их фотографиях с помощью микроскопа.

Воспроизводимость результатов капиллярного контроля отражает близость друг к другу полученных результатов измерений, полученных с использованием разных дефектоскопических материалов в разных условиях.

Сходимость результатов контроля отражает разброс значений при измерении в одних условиях.

Количественно воспроизводимость и сходимость результатов контроля определяют с использованием обработки результатов измерений на основе статических методов. Ниже приведены положения методики такой обработки [2].

На каждом объекте должно быть не менее пяти несплошностей, выявленных ранее по образцовому материалу, а общее их число было по возможности больше, например 30…50.

Воспроизводимость результатов капиллярного неразрушающего контроля (В) в процентах определяется выражением

, (5.4)

где а – доверительный интервал количества совпадающих индикаций, выявленных испытуемым процессом контроля. Совпадающими следует считать индикации, повторно выявленные двукратным контролем. Для возможного сокращения объёма работы целесообразно использовать все возможные комбинации для сравнения.

Так, для трех контролей одного объекта существует три двукратные сравнительные комбинации, а для четырёх контролей – шесть и т.д.; b – число индикаций, выявленных образцовым процессом контроля; − среднее число совпадающих индикаций изn контролей испытуемым процессом; ∆а = t_а (n) ∆S − погрешность подсчёта числа совпадающих индикаций, выявленных испытуемым процессом; t_а (n) – коэффициент Стьюдента, зависящий от числа n проведённых контролей (полных циклов обработки дефектоскопическими методами) и от заданного значения коэффициента надёжности контроля α;

(5.5)

где ∆Sā− средняя квадратичная погрешность подсчёта совпадающих индикаций по результатам серии контролей испытуемых процессом.

Ниже излагается порядок выполнения вычислений на конкретном примере.

1. Результаты наблюдений индикаторных следов, выявленных испытуемым процессом контроля записывают в таблицу 5.2. Принято число контролей n=3

Таблица 5.2

Результаты наблюдений

Контроль	Номер объекта контроля						Число совпадающих следов ai
	1	2	3	4	5	6
1й – 2й 1й – 3й 2й – 3й	9 10 9	15 13 13	9 8 8	12 11 12	15 13 14	20 18 19	а1= 80 а2= 73 а3= 75

2. Вычисляют среднее значение числа совпадающих следов из трёх контролей

.

3. Находят погрешность подсчёта совпадающих следов при отдельных контролях:

;

;

;

.

4. Вычисляют квадраты погрешностей отдельных контролей (∆а₁)² :

(∆а₁)² = (-4)² = 16;

(∆а₂)² = (3)² = 9;

(∆а₃)² = (1)² = 1.

5. С учётом определяют среднюю квадратическую погрешность подсчёта совпадающих следов по результатам серии контролей.

.

6. Задаются требуемым значением коэффициента надёжности контроля α испытуемым процессом.

Например, принимаем α = 0,95.

7. Определяют коэффициент Стьюдента t_α (n) для данного числа контролей n = 3 и заданного коэффициента надёжности α = 0,95.

t_0,95(3) = 4,30.

8. Находят границы доверительного интервала (погрешность результата подсчёта совпадающих следов)

∆а = 4,30 · 2,08 = 8,94.

9. Подсчитывают число совпадающих следов

а = 76 ± 8,94.

10. Окончательно подсчитывают «воспроизводимость результатов капиллярного неразрушающего контроля» для испытуемого процесса контроля в сравнении с образцовым.

Допустим, число следов, выявленных образцовым процессом контроля, составляет 73, тогда с учётом (5.4)

Сходимость результатов капиллярного неразрушающего контроля подсчитывают аналогично с учётом использования одних и тех же дефектоскопических материалов.