Ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений

Ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений

Автор: Игорь

Дата: 21.10.2016

  • Статья
  • Фото
  • Видео

Необходимость в контроле сварных соединений перед их вводом в эксплуатацию является очень важным этапом во многих сферах. Сварка является часто используемым методом соединения металлических изделий, поэтому. Она используется как для ответственных металлоконструкций, так и для частной сферы. Отсутствие дефектов в соединении позволяет использовать их по прямому назначению. При наличии какого-либо брака, применять такие изделия запрещено, так как это может привести к непредсказуемым последствиям. Для анализа внутреннего состояния шва используют специальные устройства, одним из которых является ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений.

Ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений

Благодаря данному устройству можно проводить ультразвуковой анализ, который на данный момент является одним из самых популярных. За все время существования появилось большое разнообразие моделей такого устройства, позволяющие проводить анализ не только в условиях стационарных помещений, но и с возможностью переноски. Принцип действия практически у всех одинаковый, но встречаются отличия в параметрах. Также имеется несколько особенностей использования, которые нужно знать специалисту, так как для обыкновенного человека трудно будет справиться с проведением анализа и расшифровкой полученных данных. Дефектоскоп сварных швов доложен соответствовать ГОСТ 23667-85.

Дефектоскоп для сварных швов согласно ГОСТ 23667-85

Теория технологии

Технология ультразвуковой дефектоскопии. (Слева отсутствие дефекта, справа дефет)

В основе ультразвуковых колебания лежат обычные акустические волны, которые имеют частоту колебания выше 20 кГц. Человек их не слышит. Проникая внутрь металла, волны попадают между его частицами, которые находятся в равновесии, то есть, колеблются в одной фазе. Расстояние между ними равно длине ультразвуковой волны. Этот показатель зависит от скорости прохождения через металлический шов и частоты самих колебаний. Зависимость определяется по формуле:

  • L – это длина волны;
  • с – скорость ее перемещения;
  • f – частота колебаний.

Скорость же зависит от плотности материала. К примеру, в продольном направлении ультразвуковые волны двигаются быстрее, чем в поперечном. То есть, если на пути волны попадаются пустоты (другая среда), то изменяется и ее скорость. При этом, встречая на своем пути различные дефекты, происходит отражение волн от стенок раковин, трещин и пустот. А соответственно и отклонение от направленного потока. Изменение движения оператор видит на мониторе УЗК прибора, и по определенным характеристикам определяет, какой дефект встал на пути движения акустических волн.

К примеру, обращается внимание на амплитуду отраженной волны, тем самым определяется размер дефекта в сварочном шве. Или по времени распространения ультразвуковой волны в металле, что определяет расстояние до дефекта.

Как осуществляется контроль ультразвуком?

Метод чаще используют для контроля прочности сварных швов. Ультразвуковой дефектоскоп сварного шва работает по следующему принципу. В толщу металла распространяются определенные деформации, именуемые акустическими или упругими волнами. Они бывают нескольких видов:

  • инфразвуковые;
  • звуковые;
  • ультразвуковые;
  • гиперзвуковые.

    Во время распространения ультразвука, среда, по которой он расходится, совершает размеренные колебания относительно точки равновесия. В твердых телах могут действовать продольные и поперечные колебания. Максимально точно контролировать прочность сварных швов позволяют оба вида волн. Скорость подачи и распространения ультразвука напрямую зависит от прочности и внутренней среды исследуемого материала. Интенсивность подачи звуковых волн можно контролировать.

    По мере распространения звуковой волны, ее интенсивность утихает. От того, какими темпами это происходит, можно судить о плотности материала. Прибор показывает коэффициент затухания ультразвука, формируя его исходя их показателей рассеивания и поглощения. Точность показаний высокая, что позволяет получить четкую картину о качестве сварных швов, металла, прочих твердых материй.

    Виды УЗК сварочных швов

    Стыки прозвучивают по различной методике:

    • прямым лучом;
    • однократно отраженным;
    • двукратно отраженным;
    • многократно отраженным.

    Направление луча в ультразвуковом методе контроля сварных соединений подбирают по нормали, на которой дефекты особенно опасны.

    Основные способы локации:

    1. Эхо-импульсная УЗД. Прибор настроен на излучение и прием волны. Если аудиволна не зафиксирована датчиком, все в порядке, в шве дефекты не обнаружены. Если зафиксировано отражение, есть раздел сред.
    2. Эхо-зеркальный метод предусматривает применение датчика, генерирующего волну, и улавливающего приемника. Приборы устанавливают под углом к оси шва. Приемник ловит отраженные волны. По результатам диагностируют трещины в сварном соединении.
    3. Теневая диагностика подразумевает прохождение ультраволн по всей площади шва, приемник устанавливается за сварным соединением. Если звук отражается, возвращается к излучателю, приемник фиксирует теневой участок.
    4. Зеркально-теневая дефектоскопия – сочетание зеркального и теневого исследования. Комплект датчиков регистрирует отраженные звуковые колебания. Чистая волна — шов сделан без нарушений. Наличие глухой зоны – признак несплошностей.
    5. Дельта-метод основан на воздействии направленным лучом. Дефекты определяются по отражению ультразвука, изменению траектории. Для точных результатов требуется деликатная настройка диагностического оборудования.

    На практике чаще используют первый и третий методы. Неразрушающий контроль с использованием ультразвука выявляет брак, провоцирующий разгерметизацию сварных изделий. Считается эффективным способом профилактики аварийных ситуаций.

    Смотрите также:

    Измеритель защитного слоя бетона ИПА-МГ4.02
    Прибор ИПА-МГ4.02 предназначен для измерений толщины защитного слоя бетона и определения расположения оси арматуры в железобетонных изделиях и конструкциях

    Анализатор коррозии арматуры АРМКОР-1
    АРМКОР-1 предназначен для оперативного контроля степени коррозии арматуры в бетоне методом анализа потенциала микрогальванической пары (датчиком потенциала) и измерения удельного электрического сопротивления в бетоне (датчиком сопротивления).

    Реквизиты

    Общество с ограниченной ответственностью «БетонТест»
    ОГРН 1177746579482
    ИНН 9718070000
    КПП 771801001
    р/с 40702810601500009909
    ТОЧКА ПАО БАНКА «ФК ОТКРЫТИЕ»
    БИК: 044525999 Город: Москва
    К. счёт: 30101810845250000999

    Дополнительно
    • Главная
    • Проекты
    • Сервисный центр
    • Политика обработки данных
    • Карта сайта
    Контакты

    Адрес: 129226, г. Москва, ул Сельскохозяйственная, 16А этаж 4, пом 1, комн №3

    143912, Московская обл., г. Балашиха, ул. Белякова 2 Б

    Телефон: 8 (495) 088 13 47
    Телефон: 8 (800) 511 00 94
    (Звонок по России бесплатный)

    Методы дефектоскопии

    На сегодняшний день используются следующие методы контроля на основе ультразвука:

    • теневой – контроль уменьшения амплитуды между прошедшим и отражённым импульсом;
    • зеркально-теневой – основывается на учете коэффициента затухания;
    • эхо-зеркальный – одновременное применение двух аппаратов, изучающих шов с разных сторон;
    • дельта – проверка ультразвуковой энергии, излученной от дефекта;
    • эхо – фиксация отраженного от изъяна сигнала.

    Все методы отличаются между собой способом фиксации и оценки данных. При проведении ультразвуковой дефектоскопии наиболее часто применяется дельта-метод, основанный на регистрации отраженной от дефекта акустической волны.

    Уровни чувствительности

    Выше мы упомянули чувствительность. Давайте подробнее остановимся на этой теме, поскольку понимание всей сути позволит вам лучше разобраться в теме.

    Итак, согласно ГОСТу №21105-87 мы знаем, что существует всего три уровня чувствительности. Каждому уровню соответствует своя буква (уровень А, Б, В) и все они зависят от размеров дефектов.

    Уровень А самый высокий, чувствительность большая. Есть возможность обнаружить дефекты размером от 2,5 микрометра. Ниже вы можете видеть более подробную таблицу с информацией о других уровнях чувствительности.

    Читайте также  Фото клематисы

    Вы можете видеть, что в таблице указана графа о максимально допустимой шероховатости. Все дело в том, что магнитопорошковая дефектоскопия сварных соединений и успешность ее проведения во многом зависят именно от параметра шероховатости поверхности детали. Есть шероховатость будет превышать допустимые значения, контроль будет менее объективным и точным. Но эту проблему можно частично исправить, если использовать порошок крупной фракции. Его нужно наносить сухим способом. Тогда появится возможность обнаружить глубокие дефекты при повышенной шероховатости поверхности детали.

    Выше мы указывали, от чего зависит чувствительность данного метода контроля. Но мы не упомянули, что большое влияние оказывает подвижность частиц магнитного порошка. Важно, чтобы подвижность была высокой или выше среднего. Чтобы этого добиться нужно применять порошок с частицами разной формы. Такой порошок не будет прилипать к детали и позволит проводить более качественный контроль.

    Также на чувствительность может влиять род тока, с помощью которого вы намагничиваете деталь при контроле. Мы рекомендуем устанавливать постоянный ток. Он формирует магнитное поле, способное проникать вглубь заготовки, а значит лучше обнаруживать дефекты. На изображении ниже более подробно изображен этот принцип.

    Отдельно поговорим о применении сухого и мокрого метода. В своей практике мы обнаружили, что при сухом методе чувствительность существенно повышается. Это значит, что при применении сухого порошка контроль более объективен, чем при использовании суспензии. Кстати, есть свои секреты, как можно повысить чувствительность при применении сухого порошка. Профессионалы рекомендуют распылять порошок в специальном устройстве, которое затем будет подать вещество по шлангу прямо на сварное соединение.

    Есть и более продвинутые способы нанесения порошка. Можно поместить деталь в специальную герметичную камеру, где порошок будет находиться во взвешенном состоянии. В таком случае саму деталь нужно погрузить в рыхлое вещество, после чего медленно и аккуратно извлечь. Чувствительность при этом будет очень высокой. Но, в силу трудоемкости этот метод применяется нечасто, хотя все же имеет право на жизнь. Особенно, если нужно провести контроль детали, изготовленной из металла, имеющего немагнитное покрытие.

    Стандартные образцы для ультразвукового контроля

    Для максимальной достоверности и единообразия на каком-либо предприятии при осуществлении ультразвукового контроля серийного выпуска продукции или отработки технологий производства используются стандартные образцы.

    Как известно, все образцы для ультразвукового контроля делятся на государственные (ГСО), отраслевые (ОСО) и стандартные образцы предприятий СОП. Нужно сказать, что в ультразвуковой дефектоскопии и толщинометрии такие образцы способны определять следующие параметры: скорость распространения ультразвука (м/с), скорость затухания ультразвука (дБ) или эффективную площадь дефекта (мм2), коэффициента затухания (дБ/см), эффективную толщину материала (мм).

    Точность ультразвукового контроля зависит от выбранных опорных сигналов от искусственных отражателей, которые изготавливаются в стандартных ультразвуковых образцах. Эти образцы выполняют функцию мер физических величин: скорости распространения и затухания ультразвука, эффективной площади искусственных дефектов, отражающей ультразвук.

    Государственные образцы хранят и передают единицы измерения скорости распространения и затухания ультразвука, эффективной толщины и площади ультразвуковых отражателей отраслевым образцам, а также различным ультразвуковым дефектоскопам и толщиномерам.

    Отраслевые образцы измеряют параметры различных ультразвуковых импульсных дефектоскопов (например, погрешность и чувствительность измерения координат), получают опорный сигнал от цилиндрических отражателей в ходе аттестации и проверки образцов предприятий.

    Образцы предприятий при ультразвуковом контроле определенных материалов, изделий и соединений получают необходимые опорные сигналы от искусственных отражателей, которые изготавливаются из материалов, схожих по акустическим характеристикам (например, скорость распространения и коэффициент затухания). Это делается для настройки ультразвуковых импульсных дефектоскопов.

    Методика проведения УЗК

    1. Производиться тщательная подготовка исследуемой поверхности путем механического удаления остатков шлака, краски и ржавчины со сварочного шва. Вдобавок очищают полосы по 50 мм с обеих сторон от него.
    2. Место проведения дефектоскопии обильно покрывают жидкой массой в виде воды, минеральных масел или густых специальных клейстеров — это необходимо для возможности беспрепятственного прохождения ультразвуковых волн.
    3. Производиться предварительная настройка прибора на определенную методику, рассчитанную на решение конкретных задач.
    4. Пьезоэлектрический преобразователь УЗК последовательно начинают перемещать по зигзагообразной траектории по сварочному шву.
    5. После получения устойчивого сигнала необходимо периодически поворачивать пьезоэлектрический преобразователь в разные стороны вокруг своей оси так, чтобы получить на экране прибора сигнал с максимальной четкостью изображения.
    6. При обнаружении дефектов их фиксируют и записывают соответствующие координаты.
    7. При необходимости, ультразвуковой контроль сварных швов проводят в один или несколько проходов.
    8. Полученные результаты дефектоскопии заносятся в журнал проверки.