Контроль неразрушающий соединения сварные методы ультразвуковые

Качество, работоспособность и долговечность изготавливаемых сварным способом изделий и конструкций зависит от отсутствия в них дефектов. Поэтому стыковые соединения таких объектов периодически подвергаются контролю. Одним из методов является ультразвуковая дефектоскопия (УЗК).

Что такое ультразвуковая дефектоскопия

Способ относится к акустическому виду неразрушающих способов контроля качества сварных соединений и предназначен для выявления внутренних и поверхностных дефектов (несплошностей), а также химических отклонений от действующих нормативов.

УЗК контроль основан на свойствах механических колебаний упругой среды с частотой выше 20 кГц. Чувствительность проявляется при толщине сварного соединения от 1.5 до 2000 мм включительно.

Характер, количество и размер изъянов определяются в соответствии с условными показателями, приведенными в ГОСТ 14782-86. Ультразвук помогает выявить в стыковых, тавровых, нахлесточных, угловых соединениях из металлов и сплавов, при выполнении которых использовалась электронно-лучевая, электрошлаковая, дуговая, газовая, стыковая сварка оплавлением:

  • трещины;
  • поры;
  • непровары;
  • включения (металлические и неметаллические).

Теория ультразвуковой дефектоскопии сварных швов

В основе метода УЗК контроля лежит способность колебаний высокой частоты (от 0.8 до 2.5 Мгц) проникать в металл сварочного шва и отражаться от поверхности находящихся в швах дефектов.

Контроль ультразвуковой неразрушающий требует применения узконаправленных пучков УЗК колебаний. Их получают с использованием пьезоэлектрических пластин из титана бария или кварца. Кристаллы, размещенные в электрическом поле, обладают обратным пьезоэлектрическим эффектом — преобразуют колебания электрические в механические. Чем создают источник ультразвуковых колебаний, проникающих в металл.

Отраженные колебания принимаются щупом (искателем), после чего опять преобразуются в электрические колебания. Электрические импульсы передаются на осциллограф. Несплошности определяются по характеру отклонений, наблюдаемых на экране осциллографа. Размер образования устанавливается оператором по амплитуде отраженного импульса, расстояние до которого зависит от времени распространения акустической волны.

Интересное:  Описание прямой и обратной полярности при сварке
На экране слева — шов без дефектов, справа — с дефектами

Преимущества и недостатки УЗК

Ультразвуковая дефектоскопия обладает как преимуществами, так и недостатками.

Основные достоинства:

  • проверяемый предмет не повреждается;
  • точные результаты;
  • быстрая проверка;
  • удобство использования, благодаря компактным габаритам прибора;
  • возможность проведения выездного контроля;
  • безопасность для обслуживающего персонала;
  • проверяемый объект не нужно выводить из эксплуатации или производственного процесса;
  • небольшие затраты.

К недостаткам относятся:

  • необходимость обязательной подготовки поверхности сварного шва;
  • сложности проверки металлов с крупнозернистой структурой, а также изделий малых размеров или сложной формы;
  • ограниченная информация об изъяне.

Разновидности УЗК сварных швов

Методы контроля ультразвуковые подразделяются на несколько видов.

Суть эхо-импульсного способа (эхолокации) состоит в прозвучивании предмета короткими импульсами ультразвуковых колебаний, с регистрацией отраженных от дефекта эхосигналов, направленных на приемник. Признак изъяна — появление на экране дефектоскопа эхосигнала.

Теневой метод предусматривает сквозное прозвучивание. Излучатель и приемник располагают соосно с разных сторон проверяемого объекта. На наличие несплошности указывает уменьшение амплитуды сигнала, который прошел путь от излучателя к приемнику. Применяется для проверки труб, листов.

Зеркально-теневой способ служит для диагностики предметов с коаксиальными и плоскопараллельными поверхностями. Имеется возможность использования одного преобразователя. Присутствие дефекта определяется по уменьшению амплитуды донного сигнала. Используется для контроля рельсов, поковок, листов, труб.

Резонансный метод дефектоскопии предполагает возбуждение и анализ резонансных колебаний в объеме исследуемого изделия, толщина которого определяется по резонансным частотам. На присутствие несплошности указывают заниженное значение толщины, исчезновение или ослабление резонансных пиков на экране осциллографа.

При контроле сварных соединений преимущественно используют метод отраженного излучения — эхолокации (эхо-импульсный). Его преимущество в том, что даже при одностороннем доступе к предмету исследования имеется возможность определения характера, размеров и координат дефекта. Применяют и теневой способ.

Схема УЗК контроля эхо-импульсным (а, б) и теневым (в, г) способами при отсутствии дефекта (а, в) и его наличии (б, г)

Область применения

Ультразвуковая дефектоскопия сварных швов востребована в следующих отраслях:

  • строительство;
  • машиностроение;
  • тепловая и атомная энергетика;
  • нефтегазовая и химическая промышленность.
Интересное:  Особенности измерительного контроля сварных соединений

Методика используется для определения внутренних макроскопических дефектов сварки, проверки качества сварных соединений из низколегированных и низкоуглеродистых сталей, корпусов доменных печей, мостов, котлов, станин гидравлических прессов, труб, корпусов судов.

Как правильно применять методику УЗК

Технология УЗК контроля соединения зависит от типоразмера сварного шва и требований к его качеству. Основные этапы:

  • внешний осмотр;
  • выбор способа проверки;
  • определение разновидности искателя и пределов его перемещения;
  • подготовка поверхности объекта;
  • проверка и настройка аппаратуры;
  • прозвучивание металла соединения;
  • оформление результатов проверки;
  • оценка качества.

На достоверность результатов УЗК-исследования также влияют квалификация оператора, его сосредоточенность при выполнении работы и степень соответствия контрольных параметров нормам, предусмотренным инструкцией.

Для сварных швов трубопроводов

Методика УЗК соединений трубопроводов приведена в документе ОСТ 36-75-83 «Контроль неразрушающий. Сварные соединения трубопроводов. Ультразвуковой метод». Стандарт охватывает соединения стыковые кольцевые сварные технологических трубопроводов, образованные всеми видами сварки плавлением, из низколегированной и низкоуглеродистой стали.

Необходимость УЗК контроля сварных швов труб, объем, требования к качеству оговариваются в документации на трубопроводы.

С помощью этого способа в швах и близлежащей зоне выявляются непровары, трещины, шлаковые включения, поры, несплавления. Расшифровка характера дефектов не приводится. Указывается количество несплошностей, условные размеры и координаты.

Важные моменты:

  • Температура окружающего воздуха — в интервале 5-40°С. При подогреве исследуемого объекта до нормативной температуры допускается проверка при температуре воздуха до -10°С. При низкой температуре используются дефектоскопы, сохраняющие (по паспортным данным) работоспособность в таких условиях.
  • Расположение в пространстве сварного соединенья трубопровода — любое.

Требования к дефектоскопам:

  • Рекомендуется применять приборы, удовлетворяющие требованиям стандарта 14782-76.
  • Для исследований в труднодоступных местах использовать малогабаритные, облегченные устройства.

Подготовка к контролю:

  • Основание — письменная заявка заказчика.
  • Принимается соединение, удовлетворяющее требованиям ГОСТ 16037-80, в соответствии с результатами внешнего осмотра.
  • Поверхность в оба направления от шва должна быть чистой от краски, грязи, окалины, брызг металла, ржавчины. В очищенной зоне должны отсутствовать забоины, неровности, вмятины. А коррозированная поверхность — предварительно механически обработана до достижения гладкого и ровного участка.
  • Запрещен контроль швов трубопроводов, заполненных жидкостью.
  • Рабочее место готовится заранее.
  • Выбирается метод прозвучивания, вид искателя, контактная жидкость, схема контроля.
  • В зависимости от толщины соединяемых элементов трубопровода (ГОСТ 16037-80), определяется способ прозвучивания.
Интересное:  Особенности контроля сварных соединений
Параметры УЗК контроля сварных швов трубопроводов

Обработанное кольцевое соединение размечается по окружности на 12 равных участков и нумеруется по ходу часовой стрелки, с целью однозначного установления места пролегания дефекта по всей длине. Указывается направление движения продукта в трубопроводе.

Разметка и нумерация кольцевого сварного соединения трубопровода

Проведение контроля:

  • Настраивается и подготавливается к работе дефектоскоп, в соответствии с инструкцией по эксплуатации.
  • Выполняется проверка: прозвучивается металл шва и околошовная зона, определяются измеряемые параметры обнаруженных изъянов.

Результаты записываются в таблицу.

Для качества сварных соединений

Оценка качества УЗК соединений проводится на основании измеренных характеристик дефектов, в соответствии с нормами и требованиями технической документации на исследуемое изделие. К основным измеряемым характеристикам выявленных несплошностей относятся:

  • Амплитуда эхо-сигнала от изъяна с измеренным до него расстоянием.
  • Количество несплошностей на участке определенной длины.
  • Координаты дефектов, их условные размеры и условное расстояние между ними.

Дополнительные характеристики — ориентация и конфигурация несплошности, необходимость оценки которых оговаривается в технической документации.

Качество оценивают по принципу «Годен» или «Негоден», в зависимости от результатов контроля. Термин «Годен» присваивается швам без дефектов или с наличием несплошностей, измеряемые параметры которых не превышают допустимых норм. «Негоден» — если характеристики изъянов превышают нормы.

Устройство и принцип работы

Ультразвуковой дефектоскоп

Прибор состоит из генератора импульсов, сигналы, образуемые которым, передаются на приемник. После отражения волны от поверхности дефекта, сигнал принимается преобразователем, после чего преобразуется в электрический и отображается на устройстве регистрации и индикации сигналов (экране).

Принцип работы дефектоскопа заключается в перемещении щупа вдоль сварных швов. Искатель перемещают по исследуемому образцу до момента появления устойчивого четкого сигнала.

Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock
detector