Щелевой способ ультразвукового контроля

ГОСТ Р ИСО 16810-2016

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Non-destructive testing. Ultrasonic testing. General principles

Дата введения 2017-09-01

1 ПОДГОТОВЛЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 357 «Стальные и чугунные трубы и баллоны», Негосударственным образовательным учреждением дополнительного профессионального образования «Научно-учебный центр «Контроль и диагностика» («НУЦ «Контроль и диагностика») и Открытым акционерным обществом «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности» (ОАО «РосНИТИ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 357 «Стальные и чугунные трубы и баллоны»

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 16810:2012* «Неразрушающий контроль. Ультразвуковой контроль. Общие принципы» (ISO 16810:2012 «Non-destructive testing — Ultrasonic testing — General principles», IDT).

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона «О стандартизации в Российской Федерации». Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 16810:2012, который был подготовлен Техническим комитетом ISO/TC135 «Неразрушающий контроль», подкомитетом SC3 «Ультразвуковой контроль».

ИСО 16810:2012 основан на стандарте ЕН 583-1:1998 «Неразрушающий контроль. Ультразвуковой контроль. Часть 1. Основные положения» (EN 583-1:1998 Non-destructive testing — Ultrasonic examination — Part 1: General principles).

Настоящий стандарт взаимосвязан со следующими стандартами:

ИСО 16811 Неразрушающий контроль. Ультразвуковой контроль. Регулировка чувствительности и диапазона развертки (ISO 16811:2012 Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Sensitivity and range setting);

ИСО 16823 Неразрушающее испытание. Ультразвуковой контроль. Техника передачи звукового сигнала (ISO 16823:2012 Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Transmission technique);

ИСО 16826 Неразрушающее испытание. Ультразвуковой контроль. Обнаружение несплошностей, перпендикулярных к поверхности (ISO 16826:2012 Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Examination for discontinuities perpendicular to the surface);

ИСО 16827 Неразрушающий контроль. Ультразвуковой контроль. Определение характеристик и размера несплошностей (ISO 16827:2012 Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Characterization and sizing of discontinuities);

ИСО 16828 Неразрушающий контроль. Ультразвуковой контроль. Техника с применением дифракции в зависимости от времени пролета в качестве метода обнаружения и определения размера несплошностей (ISO 16828:2012 Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Time-of-flight diffraction technique as a method for detection and sizing of discontinuities).

1 Область применения

Настоящий стандарт определяет общие положения, необходимые для проведения ультразвукового контроля промышленной продукции, в которой возможно распространение ультразвука. Конкретные условия применения и проведения ультразвукового контроля, зависящие от типа контролируемого изделия, описываются в документации, включающей в себя:

— стандарты на продукцию;

— спецификации на продукцию;

Требования настоящего стандарта должны применяться, если в перечисленной выше документации не указаны другие требования.

Настоящий стандарт не определяет:

— объем контроля и схемы сканирования;

2 Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие стандарты*. Для датированных ссылок используют только указанное издание стандарта, для недатированных ссылок — последнее издание ссылочного стандарта, включая все его изменения:

* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. — Примечание изготовителя базы данных.

ISO 9712 Non-destructive testing — Qualification and certification of NDT personnel (Неразрушающий контроль. Квалификация и аттестация персонала)

ISO 7963 Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Specification for calibration block No. 2 (Неразрушающий контроль. Ультразвуковой контроль. Технические условия для эталонного образца N 2)

ISO 16811 Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Sensitivity and range setting (Неразрушающий контроль. Ультразвуковой контроль. Регулировка чувствительности и диапазона развертки)

ISO 16823 Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Transmission technique (Неразрушающее испытание. Ультразвуковой контроль. Техника передачи звукового сигнала)

ISO 2400 Non-destructive testing — Ultrasonic testing — Specification for calibration block No. 1 (Неразрушающий контроль. Ультразвуковой контроль. Технические условия на блок для калибровки N 1)

EN 12668-1 Non-destructive testing. Characterization and verification of ultrasonic examination equipment. Instruments (Контроль неразрушающий. Определение характеристик и проверка оборудования для ультразвукового контроля. Часть 1. Инструменты)

EN 12668-2 Non-destructive testing. Characterization and verification of ultrasonic examination equipment. Probes (Контроль неразрушающий. Определение характеристик и проверка оборудования для ультразвукового контроля. Часть 2. Пробы)

EN 12668-3 Non-destructive testing. Characterization and verification of ultrasonic examination equipment. Combined equipment (Неразрушающий контроль. Определение характеристик и проверка оборудования для ультразвукового контроля. Часть 3. Комбинированное оборудование)

3 Квалификация и сертификация персонала

Контроль должен проводиться только подготовленными операторами, квалифицированными в соответствии с ИСО 9712.

Требования к квалификации и сертификации установлены в стандартах на продукцию и (или) в других документах.

4 Информация, предоставляемая перед контролем

Перед проведением контроля должна быть предоставлена следующая необходимая информация:

— квалификация и сертификация персонала;

— окружающие условия и состояние объекта контроля;

— требования к письменной процедуре контроля;

— дополнительные требования к подготовке поверхности сканирования;

— чувствительность контроля и способ настройки чувствительности;

— требуемые уровни оценки и регистрации;

— участки контроля, включая схемы сканирования;

— требования к протоколу контроля.

5 Основы проведения ультразвукового контроля

5.1 Область применения

Ультразвуковой контроль основан на распространении ультразвуковых волн через объект контроля и регистрации сигнала прошедшей волны (теневой метод) либо сигнала, отраженного или рассеянного от любой поверхности или дефекта (эхо-импульсный метод).

При контроле указанными методами может использоваться совмещенный преобразователь, который выполняет функции как излучателя, так и приемника; раздельно-совмещенный преобразователь; раздельные преобразователи, работающие один на излучение, другой на прием. При контроле в обоих методах могут использоваться промежуточные отражения от одной или нескольких поверхностей объекта контроля. Контроль может быть выполнен ручным способом или с использованием полуавтоматического или автоматического оборудования, при этом может использоваться контактный, щелевой, иммерсионный или другие способы контакта в зависимости от конкретных условий контроля.

5.2 Типы волн и направление распространения звука

Чаще всего используются продольные и поперечные волны, они распространяются перпендикулярно, либо под углом к поверхности контролируемого изделия. Также по согласованию могут быть использованы другие типы волн, например волны Лэмба или волны Рэлея.

Выбор типа волны и направление ее распространения зависит от целей контроля и должен учитывать свойства отражения от плоскостных отражателей. За исключением случая, когда используется волна Лэмба, направление распространения волны при использовании эхо-импульсного метода и совмещенного преобразователя, по возможности, должно быть перпендикулярно к плоскости отражателя.

5.3 Теневой метод

Метод основан на измерении ослабления сигнала после прохождения ультразвуковой волны через объект контроля.

Для измерения могут использоваться следующие сигналы:

а) донный сигнал;

b) любой другой сигнал, либо введенный непосредственно (прямой), либо в промежутке отраженный от поверхности(ей) объекта контроля.

Более подробная информация о данном методе приведена в ИСО 16823.

5.4 Эхо-импульсный метод

В данном методе оценивается отраженный или рассеянный сигнал от любой границы раздела двух сред внутри объекта контроля. Характеристиками отраженного сигнала являются амплитуда и положение на временной оси развертки, последняя зависит от расстояния между отражателем и преобразователем. Местоположение отражателя определяется по известному расстоянию до него, по направлению распространения звука и по местоположению преобразователя.

Амплитуду сигнала рекомендуется измерять относительно:

a) кривой коррекции амплитуды от расстояния (DAC-кривая) или серии DAC-кривых, построенных по искусственным отражателям (боковое отверстие, отверстие с плоским дном или паз и т.д.), выполненным в одном или нескольких настроечных образцах;

b) зависимости амплитуды от расстояния для эквивалентного отражателя (DGS-диаграмма);

c) эхо-сигналов от соответствующих пазов;

d) эхо-сигналов от бесконечной плоскости, расположенной перпендикулярно к акустической оси (например, донного эхо-сигнала).

Перечисленные способы приведены в ИСО 16811.

Дополнительную информацию о форме и размере отражателей можно получить, используя другие способы. Эти способы основаны, например на оценке изменения амплитуды сигнала по мере перемещения преобразователя, на измерении расстояния или спектральном анализе частоты.

Источник

Способы осуществления акустического контакта

Акустический контакт – способ передачи акустического сигнала из объекта контроля в преобразователь и наоборот. Акустические волны сильно отражаются от тонких воздушных зазоров. Поэтому для передачи волн от преобразователя к объекту такие промежутки часто заполняются жидкостью.

1. Бесконтактный метод. Акустические колебания в объект контроля передаются через слой воздуха. Данный метод контакта имеет пониженную чувствительность контроля, но его применение оправдано в следующих случаях:

— объект контроля имеет грубую поверхность;

— высокие скорости контроля;

— контроль ведется при высоких температурах;

— поверхность контролируемого объекта загрязнена.

2. Щелевой (менисковый) метод. Иммерсионная жидкость удерживается в зазоре между преобразователем и поверхностью объекта контроля силами поверхностного натяжения (рис. 4.16). В щелевом методе длина волны соизмерима с толщиной слоя .

Рис. 4.16. Схема щелевого метода

3. Контактный метод. Для обеспечения акустического контакта преобразователь должен быть плотно прижат к поверхности объекта контроля, смазанного жидкостью (например трансформаторным маслом) для сглаживания шероховатости. Толщина слоя контактной жидкости существенно меньше длины волны УЗК: .

4. Иммерсионный метод. Объект контроля погружается в иммерсионную жидкость целиком. Также возможно применение локальной жидкостной ванны. В этом случае толщина слоя жидкости – расстояние между преобразователем и поверхностью объекта контроля – существенно больше длины волны: .

Контактные среды должны соответствовать следующим требованиям:

— иметь малое поглощение энергии акустических колебаний;

— обеспечивать хорошую смачиваемость;

— быть экологически безвредными;

— не должны вызывать коррозию изделия.

4.9. Контрольные вопросы

По каким признакам классифицируют методы неразрушающего контроля?

Поясните различие между активными и пассивными методами АК.

Дайте определение информативных параметров метода АК. Приведите примеры.

Назовите преимущества и недостатки дельта-метода. Для каких целей он используется?

Что такое акустический импеданс? В каких единицах он измеряется?

В чем сущность резонансного метода АК?

Перечислите источники акустической эмиссии. Какие из них являются источниками помех?

Что такое акустический контакт? Какие способы осуществления акустического контакта вы знаете?

ЛИТЕРАТУРА

1. Алешин, Н.П. Ультразвуковая дефектоскопия: справоч. пособие / Н.П. Алешин, В.Г. Лупачев. — Минск: Высш. шк., 1987. — 271с.

2. Ермолов, И.Н. Неразрушающий контроль: практ. пособие. В 5 кн. Кн.2. Акустические методы контроля / И.Н.Ермолов, Н.П.Алешин, А.И.Потапов; под ред. В.В.Сухорукова. — М. Вышс. шк., 1991.- 283с.

3. Ермолов, И.Н. Теория и практика ультразвукового контроля / И.Н Ермолов. – М.:Машиностроение, 1981. – 240с.

4. Зельдович, Я.Б. Физика ударных волн и высокоэнергетических гидродинамических явлений / Я.Б.Зельдович, Ю.П.Райзер. — М.: Физматгиз, 1963. — 632с.: ил.

5. Крауткремер, Й. Ультразвуковой контроль материалов: справочник / Й.Крауткрамер, Г.Крауткрамер. — М.: Металлургия, 1991. -751с.

6. Кретов, Е.Ф. Ультразвуковая дефектоскопия в машиностроении / Е.Ф.Кретов. — СПб: Радиоавионика, 1995. — 328с.

7. Куликовский, А.Г. Математические вопросы численного решения гиперболических систем уравнений / А.Г.Куликовский, Н.В.Погорелов, А.Ю.Семенов. — М.: Физматлит, 2001. — 608 с.

8. Ландау, Л.Д. Теоретическая физика: учеб. пособие. В 10 т. Т.6. Гидродинамика / Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. — 4-е изд., испр. и доп. — М.: Наука, 1987.

9. Ландау, Л.Д. Теоретическая физика: учеб. пособие. В 10 т. Т.7. Теория упругости / Л.Д.Ландау, Е.М.Лифшиц. — 4-е изд., испр. и доп. — М.: Наука, 1987. — 248 с.

10. Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий: справочник. Т.2 / под ред. Клюева. — М.: Машиностроение, 1986. — 352с.

Анатолий Федорович Зацепин

ВВЕДЕНИЕ В ФИЗИКУ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

Редактор Л.Д. Селедкова

Компьютерная верстка Е.А.Бунтов

Подписано в печать 10.08.2005 Формат 60 x 84

Бумага типографская Ризография Усл. печ. л. 5,12

Уч.-изд. л. 4,27 Тираж 50 Заказ Цена «С»

Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ-УПИ

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ

620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

[1] Поляризация волны – траектория, по которой движется частица упругой среды по отношению направления распространения волны. Например, продольные и поперечные объемные волны линейно поляризованы.

Источник