Методы разрушающего контроля широко применяют при разработке конструкции или технологического процесса; они характеризуют главным образом прочность сварных и паяных соединений. Исходными данными при расчете на прочность и надежность машин и конструкций служат следующие свойства металла: предел прочности при растяжении (σв), измеряемый напряжением при разрушении или разрыве образца; предел пропорциональности (σр), измеряемый напряжением, характеризующим предельные упругие деформации, а также пластические свойства металла — относительное удлинение (ε) и относительное сужение образца в момент разрыва (φ), выражаемые в процентах.
Все эти характеристики металла можно получить при растяжении цилиндрического образца на испытательной машине (прессе Гагарина) с одновременной записью напряжений (сила, отнесенная к единице площади) и деформаций.
Типичная диаграмма растяжения для стали приведена на рис. 38.
Рис. 38. Диаграмма растяжения образцов из низкоуглеродистой стали.
Прямая АВ характеризует линейную связь напряжения и упругой деформации (закон Гука). Далее развивается пластическая деформация и максимум на кривой в точке С соответствует максимальному напряжению или σв.
Если провести прямую, параллельную АВ, из любой точки диаграммы в области пластической деформации, то на оси абсцисс получим величину остаточных деформаций металла. Для исследования прочностных свойств сварного соединения из него вырезают образцы, которые подвергают испытаниям. Результаты испытания сварных образцов на растяжение позволяют оценить качество сварного соединения по сравнению с основным металлом.
Сварные соединения подвергают ряду дополнительных испытаний на пластичность, из которых наиболее важное — определение угла изгиба. При этом испытании плоский образец со швом в середине огибают относительно цилиндрической оправки до появления трещин в наружном слое металла, после чего замеряют угол изгиба а. Если металл шва пластичен и трещины не появляются, то угол изгиба равен 180°. Исследование сварных образцов, их прочностных и пластических характеристик позволяет правильно выбрать материал для данной конструкции и определить вид и условия сварки.
В производственных условиях иногда прибегают к образцам-свидетелям, т. е. при изготовлении данной конструкции сваривают в одинаковых условиях образец, подвергаемый затем исследованию.
Можно применять выборочный контроль, при котором из готового изделия вырезают образцы для исследования механических свойств; результаты исследований очень ценны, но изделие будет испорченным. Величину выборки устанавливают специальными условиями (1/10; 1/100).
Для ответственных конструкций исследование прочности проводят на макетах или непосредственно на самом изделии. На такое изделие предварительно устанавливают датчики, измеряющие деформации в наиболее ответственных местах, а затем всю конструкцию постепенно нагружают и доводят до разрушения. Таким образом, исследуют емкости, модели мостов, а иногда и целые самолеты. Результаты натурных испытаний позволяют конструкторам внести изменения в проект и соответствующим образом повысить прочность изделия.
Разрушающий контроль, осуществляемый только выборочным путем, еще не дает гарантии в прочности и надежности тех изделий, которые контроля не проходили.
Поэтому разрушающий контроль всегда дополняют контролем, не требующим разрушения изделий.