Ультразвуковой контроль сварных соединений: краткая характеристика

Разработанная еще в 1928 году, ультразвуковой контроль очень эффективен для обнаружения скрытых дефектов сварных соединений. Ультразвуковые дефектоскопы выявляют воздушные пустоты, определяют химически неоднородные составы и наличие неметаллических включений.

Высокочастотные колебания (порядка 20 000 Гц) беспрепятственно проникают в металл и отражаются от поверхности дефектов. К таковым относятся, например, пустоты, неровности, царапины и пр. При наличии какого-либо повреждения происходит неизбежное отклонение диагностической волны. Данное отклонение фиксируется на экране прибора. С опорой на эти данные можно судить о характере и местонахождении дефекта.

Основные ультразвуковые методы контроля и их описания

В соответствии с национальным стандартом ГОСТ 23829-79, они подразделяются на пять видов, отличающихся по способу регистрации и оценки результатов.

·      Теневой метод. Состоит в том, чтобы отслеживать уменьшение амплитуды колебаний отраженного и прошедшего импульса. Дефект является своеобразной границей двух разнородных материалов (к примеру, металл и шлак). Зону за дефектом еще называют «звуковой тенью». Величина импульсов изменяется. Все это отображается на дисплее и указывает на наличие дефекта. Для данного ультразвукового метода контроля необходим двусторонний доступ к сварному соединению.

·      Зеркально-теневой метод. За основу принимается коэффициент затухания, свойственный отраженному колебанию.

·      Эхо-зеркальный метод. Способ подходит при одностороннем доступе к дефекту. В ходе проверки выявляются трещины и иные дефекты, расположенные перпендикулярно исследуемой плоскости.

·      Эхо-импульсный метод ультразвукового контроля. Волны, которые исходят от преобразователя, проходят через сварное соединение и при столкновении с дефектом отражаются от него. Эти отражения регистрируются на экране дефектоскопа. Для определения глубины залегания дефекта нужно замерить время от момента подачи импульса до того, как будет принят обратный сигнал. Важное преимущество эхо-метода в том, что шов не нужно предварительно обрабатывать, даже усиление снимать можно оставить.

Оборудование для ультразвукового неразрушающего контроля

УЗК-дефектоскопы отлично справляются с выявлением трещин, непроваров, газовых и шлаковых включений. С такими устройствами можно проверять стыковые, нахлесточные, угловые, тавровые соединения. Приборы подходят для работы со сталями, цветными металлами и различными сплавами, для сварки которых использовалась дуговая, электрошлаковая, газовая либо контактная технология.

Электрическую схему дефектоскопов для ультразвукового неразрушающего контроля составляют отдельные электрические блоки. Для их защиты предусмотрен ударопрочный корпус. Дисплей и клавиатура располагаются на передней панели. Щупы-искатели (они же датчики, преобразователи) имеют угол ввода 30, 40 или 50˚. Для перпендикулярного ввода ультразвуковых колебаний используют прямые щупы.

Основной рабочий элемент приборов для ультразвукового неразрушающего контроля – пластина пьезодатчика. Ее изготавливают из титанита бария либо кварца. Для проверки шва датчик перемещают вдоль его поверхность, совершая возвратно-поступательные движения.

Практика применения ультразвукового метода контроля

При помощи данной технологии определяют степень износа труб в магистральных трубопроводах и иных узлов и механизмов. Особенно широкое распространение УЗК-оборудование получило в нефтегазовой, химической, машиностроительной отрасли и в сфере ЖКХ.

Дефектоскопы применяются и в лабораторных, и в полевых условиях. Технология отлично себя зарекомендовала при диагностике котлов и прочих установок, работающих под действием высоких температур, давления и агрессивных сред. Проверка возможна даже в отношении изделий со сложной геометрией.

К недостаткам ультразвукового контроля относят, прежде всего, ограниченность информации о дефекте сварного соединения. Кроме того, при исследовании металлов, имеющих крупнозернистую структуру, возникают сложности, обусловленные сильным рассеянием и затуханием волн. Наконец, для выполнения диагностики нужно позаботиться о предварительно подготовке шва.

Впрочем, ультразвуковой метод контроля имеет намного больше преимуществ, чем изъянов.

·      Универсальность. Технология подходит для работы с чугуном, медью, аустенитными и легированными сталями. Ультразвуковые дефектоскопы отлично справляются с выявлением пор, непроваров, трещин, расслоения, несплошности, свищей, коррозии, провисаний, инородных включений и пр. Диагностика доступна для плоских, продольных, кольцевых, тавровых швов, стыков и т.д.

·      Высокая скорость проверки, точность и достоверность результатов.

·      Безопасность для персонала.

·      Возможность безостановочной эксплуатации исследуемого объекта или его отдельной части.

·      Сохранность проверяемой конструкции и материала.

В данном разделе форума «Дефектоскопист.ру» вы можете обсудить любые вопросы, связанные с ультразвуковым контролем сварных соединений.