Главная проблема мирового сообщества - это обеспечение безопасности планетарной, региональной, национальной, городской, районной, предприятий, жилых домов и т.д. Очевидно, что достижение этого без применения информационных методов и средств технической диагностики (ТД) и неразрушающего контроля (НК) невозможно. Настало время заявить о глобализации развития ТД и НК и конкретизировать эти направления как основу проблемы безопасности.
Необходимость глобализации ТД и НК связана со следующими факторами развития современного мира:
- либерализация рынков, возникновение новых торговых зон, разделение труда;
- стремительный рост природных, техногенных и экологических катастроф и террористических акций, которые грозят превратиться в чудовищный механизм самоуничтожения человечества и всего созданного им на Земле.
Технический контроль (ТК) - это проверка соответствия объекта контроля (ОК) установленным техническим требованиям. Как правило, он состоит из двух этапов: получения первичной информации о состоянии ОК и сопоставления ее с установленными нормами.
Неразрушающий контроль (НК) является составной частью технического контроля и определяется как метод, при котором не должна быть нарушена пригодность ОК к применению.
В задачу НК входит выявление возможных отклонений от установленных технических характеристик ОК. Такими отклонениями могут быть дефекты типа нарушений сплошности, изменение структуры и физико-механических свойств материала, размеров покрытий, соединений и т.п. Конечным результатом НК является регистрация всех обнаруженных отклонений и, по возможности, количественная оценка их параметров (координат, размеров и формы дефектов, величин, зависящих от физико-механических характеристик материала и т.п.). Отбраковка негодных изделий проводится на основе заранее установленных норм.
Дефектоскопия - направление НК по определению дефектов в основном типа нарушения сплошности материала с помощью проникающих физических полей и химических веществ.
Интроскопия - направление НК и ТД, связанное с визуализацией физических полей, прошедших или отраженных от ОК, для определения дефектов материала и состояния конструкций.
В условиях эксплуатации ОК наиболее часто появляются дефекты усталости, коррозии и др.
Техническая диагностика - это область знаний, охватывающая теорию, методы и средства определения технического состояния объектов.
Измерение - нахождение физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
Испытание - экспериментальное определение количественных и качественных характеристик продукции в результате воздействия на нее при ее функционировании.
В производстве и особенно при эксплуатации сложных ОК (самолетов, турбин, ракетных комплексов, атомных станций и других крупных сооружений и т.п.) требуется оценка их технического состояния и остаточного ресурса. Для этого необходим постоянный мониторинг и наличие методик и стандартов по определению остаточного ресурса и риска эксплуатации изделий на основе экспериментальных и теоретических статистических данных. Подобный же подход используется в медицинской практике. Распознавание болезней и постановку диагноза для лечения осуществляют по известным методикам и проверенным рекомендациям посредством анализа диагностических данных врачебного осмотра, а также лабораторных, аппаратурных, химических исследований. ТД является высшим уровнем ТК и дает ответ на главнейшие вопросы: когда должна быть прекращена эксплуатация изделия и что необходимо сделать для ее продления? При проведении ТД в качестве основного средства получения информации о состоянии ОК служит ТК, основанный на результатах измерений и испытаний. Разница между ТД и ТК состоит в следующем:
- ТК применяется в основном для измерения параметров материалов, деталей и узлов конструкций, тогда как объектами ТД являются более сложные агрегаты и механизмы, для которых необходимо определять остаточный ресурс и риск эксплуатации;
- при проведении ТК характер и размеры допустимых дефектов регламентированы заранее установленными нормами, а при ТД результаты анализируются с учетом влияния дефектов на работоспособность ОК в соответствии с конкретными методиками, программами и стандартами по расчету остаточного ресурса и риска эксплуатации на основании данных ТК.
Следует отметить важную роль методов и средств механических испытаний материалов для определения их прочностных характеристик. Существует большая номенклатура измерительной техники для электрических величин, давления, времени, расхода, уровня и т.п. Глобализация ТД и НК сопровождается резким изменением организации разработок и производства приборов. Так, за последнее время известные крупные компании США выкупили основные европейские фирмы по НК. Концентрация разработок и производства ТД и НК происходит и в России. За 10 лет количество специализированных организаций в этом направлении сократилось с 282 до 55, при этом масштабы внедрения этой техники по всем направлениям увеличиваются во всех регионах РФ, о чем говорит тот факт, что в 2002 г. в России было выдано 27 255 сертификатов персонала по НК, что больше, чем во всей Европе (24 279).
Очень важно целенаправленно проводить переход к единым международным системам сертификации персонала, единым программам обучения и аттестации, на единые международные правила, учебники, справочники, стандарты и т.п., обеспечивая непрерывность этого процесса. Глобализация ТД и НК предусматривает прежде всего крупномасштабное увеличение количества диагностических операций и технологий для достижения экологической (эко-), террористической (терро-) и техногенной (техно-) безопасности, что в свою очередь требует глубоко интегрированной международной кооперации разработок и производства технических средств и информационных технологий.
По степени неизученности и непрогнозируемости в настоящее время на первом месте стоят проблемы экобезопасности, связанные с дорогостоящим мониторингом и непрерывным измерением десятков диагностических параметров окружающей среды для научно обоснованного предсказания степени опасности природных аномалий: землетрясений, наводнений, пожаров, ураганов, радиационных и других загрязнений, газового состава воздуха, состояния флоры, фауны, водной среды и т.п.
События в Нью-Йорке 11 сентября 2001 г. показали, какие колоссальные потери приносит терроризм. Для предупреждения подобных ситуаций необходимо в первую очередь комплексное диагностическое сопровождение - многочисленные системы технического зрения, контроля, наблюдения, наведения, информационного поиска, анализа и т.п.
По масштабам потерь от чрезвычайных ситуаций в связи с крайней изношенностью до 80 % оборудования технобезопасность также является актуальной проблемой, в связи с чем требуется постоянное информационное диагностирование остаточного ресурса и оценка риска эксплуатации. Ясно, что все три крупнейшие проблемы обеспечения безопасности (экологической, террористической, техногенной) могут решаться только с применением современных средств и методов НК и ТД. В России для экодиагностики используются более 1000 типов приборов и измерительных каналов, более 2000 методик и технологий диагностирования, в том числе химического анализа, с объемом продаж более 2 млрд долл. Бурно развиваются методы! и средства терродиагностики (миноискатели, рентгеновские флюороскопические и телевизионные системы, приборы ночного видения, криминалистические инфракрасные и ультрафиолетовые комплексы, наносекундные нейтронные и спектрометрические ядерно-физические установки для контроля взрывчатых веществ и др.). Номенклатура приборов НК в этом направлении также превышает 1000 типов. По технобезопасности прогноз развития диагностических методов и средств в России составлен до 2015 г. и объединяет 630 типов приборов с годовым объемом продаж 2,2 млрд долл. Говоря о медицинской диагностике, следует отметить достижения рентгеновской флюорографии, ультразвуковой, ядерно-магнито-резонансной, комптоновской, радиационной томографии, тепловидения, химического анализа и сотен других методик, методов и технологий.
При этом все 4 направления используют одни и те же физические и химические методы диагностирования, ставят перед собой идентичные цели развития: расширение диапазонов измерения в микро-, нано- и макрообластях, повышение чувствительности, точности, производительности, плотности хранения данных, использование всех видов излучений и эффектов, кремниевых и других микросхем, био- и нанотехнологий, квантовых вычислений, обработки многомерных изображений и т.д. При глобализации ТД и НК главным остается дальнейшая интеллектуализация диагностических операций, переход на обязательное определение остаточного ресурса и рисков эксплуатации технически и экологически опасных объектов, составление банков и баз данных дефектов, аварий, наблюдаемых объектов и их особенностей и связанных с ними статистических измерений физических полей и химического состава вещества. Глобализация ТД и НК связана с развитием систем космического, авиационного, морского и автомобильного мониторинга, минимизацией влияния обслуживающего персонала на принятие конечного решения, а также с применением полного спектра методов и средств электрометрии, интроскопии, виброметрии, измерения размеров, температуры, давления, массы, времени и других характеристик для интегрированных систем ТД и НК и диагностирования безопасности в широком диапазоне их использования. В таблице приведены основные физические методы, которые применяют для медицинской, эко-, техно- и термодиагностики с ориентировочными объемами продаж в России применительно к объектам и выполняемым задачам. Глобализация потребует применения универсальных систем диагностирования физико-химических параметров для обеспечения эко-, техно- и терробезопасности.
Глобальная система ТД и НК - это система повышенной надежности методов и средств, для которой характерны:
- единство измерений в международной системе единиц СИ;
- объективность (верность) в рамках допустимой неопределенности ТД и НК;
- соблюдение международно признанных и действующих систем качества;
- соблюдение прозрачных процедур проверки компетентности персонала.
Приборы ТД и НК подлежат стандартизации и техническому регулированию, они должны иметь оценку соответствия, которая прямым или косвенным образом связана с констатацией выполнения наиболее важных для общества задач. Производители ТД и НК должны стремиться получить сертификат соответствия на свою продукцию, что позволит их средствам и материалам быть конкурентоспособными, воплощая девиз: "Одно средство, одно испытание - признание везде".
Процесс установления и развития взаимоотношений между европейскими организациями НК и ТД, а также гармонизация национальных систем НК и ТД потребовали напряженной работы и длительного времени (20 лет). В результате глобализации были созданы такие международные неправительственные организации, как ICNDT, EFNDT и др. Сегодня широко используемыми в мире стандартами по НК и ТД являются стандарты ISO и EN, а также нормы ASTM и ASME. Можно заключить, что реальная глобализация системы ТД и НК будет непрерывно расширяться.
