Профессия «дефектоскопист» как она есть | Дефектоскопист.ру

Ультразвуковая дефектоскопия в вопросах и ответах
Дефектоскопист > Ультразвуковая дефектоскопия

Ультразвуковая дефектоскопия в вопросах и ответах

Добро пожаловать в раздел, посвящённый теории и практике ультразвуковой дефектоскопии! На форуме «Дефектоскопист.ру» представлена информация по самым разным её аспектам. Бывалые «звуковики» (или «УЗисты») вам подтвердят: изучать этот вид неразрушающего контроля можно всю жизнь. Метод очень требователен к дефектоскописту – его знаниями, навыкам, опыту. Именно поэтому и был создан наш проект – в помощь специалистам УЗК (УЗД) и тем, кто хочет ими стать. Ну а чтобы было с чего начинать – вот краткий обзор основных трудностей при проведении данного вида контроля.

Ультразвуковая дефектоскопия оси колёсной пары

Выбор оборудования для ультразвуковой дефектоскопии

На форуме хватает обсуждений, посвящённых выбору УЗ-дефектоскопов – например, #1, #2, #3 и т.д. Сложности с подбором и приобретением аппаратуры возникают по ряду причин.
  1. На рынке очень много достойных производителей. Из отечественных – НПЦ «Кропус», НПК «ЛУЧ», НПГ «Алтек», АКС, «АКА-Скан», НПЦ «Эхо+», НПК «Техновотум» и др. Из зарубежных отметим Olympus, Sonotron NDT, ZETEC, SIUI NDT, HARFANG. Человеку неподготовленному тяжело сориентироваться в этом изобилии, и это нормально.
  2. Нужно уложиться в бюджет. Речь даже не только о том, что сумма на покупку нового прибора строго ограничена. Важно ещё и то, что средства на подобные цели выделяются, мягко говоря, не часто. Цена ошибки от этого резко возрастает. Второго шанса начальник лаборатории может и не дать.
  3. Дефектоскоп дефектоскопу рознь. Одно дело – прибор для сварных стыков, другое – для проката. Одно дело – контроль строительных конструкций, и другое – магистральных газопроводов. Ультразвуковая дефектоскопия рельсов и деталей подвижного состава – это совершенно иное направление. А есть ещё авиакосмическая отрасль с её композитами, для которых используются импедансные дефектоскопы. Словом, везде своя специфика.
  4. Нужно изучить объект контроля. В идеале нужно знать его толщину, габариты, радиус кривизны, материал, способ производства (сварки или, например, склеивания), размер, типология и глубина залегания характерных дефектов. Нужно понимать, какая руководящая документация на него распространяется, какие в ней содержатся требования к аппаратуре. И ещё предусмотреть, что объекты могут сменяться, соответственно, прибор должен быть «адаптируемым» для нескольких задач. Под них нужно подобрать необходимые датчики, призмы, настроечные образцы, сканирующие устройства и пр.
  5. Сами дефектоскопы – технически очень сложные устройства. Современные приборы – это высокопроизводительные машины с мощным функционалом, обширной палитрой настроек, умным интерфейсом. Количество каналов, чувствительность, скорость УЗК, глубина проникновения, типы развёрток, доступность функций АСД, ВРЧ, АРД-диаграмм, «заморозки», объём памяти, ёмкость аккумулятора – лишь малая часть важных характеристик.

Настройка дефектоскопа перед проведением ультразвуковой дефектоскопии

Подготовка к ультразвуковой дефектоскопии

Вот лишь некоторые промежуточные задачи, с которыми важно не ошибиться при подготовке к проведению контроля:
  • подобрать преобразователь с учётом скорости распространения продольной ультразвуковой волны, частоты, материала призмы, формы протектора и прочих параметров. Совмещённые или раздельно-совмещённые ПЭП выбираются исходя из способа контроля (эхо-импульсного, эхо-теневого, зеркально-теневого, эхо-зеркального, дифракционного или дельта);
  • с использованием образцов (СО-1, СО-2, СО-3 и других) проверить чувствительность, погрешность глубиномера, основной лепесток диаграммы направленности, мёртвую зону, точку выхода и угла ввода луча. Чувствительность можно задать на опорном, контрольном, браковочном или поисковом уровне. Настройка чрезвычайна важна, иначе прибор просто не увидит дефект, как это уже бывало у форумчан;
  • зачистить поверхность соединения (если мы говорим об ультразвуковой дефектоскопии сварных швов) от окалины, брызг металла, краски и иных загрязнений. Шероховатость должна быть в пределах нормы. Этим занимается не дефектоскопист, конечно же, но важно знать, в каком виде стык может быть допущен к контролю, чтобы требовать надлежащего исполнения обязанностей от монтажников;
  • определиться со скоростью сканирования (в пределах 150 мм/с для ручного УЗК) и минимальным условным размером дефектов, доступных для выявления;
  • нанести разметку на сварное соединение и околошовную зону (либо на основной металл – например, перед прозвучиванием листового проката).

Нанесение контактной смазки для проведения ультразвуковой дефектоскопии

Как не ошибиться со схемой прозвучивания

Этому посвящено множество обсуждений. Как пример – одна из старейших тем на форуме. В самом последнем сообщении сформулировано правило успеха: нужно внимательно читать документы на контроль. К таковым, например, относится ГОСТ Р 55724-2013.

Схема должна соответствовать типу соединения. Так, для ультразвуковой дефектоскопии стыковых сварных швов нужно использовать прямые и наклонные преобразователи. Прозвучивание осуществляется прямыми лучами, однократно- и двукратно-отражёнными. Тавровые и угловые соединения тоже проверяют с прямыми и наклонными преобразователями, генерируя прямые и/или однократно-отражённые лучи. Для нахлесточных соединений предусмотрены наклонные ПЭП. Прозвучивание осуществляется по совмещённой или раздельной схеме.

На выбор схемы влияет также наличие/отсутствие валика шва, а также характер несплошностей, которые нужно выявить. Одно дело – поперечные трещины, и другое – выявление дефектов, залегающих вблизи поверхности.

В зависимости от контролепригодности стыка и положений руководящей документации сканирование может производиться тремя способами:
  • продольно-поперечным;
  • поперечно-продольным;
  • методом качающегося луча.
Ещё одно важное понятие в ультразвуковой дефектоскопии – акустический контакт с исследуемой поверхностью. Способ ввода УЗ-колебаний может быть иммерсионным (щелевым) либо контактным. Для контроля металлических объектов обычно используют контактную жидкость (гель), для композитов, полимеров и пластиков более распространён сухой контакт. Как бы то ни было – важно, чтобы нормальному проникновению ультразвуковых волн ничего не мешало. В современных дефектоскопах, кстати, акустический контакт отслеживается автоматически.

Если углубляться в физические основы ультразвуковой дефектоскопии, то легко увидеть ещё один «подводный камень» – структурные шумы и высокий коэффициент затухания у исследуемого материала. Это особенно актуально при контроле композиционных, слоистых, клееных материалов, а также литья и поковок. На этот случай в помощь дефектоскописту в аппаратуре предусмотрены различные фильтры и регулируемый уровень отсечки. Если не уметь пользоваться этими инструментами, то неравномерная структура материала (особенно если не была произведена механическая или термическая обработка) приведёт к большому количеству ложных сигналов.

Ультразвуковая дефектоскопия позволяет выявлять скрытые дефекты сварных соединений

Определение характеристик дефектов и оформление результатов

Мало выявить несплошность – для принятия решения о допуске или отбраковке нужно корректно её измерить. Список характеристик, по которым оценивается качество шва, содержится в технологической карте, инструкции или методическом указании. Для полноценного проведения ультразвуковой дефектоскопии требуется измерение:
  • эквивалентной площади, условной ширины и длины дефекта;
  • его координат;
  • количества дефектов в заданной зоне;
  • условного расстояния между несплошностями
Оператор должен знать, как отличить ложные эхо-сигналы. Такое бывает, например, из-за некачественной обработки кромок.

Впрочем, функционал современной аппаратуры для ультразвуковой дефектоскопии помогает не допускать таких ошибок. Для большей наглядности многие приборы могут выстраивать А-, В-, С-развёртки, визуализировать профиль изделия, геометрию шва и пр. Режим огибающей максимума сигнала, к примеру, полезен для оценки формы несплошности.

Результаты контроля подлежат надлежащему оформлению. Их записывают в журнал, акт, заключение, реже – на схему соединения или в иной документ. Дефектоскописту необходимо указать информацию по следующим пунктам:
  • индекс изделия;
  • тип и обозначение сварного соединения, его расположение и длину;
  • дату проведения контроля;
  • идентификационные данные специалиста УЗК (обязательно с указанием номера квалификационного удостоверения);
  • тип и заводские номера дефектоскопа, ПЭП, мер и настроечных образцов, а также срок действия поверки на них;
  • собственно результаты ультразвуковой дефектоскопии. Определяется принадлежность выявленных дефектов к объёмным протяжённым, объёмным непротяжённым или плоскостным. Попутно указывается эквивалентная площадь дефектов, координаты, условные размеры, расстояние между ними и пр. С учётом количества и типа несплошностей участку присваивается 1–5 класс дефектности.
Форма актов (заключений, журналов) согласуется с заказчиком. В помощь слесарю не будет лишним подготовить дефектограмму – либо отдельным чертежом, либо прямо на стыке маркером изобразить месторасположения дефектов. Чтобы на вырез не попал годный участок, специалиста УЗК могут пригласить повторно – как до, так и после ремонта.

Занятия по ультразвуковой дефектоскопии

Ультразвуковая дефектоскопия с применением фазированных решёток и ЭМА-преобразователями

По-прежнему считается одной из передовых технологий УЗД. Почему «по-прежнему»? Да потому что в неразрушающем контроле этот метод стал применяться ещё с середины 1990-х годов. Однако и поныне фазированные решётки – прогрессивное направление, благодаря которому можно на полном серьёзе говорить об ультразвуковом контроле как о полноценной альтернативе рентгену.

Собственно, под фазированными решётками понимаются преобразователи с множеством пьезоэлектрических элементов, каждый из которых формирует луч с определённым сдвигом по фазе. Ультразвуковая дефектоскопия с фазированными решётками (секторное сканирование) сложнее, производительнее и точнее классического УЗК. Вместо традиционного А-скана оператор видит S-скан – гораздо более информативный ввиду того, что позволяет наглядно визуализировать структуру металла, размеры и месторасположение несплошностей.

Наконец, нельзя не упомянуть и электромагнитно-акустические преобразователи (ЭМА-преобразователи, ЭМАП). Уникальность подхода в том, что ультразвуковые колебания генерируются не в ПЭП, а в самом объекте контроля – по нормали либо под углом к поверхности.

В пользу ЭМА-преобразователей как одного из инновационных методов ультразвуковой дефектоскопии говорят следующие аргументы:
  • формирование поперечных волн, особенно благоприятных для толщинометрии и обнаружения трещин, плоскость которых параллельна направлению прозвучивания;
  • более устойчивый акустический контакт, чем у классических ПЭП;
  • бесконтактный режим контроля (датчики «живут» дольше);
  • отсутствие потребности в контактной жидкости (не портится внешний вид новой металлопродукции, плюс появляется возможность для проведения контроля даже при низких температурах);
  • меньшая требовательность к шероховатости и кривизне поверхности.

И напоследок

Разумеется, ультразвуковая дефектоскопия – слишком обширное направление, чтобы в одном тексте изложить весь спектр трудностей, с которыми сталкиваются специалисты. Мы обозначили лишь самые крупные – даже не темы, а «блоки» вопросов. А есть ещё, например, УЗК тонкостенных объектов. Так, для технологических трубопроводов на взрывопожароопасных объектах допускается проведение УЗД для толщин от 8 мм, хотя во многих других отраслях этот «порог» намного ниже. Опытные дефектоскописты убеждены: для объектов с малой толщиной стенки, от 4 мм, УЗК гораздо предпочтительнее рентгена. Вопрос наболевший, так как сотни специалистов по всей стране вынуждены «тягать» рентгеновские трубки и дышать реагентами в проявочной вместо того, чтобы проводить УЗК.

Словом, много интересных вопросов и ситуаций. Чтобы глубже изучить методы ультразвуковой дефектоскопии и улучшать свои навыки, присоединяйтесь к сообществу «Дефектоскопист.ру» и следите за обновлениями!

Больше информации по теме:
Что такое ультразвуковой контроль
Что такое ультразвуковой дефектоскоп
Что такое ультразвуковой толщиномер
Что должен знать каждый специалист УЗК о пьезоэлектрических преобразователях
VK Defektoskopist OK Defektoskopist Facebook Defektoskopist Instagram Defektoskopist YouTube Defektoskopist


Текущее время: 06:27. Часовой пояс GMT +3. Copyright ©2000 - 2020. 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