Контролює зварні з'єднання ультразвуком. Ультразвукова дефектоскопія

Методика ультразвукового контролю зварних швів багато в чому визначається типом і розмірами з'єднань. Однак при цьому існує ряд загальних положень прозвучування зварних швів, визначення розмірів і конфігурації дефектів, а також по оцінці якості зварних з'єднанні і поєднанню методу ультразвукової дефектоскопії з іншими методами контролю.

Прозвучування металу шва

Під час контролю якості зварних з'єднань необхідно забезпечувати ретельне прозвучування металу шва. Ультразвукові коливання вводяться в метал шва через основний метал, за допомогою похилих шукачів. Розрізняють способи прозвучування прямим, одноразово, дворазово та багаторазово відбитими променями (рис. 14).

Тип шукача, спосіб прозвучування і метод переміщення шукача визначаються типом і розмірами зварного з'єднання, а також характером дефектів, що зустрічаються в ньому. Кут введення коливань вибирають таким, щоб відстань від шукача до шва була якнайменшою, а напрямок променя - можливо близьким до нормалі до такого перерізу, в якому площа очікуваних дефектів максимальна. Тому дворазово і багаторазово відбитим променем контролюють у тому випадку, якщо розміри валика посилення шва не дозволяють прозвучувати шов прямим або одноразово відбитим променем при оптимальному куті введення променя.

Мал. 14. Способи прозвучування металу шва променем: а – прямим; б - одноразово відбитим; в - дворазово відбитим; г - багаторазово відбитим.

Особлива увага повинна бути приділена тим дефектам, відображення яких можна отримати лише тоді, коли їх поверхня перпендикулярна акустичній осі шукача.

Контроль зварних швів, як правило, здійснюють луною-методом із включенням шукача за суміщеною схемою. Роздільну та роздільно-сумісну схеми включення шукачів застосовують, якщо контроль за суміщеною схемою не забезпечує достатню надійність та достовірність.

Мал. 15. Виявлення дефекту при різних кутах введення променя 1: 1 і 2 - поверхні з'єднання; 3 і 4 - сторони з'єднання

Надійність прозвучування багато в чому визначається якістю акустичного контакту між виробом та шукачем. З метою забезпечення акустичного контакту виробляють відповідну підготовку поверхні металу та змочування її шаром контактуючого середовища. У разі застосування призматичних шукачів підготовка поверхні зводиться лише до видалення опуклостей і бризок металу, іржі, що відшаровується, і бруду.

Щоб уникнути швидкого зносу призми в процесі прозвучування, натиск на шукач повинен бути мінімальним, що лише забезпечує щільне прилягання призми до поверхні металу.

Ефективним засобом зниження інтенсивності зношування призм є застосування поліетиленових прокладок, через які вводяться ультразвукові коливання металу.

Якість акустичного контакту залежить також від форми робочої поверхні шукача та конфігурації виробу. При прозвучуванні поперечних зварних з'єднань металу циліндричної форми з радіусом кривизни понад 100 мм використовують шукачі з плоскою поверхнею. При малих радіусах циліндричних поверхонь поліпшення акустичного контакту робочу поверхню шукача притирають до циліндричної поверхні вироби. Якщо прозвучування шва виробляють у напрямку, перпендикулярному до циліндричної поверхні, що утворює, то шукачі з плоскою поверхнею можна використовувати лише при радіусі кривизни більше 300 мм. Поздовжні шви в конструкціях циліндричної форми з радіусом кривизни менше 300 мм ультразвуком не контролюють, тому що досягти при цьому задовільного контакту навіть шляхом притирання шукачів не вдається.

Прозвучування всього обсягу наплавленого металу, зазвичай, забезпечується з допомогою поздовжньо-поперечного сканування шукачем (рис. 16). Крок поперечного сканування повинен бути меншим за розміри перерізу ультразвукового пучка на рівні 0,8 діаграми спрямованості і практично становить 2-4 мм. Для підвищення надійності контролю у процесі сканування здійснюють безперервні обертальні рухи шукача на кут |φ|~10-15° від положення, при якому вісь променя нормальна до поздовжньої осі шва (рис. 16).

Мал. 16. Схеми сканування шва: 1 - поздовжнє; 2 – поперечне; 3 – обертальне, 4 – поворотне.

Для виявлення орієнтованих по-різному дефектів зварний шов при можливості прозвучують з двох сторін. Прозвучування з'єднань спочатку здійснюють при пошуковій чутливості, що перевищує оптимальну. На вхід приймального тракту дефектоскоп, крім корисних ехо-сигналів, можуть надходити перешкоди. Якщо частота ультразвуку обрана правильно, то, як правило, головним видом перешкод є помилкові ехо-сигнали від підрізів допустимих розмірів та від нерівностей на поверхні валика посилення.

Сигнали перешкод окремо нічим не відрізняються від корисних сигналів, відбитих від дефектів. Їхня поява не може бути передбачувана і в цьому відношенні вони є випадковими. Однак при контролі з'єднань заданого типорозміру можна визначити можливі області тимчасового зсуву перешкод по відношенню до зондуючого імпульсу.

Стикові зварні з'єднання

Контроль стикових зварних з'єднань здійснюють луною за суміщеною схемою (рис. 17, а, б, в, г, д). Значно рідше застосовують тіньовий метод (рис 17, е).

Вводити ультразвукові коливання за допомогою прямих шукачів безпосередньо в наплавлений метал не можна, так як між грубою поверхнею неплоскої посилення і шукачем не вдається створити задовільний акустичний контакт. Тому прозвучування швів ведуть за допомогою призматичних шукачів, які зигзагоподібно переміщуються в певних межах уздовж шва (рис. 17, а); крок поздовжнього переміщення становить 2-5 мм. Для виявлення дефектів, по-різному орієнтованих у металі, шов слід прозвучувати з двох сторін посилення. При цьому виключається також пропуск поруч розташованих дефектів, який може бути викликаний інтерференцією коливань відбитих від них.

Шви товщиною понад 150 мм прозвучують прямим променем із двох протилежних поверхонь металу (за можливості доступу до обох поверхонь).

Проконтролювати весь обсяг наплавленого металу з однієї поверхні не вдається, тому що для прозвучування таких швів одноразово відбитим променем чутливість дефектоскопа виявляється недостатньою.

При прозвучуванні шва з однієї поверхні прямим променем (рис. 17 б) залишається непроконтрольованою мертва зона, висота l min якої пов'язана з шириною посилення b співвідношенням

де b – ширина посилення;

d – стріла шукача;

а – кут введення променя.

Мал. 17. Схеми прозвучування стикових зварних швів

Величина мертвої зони при контролі шва може бути легко визначена за шкалою глибиноміру дефектоскопа або координатною лінійкою. Значення мертвої зони визначається цифрою шп Н для d+b/2 на відповідній шкалі L.

Для забезпечення більшої чутливості та зменшення мертвої зони, кожен шов контролюють шукачами з різними кутами введення променя. Прозвучування шва цими шукачами ведуть пошарово, збільшуючи чутливість і зменшуючи кут введення зі збільшенням глибини розташування шару (рис. 18).

Шви завтовшки 25 - 150 мм можуть бути прозвучені з однієї поверхні основного металу прямим і одноразово відбитим променем (рис. 1, в). При цьому кут введення а зазвичай вибирають таким, щоб вісь променя в одному з положень шукача перетнула вісь симетрії шва завтовшки на глибині 0,5. Розмір кута α визначається рівняннями:

при прозвучуванні прямим променем

при прозвучуванні одноразово відбитим променем

Мал. 18. Схема контролю стикових зварних швів завтовшки понад 150 мм.

Очевидно, прозвучити весь переріз стикового шва можна двома шукачами, в одного з яких кут введення променя має величину, що визначається попередніми виразами. При цьому необхідно, щоб виконувалася умова

де
і
- кути введення променя шукачів при прозвучуванні прямим і відбитим променем відповідно.

Чим менше товщина основного металу, тим більший кут введення променя необхідний контролю шва, оскільки зі зменшенням товщини δ ширина b посилення падає незначно. При цьому для прозвучування шва прямим променем завжди потрібен більший кут введення променя, ніж для прозвучування шва променем, відбитим від протилежної поверхні основного металу. Тому шов може бути прозвучений одним шукачем, кут введення променя якого розрахований за виразом (2). Задовільні результати при контролі дають шукачі з кутами введення променя менше 80°. У зв'язку з цим шукачами типової конструкції виявляється можливим прозвучувати прямим променем стикові шви металу завтовшки понад 20 - 25 мм. Шви металу меншої товщини можуть бути прозвучені за допомогою цих шукачів тільки променем, що зазнало одного або кількох відбитків в основному металі.

Шви товщиною 10-25 мм контролюють шукачем з кутом введення променя =65-70°. При цьому нижня частина шва прозвучується прямим або дворазово відбитим променем, а верхня - одноразово відбитим (див. рис. 17, г).

Шви листів товщиною менше 10 мм можуть бути прозвучені за допомогою типових шукачів променем, що зазнає багаторазових відбитків в основному металі (рис 17, д). Мінімальна кількість відображень n, що зазнають ультразвукового променя в основному металі до входу в шов становить

Для забезпечення високої достовірності контролю швів малої товщини доцільно використовувати спеціальні шукачі зі зменшеною стрілою, що дозволяють прозвучати нижню частину шва прямим променем

При контролі стикових швів будь-якої товщини кут введення променя та спосіб прозвучування визначають зону переміщення шукача.

При прозвучуванні шва прямим променем шукач переміщають від валика посилення на відстань (див. рис. 17, б, в)

Особливості контролю стикових, з'єднань великої товщини

Досвід контролю зварних з'єднань великої товщини (100 мм і більше) показав, що ультразвукова дефектоскопія є найбільш надійним засобом перевірки. Шви завтовшки 100 - 200 мм доступні гаммаграфування, але чутливість і продуктивність при цьому виявляються дуже низькими. За допомогою бетатрону можна контролювати шви товщиною до 500 мм, але реалізація цього способу перевірки утрудняється дорожнечею апаратури та необхідністю будівництва спеціально обладнаного приміщення.

Труднощі, що виникають при ультразвуковому контролі зварних з'єднань великої товщини, насамперед пов'язані з необхідністю забезпечення високої чутливості контролю. Гранична товщина доступних перевірці зварних з'єднань визначається величиною зерна металу, тому питання контролю з'єднань великої товщини та крупнозернистих швів доцільно розглядати спільно.

Зварні з'єднання товщиною до 150 - 200 мм із сталей перлітного класу, виконані багатошаровим зварюванням або електрошлаковою з подальшою нормалізацією, можуть бути проконтрольовані за допомогою серійних ультразвукових дефектоскопів. При прозвучуванні зазвичай застосовують шукачі з кутом призми 30 або 40°. Часто для більшої надійності контролю роблять послідовне прозвучування обома шукачами. Шукач із кутом призми 50° використовують для виявлення дефектів у мертвій зоні шва, яка не могла бути прозвучена шукачами з меншим кутом призми. У зв'язку із значним зменшенням чутливості при зростанні товщини контроль рекомендується вести, як правило, прямим променем з обох поверхонь виробу. Лише при товщині швів не більше 100 - 150 мм (залежно від структури металу) допустимо контроль одноразово відбитим променем з однієї поверхні з'єднання, якщо немає доступу до протилежної поверхні.

З цієї причини при контролі зварних з'єднань товщиною понад 200 - 250 мм виникає у збільшенні чутливості з поглиблення ультразвукового імпульсу в товщу металу шва. Зазвичай меж тимчасового регулювання чутливості серійних дефектоскопів виявляється недостатньо вирівнювання чутливості по глибині. В цьому випадку доводиться вдаватися до пошарового способу контролю, при якому спочатку на зниженій чутливості контролюється верхня частина металу шва, а потім при переході до контролю глибших шарів чутливість збільшується. Для контролю пошаровим способом зварних з'єднань завтовшки до 700 мм розроблені спеціальні дефектоскопи, в яких за допомогою перемикача одночасно змінюється затримка розгортки та чутливість (наприклад, дефектоскоп УДЦ-13).

Можливість ультразвукового контролю зварних з'єднань особливо великої товщини та зварних з'єднань з матеріалу з крупнозернистою структурою, зокрема, з аустенітних сталей, великою мірою залежить від технології зварювання та термообробки. Тому при виникненні труднощів у проведенні контролю методика дефектоскопії відпрацьовується на зразках із моделями дефектів, що розташовані на різній глибині. На початку дослідження намагаються виявити близькі дефекти, а потім - глибше залягають. Якщо при виявленні штучних дефектів ніяких сигналів на екрані не спостерігається при максимальній чутливості дефектоскопа, рекомендується використовувати шукач зі зменшеним кутом призми, збільшеним діаметром п'єзопластини та зниженою робочою частотою. Не слід застосовувати дуже низькі частоти, тому що при цьому погіршується відношення сигнал-шум. При великому рівні структурних перешкод для збільшення відношення сигнал-шум необхідно зменшити кут призми шукача та тривалість, але не амплітуду зондуючого імпульсу, збільшити діаметр пластини та застосувати фокусування ультразвуку (лише виявлення дефектів у ближній зоні).

Для оцінки якості швів великої товщини за даними ультразвукової дефектоскопії необхідно вивчити технологію зварювання даного з'єднання, характер дефектів, що виникають у ньому, при можливих порушеннях нормального режиму зварювання, а також особливості виявлення цих дефектів при озвучуванні їх з різних сторін.

У більшості випадків внаслідок попередніх досліджень вдається розробити досить чітку методику визначення якості швів великих товщин за допомогою ультразвукової дефектоскопії.

В даний час ультразвукова дефектоскопія застосовується для перевірки якості багатьох зварних стикових з'єднань товщиною до 700 мм, наприклад, для контролю електрошлакового зварювання корпусів доменних печей, станин гідравлічних пресів, корпусів атомних реакторів і т.п. Однак у деяких випадках не можна досягти виявлення дефектів у зварних з'єднаннях. Це зазвичай має місце при контролі аустенітних сталей з розміром зерна близько 1 мм і більше, а також перлітних сталей з великою структурою видманштедта, особливо при значній товщині їх. Таким чином, існує клас зварних з'єднань, що не перевіряються ультразвуком при сучасному стані цього методу дефектоскопії.

Особливості контролю стикових швів малої товщини

Основна складність, що виникає при контролі зварних швів малої товщини (менше 10 - 15 мм), полягає в тому, що помилкові сигнали, відбиті від валика підсилення або підкладної планки, майже збігаються в часі з очікуваними сигналами від дефектів.

Для підвищення роздільної здатності слід прагнути, щоб середня частина або корінь шва, де найімовірніше поява непроварів і шлаків, контролювалася прямим променем. Це досягається при великих кутах призми та малій стрілі шукача. Верхня частина шва контролюється одноразово відбитим променем.

Чим менша товщина зварного шва, тим більше має бути кут призми шукача. При кутах 55 - 57 ° утворюється досить інтенсивна поверхнева хвиля, що обмежує подальше збільшення кута призми. При зростанні кута призми необхідно збільшити стрілу шукача, щоб не було відображення ультразвуку від переднього кута призми. Уникнути це можна, розміщуючи п'єзопластину ближче до контактної поверхні призми, а також надаючи п'єзопластині напівкруглу або прямокутну форми та зменшуючи її розміри. При цьому для збереження досить високого спрямування випромінювання необхідно підвищувати частоту. Висока частота одночасно сприяє подальшому підвищенню променевої роздільної здатності за рахунок зменшення тривалості зондуючого імпульсу.

Для контролю зварних з'єднань труб, виконаних одностороннім зварюванням, застосовують шукачі, контактна поверхня яких відповідає формі труби. Якщо діаметр труби менше 25 мм, необхідно застосовувати шукачі з фокусуючим протектором, що запобігає розбіжності променів у стінці труби. Використання фокусуючого протектора корисне також під час контролю труб більшого діаметра (25 - 60 мм).

Налаштування апаратури при контролі труб також виконується за кутовим відбивачем, що добре імітує основний тип дефекту - непровар в корені шва. Розміри кутових відбивачів визначаються товщиною контрольованого з'єднання та типом шукача. Так, наприклад, для шукача з кутом призми β=53° при контролі швів завтовшки 7 - 15 мм розміри кутового відбивача становлять 5 мм 2 (глибина 2 мм, ширина 2,5 мм). Бракуються з'єднання з дефектами, ехо-сигнал від яких перевершує сигнал від кутового відбивача за амплітудою та умовною висотою. Дефекти типу окремих пір діаметром 1 мм і менше за такої чутливості практично не виявляються

Контролює стикові зварні шви в конструкціях залізничного транспорту.

Метод ультразвукової дефектоскопії стикових зварних з'єднань товщиною від 10 до 50 мм широко використовується при виготовленні, ремонті та експлуатації прогонових будов залізничних мостів локомотивів та вагонів.

При виявленні неприпустимих вад у шві роблять ремонт дефектної ділянки з наступним повторним контролем.

У разі виявлення включень, розташування v розміри яких за даними ультразвукової дефектоскопії не дозволяють забракувати шов, сумнівну ділянку шва піддають рентгенографування з метою уточнення характеру включень.

Контролює стикові з'єднання в паропроводах та котлах.

Зварні з'єднання труб паропроводів діаметром 130 мм і більше з товщиною стінок 15-60 мм виконують найчастіше на підкладних кільцях (мал. 19), хоча останнім часом використовують спосіб зварювання без підкладних колії з проплавленням кореня шва.

Мал. 19. Схема контролю зварного з'єднання паропроводу.

В даний час ультразвукову дефектоскопію застосовують як обов'язковий спосіб перевірки якості цих сполук, а просвічування проникаючими випромінюваннями як додатковий спосіб. Для контролю застосовують дефектоскопи з робочою частотою 1,8 МГц та призматичні шукачі з кутом β=40°. При вугіллі β=40° можна контролювати чутливість відбиття від підкладного кільця і ​​за становищем на екрані дефектоскопа легко відрізняти ці відбиття від сигналів, пов'язаних з дефектами.

Верхню частину зварного шва з товщиною стінки до 40 мм контролюють одноразово відбитим променем (рис. 19, положення Б), а нижню частину - дворазово відбитим променем (положення В). Контроль проводиться в один прийом, тобто верхня та нижня частина шва перевіряються за один рух шукача. Зварні шви завтовшки більше 40 мм контролюють у два прийоми: спочатку перевіряють кореневу частину шва прямим променем (положення А), а потім - верхню частину одноразово відбитим променем.

Налаштування чутливості проводиться за кутовим відбивачем площею 5 мм 2 у тест-зразку. Якщо перевірка ведеться за один прохід шукача, відбивач виконується тільки на внутрішній стороні тест-зразка, а якщо за два проходи - то на внутрішній та зовнішній поверхнях. При пошуку дефектів чутливість збільшується в 1,5 – 2 рази, а для дослідження дефектів чутливість відновлюється.

Зварні з'єднання, в яких не виявлені дефекти з амплітудою ехо-сигналу більше, ніж від відбивача площею 5 мм 2 вважають придатними і оцінюють балом 3. Надалі враховують дефекти тільки з сигналами більшої амплітуди.

Зварні з'єднання бракують (оцінюють балом 1) у таких випадках:

виявлено хоча б один дефект на відстані більше 5 мм від поверхні зварного з'єднання Такі дефекти виявляються важче дефектів, розташованих біля поверхні;

виявлено дефект у корені шва, від якого амплітуда імпульсу або пробіг його екраном більше, ніж від відбивача площею 7 мм 2 ;

в корені шва виявлено одиночний дефект, умовна довжина якого перевищує 10%, або ряд дефектів, сумарна умовна довжина яких перевищує 20% периметра шва.

Зварні з'єднання з дефектами в корені шва, амплітуда еxo-сигналу від яких більш ніж від відбивача площею 5 мм 2 але допустимі з точки зору викладених вище вимог, оцінюються балом 2 і допускаються до експлуатації, якщо характер відображення від них її має типових ознак відображень від тріщин.

Аналогічно перевіряють кільцеві зварні з'єднання денця з камерами колекторів парових котлів.

Багаторічна практика ультразвукового контролю зварних швів паропроводів та колекторів показала надійне виявлення небезпечних дефектів типу тріщин та непроварів, тому контроль ведуть без дублювання просвічуванням.

Ультразвуковий контроль без дублювання просвічуванням також застосовують при оцінці якості швів котлів паровозів під час їх ремонту. Прозвучуванню піддають всю довжину швів, що мають іноді довжину до 15 м. Внутрішню частину шва товщиною 18 мм прозвучують прямим променем, а зовнішню частину - одноразово відбитим шукачем, що випромінюється, з кутом призми β=50°. Ділянки швів, у яких за даними ультразвукового контролю виявлено дефекти з умовною довжиною 5 мм і більше, підлягають вирубці, подальшому заварюванню та контролю.

Кутові зварні з'єднання

Кутові шви зварних з'єднань тривалий час контролювали в основному зовнішнім оглядом та проміром. Більш надійні методи контролю у промисловості майже не застосовували.

Разом з тим, у кутових швах можуть бути не виявляються зовнішнім оглядом внутрішні дефекти у вигляді пір, шлакових включень, непроварів та тріщин, які знижують міцність з'єднань, особливо при дії вібраційних навантажень.

Розроблені в 1957 р. апаратура та методика дозволили застосувати для контролю якості кутових швів метод імпульсної ультразвукової дефектоскопії.

В даний час ультразвукова дефектоскопія є єдиним методом, що виявляє в кутових швах таврових і хрестових тріщин з'єднань з розкриттям менше 0,2 мм і тонкі непровари в корені шва.

На рис. 20 наведені схеми прозвучування кутових швів таврових з'єднань, які можуть бути використані виявлення внутрішніх дефектів.

Мал. 20. Схеми прозвучування кутових швів при виявленні: а - непровар в корені шва, б - поздовжніх тріщин; в - пір і шлаку, г - поперечних тріщин

Найбільш ефективним є метод введення ультразвукового променя в шов через основний метал листа, що приварюється (схема 3), так як він дозволяє виявити всі види внутрішніх дефектів у кутових швах таврових і хрестових з'єднань і найбільш простий. При цьому кут введення коливань повинен бути таким, щоб напрямок променя був приблизно перпендикулярним до перерізу, в якому максимальна площа дефектів.

Аналіз геометрії поширення променя показує, що прозвучування наплавленого металу шва з катетами K 1 і К 2 при товщині листа, що приварюється, може бути здійснено одним шукачем з кутом введення променя α 1 або послідовно двома шукачами з кутами введення променя α 1 і α 2 (рис. 2). Кут введення променя α 1 визначається рівністю

Оскільки K 1 ≈К 2 =K, то α 1 =45°. Шукачем з кутом введення променя α 1 =45° повністю прозвучується кутовий шов, для якого справедливе співвідношення

Це співвідношення зазвичай має місце при δ>30 мм. При товщинах δ≤30 мм шукачем з кутом введення променя α 1 =45° пролунає частина шва, заштрихована на рис. 2 суцільними лініями.

Мал. 21. Схема переміщення шукача під час контролю кутового шва: 1 – полиця; 2 – стінка (лист, що приварюється)

Решта шва (заштрихована пунктирними лініями) може бути прозвучена шукачем з кутом вода променя α 2 > α 1 . Мінімальна величина кута α 2 забезпечує надійний контроль обсягу шва, заштрихованого пунктирними лініями, визначається з рівності

Слід зазначити, що для підвищення надійності виявлення дефектів, розташованих біля поверхні шва, доцільно застосовувати шукачі з кутом 1 трохи меншим 45°.

При контролі шукач переміщають у межах, що визначаються мінімальним L min і максимальною L max відстанями його від полиці (рис. 21). Ці відстані можуть бути визначені за такими формулами:

Відстань від шукача до полиці, при якому прямий ультразвуковий промінь проходить через вісь симетрії таврового з'єднання, становить

Очевидно, що корінь шва може бути прозвучений прямим променем, якщо
. При невиконанні цієї нерівності прозвучування ведуть одноразово відбитим променем, переміщуючи шукач з відривом

Відстань A min , A m ax і L cp визначають за шкалами глибиноміру або координатної лінійки так само, як при контролі стикових швів.

В процесі прозвучування швів вибоїни на поверхні металу іноді викликають відображення ультразвуку, що ускладнює контроль і може призвести до помилкового уявлення про наявність дефектів, які насправді відсутні в шві. Для того, щоб індикатори не реагували на помилкові ехо-сигнали, прозвучування кутового шва слід вести дефектоскопом у режимі «Контроль за шарами». В цьому випадку на екрані дефектоскопа «проглядається» ділянку шляху ультразвукового променя через наплавлений метал шва та індикатори реагують на імпульси, що відображені від дефектів шва. Хибні ехо-сигнали досить легко можна відрізнити від імпульсів, викликаних дефектом, шляхом вимірювання координат розташування поверхні, що відбиває. При цьому насамперед слід виміряти відстань L від шукача до поверхні, що відбиває. Для виявлення поперечних тріщин слід додатково прозвучувати кожен шов з'єднання похилим шукачем за схемою 1 або 3 (рис. 20 г).

У деяких таврових з'єднаннях допускається технологічний непровар, що не перевищує заданої величини.

Контролює кутові шви з'єднань з наскрізним проплавленням.

У відповідальних таврових та хрестових з'єднаннях зварних металоконструкцій, як правило, передбачається повний провар у корені шва. Товщина листів (стінки), що приварюються, зазвичай становить 8 - 20 мм.

Якість швів таких сполук може бути проконтрольована методом ультразвукової дефектоскопії шляхом прозвучування наплавленого металу одноразово відбитим променем. При цьому непровар у корені шва найбільш стійко виявляється шукачем з кутом призми ?50°, а тріщини, пори, шлакові включення і непровари по кромці - шукачем з кутом ?40°.

Оскільки найімовірнішим дефектом є непровар у корені шва, контроль доцільно починати з прозвучування з'єднання шукачем з кутом призми ?50°. При цьому шукач слід переміщати на відстані від полиці, що дорівнює L cp ±5 мм; величина L cp може бути визначена за співвідношеннями (5, 6), глибиноміром дефектоскопа або координатною лінійкою.

Ділянки швів, у яких не виявлено непровар у корені шва, прозвучують шукачем з кутом призми β≈40°, що переміщується в межах, що визначаються відстанями L min та L max від полиці з'єднання (див. рис. 21).

Контролює кутові шви з'єднань з технологічним непроваром

Кутові шви хрестових з'єднань, в яких не передбачений повний технологічний провар, можуть бути проконтрольовані, якщо товщина стінки перевищує 20 мм. Їх прозвучують прямим променем, що випромінюється шукачем, розташованим на поверхні стінки. При цьому неприпустимі дефекти в шві або неперевірений кут стінки викликають ехо-сигнал великої амплітуди. шви таврових з'єднань з товщиною стінки більше 20 мм. При меншій товщині шви не можуть бути прозвучені прямим променем. Спроби контролювати їх одноразово відбитим променем не дали позитивних результатів, так як ехо-сигнали, що виникають при цьому, від технологічного непровару не вдавалося відрізняти від ехо-сигналів, обумовлених недопустимими дефектами. , що вводяться через зовнішню площину полиці (див. схему 1 і 2 на рис. 20, а).

При виготовленні деяких конструкцій потрібно, щоб технологічний непровар у таврових з'єднаннях не перевищував певної допустимої величини.

Мал. 22. Таврове з'єднання: 1 - полиця; 2-непровар у корені шва; 3 – стінка; 4 - повний провар

При ультразвуковому контролі ширина b непровару в корені шва таврового з'єднання (рис. 22) може бути визначена двома методами: порівнянням амплітуд ехо-сигналів від непровару та моделей непровару, виконаних у тест-зразку; порівнянням амплітуд ехо-сигналів від непровару та нескінченної площини (безеталонний метод).

За обох методів використовують похилі шукачі, включені за роздільною схемою; для зручності контролю вони можуть бути виконані у загальному корпусі.

Зварні зварні нахлестки

Шви з'єднань внахлестку доцільно прозвучувати з боку основного листа одноразово відбитим променем за допомогою шукача, включеного за сумісною схемою (рис. 23).

Кут введення променя визначається співвідношенням горизонтального K 1 і вертикального К 2 катетів і може бути розрахований за виразом (1) (див. розділ "Ультразвукова дефектоскопія кутових зварних швів"). Причому,
.

Мал. 23. Схема контролю з'єднань внахлестку одноразово відбитим променем шукача, включеного за суміщеною схемою, для виявлення: а – тріщин; б - пір і шлакових включень; в – непроварів по вертикальній кромці

У процесі контролю шукач переміщають по площині основного листа товщиною 1 в межах:

відлічуваних від торця листа, що приварюється.

При цьому забезпечується виявлення тріщин, непроварів вертикальної кромки та кореня шва, а також одиночних включень та їх скупчень. У той же час, виявлення непроварів горизонтальної кромки (мал. 24) не гарантується. Пояснюється це тим, що ультразвуковий промінь, потрапляючи на горизонтальний плоский дефект, відбивається під тим самим кутом і не повертається на шукач.

Горизонтальні непровари можуть бути виявлені дзеркально-тіньовим методом під час включення шукачів за роздільною схемою (рис. 24). Ультразвуковий імпульс, проходячи від передавального шукача через бездефектний шов, приймається приймальним шукачем. При цьому на екрані з'являється імпульс на відстані від зондувального, що відповідає глибині залягання відбивача (рис. 24 а)

При виявленні у шві горизонтального непровару або іншого великого дефекту, розташованого в металі наплавленому шва, амплітуда імпульсу на екрані падає (рис. 24, б).

Мал. 24. Схема контролю з'єднань внахлестку дзеркально-тіньовим методом шукачами, включеними за роздільною схемою.

При контролі необхідно суворо дотримуватися відстані між точками введення шукачів

Щоб забезпечити прозвучування всього перерізу наплавленого металу шва, необхідно переміщувати шукачі приблизно довжину, відповідну величині горизонтального катета К 1 . За відсутності дефектів імпульс на екрані трубки повинен залишатися приблизно постійним по амплітуді та зникати на кінцях зони переміщення.

За наявності дефекту ширина ділянки переміщення, на якому спостерігається імпульс від шукача, що передає, істотно скорочується.

Дослідження показали, що надійність виявлення дефектів у швах сполук внахлестку методом ультразвукової дефектоскопії значно вища, ніж при методах просвічування.

Одним із напрямків діяльності випробувальної лабораторії ЗАТ "ЛСЦ ПІІ МІКРО" є ультразвуковий контроль зварних з'єднань. Наші досвідчені фахівці проводять процедуру швидко та відповідно до встановлених вимог.

Назва послуги	Ціна
Визначення міцності бетону (розчину) у конструкціях методами неруйнівного контролю (пружний відскок; ударний імпульс; ультразвуковий) за ГОСТ 22690-88; ГОСТ 17624-2012 (одна ділянка).	650 руб.
Визначення глибини поширення тріщин у бетоні ультразвуковим методом (один вимір).	500 руб.
Ультразвукова дефектоскопія (контроль) (УЗК), візуальний та вимірювальний контроль (ВІК) якості зварних з'єднань (швів) металоконструкцій та трубопроводів за СНіП 3.03.01-87; ГОСТ Р 55724-2013 (1 метр УЗК та 10 метрів ВІК довжини контрольованої ділянки).	від 2 до 5 м-7500 руб.
	від 5 до 10 м-5000 руб.
	від 10 до 20 м-3500 руб.
	від 20 до 40 м-2500 руб.
	від 40 до 60 м-1500 руб.
	від 60 до 100 м-1000 руб.
	від 100м та вище-500 руб.
Ультразвуковий та візуальний контроль якості (дефектоскопія) зварних з'єднань арматури за ГОСТ 23858-79 (один стик).	від 10 до 30 шт-1500 руб.
	від 30 до 60 шт-1000 руб.
	від 60 до 100 шт-500 руб.
	від 100 і від-300 руб.
Ультразвуковий метод визначення товщини стінок металоконструкцій та трубопроводів при односторонньому доступі з урахуванням корозії металу за ГОСТ Р 55724-2013 (один вимір).	700 руб.

Розрахувати вартість робіт

Особливості та суть використовуваної методики

Ультразвуковий контроль дозволяє виявити поверхневі та приховані дефекти зварних швів.

Ультразвуковий контроль зварних сполук (дефектоскопія, УЗК) є популярним методом контролю, що не руйнує. Він є обов'язковим.

Ультразвуковий контроль є експертизою, яка здатна в найкоротші терміни виявити:

• знос виробів,
• поверхневі або внутрішні дефекти металів та сплавів,
• якість виробу чи окремого зварного шва.

Суть методики полягає у обробці об'єкта ультразвуком. При контролі зварних з'єднань коливання послідовно випромінюються у виріб. Після цього вони сприймаються як відбита хвиля спеціальним обладнанням (дефектоскопом).

Отримані результати аналізуються.

В результаті фахівець може:

1. Деталізувати розмір дефекту.
2. Визначити вид ушкодження, класифікуючи його як протяжний чи точковий.
3. Встановити форму дефекту (об'ємний чи площинний).
4. З'ясувати глибину залягання деформації та вирішити інші завдання.

Ключові параметри вади визначаються в ході ультразвукової методики за часом поширення ультразвуку всередині матеріалу, з якого виготовлено виріб.

Традиційно ультразвуковий контроль зварних з'єднань проводиться у діапазоні від 0,5 до 10 МГц. Фахівці можуть виявити велику кількість різних дефектів у виробах з металу та цілих будівельних конструкціях. У деяких випадках ультразвуковий контроль зварних швів виконується імпульсами із частотою до 20 МГц. При використанні даної методики можна виявити навіть незначні вади.

Низькочастотний контроль проводиться для перевірки об'єктів, що мають значну товщину (виливок, поковку та ін.), а також для оцінки металів з крупнозернистою структурою (мідь, аустенітна сталь, чавун) та поганим проведенням ультразвукових імпульсів.

За допомогою проведення ультразвукової експертизи можна легко визначити такі дефекти зварного з'єднання, як:

• тріщини в зоні поряд зі швом,
• пори,
• непровар,
• розшарування металу,
• неякісність шва,
• свищі,
• корозія,
• ділянки з спотворенням розміру та невідповідністю хімічного складу,
• провисання металу у нижній зоні шва.

Дослідження зварного з'єднання можна проводити в таких металах, як:

• мідь,
• леговані та аустенітні сталі,
• чавун та ін.

Перевіркам піддаються такі різновиди швів:

• плоскі,
• поздовжні,
• кільцеві.

Також оцінюються:

• таврові сполуки,
• зварні стики,
• зварні труби.

Геометричні рамки УЗД

1. Максимальна глибина залягання зварної сполуки: 10 метрів.
2. Мінімальна глибина зварених швів: 3-4 мм.
3. Мінімальна товщина шва: 8-10 мм (залежить від приладу).
4. Максимальна товщина металу 500-800 мм.

Основні методи УЗК

1. Тіньовий метод. Дана методика полягає у контролі зменшення амплітуди коливань відбитого та минулого імпульсів.
2. Дзеркально-тіньовий метод. При такому способі дефекти швів виявляються за коефіцієнтом загасання відбитого ультразвукового коливання.
3. Ехо-дзеркальний метод. Цей спосіб, який також називають "Тандем", полягає у використанні двох ультразвукових апаратів. Вони працюють одночасно та встановлюються з одного боку об'єкта. Згенеровані коливання відбиваються на приймач
4. Дельта метод. Грунтується на контролі ультразвукової енергії, яка відбивається від дефекту.
5. Відлуння-метод. Ця методика заснована на реєстрації ультразвукового сигналу, що відбивається від дефекту.

Зазначимо, що є й інші методики проведення експертизи. Але саме перераховані вище є найпопулярнішими. Вони зарекомендували себе завдяки простоті реалізації та високої ефективності.

Переваги та недоліки УЗК

Ультразвукова методика відрізняється безліччю переваг.

В тому числі:

1. Абсолютна безпека для персоналу. Ультразвукові хвилі, на відміну від рентгенівського випромінювання, не завдають шкоди людині, яка займається контролем.
2. Можливості використання методики на об'єктах, що діють. При цьому їх не потрібно виводити з експлуатації навіть на короткий термін.
3. Мобільність. Сучасні УЗ-дефектоскоп є портативними. Їх можна використовувати там, де потрібно. Прилади не займають багато місця та відрізняються відносно невеликою вагою.
4. Відсутність ризику пошкодження об'єкта, що досліджується. Вироби не руйнуються під час контролю.
5. Низька вартість. Ультразвуковий контроль доступний багатьом організацій. Завдяки цьому методика набуває все більшої популярності.
6. Висока точність та швидкість проведення експертизи зварних швів. На час дослідження не потрібно зупиняти виробництво. Експертиза може проводитись дуже швидко. При цьому її результати ви отримаєте одразу.

На жаль, метод не позбавлений недоліків.

До них відносять:

1. Неможливість одержання точних розмірів дефектів. Однакові за розміром і формою вади, заповнені шлаком і повітрям, здатні відбивати імпульси по-різному. Через це під час контролю можуть виникати помилки.
2. Відсутність можливості оцінити всі вади. Ультразвуковий контроль виявляє не 100% дефектів.
3. Складність аналізу дрібних деталей невеликої товщини. Також ускладнюється процедура контролю швів на об'єктах складної форми із криволінійною геометрією.
4. Необхідність у підготовці металевих поверхонь. Перед контролем необхідно очищати вироби від іржі, окалини та інших забруднень.
5. Утрудненість дослідження металів із високою зернистістю. Це з тим, що вони здатні "глушити" ультразвук.
6. Необхідність у покритті контрольованої ділянки спеціальним контактним складом. Зазвичай використовуються гліцерин, машинне масло або особливий гель. Ці склади забезпечують оптимальний акустичний контакт.

Незважаючи на наявні недоліки, методика контролю є найбільш надійною. Вона дає змогу виявити численні дефекти. Безумовно, операцію мають проводити спеціалісти. Тільки вони здатні грамотно витлумачити результати експертизи та надати їх вам.

Як проводиться УЗК?

Ультразвуковий дефектоскоп дозволяє деталізувати розміри дефекту зварного з'єднання.

1. Видалення фарби та іржі зі зварювальних швів. Операція проводиться з обох боків з відривом 50-70 мм від з'єднання.
2. Обробка поверхні металу біля шва та самого шва спеціальним складом (олією, гліцерином та ін.). Ця процедура дозволяє суттєво підвищити точність результату дефектоскопії.
3. Налаштування приладу. Ця операція проводиться за певним стандартом. Він визначається відповідно до конкретного завдання ультразвукової дефектоскопії.
4. Переміщення шукача вздовж шва (зигзагоподібно).
5. Максимальне розгортання шукача з появою стійкого сигналу на екрані приладу.
6. Фіксація виявлених дефектів та їх координат.
7. Занесення даних перевірки до спеціальної таблиці. По ній надалі ви зможете швидко виявити дефект та усунути його.

Важливо! У Росії її особливості експертизи зафіксовані в ГОСТ Р 55724-2013. У цьому державному стандарті в повному обсязі розглянуто методики дослідження різних типів швів, виконаних з використанням численних способів зварювання. Також у стандарті описані стандартні зразки (еталони), які застосовуються для професійного налаштування дефектоскопа.

Також різними нормативними документами встановлюються і обсяги експертизи, а також норми оцінки швів, що використовуються. У організаціях, які виробляють особливо відповідальні вироби, можуть застосовуватися методичні матеріали. Вони перевіряються Ростехнаглядом та іншими контролюючими органами.

Основа безпечної експлуатації

Дефектоскопія зварних з'єднань має виконуватися своєчасно. Тільки в цьому випадку ви зможете запобігти виникненню аварійних ситуацій.

На жаль, багато хто згадує необхідність використання УЗК лише на фінальній стадії виробництва. Однак це неприпустимо.

Оцінка зварних швів повинна проводитися не перед пуском трубопроводу або здаванням будівельного об'єкта, а відразу після підготовки конструкцій та їх окремих елементів. Тільки у цьому випадку можна гарантувати правильну експлуатацію об'єкта.

Не варто ризикувати та повністю відмовлятися від експертизи зварних швів. Безвідповідальний підхід може спричинити зростання аварійності і навіть виникнення справжньої техногенної катастрофи.

Також не слід довіряти експертизу нефахівцям. Вони здатні припуститися помилок, пропустити серйозний дефект. При цьому компанії-одноденки часто не несуть жодної відповідальності за виконану роботу.

Зверніться до фахівців випробувальної лабораторії "МІКРО"! Вони є справжніми фахівцями в ультразвуковому контролі. Усі операції проводяться досвідченими майстрами відповідно до встановлених стандартів та вимог.

Дослідження у компанії «Мікро»: основні переваги

1. Великий досвід фахівців. Ми регулярно проводимо оцінку якості різних будівельних конструкцій та з'єднань. Фахівцями оцінюються найважливіші параметри металів.
2. Доступність послуг. Ми не завищуємо вартості контролю. Завдяки цьому до нас можуть звертатись представники різних організацій, а також індивідуальні підприємці.
3. Відповідність робіт встановленим вимогам та наявність необхідних свідоцтв та ліцензій. Ми виконуємо всі перевірки з дотриманням норм та правил. Це дозволяє гарантувати надання не лише об'єктивних, а й абсолютно легальних результатів. Отриманий вами результат експертизи може бути надано до різних контролюючих організацій.
4. Висока швидкість розв'язання задач. Будь-які перевірки металевих з'єднань проводять у найкоротші терміни. Уточнити час виконання процедури можна ще до її початку.
5. Надання професійної підтримки на будь-яких етапах роботи. Чи цікавить вартість робіт? Бажаєте уточнити особливості проведення експертизи? Наші фахівці дадуть відповіді на всі запитання.

Звертайтесь! Швидко, грамотно та за вигідною вартістю ми проведемо оцінку металевих з'єднань. Це дозволить вам отримати впевненість у високій якості виконаних робіт і знизити численні ризики.

Залежно від довжини зварних швів знижки до 50%! ТЕЛЕФОНУЙТЕ!

З великої різноманітності методів акустичного контролю (ГОСТ 23829-85) для дефектоскопування найбільшого поширення набули (Рис 2.7.):

Ехо-метод;

Дзеркальний;

• Дзеркально-тіньовий;

  Дельта метод.

Рис. 2.7. Методи ультразвукової дефектоскопії

Ехо-метод ультразвукового контролю

Ехо-метод ультразвукової дефектоскопії заснований на випромінюванні контрольований виріб коротких зондувальних імпульсів і реєстрації ехо-сигналу, відбитого від дефекту. Тимчасовий інтервал між зондуючим та луною-імпульсами пропорційний глибині залягання дефекту, а амплітуда, у певних межах, що відображає здібності (розміру) дефекту.

До переваг луна-методу належать:

односторонній доступ до виробу;

відносно більша чутливість до внутрішніх дефектів;

висока точність визначення координат дефектів.

До недоліків луна можна віднести:

низьку завадостійкість до поверхневих відбивачів;

різку залежність амплітуди луна-сигналу від орієнтації дефекту;

неможливість контролю якості акустичного контакту в процесі переміщення ПЕП, так як при відсутності дефектів на виході відсутні будь-які сигнали.

Незважаючи на зазначені недоліки, луна є найбільш поширеним методом ультразвукової дефектоскопії деталей рухомого складу. За допомогою цього методу виявляють понад 90%дефектів.

Відмінною особливістю методу є те, що при контролі виробів реєструються та аналізуються практично всі сигнали, що надходять з виробу після випромінювання зондувальних коливань.

Тому при контролі виробів із плоскопаралельними поверхнями можливий одночасний прийом ехо-сигналів як від дефекту, так і протилежної поверхні (рис. 2.8.). Причому тимчасове положення ехо-сигналу від дефекту щодо зондувального імпульсу пропорційно глибині hйого залягання

де з- швидкість поширення ультразвукових коливань у виробі

Мал. 2.8. Формування ехо- та донного сигналів

Амплітуда ехо-імпульсу складним чином залежить від величини дефекту, властивостей його поверхні та її орієнтації, а також згасання ультразвукової хвилі у виробі та відстані до дефекту

Природно, інтервал часу між зондуючим імпульсом та луною від протилежної (донної) поверхні пропорційний висоті НВироби.

Сигнал від протилежної поверхні може бути відсутнім у таких ситуаціях:

донна поверхня не паралельна поверхню введення ультразвукових коливань;

дефект має значний розмір, що повністю перекриває звуковий пучок

висота (товщина) виробу настільки велика, що внаслідок згасання ультразвукових коливань амплтуду ехо-сигналу від протилежної поверхні має дуже малу величину.

Якщо дефект має протяжність, його межі, визначені эхо-импульсным методом, також можуть відрізнятися від істинних. У зв'язку з цим у ультразвуковій дефектоскопії використовують поняття умовний розмір дефекту.

Для виявленого ехо-імпульсним методом дефекту можна виміряти три умовні розміри:

умовну ширину ΔХ;

умовну висоту ΔН;

умовний розмір за довжиною виробу Δ L.

Одним із основних методів неруйнівного контролю є ультразвуковий метод контролю(УЗК). Вперше здійснити неруйнівний контроль ультразвуковийхвилею намагалися ще 1930 року. А вже через 20 років ультразвуковий контроль якості зварних з'єднаньнабув найбільшої популярності, в порівнянні з іншими методами контролю за якістю зварювання.Крім того, для деяких виробів він став обов'язковим.

Суть ультразвукового методу полягає у випромінюванні у виріб та подальшому прийнятті відбитих ультразвукових коливань за допомогою спеціального обладнання – ультразвукового дефектоскопа та п'єзоелектроперетворювачів та подальшому аналізі отриманих даних з метою визначення наявності дефектів, а також їх еквівалентного розміру/ площинний), виду (точковий/протяжний), глибини залягання та ін.

Параметри виявлених дефектів визначаються ультразвуковими дефектоскопами. Так наприклад, за часом поширення ультразвуку у виробі (якщо відома швидкість ультразвуку швидкість поширення ультразвукових хвиль у різних матеріалах) в даному металі) визначають відстань до дефекту, а по амплітуді відбитого імпульсу - його відносний розмір.

Для проведення ультразвукового контролю залежно від конкретних умов (марки матеріалу, його товщини, геометричних особливостей поверхонь контролю, розмірів дефектів, що мінімально виявляються, та ін.) є досить широкий асортимент засобів контролю.

На сьогоднішній день існує п'ять основних методів УЗК: тіньовий, дзеркально-тіньовий, дзеркальний, дельта-метод та луна-метод. У промисловості ультразвуковий контроль металупроводять, як правило, у діапазоні ультразвукових хвиль від 0,5 МГц до 10 МГц. В окремих випадках неруйнівний контроль зварних швівпроводиться ультразвуковими хвилями із частотою до 20 МГц, що дозволяє виявляти дуже невеликі дефекти. Ультразвук низьких частот застосовують при: роботі з об'єктами великої товщини (ультразвуковий контроль виливків, поковок, зварних з'єднань виконаних електрошлаковим зварюванням); контролі металів, що мають крупнозернисту структуру (чавун, мідь, аустенітні сталі) і велике згасання - "погано проводять ультразвук".

До головних переваг ультразвукового контролю якості металів та зварних з'єднаньвідносяться:

• висока точність та швидкість дослідження, а також його низька вартість;
• безпеку в людини (на відміну, наприклад, від рентгенівської дефектоскопії;
• висока мобільність внаслідок застосування портативних ультразвукових дефектоскопів;
• можливість проведення ультразвукового контролю (в окремих випадках) на об'єкті, що діє, тобто. на час проведення УЗК не потрібно виведення контрольованої деталі/об'єкта з експлуатації.
• при проведенні УЗКдосліджуваний об'єкт не ушкоджується;

До основних недоліків УЗК належать:

• при ультразвуковій дефектоскопії неможливо відповісти питанням про реальні розміри дефекту, т.к. розмір дефекту визначається його відбивною здатністю і тому за результатами контролю дається еквівалентний розмір дефекту (наприклад: наявні у виробі два реальні дефекти одного розміру та форми, розташовані на одній глибині, але один з яких заповнений повітрям, а інший шлаком будуть давати відбиті імпульси різної амплітуди і, відповідно, оцінені як дефекти, що мають різні розміри). Слід зазначити, що деякі дефекти через їх характер, форму або розташування в об'єкті контролю практично неможливо виявити ультразвуковим методом. Крім того, скрутний контроль деталей невеликого розміру та товщини, а також деталей, що мають складну форму з криволінійними та сферичними поверхнями малого радіусу. Крім того, при проведенні ультразвукового контролю на відміну від радіографічного, як правило, неможливо однозначно охарактеризувати дефект (шлакове включення, час, вольфрамове включення та ін);
• Труднощі при ультразвуковому контролі металів з крупнозернистою структурою, через велике розсіювання і сильне згасання ультразвуку.
• підготовка поверхні контролю до контролю, для введення ультразвукових хвиль у метал, а саме: очищення поверхні контролю від забруднень, окалини, що відшаровується, іржі, бризок розплавленого металу та ін. і створення необхідної шорсткості поверхні не гірше Rz 40 і хвилястості не більше 0,015, т. до. навіть невеликий повітряний зазор між п'єзоелектроперетворювачем (ПЕП) для вироблення ультразвукового контролю) і виробом може стати непереборною перешкодою для поширення ультразвукових хвиль;
• необхідність нанесення на контрольовану ділянку виробу після його зачистки безпосередньо перед виконанням контролю контактних рідин (спеціальні гелі, гліцерин, машинне масло та ін.) для забезпечення стабільного акустичного контакту;

Ультразвуковий Контроль

поряд з іншими фізичними методами (рентгенографічний контроль, капілярний контроль, магнітно-порошковий контроль) є надійним та високоефективним засобом для виявлення можливих дефектів. Вимагає наявності спеціально підготовлених фахівців, спеціалізованого обладнання та допоміжних засобів контролю, та, крім того, висуває особливі вимоги до підготовки поверхні виробу під контроль.

Деякі виробники з метою економії або некомпетентності ігнорують проведення неруйнівного контролю продукції або згадують про нього тільки на останній стадії - вже безпосередньо перед здаванням об'єкта (а це призводить до додаткової втрати часу та непередбачених витрат), коли контроль буває технічно неможливим. Подібне ставлення до контролю якості найчастіше призводить до аварійних ситуацій у процесі експлуатації та здатне призвести навіть до техногенних катастроф.

Звертайтесь до нас вчасно!

Наша лабораторія неруйнівного контролюякісно виконає ультразвуковий контроль зварних швів, основного металу, проведе товщинометрію(Вимір товщини стінки) трубопроводів, ємностей, судин і металоконструкцій різного призначення.

Зміст: 1) Що являє собою УЗК зварювальних стиків 2) Сутність УЗК технології 3) Властивості та отримання ультразвукових коливань 4) Види ультразвукової дефектоскопії 5) Порядок проведення УЗК 6) Рамки застосування методу УЗК 7) Цікаве відео

Для забезпечення безпечної експлуатації зварних металоконструкцій необхідно регулярно проводити контроль якості стикових з'єднань. Існують різні методи перевірок надійності та міцності стиків, серед яких найбільш ефективним і точним вважається ультразвуковий контроль зварних швів.

Що являє собою УЗК зварювальних стиків

Ультразвуковий контроль зварних з'єднань, який часто називають дефектоскопією - це неруйнівний метод перевірки, у процесі якого виявляються усі присутні в стику внутрішні дефекти механічного характеру, а також хімічні відхилення від чинних стандартів.

Цією технологією діагностуються зварні сполуки різних типів. Дієвою методикою є виявлення шлакових вкраплень в металі, виявлення повітряних порожнин, присутності неметалічних елементів і хімічно неоднорідного складу.

Сутність УЗК технології

Контроль зварних сполук УЗК заснований на випромінюванні ультразвукових хвиль акустичного типу, які при проходженні однорідного середовища не змінюють прямолінійну траєкторію.

Принцип технології побудований на здатності високочастотних коливань (понад 20 кГц) проникати в метал, не порушуючи його структури, і відбиватися від поверхні порожнин, подряпин, нерівностей чи сторонніх включень. Створена штучно хвиля проникає всередину зварювального стику, що перевіряється, і якщо в ньому має місце дефект, то вона відхиляється від свого природного напрямку при його виявленні.

Усі відхилення відбиваються на екранах спеціальних приладів. Сигнал на монітор надсилається за допомогою підсилювача. Він сприяє побудові схеми, за якою оператор може побачити всі дефекти та особливості стикових з'єднань. Розмір дефектного освіти встановлюється по амплітуді відбитого імпульсу, відстань до нього визначається за часом поширення акустичної хвилі.

Властивості та отримання ультразвукових коливань

Практично всі прилади, якими здійснюється ультразвукова дефектоскопія зварних швів, влаштовані за аналогічним принципом. Пластина, що складається з титану барію або кварцу, є основним робочим елементом пристрою. У призматичній головці, яка відповідає за пошук дефектів, розташований п'єзодатчик приладу.

Головка (щуп) розміщується вздовж з'єднань і повільно переміщається за допомогою зворотно-поступальних рухів. До пластини подається високочастотний струм у межах 0,8-2,5 МГц і в результаті вона перпендикулярно до своєї довжини починає випромінювання хвиль.

Вихідні хвилі сприймаються іншою приймаючою пластиною, де вони перетворюються на електричний змінний струм, який миттєво відхиляє хвилю на моніторі осцилографа.

Датчик відправляє різні за тривалістю змінні імпульси коливань, поділяючи їх на паузи з більшою тривалістю від 1 до 5 мкс. Такий процес дозволяє безпомилково провести контроль УЗК зварних швів, визначити наявність дефектів, їх тип та глибину залягання.

Види ультразвукової дефектоскопії

Ультразвуковий метод контролю зварних з'єднань регламентований ГОСТом 23829-79 та проводиться декількома способами:

У більшості випадків ультразвуковий контроль якості зварних з'єднань проводиться ехо-імпульсним і тіньовим методами, заснованими на відображенні акустичної хвилі від дефекту.

Порядок проведення УЗК

Існує певний стандарт, згідно з яким повинен проводитись ультразвуковий контроль зварних з'єднань трубопроводів або інших металоконструкцій. Порядок виконання контрольних операцій наступний:

Часто коливання відбиття хвиль сприймають за дефекти, тому цей момент необхідно ретельно перевірити. Якщо справді має місце пошкодження, воно фіксується з позначенням місця локалізації.

Перевірка зварних швів ультразвуком повинна здійснюватись відповідно до встановлених ГОСТом вимог. Якщо з точністю визначити характер дефекту за допомогою УКЗ не виходить, то у таких випадках проводять більш детальні перевірки із застосуванням гамма-дефектоскопії або рентгенодефектоскопії.

Рамки застосування методу УЗК

Проведення ультразвукового контролю зварних з'єднань забезпечує досить точні результати і за дотримання технології здатний надати вичерпну інформацію щодо будь-яких дефектів. Але тут слід розуміти, що є певні межі застосування методики.

Дефекти, які можна виявити методикою УЗК:

• пори;
• непроварені ділянки;
• тріщини у швах та біля них;
• несплавлення сполук;
• розшарування наплавленого матеріалу;
• наявність нориць;
• провисання металу у нижніх ділянках стику;
• корозійні утворення;
• ділянки, на яких порушено геометричні розміри або є невідповідність хімічного складу.

УЗК зварних з'єднань можна здійснювати на конструкціях з легованої та аустенітної сталі, міді, чавуну та металів, які ультразвук проводять погано.

Геометричні параметри проведення УЗ-дефектоскопії:

• трохи більше 10 метрів становить найбільша глибина залягання шва;
• за мінімальної товщини металу 3-4 мм;
• в залежності від приладу найменша товщина шва має бути в межах 8-10 мм;
• 500-800 мм – максимальна товщина металу.

Що ж до видів сполук, то зварювання під УЗК передбачає виконання поздовжніх, плоских, зварних, кільцевих, таврових стиків. Також використовують методику для зварних труб.

Області використання дефектоскопії

Ультразвукова перевірка зварних швів активно застосовується у промисловій, будівельній та інших сферах. Найчастіше контроль ультразвуком застосовують:

Застосовувати УЗК можна як у лабораторних, так і в польових умовах при знаходженні стиків на висоті, замкнутих просторах і важкодоступних місцях.

Переваги та недоліки методики

Ультразвуковий контроль зварних швів трубопроводів та інших типів металовиробів має ряд переважних особливостей:

• висока чутливість обладнання забезпечує точність результатів та швидкість проведення перевірок;
• зручність використання завдяки компактності приладів;
• можливість проведення виїзної дефектоскопії, якщо для контролю використовувати портативні вимірювальні пристрої;
• мінімальні витрати на здійснення контролю зварювальних швів, що зумовлено невисокою вартістю самих дефектоскопів;
• можливість перевіряти з'єднання з великою товщиною;
• УЗК не порушує структуру шва і не ушкоджує об'єкт, що досліджується;
• практично всі різновиди дефектів зварних швів можна встановити за допомогою ультразвукового контролю;
• контрольований об'єкт не потрібно виводити з експлуатації; перевірку зварювальних з'єднань можна проводити безпосередньо в процесі його роботи;
• абсолютна безпека для людини, що не можна зарахувати, наприклад, до рентгенівської дефектоскопії.

До недоліків контролю зварювальних швів ультразвуковим методом відносять деякі труднощі при перевірці металів з крупнозернистою структурою, що виникають внаслідок сильного згасання та розсіювання хвиль. Також у числі мінусів наголошують на необхідності попередньо перед встановленням дефектоскопів очистити і підготувати поверхню шва і певну обмеженість інформації, що видається приладом про виявлений дефект.

На закінчення слід сказати про те, що УЗК зварювальних з'єднань - це гарантія безпечної експлуатації готових металовиробів та споруд. Якщо дотримуватись термінів перевірок, то це дозволить своєчасно усунути пошкодження, продовжити періоди та збільшити ефективність роботи конструкцій.