Вернуться на главную
Ультразвуковой контроль
Ультразвуковой контроль — это один из методов неразрушающего контроля, который базируется на свойстве УЗ-волн не изменять траекторию движения при прохождении через однородную среду. Волна с частотой более 20 кГц проходит сквозь исследуемый объект. Если на ее пути встречаются дефекты, она отражается от них и меняет траекторию. Отклонения луча отмечает специальный прибор и выводит показания на монитор. Дефектоскопист на их основе определяет тип, местонахождение и размеры дефектов. Такой метод НК с высокой точностью выявляет воздушные полости неметаллические и шлаковые включения, неоднородность структуры материала.
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:
- Заказчик обеспечивают доступ дефектоскопистов к конструкции или оборудованию, а также их безопасность во время проведения работ.
- Сварной шов и окружающее пространство на расстоянии 7 см с обеих сторон, либо поверхность детали очищают от ржавчины и лакокрасочного покрытия.
- На очищенный участок наносят специальный состав, улучшающий прохождение УЗ-волн.
- Выполняется подключение и настройка дефектоскопа, при этом учитывается специфика материала, толщина сварного шва и т.д.
- 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.
