Ультразвуковой контроль

УЗК активно применяется для обследования множества устройств, конструкций и механизмов:

• трубопроводов, по которым транспортируют жидкости, газ, пар;
• запорной арматуры газо- и нефтепроводов;
• резервуаров различного назначения;
• бурильных труб;
• котлов и бойлеров;
• рельсов, элементов подвижного состава, стрелочных переводов;
• емкости, функционирующие под давлением жидкостей, пара или газа;
• оборудование, которым оснащены производства с повышенной химической и взрывоопасностью;
• металлоконструкции мостов, зданий, сооружений;
• корпуса насосов.

Существует несколько видов УЗК:

• входной: с его помощью проверяется состояние сварных деталей, трубного проката, поковок, металлических конструкций, поступающие на стройплощадку или на завод от поставщиков или других участников производственного процесса;
• операционный: контролю подвергаются детали, прошедшие термическую обработку;
• приемочный: на основании полученных результатов выдается заключение о качестве продукции и ее соответствии установленным стандартам.

А также этот метод активно применяют для технической диагностики и экспертизы состояния конструкций и устройств.

• Продольные: периодическое движение частиц совпадает с направлением УЗ-волны. Ее длина зависит от частоты, а скорость — от типа сплава. Помогают выявить трещины, растянутые неметаллические включения, расслоения.
• Поперечные (сдвиговые): периодическое движение частиц расположено под 90 градусов к направлению УЗ-волны, что нередко сопровождается поляризацией.
• Головные: в эту группу входят продольно-поверхностные, боковые, продольные подповерхностные волны. Эффективно обнаруживают дефекты на расстоянии от поверхности объекта 2-15 мм.
• Поверхностные (волны Рэлея): представляют собой сочетание поперечных и продольных УЗ-волн. Позволяют обнаружить дефекты, выходящие на поверхность. Этот вариант очень эффективен и способен заменить проникающий и магнитопорошковый контроль.
• Нормальные: к ним относятся торсионные, крутильные, поляризованные в двух проекциях. Подходят для контроля трубного, арматурного и листового проката.

К ним относятся характеристики, оказывающие влияние на достоверность получаемых результатов.

Параметры метода

• Длина волны. Она прямо пропорциональна размеру доступных для обнаружения повреждений. Еще она влияет на площадь мертвой и ближней зон.
• Предельная чувствительность. Минимальный участок, обнаруживаемый на определенной глубине и при заданных настройках УЗ-дефектоскопа, равный площади дискового отражателя.
• Эквивалентная чувствительность. Наименьший размер отражателя с определенной формой и месторасположением.
• Реальная чувствительность. Самая малая площадь несплошности, которая может быть обнаружена на заданной дефектоскопистом глубине.
• Угол ввода. Плоскость, образованную линией между центром бокового отверстия и точкой выхода преобразователя и перпендикуляром к участку, где так установлен ПЭП, что возникает максимальная амплитуда сигнала.
• Погрешность измерения. Обозначается в техдокументации на УЗК. Обычно составляет 1 мм, но иногда зависит от толщины стенки конструкции.
• Мертвая зона. Участок, на котором невозможно определить дефекты при определенной настройке контролирующего устройства.
• Минимальная длина, ширина, высота выявляемой несплошности. Определяются при двух положениях ПЭП. В первом случае амплитуду отраженного сигнала уменьшают на заданную величину, во втором — эхо-сигнал снижается до контрольного уровня.
• Акустическая стабильность. Она зависит от типа ПЭП и положения объекта контроля.

Параметры оборудования

• Условная чувствительность
• Угол падения
• Погрешность глубиномера
• Рабочая частота пьезолемента
• Частота отправки импульса
• Параметры пьезоэлемента и сканирования
• Вид, качество и количество контактной жидкости

Кроме того, во многом точность и достоверность УЗК зависит от опыта и знаний дефектоскописта.

Ультразвуковой контроль проводят в следующем порядке:

1. Заказчик обеспечивают доступ дефектоскопистов к конструкции или оборудованию, а также их безопасность во время проведения работ.
2. Сварной шов и окружающее пространство на расстоянии 7 см с обеих сторон, либо поверхность детали очищают от ржавчины и лакокрасочного покрытия.
3. На очищенный участок наносят специальный состав, улучшающий прохождение УЗ-волн.
4. Выполняется подключение и настройка дефектоскопа, при этом учитывается специфика материала, толщина сварного шва и т.д.
5. Включают ультразвуковой излучатель и с помощью датчиков, размещаемых по поверхности объекта, получают данные о состоянии конструкции и фиксируют результаты.

По результатам процедуры дефектоскопист заполняет протокол, в котором описывает выявленные дефекты, их размеры, происхождение, расположение.

Если с помощью УЗК не удалось в полной мере обследовать объект или возникла необходимость в подтверждении полученных данных, рекомендуется дополнительно применить другие методы НК.

Популярность УЗК объясняется широким перечнем преимуществ ультразвукового контроля:

• Высокая чувствительность аппаратуры. Это дает возможность с высокой точностью обнаружить дефекты всех видов и их характеристики.
• Компактность приборов. Можно проводить процедуру в полевых условиях, в ограниченном пространстве, при неудобно расположенной конструкции.
• Экономичность. Непосредственно дефектоскопы или услуги квалифицированных дефектоскопистов стоят недорого.
• Для проведения диагностики не нужно нарушать целостность объекта.
• Можно проводить УЗК металла толщиной до 800 мм.
• Процедура контроля не требует остановки производства или отключения проверяемого устройства на длительный срок.
• Метод экологичен и безопасен для здоровья человека, не приносит вреда окружающей среде.

Впрочем, минусы у ультразвукового контроля тоже есть. Этот метод не подходит, если металл имеет крупнозернистую структуру. Поверхность необходимо заранее подготавливать. И наконец, нужно учитывать требования системы геометрических размеров и допусков.

УЗК рекомендуется использовать для обследования объектов со сложной конфигурацией, находящихся в труднодоступных местах, в замкнутом ограниченном пространстве, либо в полевых условиях. Метод эффективен для контроля качества строящихся и эксплуатирующихся промышленных металлических сооружений, инженерных сетей или продуктопроводов.

Если своевременно проводить УЗК, риск возникновения аварии или необходимость во внеплановом ремонте снижаются до минимума.