Ультразвуковой способ контроля служит для

Ультразвуковой контроль УК

Определение термина «ультразвуковой контроль»

Ультразвуковой контроль — одна из разновидностей неразрушающего контроля. Заключается в установлении свойств исследуемого предмета при помощи ультразвука.

Что такое ультразвуковая дефектоскопия

Ультразвуковая дефектоскопия — поиск дефектов в материале изделия ультразвуковым методом, то есть путем излучения и принятия ультразвуковых колебаний, и дальнейшего анализа их амплитуды, времени прихода, формы и пр. с помощью специального оборудования — ультразвукового дефектоскопа.

Подготовленные для ультразвукового метода неразрушающего контроля поверхности непосредственно перед прозвучиванием необходимо тщательно протереть ветошью и покрыть слоем контактной смазки.

Применяемый нашими специалистами ультразвуковой дефектоскоп А1212 Master разработан специально для использования в особенно сложных условиях, предназначен для решения широкого круга задач дефектоскопии, толщинометрии. Это уникальный в своем роде прибор, отличается многочисленными функциями программного обеспечения и широкими возможностями по управлению информацией. Бесперебойная работа прибора гарантирована в самых жестких промышленных условиях. Его универсальность применяется нами для выявления внутренних эффектов в различных материалах: металлах, пластмассах, композитах.

Основные методы проведения ультразвукового контроля

На сегодняшний день в промышленности применяют пять основных методов проведения УЗК, которые отличаются между собой только способом регистрации и оценки данных:

1. Теневой метод

Заключается в контроле уменьшения амплитуды ультразвуковых колебаний прошедшего и отраженного импульсов.

2. Зеркально-теневой метод

Обнаруживает дефекты швов по коэффициенту затухания отраженного колебания.

3. Эхо-зеркальный метод или “Тандем”

Заключается в использовании двух аппаратов, которые перекликаются в работе и с разных сторон подходят к дефекту.

4. Дельта-метод

Основывается на контроле ультразвуковой энергии, переизлученной от дефекта.

5. Эхо-метод

Основан на регистрации сигнала отраженного от дефекта.

Преимущества ультразвукового контроля качества металлов и сварных швов

• высокая точность и скорость исследования, а также его низкая стоимость;
• безопасность для человека (в отличие, к примеру, от рентгеновской дефектоскопии);
• возможность проведения выездной диагностики (благодаря наличию портативных ультразвуковых дефектоскопов);
• во время проведения УЗК не требуется выведения контролируемой детали или всего объекта из эксплуатации;
• при проведении УЗД проверяемый объект не повреждается.

Основные недостатки ультразвуковой дефектоскопии

• ограниченность полученной информации о дефекте;
• некоторые трудности при работе с металлами с крупнозернистой структурой, которые возникают из-за сильного рассеяния и затухания волн;
• необходимость проведения предварительной подготовки поверхности шва.

Что такое ультразвуковая толщинометрия

Ультразвуковая толщинометрия — используется для определения минимальной и максимальной толщины технического устройства с возможностью последующего расчета остаточного ресурса. Исследование состоит из снятия точечных замеров в количестве, необходимом для определения минимальной и максимальной толщины. Толщиномеры являются идеальными и универсальными приборами в случаях проведения измерений на поверхностях с покрытием или окрашенных.

Источник

Ультразвуковой акустический контроль: методы и их особенности

Согласно ГОСТ Р 55724-2013 («Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые»), ультразвуковой неразрушающий контроль – совокупность методов, направленных на диагностику различных сварных соединений.

Объектами ультразвукового контроля (УЗК) могут быть соединения: стыковые, угловые и нахлесточные, тавровые, а также прочие соединения, выполненные различными видами сварок.

Отметим, что антикоррозионные наплавки не могут быть объектами ультразвукового (акустического) контроля.

С помощью УЗК можно выявить трещины и непровары, поры, наличие включений и др.

Особенности ультразвукового контроля

В процессе ультразвукового контроля могут быть применены методы отраженного и прошедшего излучений. Допускается комбинация методов, реализуемых путем прозвучивания:

• продольными;
• поперечными;
• поверхностными и другими волнами.

Для неразрушающего ультразвукового контроля применяются ультразвуковые дефектоскопы (в том числе импульсные), преобразователи акустические, меры, образцы для проверки дефектоскопов.

Обратите внимание – преобразователи должны быть аттестованными и откалиброванными.

Дополнительно в процессе ультразвукового контроля используются устройства, позволяющие добиться соблюдения требуемых параметров сканирования, а также дающие возможность измерить параметры обнаруженных дефектов и т. п.

Все средства измерений подлежат обязательному метрологическому обеспечению. Это требование закреплено отраслевыми нормативами и стандартами.

Методы контроля

Неразрушающий акустический (ультразвуковой) контроль может проводиться различными способами. Выделим распространенные методы:

• эхо-импульсный;
• зеркально-теневой метод;
• эхо-зеркальный;
• дифракционный метод;
• дельта-метод.

Допустимым является применение прочих методов ультразвукового акустического контроля, если их точность и эффективность подтверждена практикой.

При ультразвуковом контроле используют преобразователи прямого и наклонного видов для прозвучивания прямыми, однократно отраженными, двукратно отраженными лучами.

Упомянутым стандартом, регламентирующим акустический (ультразвуковой) контроль, допускается применение в процессе реализации выбранного метода прочих схем (совмещенных, раздельных и др.).

Если на практике дело касается ультразвукового контроля тавровых и угловых соединений, применяются прямые и наклонные преобразователи со схемами прозвучивания прямыми или однократно отраженными лучами.

Если объект ультразвукового контроля – дефекты, залегающие на малой глубине, применяются продольные подповерхностные волны или же поверхностные.

Для ультразвукового (акустического) неразрушающего контроля соединений в местах пересечения швов применяются наклонные преобразователи.

В каждом конкретном случае на практике используются различные схемы ультразвукового контроля, приведенные в технологических бумагах.

Виды акустического сканирования

Акустическое сканирование соединений в процессе ультразвукового контроля осуществляется посредством продольного или поперечного перемещения преобразователя. Углы ввода и разворота лучей могут быть как постоянными, так и изменяющимися.

Конкретный вид ультразвукового (акустического) сканирования, а также направление акустических волн должны определяться с учетом свойств и пригодности для контроля соединения, подвергающегося диагностике, а также с учетом положений технологических бумаг.

В процессе ультразвукового контроля применяются также комбинированные разновидности сканирования:

• продольно-поперечное;
• поперечно-продольное сканирование;
• сканирование качающимся лучом.

Предварительные мероприятия

Непосредственно перед реализацией того или иного метода ультразвукового (акустического) неразрушающего контроля вне зависимости от вида сканирования необходимо проведение подготовительных мероприятий.

Подготовка к акустическому контролю осуществляется при условии отсутствия наружных дефектов на соединении. Геометрия зоны возле соединения не должна препятствовать перемещению преобразователя в пределах области контролепригодности.

Не допускается проведение ультразвукового неразрушающего контроля в случае наличия на поверхности контролируемого соединения:

• вмятин;
• неровностей;
• брызг металла;
• окалин и подобных загрязнений.

Конкретные требования к подготовке соединений к контролю ультразвуковыми (акустическими) методами должны быть закреплены в технологической документации.

Если на практике дело касается контроля акустическими (ультразвуковыми) методами трубных соединений, резервуаров, корпусов морских суден, необходимо их опустошение. В некоторых случаях допускается акустический контроль таких объектов без опустошения методами, регламентированными технологическими бумагами.

Источник

Ультразвуковой неразрушающий контроль

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.

Процесс ультразвукового метода

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.

Методика ультразвукового метода

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.

Углы направления ультразвуковых колебаний

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.

Проведение дефектоскопии ультразвуковым методом

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.

Результаты ультразвукового контроля

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.

Факторы, влияющие на результат

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.

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.

Дефекты сварных швов

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.

Плюсы и минусы ультразвукового контроля

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.

Преимущества и проблемные вопросы метода

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