Ультразвуковой контроль - Форум по неразрушающему контролю | Дефектоскопист.ру
Форум по неразрушающему контролю | Дефектоскопист.ру
Вернуться   Форум по неразрушающему контролю | Дефектоскопист.ру > Форум Дефектоскопист


Новая тема
Темы раздела : Ультразвуковой контроль Опции раздела Искать в этом разделе
  Рейтинг Тема / Автор Последнее сообщение Инвертировать сортировку Ответов Просмотров
admin
Сегодня 10:00
от НПЦ Кропус К последнему сообщению
183 111,785
Olympus
21.03.2019 06:47
от Olympus К последнему сообщению
206 124,460
Рейтинг темы: голосов - 2, средняя оценка - 5.00. admin
19.03.2019 09:00
от Компания "АКА-Скан" К последнему сообщению
158 85,506
НПК ЛУЧ
18.03.2019 16:02
от Разработчик НПК ЛУЧ К последнему сообщению
182 102,897
НПФ АВЭК
15.03.2019 11:10
от НПФ АВЭК К последнему сообщению
51 32,051
OSK-Pribor
22.12.2018 13:05
от OSK-Pribor К последнему сообщению
20 3,689
Рейтинг темы: голосов - 2, средняя оценка - 5.00. admin
31.10.2018 05:49
от Компания "АКА-Скан" К последнему сообщению
388 151,996
 
lona53
Сегодня 23:10
от КОНСТ К последнему сообщению
1 30
erast54
Сегодня 12:56
от Русл К последнему сообщению
2 1,372
_Anton_
Вчера 11:24
от terkin К последнему сообщению
2 95
astrut
21.03.2019 17:40
от astrut К последнему сообщению
11 250
Алексей Р
21.03.2019 15:39
от Алексей Р К последнему сообщению
0 56
aleksei812
21.03.2019 15:07
от aleksei812 К последнему сообщению
5 159
speaky
21.03.2019 12:49
от Bene К последнему сообщению
121 32,163
aav59ru
20.03.2019 15:05
от Русл К последнему сообщению
31 1,167
mihail_dmitrievij
20.03.2019 08:56
от Михаил57 К последнему сообщению
11 291
EmelianP
19.03.2019 15:21
от Михаил57 К последнему сообщению
1 69
ВМВ
18.03.2019 12:29
от Никита Влдаимиров К последнему сообщению
10 365
ВМВ
17.03.2019 11:54
от ВМВ К последнему сообщению
2 477
НВССНКТД
16.03.2019 03:13
от kot5430 К последнему сообщению
20 548
александр666
14.03.2019 15:52
от александр666 К последнему сообщению
0 102
Рейтинг темы: голосов - 3, средняя оценка - 5.00. bozo
14.03.2019 10:43
от АКС К последнему сообщению
114 32,521
IrBiS
11.03.2019 14:33
от eskim0s К последнему сообщению
1 291
Рейтинг темы: голосов - 1, средняя оценка - 3.00. Gavruk
10.03.2019 19:46
от Boris2121 К последнему сообщению
136 63,313
Алексеич
08.03.2019 18:53
от КОНСТ К последнему сообщению
11 6,724
Rbi
08.03.2019 18:51
от КОНСТ К последнему сообщению
66 25,355
aleksei812
07.03.2019 12:22
от Kaktus_SPb К последнему сообщению
19 855
Новая тема

Опции просмотра
Показаны темы с 1 по 20 из 1411
 
Опции раздела Искать в этом разделе
Искать в этом разделе :

Расширенный поиск

Новые сообщения Новые сообщения Более 15 ответов или 150 просмотров Популярная тема с новыми сообщениями
Нет новых сообщений Нет новых сообщений Более 15 ответов или 150 просмотров Популярная тема без новых сообщений
Закрытая тема Тема закрыта  
 
Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.

Быстрый переход

Ультразвуковой контроль – самый универсальный метод НК

Вся технология ультразвукового контроля (УЗК) построена на простом физическом законе: траектория движения звуковых волн в однородной среде остаётся неизменной. При помощи дефектоскопа и пьезоэлектрического преобразователя (ПЭП) в материале искусственно создаются колебания с частотой более 20 кГц.

Если дефектов нет, они проходят беспрепятственно, без значительного отражения. Если же в материале есть какие-либо неоднородности (пустоты, трещины, инородные включения), то сигналы отражаются от них и регистрируются приёмником. По времени распространения волны можно судить о глубине залегания дефекта, по амплитуде отражённого импульса – о его относительном размере.

Ультразвуковой метод контроля предполагает использование продольных и поперечных волн. Скорость распространения у первых примерно в 2 раза выше, чем у вторых.

Другая важная характеристика упругих колебаний – длина волны. Чем она выше, тем выше разрешающая способность и, следовательно, чувствительность. Правда, пропорционально ей растёт и затухание (уменьшение энергии колебаний). «Золотой серединой» для дефектоскопии считается диапазон частот 0,5–10 МГц.

Для чего проводят ультразвуковой контроль

Данный метод НК позволяет:

  • обнаруживать подповерхностные дефекты – поры, пустоты, расслоения в наплавленном металле, трещины, шлаковые включения и другие вкрапления;
  • выявлять очаги коррозионного поражения;
  • определять неоднородность структуры материалов;
  • оценивать качество сварных, паяных, клееных соединений практически любых типов (тавровых, нахлёсточных, кольцевых, стыковых, угловых), в том числе – соединений разных материалов;
  • измерять глубину залегания дефектов и их размеры.

Ультразвуковой контроль сварных соединений и основного металла – одна из обязательных процедур при техническом диагностировании, отражённая во многих руководящих документах, от РД РОСЭК-004-97 до СТО Газпром 2-2.3-066-2006. Применение УЗК привлекательно тем, что не предполагает разрушения объекта. Даже остановки эксплуатации, как правило, не требуется. Это особенно важно, например, для диагностики трубопроводов, когда нет возможности их дренировать.

Отчасти именно поэтому ультразвуковой контроль всё чаще противопоставляют радиографическому. В пользу первого говорит ещё и то, что он безвреден для человеческого здоровья. Приборы для УЗК хороши своей портативностью, удобство работы в полевых условиях, большим многообразием датчиков, призм, сканеров и прочих принадлежностей для самых разных задач дефектоскопии.

Что касается недостатков этого метода, то чаще всего к ним относят:

  • существенные ограничения при сканировании материалов с крупнозернистой структурой и высоким коэффициентом затухания. Это объясняется слишком интенсивным рассеиванием колебаний. К таким «проблемным» материалам относятся, например, чугун и сплавы с повышенным содержанием никеля;
  • сложность при проведении контроля соединений разнородных материалов;
  • низкая пригодность к дефектоскопии объектов сложной конфигурации;
  • относительно низкая точность при оценке реальных размеров дефектов (данная проблема успешнее решена в технологиях ФР и TOFD, о которых написано ниже).

Ультразвуковой контроль сварных соединений: последовательность действий

В классическом виде акустическая дефектоскопия включает в себя следующие этапы:

  1. зачистку металлической поверхности – сварного шва и околошовной зоны – от краски, ржавчины, окалины, загрязнений;
  2. калибровку и настройку дефектоскопа;
  3. непосредственное прозвучивание объекта. Прижимая датчик к поверхности, оператор выполняет продольно-поперечные и вращательные движения;
  4. сохранение результатов, передача на ПК;
  5. расшифровку данных, оформление заключения.

На каких объектах практикуется ультразвуковой контроль

Метод УЗК практикуется едва ли не во всех отраслях промышленности, от нефте- и газоперерабатывающих производств до атомной энергетики. В металлургии его используют для отбраковки литья и поковок. В авиа- и судостроении – для проверки композитов, сотовых структур, полимеров на предмет трещин, непроклеев и пр. Вот лишь несколько примеров объектов, на которых проводится УЗК:

  • магистральные и технологические трубопроводы газа, пара, нефти, нефтепродуктов и прочих рабочих сред;
  • оболочки реакторных установок;
  • рельсы;
  • литые детали тележек грузовых вагонов;
  • обшивка сосудов, работающих под давлением;
  • корпуса насосов и многое-многое другое.

Ультразвуковой контроль сварных соединений и основного металла эффективен для выявления развивающихся дефектов, возникших в результате эксплуатации. Именно поэтому его проводят не только для входного и выходного контроля, но и для последующих обследований и технических освидетельствований. Без проведения УЗК не обходится ни одна экспертиза промышленной безопасности сосудов, работающих под давлением, магистральных и технологических трубопроводов, арматуры, теплообменников, печей и т.д.

Виды ультразвукового контроля

В ГОСТ 23829-85 приводятся определения 16 различных методов УЗК. Мы перечислим лишь основные, наиболее распространённые на практике:

  • теневой. По обе стороны сварного шва, перпендикулярно к его поверхности устанавливаются два преобразователя, один выполняет функцию излучателя, второй служит приёмником. При наличии инородной среды образуется глухая зона, что позволяет судить о наличии дефекта;
  • эхо-импульсный. Метод очень распространён для ультразвукового контроля сварных соединений. Дефектоскоп одновременно и возбуждает, и принимает упругие волны. Если они беспрепятственно проходят через материал и не отражаются, значит, причин для отбраковки нет. В противном случае возникает эхо-сигнал, что свидетельствует о наличии отражателей – дефектов. Способ привлекателен тем, что подходит для объектов с односторонним доступом, не требует снятия усиления и иных сложных подготовительных мероприятий;
  • эхо-зеркальный. Излучатель и приёмник разделены и расположены по одну сторону от исследуемого объекта. Волны излучаются под углом и, отражаясь от дефектов, фиксируются приёмником. «Тандем» как метод ультразвукового контроля особенно эффективен для выявления дефектов, перпендикулярных сварному соединению. В первую очередь – речь идёт о трещинах;
  • зеркальной-теневой. Отличается от обычного теневого тем, что преобразователи находятся на одной стороне относительно исследуемой поверхности. Косые волны отражаются от противоположной стороны сварного шва. Если приёмник не фиксирует отражённый сигнал, значит, имеется дефект;
  • дельта-метод. Данный вид ультразвукового контроля применяется редко – когда к качеству сварных соединений предъявляются особо жёсткие требования. Технология предполагает трудоёмкую, очень тонкую настройку дефектоскопа. Расшифровка результатов требует от специалиста особой подготовки. При всех недостатках у этого метода есть очень важное преимущество – повышенная чувствительность к вертикально-ориентированным трещинам, не всегда доступным для выявления стандартным эхо-методом. Суть дельта-метода в том, чтобы определить энергию колебаний, отражённых от дефекта внутрь сварного шва;
  • велосиметрический. Основан на том, чтобы зафиксировать и проанализировать изменение скорости колебаний в дефектной зоне. Обычно применяется для композиционных материалов;
  • ревербационно-сквозной. Также используется для ультразвукового контроля композитных, полимерных и многослойных материалов. Излучатель и приёмник располагаются по одну сторону объекта, на небольшой дистанции друг от друга. Волны посылаются в материал и после многократных отражений «добираются» до приёмника. Стабильные отражённые сигналы свидетельствуют об отсутствии дефекта. В противном случае наблюдается изменение амплитуды и спектра принятых сигналов.

Разумеется, изложенный перечень – далеко не исчерпывающий. При этом все перечисленные выше методы ультразвукового контроля сварных соединений и основного металла относятся к категории активных. Каждый из них подразумевает искусственное излучение и приём акустических волн, которые осуществляются при помощи специальной аппаратуры. Другое дело – пассивные методы. Самый яркий пример в этой категории – акустико-эмиссионный мониторинг, но это, по факту, отдельное направление акустической дефектоскопии.

Заканчивая этот блок, нельзя не сказать и об ультразвуковой толщинометрии (УЗТ). Измерение толщины металла – один из ключевых способов коррозионного мониторинга. По результатам УЗТ можно судить об остаточном ресурсе конструкции (механизма, оборудования и пр.).

Как и в ультразвуковом контроле, принцип построен на использовании импульсов, которые излучает преобразователь. Прибор измеряет скорость, за которую они проходят через стенку. Если конкретнее, то известно 3 основных режима:

  1. однократного эхо-сигнала. Измеряется время, которое проходит между начальным импульсом возбуждения и первым эхо-сигналом. Значение корректируется с учётом толщины протектора ПЭП, компенсации степени изнашивания и слоя контактной среды;
  2. однократного эхо-сигнала линии задержки. Измеряется время от конца линии задержки до первого донного эхо-сигнала;
  3. многократных эхо-сигналов. Измеряется время прохождения между донными эхо-сигналами.

Дефектоскопы и другое оборудование для ультразвукового метода контроля

Современные дефектоскопы хороши не только своей портативностью, удобством применения в полевых условиях и на большой высоте. Гораздо важнее – обширный набор функций и многообразие индивидуальных пользовательских настроек. В зависимости от модификации УЗК-дефектоскоп может отображать на своём дисплее А-, В-, С-, S-, L-сканы, вплоть до построения 3D-моделей профиля изделий.

Наиболее продвинутые модели имеют два и более независимых канала. Технически самыми совершенными считаются многоканальные приборы со специальным ПО и поддержкой секторного и/или линейного сканирования. Речь идёт о двух технологиях ультразвукового контроля сварных соединений:

  • фазированных решётках (ФР). Имеются в виду особые датчики (кристаллы), на поверхности которых с определённым шагом расположены 16, 32, 64 или 128 элементов. Каждый из них излучает волны с определённой задержкой. Корректируя этот «сдвиг по фазе», можно получить фронт волны с определённым углом. В этом и заключается принцип секторного сканирования. Оператору не нужно водить датчиком по поверхности – он и без этого «видит» все дефекты, расположенные в заданной зоне. По сравнению с одноэлементными ПЭП фазированные решётки могут генерировать пучок волн точно в зоне дефекта. В режиме реального времени на экране многоканального дефектоскопа выстраиваются наглядные А-сканы, на основе которых формируются детализированные, информативные отчёты. Мёртвая зона минимальна. Производительность ультразвукового контроля с ФР примерно в 3–4 раза выше, чем у традиционного УЗК;
  • дифракционно-временном методе (Time of Flight Diffraction, сокращённо – TOFD). Суть технологии – регистрация поперечных и продольных (боковых) волн, дифрагированных на краях несплошностей. Метод предполагает использование двух наклонных датчиков для излучения и приёма волн, расположенные по обе стороны сварного шва. «Натыкаясь» на дефект, волны изменяют своё направление и время прохода. Последний показатель в режиме TOFD считается ключевым. Дифракционно-временной метод эффективно выявляет точечные дефекты, выходящие на поверхность трещины, вогнутость, непровары в корне, расслоения, питтинговую коррозию и пр. Точность измерений достигает ±1 мм. Повторяемость результатов приближается к 100%. По своей информативности и достоверности линейное сканирование – полноценная замена радиографическому методу, особенно для дефектоскопии низколегированных и нелегированных углеродистых сталей.

Другой важнейший атрибут для ультразвукового контроля качества сварных соединений – это преобразователи. Они же датчики, они же ПЭП. Состоят из призматической искательной головки и пластины, изготовленной из титанита бария либо кварца. После того, как на неё подаётся ток в диапазоне частот 0,8–2,5 МГц, начинается излучение коротких импульсов упругих колебаний. Современные датчики позволяют корректировать их длительность и временной интервал между ними.

ПЭП различаются по углу ввода колебаний, способу излучения и приёма ультразвукового тракта, типу контакта, форме акустического поля и рабочей поверхности. Так, для ультразвукового метода контроля сварных соединений используются преобразователи следующих типов:

  • совмещённые, раздельные и раздельно-совмещённые;
  • прямые, наклонные, комбинированные и с переменным углом ввода;
  • фокусирующие и нефокусирующие;
  • притёртые и непритёртые;
  • контактные, иммерсионные, бесконтактные, щелевые и т.д.

Помимо этого, в УЗК активно применяются различные призмы, координатные устройства и сканеры. Для настройки и калибровки не обойтись без стандартных образцов (СОП, СО) и настроечных мер. Для улучшения акустического контакта на поверхность объекта предварительно наносят контактную жидкость/гель.

Для проведения УЗТ требуется толщиномер. Такой прибор технически проще, компактнее, дешевле классического дефектоскопа.

Обучение и аттестация специалистов по ультразвуковому методу контроля

Пройти подготовку и аттестацию на дефектоскописта УЗК можно в специализированных научно-учебных центрах. Всего предусмотрено 3 квалификационных уровня – I, II и III. Продолжительность программы обучения обычно составляет 40–120 часов. В стандартный курс входят следующие дисциплины:

  • введение в классификацию видов и методов неразрушающего контроля;
  • физические основы – теория колебаний, типы упругих волн, их свойства, критические углы ввода;
  • блок по источникам ультразвуковых колебаний (что собой представляет акустическое поле, в чём разница между прямым и обратным пьезоэффектом);
  • методы УЗК;
  • технология проведения акустической дефектоскопии – сварных швов, основного металла и композитов;
  • приборы и дополнительные принадлежности для УЗК.

Специалистов III уровня дополнительно обучают разработке методик проведения ультразвукового контроля. Изучаются типовые требования к их наполнению и оформлению.

По завершении обучения необходимо сдать квалификационный экзамен, состоящий из теоретической и практической части.

Разумеется, в каждом учебном центре есть своя библиотека методической и образовательной литературы. Дополнительно к этому можно почитать «классику» учебников по УЗК – труды И.Н. Ермолова, В.Г. Щербинского, В.В. Клюева, А.Х. Вопилкина и др. Посмотреть информацию об изданиях можно в специальном разделе «Библиофонд» онлайн-библиотеки «Архиус».

Для тех, кто открыт для новых знаний и обмена опытом, на форуме «Дефектоскопист.ру» предусмотрен специальный раздел. Начать рекомендуем с веток «Изучение УЗ-контроля» и «Обучение УЗК».

Будьте с «Дефектоскопист.ру» – и вы станете настоящим профессионалом ультразвукового контроля сварных соединений (и не только)!

VK Defektoskopist OK Defektoskopist Facebook Defektoskopist Instagram Defektoskopist YouTube Defektoskopist


Текущее время: 23:32. Часовой пояс GMT +3. Copyright ©2000 - 2019. Перевод: zCarot.
Внимание, коллеги! В целях нормальной работы форума администрация оставляет за собой право на обработку персональных данных зарегистрированных пользователей. В случае вашего несогласия просьба написать жалобу на defektoskopist.ru@gmail.com