Процедура настройки чувствительности способом ард диаграмм заключается

Процедура настройки чувствительности способом ард диаграмм заключается

Сотрудники ФГУП ЦНИИ КМ «Прометей», Санкт-Петербург:

Розина Марина Витальевна
Ведущий научный сотрудник, к. т. н., специалист III уровня по акустическому виду НК.

Кочергин Дмитрий Валериевич
Инженер, специалист II уровня по УЗК

При УЗК изделий большой толщины для настройки чувствительности контроля используются АРД-диаграммы, при этом в качестве опорного сигнала зачастую берется сигнал от отверстия ø 6 мм на глубине 44 мм в образце СО — 2. Также при контроле изделий большой толщины используется ВРЧ. Но, как показала практика, при использовании ВРЧ и настройке по АРД-диаграмме могут возникать некоторые трудности. Так, при настройке чувствительности по АРД-диаграмме с привязкой к отверстию ø 6 мм в СО-2 при включенной ВРЧ опорный сигнал «зарезается», если глубина залегания отражателя находится в стробе ВРЧ, вследствие чего настройка чувствительности на эквивалентный плоскодонный отражатель, расположенный на большей глубине, оказывается неверной (происходит перебраковка). В подтверждение данного факта был проведен ряд экспериментов с использованием дефектоскопа УД3-103 «Peleng» с ПЭП П111-2,5-К12, АРД № 1 (ОСТ 5Р.9675), образец СО-2, образец № 1 (поковка из перлитной стали толщиной 100 мм с плоскодонными сверлениями на глубине 80 мм, имеющими площадь S = 5; 10; 15 и 20 мм2; δ = 0); образец № 2 (толщиной 100 мм с цилиндрическими отражателями ø 2 мм на глубинах 10, 20 и 50 мм; δ = 0).

Эксперимент 1 . В ходе эксперимента ВРЧ была настроена по цилиндрическим отражателям, расположенным на глубинах 10, 20 и 50 мм, а также по плоскодонному отражателю с S3 = 10 мм2 на глубине 80 мм (как следует из предварительных расчетов, цилиндрические отражатели ø 2 мм и плоскодонное сверление S3 = 10 мм2 имеют практически одинаковую отражающую способность в данном диапазоне глубин). Затем были измерены амплитуды эхо-сигналов от различных отражателей при включенной ВРЧ. Соответствующие коэффициенты усиления приведены в табл. 1 (графа 3).

Эксперимент 2. При отключенной ВРЧ были измерены амплитуды сигналов от различных отражателей (табл. 1, графа 5).

В графах 4 и 6 табл. 1 приведены разности амплитуд сигналов от различных отражателей и опорного сигнала при включенной ВРЧ (Λ) и аналогичные разности при выключенной ВРЧ (Λ*), которые, как видно, существенно отличаются.

Из графы 8 видно, насколько разность между опорным сигналом от отверстия ø 6 мм в СО-2 и сигналом от отражателя при включенной ВРЧ отличается от аналогичной величины при выключенной ВРЧ: в среднем опорный сигнал по отношению к сигналам от отражателей, расположенных на глубине 80 мм, зарезаеться на 9 дБ. В графе 9 приведена SQm — эквивалентная площадь, измеренная при ошибочной настройке чувствительности. Видно, что она существенно отличается от реальной эквивалентной площади (графа 1). Анализ данных показывает, что наиболее разумным решением является следующая схема настройки чувствительности:

1. Настроить ВРЧ по отражателям на различной глубине в требуемом диапазоне толщин;

2. Получить опорный сигнал от отражателя ø 6 мм в СО-2;

3. По АРД-диаграмме определить разность между сигналом от отражателя ø 6 мм в СО-2 и эквивалентным отражателем для заданной чувствительности, который расположен на глубине 44 мм, т. е. на той же глубине, что и отражатель, от которого получен опорный сигнал;

4.Увеличить усиление дефектоскопа на полученное значение.

Для подтверждения правильности предложенной методики был проведен:

Эксперимент 3 . По предложенной методике был проконтролирован образец № 1, и все отражатели в нем были выявлены. После измерения амплитуд сигналов от этих отражателей было установлено, что эквивалентные размеры отражателей, определенные с помощью АРД-диаграммы, совпали с их реальными размерами.

Таким образом, предложенная методика настройки позволяет избежать ошибок в настройке чувствительности контроля при включенной ВРЧ. Теперь целесообразно вернуться к проблеме, затронутой в статье «АРД-диаграммы. Где правда?» [В мире НК. 1999. № 3. С. 26], в которой рассмотрены таблицы для настройки чувствительности по АРД-диаграммам при включенной ВРЧ. Рекомендуется заменить таблицу для настройки чувствительности, приведенную в РД 34.17.302-97 (ОП 501 ЦД-97), на табл. 2.

Источник

Процедура настройки чувствительности способом ард диаграмм заключается

Каталог

производители

• Главная
• >
• Статьи
• >
• Настройка чувствительности по АРД-диаграммам при использовании ВРЧ

Настройка чувствительности по АРД-диаграммам при использовании ВРЧ

Настройка чувствительности по АРД-диаграммам при использовании ВРЧ

При УЗК изделий большой толщины для настройки чувствительности контроля используются АРД-диаграммы, при этом в качестве опорного сигнала зачастую берется сигнал от отверстия Ø6 мм на глубине 44 мм в образце СО — 2. Также при контроле изделий большой толщины используется ВРЧ. Но, как показала практика, при использовании ВРЧ и настройке по АРД-диаграмме могут возникать некоторые трудности. Так, при настройке чувствительности по АРД-диаграмме с привязкой к отверстию Ø6 мм в СО-2 при включенной ВРЧ опорный сигнал «зарезается», если глубина залега­ния отражателя находится в стробе ВРЧ, вследствие чего настройка чувствитель­ности на эквивалентный плоскодонный отражатель, расположенный на большей глубине, оказывается неверной (проис­ходит перебраковка). В подтверждение данного факта был проведен ряд экспе­риментов с использованием дефектоскопа УД3-103 «Peleng» с ПЭП П111-2,5-К12, АРД № 1 (ОСТ 5Р.9675), образец СО-2, образец № 1 (поковка из перлитной стали толщи­ной 100 мм с плоскодонными сверления­ми на глубине 80 мм, имеющими площадь S = 5; 10; 15 и 20 мм 2 ; δ = 0); образец № 2 (толщиной 100 мм с цилиндрическими отражателями Ø 2 мм на глубинах 10, 20 и 50 мм; δ = 0).

Эксперимент 1. В ходе эксперимента ВРЧ была настроена по цилиндрическим отражателям, расположенным на глубинах 10, 20 и 50 мм, а также по плоскодон­ному отражателю с S_э = 10 мм 2 на глубине 80 мм (как следует из предварительных расчетов, цилиндрические отражатели Ø 2 мм и плоскодонное сверление S_э= 10 мм 2 имеют практически одинако­вую отражающую способность в данном диапазоне глубин). Затем были измерены амплитуды эхо-сигналов от различных отражателей при включенной ВРЧ. Соответствующие коэффициенты усиления приведены в табл. 1 (графа 3).

Эксперимент 2. При отключенной ВРЧ бы­ли измерены амплитуды сигналов от раз­личных отражателей (табл. 1, графа 5).

В графах 4 и 6 табл. 1 приведены раз­ности амплитуд сигналов от различных от­ражателей и опорного сигнала при вклю­ченной ВРЧ (∆) и аналогичные разностипри выключенной ВРЧ (∆*), которые, как видно, существенно отличаются.

Угол ввода, град.

Из графы 8 видно, насколько разность между опорным сигналом от отверстия Ø6 мм в СО-2 и сигналом от отражателя при включенной ВРЧ отличается от аналогичной величины при выключен­ной ВРЧ: в среднем опорный сигнал по отношению к сигналам от отражателей, расположенных на глубине 80 мм, зарезается на 9 дБ. В графе 9 приведена S_ош — эквивалентная площадь, измерен­ная при ошибочной настройке чувстви­тельности. Видно, что она существенно отличается от реальной эквивалентной площади (графа 1). Анализ данных пока­зывает, что наиболее разумным решени­ем является следующая схема настройки чувствительности:

1. Настроить ВРЧ по отражателям на различной глубине в требуемом диапа­зоне толщин;

2. Получить опорный сигнал от отра­жателя Ø 6 мм в СО-2;

3. По АРД-диаграмме определить раз­ность между сигналом от отражателя Ø 6 мм в СО-2 и эквивалентным отража­телем для заданной чувствительности, который расположен на глубине 44 мм, т. е. на той же глубине, что и отражатель, от которого получен опорный сигнал;

4. Увеличить усиление дефектоскопа на полученное значение.

Для подтверждения правильности предложенной методики был проведен:

Эксперимент 3. По предложенной мето­дике был проконтролирован образец № 1, и все отражатели в нем были выявлены. После измерения амплитуд сигналов от этих отражателей было установлено, что эквивалентные размеры отражателей, определенные с помощью АРД-диаграммы, совпали с их реальными размерами.

Таким образом, предложенная методи­ка настройки позволяет избежать ошибок в настройке чувствительности контроля при включенной ВРЧ.

Источник

1.7 Настройка с помощью ард-диаграмм

При контроле прямыми ПЭП в качестве опорного используется донный эхо-сигнал с противоположной стороны самого изделия. В этом случае эталонирование производится в следующей последовательности:

а) на планшете с соответствующей АРД-диаграммой устанавливают наклон сетки, соответствующий выбранному значению коэффициента затухания (если устанавливается уровень чувствительности на глубине дна, то наклон сетки не требуется);

б) по диаграмме для данной толщины листа Н находят значения А’_ои А’_эт, соответствующие отражению от плоскости и эталонного отражателя площадьюS_эт;

Рисунок 1.6 – Настройка чувствительности по АРД-диаграмме

в) преобразователь ставят на образец или изделие, и на экране дефектоскопа фиксируется донный эхо-сигнал А_о;

г) определяют приведенный уровень предельной чувствительности из выражения:

А_эт= А_о+ (А’_эт—А’_о) = А_о— А’

д) регулятором аттенюатора на приборе устанавливают найденное значение А_эт.

Для уменьшения погрешности настройки донный сигнал А_орекомендуется брать как среднее из 3 — 5 замеров, сделанных на различных бездефектных участках листа.

Порядок эталонирования наклонных преобразователей такой же. По АРД-диаграмме наклонного ПЭП определяют А’=А’_эт– А’_о, и полученную разницу добавляют к измеренному значению амплитуды опорного сигнала А_о. Если опорный сигнал А_ополучен от двугранного угла образца толщиной Н₁, а контролироваться должно изделие из этого же металла толщиной Н₂, то процедура эталонирования следующая. На соответствующей АРД-диаграмме из точек с координатами А_о, Н₁и А_эт, Н₂проводят прямые до пересечения с вертикальной осью. Угол наклона прямых определяется величиной коэффициента затухания. Так же, как и в предыдущем случае определяют А’=А’_эт– А’_о, и регулятор аттенюатора устанавливается в положение А = А_о+ (А’_эт— А’_о).

Для настройки чувствительности по боковому отверстию в СО № 2 применяются SКН-диаграммы.

Если качество поверхности изделия и эталона не соответствуют друг другу, необходимо вводить поправку на потери в контактном слое.

2 Технология ультразвукового контроля

2.1 Общие положения

Рекомендуемая технология контроля должна обеспечивать обнаруже­ние и идентификацию всех недопустимых дефектов. Она разрабатывается на основе накопленного опыта дефектоскопии аналогичной продукции, статистики распределения дефектов по типам, величине и местоположе­нию и существующих нормативов оценки качества.

Сдаточный УЗ контроль должен проводиться только после термооб­работки, если она предусмотрена технологией. Термообработка уменьшает затухание звука в шве и околошовной зоне и способствует раскрытию трещин. Статистика показывает, что после термообработки выявляемость трещин на 25-30 % больше по сравнению с контролем до термообработки из-за раскрытия ранее сжатых дефек­тов в зоне шва.

Все операции по УЗ контролю можно разбить на семь этапов:

1) изучение объекта контроля, подготовка его к работе;

2) разработка или выбор из имеющегося банка нужного технологичес­кого процесса (карты контроля) с указанием основных параметров контро­ля и схемы прозвучивания;

3) проверка исправности и основных параметров аппаратуры и подго­товка ее к работе;

4) настройка чувствительности дефектоскопа;

5) настройка скорости развертки и глубиномера;

6) проведение контроля, измерение координат и величины дефектов и оценка качества шва;

7) документальное оформление результатов контроля.

Изучение объекта контроля складывается из ознакомления с конс­трукцией соединения и технологией сварки, внешнего осмотра шва с измерением его ширины или катета и околошовной зоны; выбора схемы прозвучивания.

Если контролируемый шов имеет какие-либо наружные дефекты, конс­труктивные отклонения или особенности, не оговоренные в чертежах, то необходимо оценить, насколько они мешают проведению контроля и могут исказить его результаты. Дефекты должны быть устранены до контроля.

Во многих отраслевых нормативных документах используются понятия «объем контроля» и «объем сканирования».

Под термином «объем контроля»по­нимают протяженность сварных соединений или площадь наплавок.

Объем сканированияопределяют как суммарную протяженность кон­тролируемой части соединения вдоль его периметра, отнесенную к полной протяженности сварного соединения.

Поверхности сварных соединений в зоне перемещения ПЭП с обеих сторон сварного шва должны быть очищены от пыли, грязи, окалины. С них должны быть удалены забоины и неровности.

Ширина подготовленной под контроль зоны с каждой стороны шва должна быть не менее Htg + А + В —при контроле сов­мещенными ПЭП прямым лучом и не ме­нее2Нtg + А + В —при контроле однажды отраженным лучом и по схеме «тандем», гдеН— толщина сварного соединения,А —длина ПЭП,В —ширина околошовной зоны.

Контролируемый шов должен быть замаркирован и разбит на участки. Целесообразно длину участка выбрать равной длине рентгенпленки, т.е. 300 мм. Коль­цевые сварные швы трубопроводов рекомендуется разбивать на участки и маркировать по аналогии с часовым циферблатом.

Основным рабочим документом, на основании которого непосредс­твенно производится неразрушающий контроль, является технологическая карта. Для составления карт по конкретному виду контроля необходимо знание как параметров контролируемого изделия, так и технологии, обору­дования и нормативно-технической (НТД) и технологической документа­ции, на основании которой должен проводиться контроль.

Зачистка околошовной зоны должна быть включена в технологический процесс изготовления изделия. Она не входит в обязанности оператора-дефек-тоскописта.

Качество обработки поверхности должно соответствовать качеству по-верхности контрольного образца, но не ниже 4-го класса, получаемого при механической обработке. В целях меньшего износа ПЭП желательно грубые заусенцы снять абразивной бумагой.

Качество подготовки поверхности должно быть оценено инстру­ментальным методом, обеспечивающим измерение не только шероховатос­ти, но и волнистости.

Операции по настройке чувствительности дефектоскопа, ВРЧ и скорости развертки должны производиться в соответствии с рекомендаци­ями нормативно-технических документов.

Непосредственно перед контролем подготовленную поверхность тща­тельно протирают ветошью и покрывают слоем контактной смазки. При повышенных температурах, большой кривизне поверхности или контроле в потолочном положении следует использовать смазку более густой консис­тенции.

Перед тем как приступить к контролю, оператор должен проверить работоспособность и параметры аппаратуры (дефектоскопа и ПЭП). Про­верка выполняется на контрольных образцах и на СО №1-3 в соответствии с ГОСТ 14782-86 и требованиями действующих на предприятии правил по метрологической аттестации и поверке.

Поиск дефектов производится путем продольно-поперечного или по-перечно-продольного сканирования (перемещения) ПЭП по всей контро­лируемой зоне сначала с одной, а затем с другой стороны. В соединениях толщиной более 60-80 мм необходимо контролировать с двух поверхнос­тей, если они доступны. Шаг сканирования ПЭП должен быть не более половины диаметра пьезоэлемента.

В процессе сканирования наклонный ПЭП необходимо непре­рывно проворачивать вокруг его вертикальной оси на ± 15°, чтобы обнару­жить различно ориен­тированные дефекты (рисунок 2.1).

Рисунок 2.1 — Сканирование при контроле сварных соединений

Для компенсации флуктуаций акус­тического контакта чувствительность де­фектоскопа в режиме поиска должна уве­личиваться не менее чем на 6 дБ по отно­шению к контрольной чувствительности. Чтобы уменьшить вероятность пропуска дефекта целесообраз­но работать при вклю­ченном звуковом индикаторе схемы АСД.

Поскольку РС преобразователи характеризуются несимметричностью ультразвукового пучка, их также рекомендуется проворачивать вокруг оси. Акустический контакт надо обеспечивать легким нажатием руки на ПЭП (10-15Н).

В сварных соединениях УЗ прозвучиванию и оценке подлежит металл шва, зоны сплавления и термического влияния.

При появлении эхо-сигналов на рабочем участке развертки чувстви­тельность снижается до уровня предельной чувствительности, установлен­ной при эталонировании, и если обнаруженный эхо-сигнал превышает этот уровень, то измеряются характеристики несплошности и, если необходимо, тип отражателя — плоскостной он или объемный. Все эти характеристики определяются при контрольной чувствительности дефектоскопа. В швах с толщиной стенки менее 15 мм условная высота обычно не определяется.

В большинстве действующих отраслевых РД для оценки качес­тва используются следующие критерии: амплитуда эхо-сигнала или эквивалентный размер (площадь или диаметр); условная протяженность; условная высота; удельная плотность дефектов на единицу длины контролируемого участка.

В околошовной зоне швов толщиной более 15-20 мм возможны расслое­ния металла, затрудняющие определение координат дефекта. Поэтому око-лошовную зону в районе, где обнаружен дефект наклонным ПЭП, следует дополнительно прозвучать продольными волнами прямым или PCПЭП для уточнения характера и размеров дефекта и глубины залегания.

Степень допустимости обнаруженного при УЗ контроле дефекта долж­на быть адекватна его потенциальной опасности для эксплуатируемого оборудования. Основные показатели опасности дефекта характеризуются его размерами и типом.

Оценка степени допустимости обнаруженной несплошности и перевод ее в разряд дефекта производятся по степени соответствия измеренных характеристик и их совокупности предельно допустимым численным зна­чениям этих же характеристик, заложенным в НТД.

Усиление сварного шва существенно влияет на достоверность контроля. Если усиление велико, то в ряде случаев при контроле швов малых толщин невозможно прозвучить корень шва осью УЗ пучка. В соединениях толщиной 7мм наличие усиления шва приводит к занижению средней эквивалентной площади дефекта на 2 мм 2 , увеличивает недобраковку в 3,5 раза. Следовательно, или необходимо снимать усиление, или искать не стандартные приемы прозвучивания.

Настройка скорости развертки дефектоскопа производится в зависи­мости от выбранной схемы прозвучивания.

Таким образом, суммируя сказанное, технология ультразвукового кон­троля и оценки качества сварных соединений состоит из последователь­ности следующих операции:

1) ознакомление с чертежами на объект контроля (ОК) и технологи­ческой картой (технологическим процессом);

2) установление степени контроледоступности и регистрация этого в рабочих документах (журнале, протоколе и т.п.);

3) проверка дефектоскопа и ПЭП и оценка их работоспособности;

4) оценка качества подготовки околошовной зоны под контроль визуально. При некачественной подготовке передача соответствующей информации непосредственному начальнику;

5) осмотр места контроля и готовность ОК к проведению контроля; наличие освещения; доступ ко всем контролируемым швам;

6) оценка на соответствие подготовки к контролю требованиям тех­ники безопасности;

7) оценка шероховатости и волнистости поверхности ОК в нескольких точках с целью определения величины кор­ректирующей поправки;

8) настройка чувствительности скорости развертки исходя из тол­щины сварного соединения;

9) настройка чувствительности, ВРЧ, DACпо СО и СОПам или АРД на соответствующие браковочный и контрольный уровни;

10) установление порогового уровня звукового и светового индикато­ров системы АСД;

11) установление уровня поисковой чувствительности;

12) покрытие ОК контактной жидкостью;

13) в соединениях толщиной более 20-25 мм прозвучивание околошовной зоны основного металла прямым или PCПЭП. В случае обнаруже­ния в околошовной зоне несплошностей оценить их величину по нормати­вам для соответствующей зоны, замаркировать их (мелом) и сделать отмет­ку в рабочих документах. Встречающиеся в околошовной зоне расслоения приводят к неверной оценке качества сварного соединения;

14) проведение сканирования вдоль оси шва по околошовной зоне и металлу шва (в случае его удаления заподлицо с основным металлом) в двух встречных направлениях; или при ориентации ПЭП под минимальным углом к оси шва при наличии валика усиления для выявления поперечных трещин, если это предписано технологической картой контроля или НТД;

15) проведение сканирования поперек шва наклонным ПЭП с пово­ротом его на ±15° по азимуту для выявления объемных и продольно ори­ентированных дефектов во всей зоне сварного соединения (т.е. шов и зона термического влияния);

16) при обнаружении на экране в рабочей зоне сигнала оператор пере­ходит па контрольный уровень чувствительности и меняя положение ПЭП, находит его максимум, измеряет его амплитуду и сравнивает с браковоч­ным и контрольным уровнями;

Если амплитуда эхо-сигнала меньше контрольного уровня, то оператор восстанавливает поисковый уровень чувствительности и продолжает ска­нирование дальше;

Если амплитуда сигнала превышает контрольный уровень, то оператор измеряет эквивалентную площадь дефекта, его условные размеры (на кон­трольном уровне чувствительности или на заданном уровне от максимума сигнала), координаты дефекта и количество дефектов на единицу длины шва и производит предварительную оценку качества;

17) если параметры дефекта находятся на грани допустимости, или у оператора возникают какие-либо сомнения в правильности предваритель­ной оценки, или если это предусмотрено технологической картой контроля, то производится дополнительное исследование дефекта ПЭП с другими уг­лами ввода, частотой для измерения отдельных или совокупности инфор­мативных признаков;

18) если дополнительная информация свидетельствует, что дефект -трещина, например, поперечная, то оператор должен потребовать снять валик усиления заподлицо с основным металлом, прозвучить и провести измерения со всех сторон;

19) результаты всех операций и измерений фиксируются, а дефектная зона маркируется на ОК;

20) при использовании процессорного дефектоскопа кадры (экрана) с сигналами от дефекта и соответствующими комментариями вводятся в память для последующего архивирования;

21) продолжается контроль в заданном объеме;

22) по окончании контроля производится окончательная оценка ка­чества ОК в целом с указанием дефектных мест, составляется заключение (протокол) и производится регистрация в журнале;

Источник