Меню

Ультразвуковой неразрушающий контроль оборудования



Ультразвуковой неразрушающий контроль

Содержание

  1. Ультразвуковой метод и его технология
  2. Получение и свойства ультразвуковых колебаний
  3. Углы направления ультразвуковых колебаний
  4. Виды ультразвукового контроля
  5. Как проводится ультразвуковая дефектоскопия
  6. Параметры оценки результатов
  7. Достоинства и недостатки ультразвукового контроля труб

Сварные соединения и швы требуют постоянного контроля качества, вне зависимости от давности установки. Проверка производится с помощью различных методов, наиболее точным является ультразвуковой контроль. Методика проверки сварных швов используется с начала прошлого столетия, пользуется популярностью ввиду точных показателей, выявления малейших недочетов. Как показывает практика, внутри сварочного шва могут быть скрытые дефекты, которые напрямую влияют на качество соединения, ультразвуковая дефектоскопия помогает выявить мельчайшие детали, недостатки.

Ультразвуковой метод и его технология

Технология ультразвукового контроля используется производством, промышленностью с момента развития радиотехнического процесса. Эффект и устройство технологии в том, что ультразвуковые волны акустического типа не меняют прямолинейную траекторию движения при прохождении однородной среды. Ультразвуковой метод используется также при проверке металлов и соединений, имеющих различную структуру. Такие случаи подразумевают, что происходит частичный процесс отражения волн, зависит от химических свойств металлов, чем больше сопротивление звуковых волн, тем сильнее воздействует эффект отражения.

Дефектоскопия или ультразвуковой контроль не разрушают соединения по структуре. Технология проведения ультразвуковой диагностики включает поиск структур, не отвечающих по химическим или физическим свойствам показателям, любые отклонения считаются дефектом. Показания колебаний рассчитываются по формуле L=c/f, где L описывает длину волны, Скорость перемещения ультразвуковых колебаний, f частоту колебаний. Определение дефекта происходит по амплитуде отраженной волны, тем самым возможно вычислить размер недочета.

Сварные соединения подразумевают работу с наличием газовых ванн, испарения которых не всегда успевают удалиться в окружающую среду. Ультразвуковой метод контроля позволяет выявить газообразные вещества в сварных соединениях, за счет сопротивления волн. Газообразная среда веществ обладает сопротивлением в пять раз меньшим по отношению к кристаллической решетке металлических материалов. Ультразвуковой контроль металла позволяет вывить среды за счет отражения колебаний.

Получение и свойства ультразвуковых колебаний

Акустические волны или ультразвуковые колебания выдаются при частоте, превышающей параметр 20 кГц. Механические колебания, способные рассеиваться при упругих, твердых средах, диапазон, как правило, составляет 0,5 – 10 МГц. Распространение волн структурой металла происходит акустическими ультразвуковыми волнами, воздействующими на равновесие центральной точки.

Существуют несколько способов ультразвукового неразрушающего контроля, наиболее распространенный из них пьезоэлектрический. Заряженная электричеством с определенной частотой пластинка вибрирует, механические колебания передаются в окружающую среду при состоянии волны. Генераторы электро волны используется вне зависимости от предназначения, размеров оборудования, могут выдавать различные параметры.

Скорость обращения ультразвукового контроля напрямую зависит от свойств, типа физической среды. Скорость распространения продольной волны вдвое выше, чем поперечной. Прием информации происходит пластиной из пьезоэлектрического элемента, работающей на преобразование энергии в импульсную энергию. Процессом применяются короткие переменные импульсы различного типа колебаний, что позволяет определить глубину, свойства дефекта.

Углы направления ультразвуковых колебаний

На границе разделения двух сред, результатом падения продольной акустической волны при наклонном типе является появление отражения и трансформации ультразвуковых волн. Существуют основные типы контроля:

  • отраженные;
  • преломлённые;
  • сдвиговые поперечные;
  • продольные волны.

Процесс происходит путем разделения падающей под углом волны на поперечную и продольную, распространение которых производится непосредственно материалом.

Существует определенное значение угла подачи, направления ультразвуковых колебаний, при нарушении которого, ультразвуковой контроль не будет распространяться вглубь металла, а останется на его поверхности. Данный метод используется при определенных параметрах и задачах, волна двигается только по поверхности материала, что позволяет контролировать качество сварного шва.

Виды ультразвукового контроля

Операция контроля сварного шва позволяет определить расстояние до дефекта по временной шкале распространения отражения, размер амплитуды, ширины акустической волны.

В настоящем времени существует несколько способов, которыми проводится ультразвуковой контроль, основанием служит ГОСТ-23829, основные отличия происходят в оценке, регистрации данных:

  1. Диагностика теневым методом производится с использованием двух инструментов, установленных по разные стороны материала. Предназначение первого – излучать волны, второго принимать. Устанавливаются по перпендикулярной плоскости исследуемого сварного соединения. Процесс происходит путем излучения, контроля приема отражений, при тех случаях, когда возникает глухая зона, это означает, что результатом соединении имеется участок другой среды, шов принимается дефектным участком.
  2. Эхо — импульсный метод применяет один дефектоскоп, параметрами которого обусловлено направление, прем ультразвукового контроля. Технология отражения происходит путем отсвечивания отражения от участков с дефектами. Когда допускается прохождение волн напрямую, участок считается нормальным, если происходит отражение, возврат волны к дефектоскопу, это место помечается как дефект.
  3. В эхо — зеркальном методе используется такой же принцип работы, что и способом, приведенным выше. Отличительной особенностью является применение отражателя. Устанавливается оборудование под прямым углом, волны посылаются к материалу, в случае наличия повреждений отражаются на приемник. Данный тип проверки зачастую используют при поиске трещин, других вертикальных дефектов.
  4. Симбиоз зеркального и теневого метода контроля использует два прибора. Оба устанавливаются с одной стороны объекта, посылаются косые волны. Отражение происходит от сетки основного металла, в случае выявления нестандартных зон, место маркируется как дефект.
  5. В основе дельта метода ультразвукового контроля происходит излучение дефектом направленных отражений внутрь сварного шва. Волны разделяются на подкатегории зеркальных, трансформируемых, продольных и поперечных, приемником удается поймать не все типа волн. Метод не славится популярностью, т.к. требует настройки оборудования, продолжительной расшифровки результатов. Также при контроле дельта методом предъявляются жесткие требования по качеству очистки сварного соединения.

Наиболее популярными являются теневой и эхо – импульсный методы, остальные реже ввиду требуемой настройки оборудования и неудобного использования инструментов.

Как проводится ультразвуковая дефектоскопия

Процесс проверки ультразвуковым оборудованием относится практически ко всем типам металлов, чугуне, меди, стали и других легированных соединениях.

Существует определенный стандарт выполнения проверочных работ, которому необходимо придерживаться:

  • зачищается ржавчина, лакокрасочное покрытие со шва на расстоянии 5-7 см;
  • для получения достоверных результатов при ультразвуковом контроле сварных соединений, поверхности необходимо обработать турбинным, трансформаторным, либо машинным маслом;
  • контролер или прибор подстраивается под определенные параметры проверки;
  • стандартные настройки применяются при толщине сварного шва не более 2 см;
  • более толстые детали требуют применения АРД диаграмм;
  • проверка качества шва выполняется с помощью AVG или DSG параметров;
  • излучатель аппарата ультразвукового контроля перемещается вдоль шва зигзагом, проворачивается вокруг своей оси на небольшой угол;
  • искатель проводится по материалу до выявления максимально четкого, устойчивого сигнала, после чего разворачивается для поиска максимальной амплитуды;
  • контроль, проверку ультразвуковой дефектоскопии сварных швов производят согласно ГОСТу;
  • отклонения, дефекты прописываются в регистрационную таблицу.

Сварочные швы основываются на контроле, достаточным проверкой УЗД. При соответствующей квалификации оператора, правильно настроенном оборудовании, возможно получить исчерпывающий ответ о наличии дефектов. При тех случаях, когда применяются более подробные исследования сварных швов, используют гамма — дефектоскопию или рентгенодефектоскопию. Рамки применения теневого метода ультразвуковой дефектоскопии и других способов существуют, основные дефекты, которые возможно выявить с помощью УЗД:

  • расслоения наплавленного метала, различные поры;
  • трещины, неровности шва, а также не проваренные участки;
  • не сплавления, дефекты свище образного происхождения;
  • поврежденные окислами и коррозией участки, провисание металла;
  • несоответствующий химический состав соединения, поврежденный геометрически размер.

Ультразвуковой диагностике подвержены различные типы швов, плоские, продольные, кольцевые, сварные трубы и стыки, а также тавровые соединения. Методика проверки швов применяется не только крупными производственными предприятиями, а также на строительных площадках, при возведении помещений. Чаще всего УЗД используется:

  • в определении степени износа труб в магистралях, сварных соединений;
  • диагностика агрегатов, материалов в аналитических целях;
  • машиностроение, нефтегазовая, тепловая, химическая и атомная промышленности требуют использование технологии при обеспечении безопасности эксплуатации будущего изделия;
  • в соединениях сварного типа с крупнозернистой структурой, сложной геометрией;
  • установка и соединение изделий, подверженных крупным физическим, температурным нагрузкам, потребует проверки ультразвуковым контролем.

К работе с дефектоскопом допускаются лица, имеющие удостоверение, ознакомленные с правилами техники безопасности. Сварные стыки могут находиться в замкнутых пространствах, на высоте, труднодоступных местах, перед работой оператор проходит дополнительный инструктаж, работа контролируется отделом охраны труда. Работа производится с заземленным аппаратом, сечением провода не менее 2.5 мм. Категорически запрещается использовать оборудование вблизи сварочных работ в отсутствие специальной защиты.

Параметры оценки результатов

Аппарат настраивается путем определения наименьшего размера дефекта на эталонной детали. В роли эталонов выступают расположенные перпендикулярно направлению прозвучивания отверстия плоскодонного типа. Используются эталонные детали также с боковыми прорезями, зарубками.

Минимальным расстоянием между дефектами обуславливается разрешающая способность для эхо – метода, это делается, чтобы определить несколько различных дефектов.

Оценка качества сварных соединений при ультразвуковом контроле происходит по следующим параметрам:

  • условная протяженность;
  • ширина, высота дефекта, а также его форма;
  • амплитуда звуковой волны.

Длинна сварного дефекта определяется расстоянием перемещения излучателя по отношению к зафиксированному показанию сигналов с прибора. Способ определяется также для определения ширины дефекта. По разнице времени излученной, отраженной форме волны от дефекта определяется высота дефекта.

Определение точного значения дефекта при ультразвуковой проверке практически невозможно. Именно поэтому, за основу берется площадь эталонного изделия. Максимально допустимыми параметрами являются эквивалентные величины, которые сопоставляются с эталоном. Стоит учитывать, что вычисленная площадь, практически во всех случаях, меньше настоящего размера.

Читайте также:  Оборудование для электромагнитной блок

Результаты дефектоскопии ультразвукового типа оформляются в специально отведенном журнале, согласно ГОСТ-14782. При регистрации проверки в обязательном порядке проставляются:

  • индексы и наименование типа сварного стыка, длина подверженного контролю шва;
  • техническое задание, условие, при которых производилась проверка;
  • тип, наименование устройства;
  • частота колебаний в ГЦ;
  • условная, предельная чувствительность, углы ввода в металл, а также тип искателя;
  • результаты, дата проверки, а также фамилия оператора.

К описанию характеристик в журналах при проверке применяются сокращения. Прописная буква А указывает на то, что дефект и его протяженность не переступает технические условия. Буквы Б, В характеризуют протяженность дефекта по нарастающей. Цифрами следом обозначается количество дефектов, их размеры, глубину.

Определение формы дефекта происходит за счёт специальной методики, основой данных является эхо-сигнал, отображаемый дефектоскопом. Точность показаний определяется квалификацией оператора, его внимательностью, тщательность проведения. Измеряемые показатели должны быть в соответствии с инструкцией.

Достоинства и недостатки ультразвукового контроля труб

Ультразвуковым контролем возможно определить несоответствия во всех видах соединений, пайке, склейке, сварки и т.к. Процедура позволяет выявить большое количество недочетов:

  • поры, воздушные пустоты;
  • околошовные трещины, шлаковые отложения;
  • неоднородные химические вкрапления;
  • расслоения слоями наплавленного металла.

Основными преимуществами проведения неразрушимой акустической дефектоскопии являются:

  • возможность проверки соединений как разнородных, так и однородных металлов, материалов;
  • оценка качества соединения материалов, состоящих из неметаллов;
  • отсутствие разрушения, повреждения поверхности шва, после проверки обследуемый участок необходимо только закрасить;
  • отсутствие опасных воздействий на организм человека в сравнении с радио или рентген дефектоскопией.
  • Низкая себестоимость, высокая мобильность позволяют проводить контроль швов практически при любых полевых условиях.

Проведения работ со сложным оборудованием требует обученного, опытного персонала. Ультразвуковой контроль швов не исключение, а также требуется подготовка сварного шва по определенным показателям:

  • Контроль за создание шероховатости не ниже 5 класса, направление полос должно быть перпендикулярно направлению шва;
  • Исключение появления воздушного зазора путем нанесения масел или воды, в случае проверти вертикальной поверхности применяется густые массы и клейстеры.

Каждый из способов проверки имеет недостатки, проверка КЗД металлов не исключение. К основным отрицательным сторонам можно отнести:

  • При диагностике круглых изделий радиусом менее 10 см, необходимо применять специальные преобразователи пьезоэлектрического типа, радиус кривизны подошвы которых отличается от объекта на 10 процентов в большую или меньшую сторону;
  • Крупнозернистые структуры толщиной более 60 мм сложно диагностировать, в связи с затуханием отражения, рассеиванием колебаний при контроле. Такие материалы обычно состоят из аустенита или чугуна.
  • Малые изделия, детали со сложными конструктивными особенностями не возможно подвергнуть проверке УЗД;
  • Сложный процесс оценки, проверки материалов из неоднородных сталей;
  • Расположение в структуре шва дефекта на различной глубине, не дает возможности точно определить диаметр, высоту неровности.

Для проверки понадобится дефектоскопы и преобразователи, набор эталонов, образцов, предназначенных для калибровки и настройки оборудования. Определение расположения, места дефектов производится с помощью линейки координатного типа, вспомогательные приспособления понадобятся для зачистки, смазки проверяемого шва.

Проверенный сварной шов гарантирует надежность, прочность конструкции при эксплуатации. Существуют определенные нормативы, по которым изделие вводится в эксплуатацию или дорабатывается дальше.

В особенности проверка применяется в тяжелых условиях использования приспособлений.

Источник

Ультразвуковой контроль

Содержание

  • Как проводится УЗК контроль
  • Принцип работы приборов
  • Преимущества метода
  • Недостатки УЗК контроля
  • Ультразвуковые толщиномеры
  • УЗК сварных швов

Как проводится УЗК контроль

Один из самых эффективных способов неразрушающего контроля — УЗК контроль. При исследовании в изделие направляются высокочастотные колебания. Если на их пути есть дефект, волны отклоняются от первоначального направления и искажаются. Для измерений используются УЗК дефектоскопы. По характеру искажений специалист может установить вид дефекта, его форму и местоположение.

Принцип работы приборов

УЗК дефектоскопия позволяет установить параметры имеющихся дефектов. В частности, расстояние до них можно узнать, оценив время распространения волн. Относительный же размер устанавливается по амплитуде отраженного импульса. Оборудование для ультразвукового контроля бывает нескольких видов.

В приборы ультразвукового контроля обычно входят несколько функциональных элементов:

  • Генератор высокочастотных импульсов.
  • Приемник волн.
  • Датчик.
  • Устройство, на которое выводятся результаты измерений.

Двигаясь в однородной среде, ультразвуковые колебания не меняют своего направления. Если же на пути встречается, к примеру, трещина, часть волн отразится от нее, что будет зарегистрировано приемником. Полученные данные выводятся на монитор УЗК дефектоскопа. По времени регистрации отраженных волн можно узнать, в каком месте находится дефект, и основные характеристики последнего.

С помощью прибора можно осуществить ультразвуковой контроль качества сварных соединений, установить координаты и размеры брака. Он дает возможность найти изъяны в металлических, пластмассовых изделиях. Ультразвуковой неразрушающий контроль позволяет обнаружить поры, непровары, иные дефекты структуры.

Преимущества метода

Ультразвуковой контроль бетона и других материалов удобен тем, что исследуемая поверхность практически не нуждается в подготовке. Чтобы получить точные данные, нужно лишь очистить образец от краски, после чего смазать его машинным маслом. Это нужно для лучшего распространения ультразвуковых импульсов. Среди преимуществ способа:

  • Он совершенно безопасен для окружающих людей.
  • Исследование дефектоскопом производится очень быстро и с большой точностью. Электронные приборы позволяют получить результаты мгновенно.
  • Невысокая стоимость.
  • Аппаратура компактна и мобильна.
  • Ультразвуковой контроль трубопроводов, других изделий можно осуществлять на действующем объекте.
  • Исследования дефектоскопом не приносят объекту никаких повреждений.
  • Метод позволяет обнаружить изъяны и на поверхности изделия, и внутри его.

УЗК контроль металла, других материалов позволяет не только выявлять дефекты. С его помощью можно получить данные о характеристиках материала и параметрах изделия.

Недостатки УЗК контроля

Все методы неразрушающего контроля имеют свои недостатки и ограничения. УЗК дефектоскопия — не исключение. Среди ее недостатков:

  • Нельзя установить реальную величину дефекта.
  • Если осуществляется ультразвуковой контроль металла, имеющего крупнозернистую структуру, могут возникнуть сложности. Причина в значительном рассеянии и сильном затухании волн.
  • Необходимость в специальной подготовке поверхности перед вводом ультразвуковых импульсов в металл.
  • Человек, осуществляющий измерения прибором, должен обладать высокой квалификацией.
  • Если поверхность испытуемого образца шероховатая, на ней есть неровности либо изделие имеет слишком маленький размер, толщину или неправильную форму, то измерения дефектоскопом производить достаточно сложно.
  • Для проведения исследования необходимо обеспечить непосредственный контакт изделия и прибора.

Ультразвуковые толщиномеры

Установка ультразвукового контроля дает возможность не только определить дефекты образца, но и измерить толщину материала либо его лакокрасочного покрытия, не нарушая целостности последнего.

Измерение толщины производится с помощью зонда, который прикладывается к нужной точке. После этого прибор включается. Высокочастотные колебания, пройдя покрытие, и натолкнувшись на поверхность, отражаются от него. Чаще всего поверхность металлическая. Отраженные колебания, попадающие в датчик, анализируются, рассчитывается путь, пройденный импульсами.

Таким образом, определяется толщина покрытия. Но этот метод применяется не только для оценки размера слоя лака или краски, с его помощью устанавливается толщина металлической заготовки. У способа есть много плюсов. Основной — измерения производятся без повреждения поверхности. Ее не нужно царапать, надрезать и т.д.

Другое достоинство — возможность определять толщину изделий, у которых для исследований доступна лишь одна сторона и его невозможно поместить между измерительными болтами. К примеру, очень удобно проводить ультразвуковой контроль труб, вернее, толщины их стенок.

Немаловажное достоинство приборов в их компактности, их можно принести к любой исследуемой поверхности. Замеры производятся максимально оперативно, это может сделать практически любой человек, специальных навыков не требуется, хотя они приветствуются. Физической силы тоже прикладывать не нужно. Такая аппаратура отличается вполне демократичной ценой.

УЗК сварных швов

Чтобы гарантировать безопасность эксплуатации разных объектов, имеющих сварные швы, последние следует периодически контролировать. Для этого используются разнообразные способы. Одним из самых эффективных считается неразрушающий метод ультразвуковой диагностики. По достоверности результатов он превосходит большинство остальных.

Проверка сварных соединений с помощью УЗК проводится уже много лет, с 1930 года. За это время он стал весьма распространенным и применяется почти повсеместно. Ведь если в сварных швах есть даже небольшие изъяны, изделие может утратить свою прочность. Впоследствии это может вызвать полное разрушение соединения.

Ультразвуковой контроль поковок не наносит вреда объекту и считается неразрушающим. Точность результата обусловлена несколькими обстоятельствами, в том числе чувствительностью прибора. С помощью дефектоскопов можно найти в соединениях воздушные пустоты, определить наличие неметаллических элементов и т.д.

Существует несколько методов осуществления УЗК. Между собой они различаются способом регистрации информации и ее оценки. К примеру, теневой способ предполагает измерение амплитуды импульсов. Такая процедура может проводиться с многими металлами. Осуществляется ультразвуковой контроль чугуна, меди, стали и др. Помимо того, ультразвук помогает контролировать твердость металлов.

Источник

Ультразвуковой контроль – самый универсальный метод НК

Вся технология ультразвукового контроля (УЗК) построена на простом физическом законе: траектория движения звуковых волн в однородной среде остаётся неизменной. Подповерхностные дефекты являются отражателями УЗ-волн. При помощи дефектоскопа и пьезоэлектрического преобразователя (ПЭП) в материал вводятся упругие колебания с частотой более 20 кГц (чаще всего — от 0,5 до 10 МГц). Они исходят от излучателя, преломляются в призме (в наклонных ПЭП), входят в объект контроля (ОК), преломляясь ещё раз на границе раздела, и дальше отражаются от дефектов (если таковые имеются) либо донной поверхности (если таковых нет). По амплитуде и времени прихода эхо-сигнала можно судить о размерах и глубине залегания отражателя. Конечно, это очень грубое, упрощённое описание технологии. На деле возникают тысячи нюансов. Среди опытных дефектоскопистов есть даже такое выражение: чем больше знаешь УЗК, тем меньше знаешь УЗК.

Читайте также:  Новое оборудование для бизнеса стоимость

Ультразвуковой метод контроля предполагает использование продольных, поперечных, нормальных, подповерхностных и головных волн. У первых — самая высокая скорость. Они генерируются прямыми и, реже, наклонными ПЭП. Поперечные волны могут создавать только наклонные искатели — совмещённые и раздельно-совмещённые. Они же могут применяться для контроля нормальными волнами (преимущественно для УЗК листов и прутков), поверхностными (контроль такими волнами подходит в качестве альтернативы ПВК и МПД) или головными (для выявления подповерхностных дефектов в основном металле и наплавках на глубине 2-8 мм).

Другая важная характеристика упругих колебаний – длина волны. Чем она выше, тем выше разрешающая способность и, следовательно, чувствительность. Правда, пропорционально ей растёт и затухание (уменьшение энергии колебаний). Чем меньше длина волны — тем выше частота. Чем выше частота — тем выше чувствительность. При работе с толстостенными и крупнозернистыми материалами это чревато увеличением затухания, но об этом позже.

Ультразвуковой контроль технологического оборудования

Для чего проводят ультразвуковой контроль

Данный метод НК позволяет:

  • обнаруживать подповерхностные дефекты – поры, пустоты, расслоения в наплавленном металле, трещины, шлаковые и иные включения;
  • выявлять очаги коррозионного поражения;
  • определять неоднородность структуры материалов;
  • оценивать качество сварных, паяных, клееных соединений практически любых типов (тавровых, нахлёсточных, кольцевых, стыковых, угловых), в том числе – соединений разных материалов;
  • измерять глубину залегания дефектов и их размеры.

Ультразвуковой контроль сварных соединений и основного металла – одна из обязательных процедур при техническом диагностировании, отражённая во многих руководящих документах, от РД РОСЭК-004-97 до СТО Газпром 2-2.3-066-2006. Применение УЗК привлекательно тем, что не предполагает разрушения объекта. Даже остановки эксплуатации, при определённых условиях, не требуется. Это особенно важно, например, для диагностики трубопроводов, когда нет возможности их дренировать. Правда, если речь идёт об ультразвуковом контроле трубопровода, заполненного рабочей средой, однократно (или двукратно) отражённым лучом, то при настройке необходимо погружать нижнюю грань настроечного образца в ту же жидкость.

В силу всех этих факторов ультразвуковой контроль всё чаще противопоставляют радиографическому. В пользу первого говорит ещё и то, что он безвреден для человеческого здоровья. Приборы для УЗК хороши своей портативностью, удобство работы в полевых условиях, большим многообразием датчиков, призм, сканеров и прочих принадлежностей для самых разных задач дефектоскопии.

Что касается недостатков этого метода, то чаще всего к ним относят:

  • существенные ограничения при сканировании материалов с крупнозернистой структурой и высоким коэффициентом затухания. Это объясняется слишком интенсивным рассеиванием колебаний. К таким «проблемным» материалам относятся, например, аустенитная сталь, титан, чугун и сплавы с повышенным содержанием никеля;
  • сложность при проведении контроля соединений разнородных материалов;
  • ограниченная пригодность к дефектоскопии объектов сложной конфигурации;
  • относительно низкая точность при оценке реальных размеров дефектов. Условная протяжённость, как правила, равна фактической протяжённости или, чаще всего, превышает её. С измерениями условной ширины и высоты сложнее — они коррелируют с реальными значениями ещё хуже. Именно поэтому ряд НТД не предусматривают определение условной ширины и высоты (тем не менее, данные результаты могут пригодиться для определения типа дефекта по коэффициенту отношения условной ширины к высоте и для классификации дефектов на развитые и не развитые по высоте). Данная проблема успешнее решена в технологиях ФР и TOFD, о которых написано ниже.

Ультразвуковой контроль сварных соединений: последовательность действий

Настройка перед проведением ультразвукового контроля

На каких объектах практикуется ультразвуковой контроль

Виды ультразвукового контроля

В ГОСТ 23829-85 приводятся определения 16 различных методов УЗК. Мы перечислим лишь основные, наиболее распространённые на практике:

  • теневой. По обе стороны ОК, перпендикулярно к его поверхности устанавливаются два преобразователя, один выполняет функцию излучателя, второй служит приёмником. При наличии инородной среды (несплошности) образуется глухая зона, что позволяет судить о наличии дефекта;
  • эхо-импульсный. Самый популярный метод. Повсеместно применяется для ультразвукового контроля сварных соединений. Система «дефектоскоп-преобразователь» одновременно и возбуждает, и принимает упругие колебания. Если они беспрепятственно проходят через материал и отражаются только от донной поверхности, значит, дефектов нет. Если есть — то возникает эхо-сигнал (впрочем, он может быть и ложным либо возникнуть вследствие структурных помех, но речь не об этом). Способ привлекателен тем, что подходит для объектов с односторонним доступом, может проводиться даже без снятия усиления, но требует зачистку поверхности, а в контактном варианте — ещё и нанесения контактной жидкости (хотя есть щелевой и иммерсионный способы акустического контакта);
  • эхо-зеркальный. Излучатель и приёмник разделены и расположены по одну сторону от исследуемого объекта. Волны излучаются под углом и, отражаясь от дефектов, фиксируются приёмником. «Тандем» как метод ультразвукового контроля особенно эффективен для выявления вертикальных дефектов, перпендикулярных сканируемой поверхности. Чаще всего к таковым относятся трещины и непровары в корневой зоне сварного шва;
  • зеркальной-теневой. Аналогичен обычному теневому, но отличается от него тем, что излучатель и приёмник располагаются по одну сторону сварного соединения. Признаком дефекта также является уменьшение амплитуды прошедшего сигнала;
  • дельта-метод. Данный вид ультразвукового контроля применяется редко – когда к качеству сварных соединений предъявляются особо жёсткие требования. Технология предполагает трудоёмкую, очень тонкую настройку дефектоскопа. Расшифровка результатов требует от специалиста особой подготовки. При всех недостатках у этого метода есть очень важное преимущество – повышенная чувствительность к вертикально-ориентированным трещинам, не всегда доступным для выявления стандартным эхо-методом. Дельта-метод основан на регистрации дифрагированных волн, переизлучённых «блестящими точками» — краями несплошности;
  • велосиметрический. Основан на том, чтобы зафиксировать и проанализировать изменение скорости колебаний в дефектной зоне. Обычно применяется для композиционных материалов;
  • ревербационно-сквозной. Также используется для ультразвукового контроля композитных, полимерных и многослойных материалов. Излучатель и приёмник располагаются по одну сторону объекта, на небольшой дистанции друг от друга. Волны посылаются в материал и после многократных отражений «добираются» до приёмника. Стабильные отражённые сигналы свидетельствуют об отсутствии дефекта. В противном случае наблюдается изменение амплитуды и спектра принятых сигналов.

Разумеется, изложенный перечень – далеко не исчерпывающий. При этом все перечисленные выше методы ультразвукового контроля сварных соединений и основного металла относятся к категории активных. Каждый из них подразумевает искусственное излучение и приём акустических волн, которые осуществляются при помощи специальной аппаратуры. Другое дело – пассивные методы. Самый яркий «представитель» этой категории – акустико-эмиссионный мониторинг, но это, по факту, отдельное направление акустической дефектоскопии.

Заканчивая этот блок, нельзя не сказать и об ультразвуковой толщинометрии (УЗТ). Измерение толщины металла – один из ключевых способов коррозионного мониторинга. По результатам УЗТ можно судить об остаточном ресурсе конструкции (механизма, оборудования и пр.).

Как и в ультразвуковом контроле, принцип построен на использовании импульсов, которые излучает преобразователь. Прибор измеряет скорость, за которую они проходят через стенку. Если конкретнее, то известно 3 основных режима:

Дефектоскопы и другое оборудование для ультразвукового метода контроля

Приборы и принадлежности для ультразвукового контроля

Наиболее продвинутые модели имеют два и более независимых канала. Технически самыми совершенными считаются многоканальные приборы со специальным ПО и поддержкой секторного и/или линейного сканирования. Речь идёт о двух технологиях ультразвукового контроля сварных соединений:

  • фазированных решётках (ФР). Имеются в виду особые датчики (кристаллы), на поверхности которых с определённым шагом расположены 16, 32, 64 или 128 элементов. Каждый из них излучает волны с определённой задержкой. Корректируя этот «сдвиг по фазе», можно получить фронт волны с определённым углом. В этом и заключается принцип секторного сканирования. Оператору не нужно водить датчиком по поверхности – он и без этого «видит» все дефекты, расположенные в заданной зоне. По сравнению с одноэлементными ПЭП фазированные решётки могут генерировать пучок волн точно в зоне дефекта. В режиме реального времени на экране многоканального дефектоскопа выстраиваются наглядные А-сканы, на основе которых формируются детализированные, информативные отчёты. Мёртвая зона минимальна. Производительность ультразвукового контроля с ФР примерно в 3–4 раза выше, чем у традиционного УЗК;
  • дифракционно-временном методе (Time of Flight Diffraction, сокращённо – TOFD). Суть технологии – регистрация поперечных и продольных (боковых) волн, дифрагированных на краях несплошностей. Метод предполагает использование двух наклонных датчиков для излучения и приёма волн, расположенные по обе стороны сварного шва. «Натыкаясь» на дефект, волны изменяют своё направление и время прохода. Последний показатель в режиме TOFD считается ключевым. Дифракционно-временной метод эффективно выявляет точечные дефекты, выходящие на поверхность трещины, вогнутость, непровары в корне, расслоения, питтинговую коррозию и пр. Точность измерений достигает ±1 мм. Повторяемость результатов приближается к 100%. По своей информативности и достоверности линейное сканирование – полноценная замена радиографическому методу, особенно для дефектоскопии низколегированных и нелегированных углеродистых сталей.
Читайте также:  Оборудование для росатома компании

Другой важнейший атрибут для ультразвукового контроля качества сварных соединений – это преобразователи. Они же датчики, они же ПЭП. Состоят из призматической искательной головки и пластины, изготовленной из титанита бария либо кварца. После того, как на неё подаётся ток в диапазоне частот 0,8–2,5 МГц, начинается излучение коротких импульсов упругих колебаний. Современные датчики позволяют корректировать их длительность и временной интервал между ними.

ПЭП различаются по углу ввода колебаний, способу излучения и приёма ультразвукового тракта, типу контакта, форме акустического поля и рабочей поверхности. Так, для ультразвукового метода контроля сварных соединений используются преобразователи следующих типов:

  • совмещённые, раздельные и раздельно-совмещённые;
  • прямые, наклонные, комбинированные и с переменным углом ввода;
  • хордовые, фокусирующие и нефокусирующие;
  • притёртые и непритёртые;
  • контактные, иммерсионные, бесконтактные, щелевые и т.д.

Датчики для ультразвукового дефектоскопа

Образцы для настройки перед проведением ультразвукового контроля

Помимо этого, в УЗК активно применяются различные призмы, координатные устройства и сканеры. Для настройки и калибровки не обойтись без стандартных образцов (СОП, СО) и настроечных мер. Для улучшения акустического контакта на поверхность объекта предварительно наносят контактную жидкость/гель.

Для проведения УЗТ требуется толщиномер. Такой прибор технически проще, компактнее, дешевле классического дефектоскопа.

Обучение и аттестация специалистов по ультразвуковому методу контроля

Пройти подготовку и аттестацию на дефектоскописта УЗК можно в специализированных научно-учебных центрах. Всего предусмотрено 3 квалификационных уровня – I, II и III. Продолжительность программы обучения обычно составляет 40–120 часов. В стандартный курс входят следующие дисциплины:

  • введение в классификацию видов и методов неразрушающего контроля;
  • физические основы – теория колебаний, типы упругих волн, их свойства, критические углы ввода, дифракция, интерференция, закон Снеллиуса;
  • блок по ультразвуковым колебаниям (что собой представляет акустическое поле, в чём разница между прямым и обратным пьезоэффектом, устройство ПЭП, мёртвая и ближняя зона, дальняя зона, реверберационно-шумовая характеристика преобразователя, резерв усиления);
  • методы УЗК;
  • технология проведения акустической дефектоскопии прямыми и наклонными совмещёнными и раздельно-совмещёнными ПЭП;
  • приборы и дополнительные принадлежности для УЗК.

Специалистов III уровня дополнительно обучают разработке методик проведения ультразвукового контроля. Изучаются типовые требования к их наполнению и оформлению. Дополнительное обучение и сертификация по ISO 9712 необходимы для работы с фазированными решётками и методом TOFD.

По завершении обучения необходимо сдать квалификационный экзамен, состоящий из теоретической и практической части.

Разумеется, в каждом учебном центре есть своя библиотека методической и образовательной литературы. Дополнительно к этому можно почитать «классику» учебников по УЗК – труды И.Н. Ермолова, В.Г. Щербинского, В.В. Клюева, А.Х. Вопилкина и др. Посмотреть информацию об изданиях можно в специальном разделе «Библиофонд» онлайн-библиотеки «Архиус».

Для тех, кто открыт для новых знаний и обмена опытом, на форуме «Дефектоскопист.ру» предусмотрен свой раздел. Начать рекомендуем с веток «Изучение УЗ-контроля» и «Обучение УЗК».

Источник

Ультразвуковой контроль 287 товаров

Подразделяются на ручные — дефектоскопист выполняет все операции контроля, механизированные — прибор сканирует объект без участия оператора, и автоматические — дефектоскопист не участвует в определении координат отражателей и построении дефектограммы.

Помогают дефектоскописту автоматизировать и ускорить процесс контроля.

Проектируем и производим и автоматические линии контроля. Проводим пусконаладочные работы.

Измеряют толщины деталей и механизмов.

Используют технологию акустического контакта через резиновый ролик. Применяются для контроля основного металла, коррозионного мониторинга, контроля композитных материалов.

Многоэлементные съёмные датчики серии DAAH, преобразователи Х-серии с фазированной решёткой и датчики TOFD для систем ультразвукового контроля HARFANG VEO.

Выпускается широкая номенклатура ПЭП: прямые, наклонные, совмещённые, раздельно-совмещённые, хордовые, иммерсионные, специализированные. Есть малогабаритные модели.

Выпускаются прямые, совмещённые, наклонные, раздельно-совмещённые преобразователи, а также высокочастотные антенные решётки со сменными модулями.

Доступны следующие типы: раздельно-совмещённые преобразователи, одноэлементные совмещённые преобразователи, а также ПЭП с линией задержки.

Предлагается широкий спектр преобразователей: прямые и наклонные совмещённые, прямые раздельно-совмещённые, специальные плоские и миниатюрные модели, универсальные ПЭП с выбираемым углом ввода.

Производятся прямые, наклонные, раздельно-совмещённые, хордовые фокусирующие преобразователи, а также специализированные модели типа «Дуэт», «Тандем» и др.

Серия включает: износостойкие прямые и наклонные преобразователи, прямые совмещённые призматические, а также иммерсионные ПЭП высокоточного разрешения.

Выпускаются прямые и наклонные, совмещённые и раздельно-совмещённые ПЭП для толщиномеров и дефектоскопов. Есть серии различных габаритных размеров.

Широкий ассортимент преобразователей для дефектоскопии и толщинометрии. В зависимости от характеристик и габаритов разделены на серии. Есть специализированные модели.

Выпускаются все основные типы преобразователей, в том числе иммерсионные. Есть специализированные модели и ПЭП для ЖД отрасли.

Производятся прямые и наклонные совмещённые, прямые раздельно-совмещённые, хордовые и специализированные преобразователи.

Служат для регулярной проверки параметров ультразвуковых преобразователей: угол ввода, задержка в призме и «стрела».

Предназначены для настройки чувствительности ультразвуковых толщиномеров и дефектоскопов.

Соединяют ультразвуковые преобразователи с дефектоскопами или толщиномерами

Обеспечивает надёжный контакт между преобразователем и поверхностью контролируемого объекта. Представляет собой вязкие нетоксичные жидкости пасто- или гелеобразной консистенции.

Дополнительное оборудование и принадлежности облегчают процесс контроля и экономят время дефектоскопистов.

Компания «Неразрушающий Контроль» предлагает широкий спектр оборудования для качественной ультразвуковой дефектоскопии (дефектоскопы, толщиномеры, преобразователи, автоматизированные линии УЗ контроля и все необходимые принадлежности для УЗ контроля).

Ультразвук доказал свою высочайшую эффективность в следующих видах контроля деталей и конструкций:

Контроль качества сварных швов металлоконструкций
Ультразвуковая толщинометрия в самых различных отраслях промышленности и лабораторных исследованиях
Ультразвуковая дефектоскопия рельсов и сварных швов для железных дорог, а также рельсов для трамваев
Ультразвуковой контроль колесных пар для железнодорожных вагонов и трамваев.
Входной контроль труб различного диаметра
Контроль точечной сварки металлоконструкций
Ультразвуковой контроль отливок в металлургическом секторе
Ультразвуковой контроль сварных соединений и материалов основывается на возможности ультразвука распространяться в контролируемом изделии, отражаясь от границ материалов и внутренних дефектов. Звуковые волны в однородном материале при ультразвуковом контроле не изменяют траектории движения. При ультразвуковом контроле металла, рельсов или швов отражение акустических волн происходит в силу раздела сред с разными акустическими сопротивлениями. Важно то, что чем больше различаются акустические сопротивления, тем большая часть всех звуковых волн затем отразится и вернётся к приёмнику (при прохождении фронта волны через границу раздела). Контроль сварных швов и соединений в частности основан на том, что различные включения в металле довольно часто содержат воздух, который имеет большее удельное акустическое сопротивление в сравнении с металлом. В результате, за эти включение волны почти не проходят.

Ультразвуковая дефектоскопия

Разрешение проводимого ультразвукового метода дефектоскопии определяется длиной звуковой волны — при размере препятствия меньше четверти длины волны волна от него практически не отражается. Излучение ультразвука проводится с помощью специального резонатора, который преобразует электрические колебания в акустические и вводит их в исследуемый материал. При этом отраженные сигналы преобразуются в электрические. Именно они и регистрируются затем измерительными цепями.

Многообразие самых различных задач, которые возникают при необходимости проведения мероприятий по реализации ультразвукового метода неразрушающего контроля, привело к появлению целого ряда различных способов такого контроля. Довольно широкое распространение в современной практике ультразвукового контроля качества нашли импульсные и резонансные методы, а также методы акустического импеданса, акустической эмиссии и свободных колебаний.

Существует как минимум 5 основных способов проведения ультразвукового контроля металлоконструкций: эхо-метод, теневой, зеркально-теневой, зеркальный и дельта-метод. Как правило, современные приборы для ультразвуковой дефектоскопии используют сразу несколько способов измерения в различных сочетаниях. Они формируют узкий луч волн и точно замеряют время, которое проходит от момента излучения до приёма эхо-сигнала. Это позволяет добиться очень высокого пространственного разрешения и достоверности итогового решения о степени дефектности той или иной детали. Сложное компьютеризированное оборудование для ультразвукового контроля с эффективными фазированными решётками излучателей позволяет получать крайне удобные для анализа трёхмерные изображения дефектов в металле. Стоит отметить, что ультразвуковое исследование не повреждает исследуемую деталь, а также позволяет проводить все работы очень быстро, без значительных финансовых затрат и в отличие от радиодефектоскопии – без опасности для здоровья человека.

Большой опыт работы в сфере поставок оборудования для ультразвукового контроля и доскональное знание тонкостей и особенностей всех образцов продукции позволяют компании «Неразрушающий контроль» предоставлять нашим клиентам максимально эффективные, современные и надежные приборы для узк дефектоскопии. Предлагаемое оборудование отличается высокими техническими характеристики, удобством и простотой использования. Для решения любой задачи мы подберем нужный прибор с учетом именно ваших потребностей и финансовых возможностей.

На все поставляемые приборы узк предоставляется гарантия. Возможна доставка в нужный регион России любым видом транспорта. Также имеется возможность поставки оборудования для ультразвуковых методов контроля в ближнее зарубежье (Украина, Таджикистан, Казахстан, Белоруссия и Молдавия). Более подробную информацию о характеристиках и ценах на все приборы можно всегда получить у наших менеджеров.

Источник