какие строительные конструкции исследуются методом ультразвуковой дефектоскопии
Ультразвуковой контроль – самый универсальный метод НК
Для чего проводят ультразвуковой контроль
В силу всех этих факторов 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.
Ультразвуковой контроль сварных соединений: последовательность действий
5) расшифровку данных, оформление заключения. Обычно дефекты классифицируются на допустимые и недопустимые по амплитуде, протяжённые и непротяжённые, поперечные, в корне и в сечении шва. Формат заключения/протокола/акта по результатам УЗК утверждается в нормативно-технической документации на контроль и согласовывается с заказчиком. Запись дефектов осуществляется с использованием условных обозначений, указанием глубины залегания, координат относительно начала отсчёта, амплитуды, протяжённости и пр. Чтобы упростить выборку дефекта и ремонт ОК, рекомендуется указывать начальные и конечные координаты каждого дефекта. В зависимости от того, какие дефекты обнаружены и какими параметрами они обладают, объект контроля относят к категории «годен», «ремонтировать» или «вырезать».
На каких объектах практикуется ультразвуковой контроль
Виды ультразвукового контроля
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
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
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 свой раздел. Начать рекомендуем с веток «Изучение УЗ-контроля» и «Обучение УЗК».
Ультразвуковая дефектоскопия
Безопасность эксплуатации различных сооружений и зданий напрямую зависит от качества сварных соединений. Именно поэтому необходимо с определенной периодичностью проводить тщательную проверку и обследование сварных швов. На сегодняшний день для этого существует несколько методов, но самой эффективной считается ультразвуковая дефектоскопия. Впервые эта методика начала использоваться в тридцатых годах прошлого столетия, но до сих пор она продолжает оставаться актуальной. Это связано с тем, что ультразвуковые волны дают возможность быстро и с высокой точностью определить не только наличие дефектов, но и их форму, размер и даже глубину залегания. Благодаря этому, можно в кратчайшие сроки получить полное представление обо всех нарушениях в структуре сварных швов, которые со временем могут привести к разрушению соединения и выходу из строя всей металлической конструкции.
Теория технологии
В основе данной технологии находятся особые свойства акустической волны, имеющей частоту колебания выше 20 кГц. Человеческое ухо не воспринимает ультразвук, но он без труда проникает в структуру металла. Длина ультразвуковой волны указывает на расстояние между его частицами, находящимися в равновесии. На этот параметр влияет скорость прохождения волны через сварной шов, а также частота её колебаний. Исследования показали, что в продольном направлении ультразвуковые волны двигаются значительно быстрее, чем в поперечном. Изменения скорости движения указывает на наличие разнообразных дефектов, так как волна начинает отражаться от стенок раковин, трещин и пустот. Кроме того, меняется не только скорость, но и амплитуда отраженной волны, позволяющая определить размер дефектов. Это отражается на мониторе прибора, который применяется при ультразвуковом обследовании сварных соединений. Опытный специалист способен по этим параметрам быстро выявить, какие именно дефекты возникают на пути движения акустической волны.
Виды ультразвукового контроля
В настоящее время для обследования сварных швов применяются следующие виды ультразвуковой дефектоскопии:
Выбор наиболее подходящего метода для определения качества сварных соединений зависит от типа и толщины сварочных швов, от состояния поверхности соединения и особенностей изготовления металлической конструкции. В большинстве случаев применяются эхо-импульсный и теневой методы, так как с их помощью можно выявить практически все известные дефекты сварных соединений.
Как проводится ультразвуковая дефектоскопия?
Этапы проведения теневого метода ультразвукового контроля сварных швов:
Параметры оценки результатов
На качество проводимых работ напрямую влияет чувствительность прибора, который позволяет с высокой точностью распознать параметры дефекта. Прежде всего, при помощи ультразвукового дефектоскопа определяется количество изъянов, которые могут привести к разрушению сварного шва и всей металлической конструкции в целом. Оценка дефектов, находящихся в сварном шве, производится по следующим критериям:
Чтобы определить протяженность волны и ширину дефекта, необходимо аккуратно перемещать излучатель вдоль сварочного соединения. Для выяснения высоты внутренней трещины или раковины нужно учитывать временные интервалы между отраженной и излученной волной. Стоит отметить, что процесс выявления формы дефекта требует высокой квалификации оператора, поэтому лучше доверять эту работу специалистам, которые прошли соответствующую подготовку.
Достоинства и недостатки ультразвукового контроля труб
Основные преимущества ультразвукового контроля труб:
Стоит отдельно отметить, что приборы для ультразвукового контроля имеют небольшие размеры, поэтому сварные швы можно проверять не в лаборатории, а непосредственно на строительной площадке или в цехах промышленного предприятия. Это очень удобно для контроля швов в период проведения строительных или монтажных работ.
Впрочем, помимо преимуществ ультразвуковая диагностика имеет и несколько существенных недостатков. В первую очередь, это касается результатов осмотра. Далеко не всегда оператор может определить форму найденного дефекта при обследовании сварных соединений металла с крупнозернистой структурой. Это происходит из-за сильного затухания и рассеивания ультразвуковой волны, мешающего выявить форму дефекта. Еще одним важным недостатком данной методики является необходимость тщательной зачистки сварных соединений. Многие начинающие специалисты не всегда ответственно подходят к данной процедуре. В результате волнистость или загрязнение, ржавчина или окалины, капли разбрызганного металла или воздушные седла и даже небольшие поры на поверхности сварных швов мешают получить объективные данные о качестве шва. Помимо этого, ультразвук не всегда можно использовать для осмотра деталей со сложной конфигурацией. Естественная кривизна детали сказывается на результатах обследования, не давая получить корректную информацию о внутренних изъянах в сварных швах.
Услуги по ультразвуковому обследованию труб
Испытательная лаборатория «Микро» проводит ультразвуковую диагностику сварных соединений труб и металлических конструкций, используя новейшее оборудование, убедительно доказавшее свою эффективность при использовании в российских условиях. Мы более двадцати лет работаем в данной сфере, поэтому наши специалисты способны в кратчайшие сроки справиться с выполнением технической экспертизы практически любого уровня сложности. Успешная деятельность нашей лаборатории подтверждается большим количеством положительных отзывов со стороны многих компаний, которые к этому времени уже успели воспользоваться нашими услугами. Со многими из них мы много лет работаем на постоянной основе, так как они доверяют нашему опыту и профессионализму.
Особенности проведения осмотра сварных швов в нашей лаборатории:
Для того чтобы заказать услуги по ультразвуковому обследованию металлических конструкций, а также получить подробные ответы на все дополнительные вопросы, достаточно связаться с нашими менеджерами, позвонив им по телефонам +7(495) 681-43-51, +7(495) 684-36-75.
Оперативность, в силу узкой направленности нашей деятельности
Ультразвуковой неразрушающий контроль
Сварные соединения и швы требуют постоянного контроля качества, вне зависимости от давности установки. Проверка производится с помощью различных методов, наиболее точным является ультразвуковой контроль. Методика проверки сварных швов используется с начала прошлого столетия, пользуется популярностью ввиду точных показателей, выявления малейших недочетов. Как показывает практика, внутри сварочного шва могут быть скрытые дефекты, которые напрямую влияют на качество соединения, ультразвуковая дефектоскопия помогает выявить мельчайшие детали, недостатки.
Ультразвуковой метод и его технология
Технология ультразвукового контроля используется производством, промышленностью с момента развития радиотехнического процесса. Эффект и устройство технологии в том, что ультразвуковые волны акустического типа не меняют прямолинейную траекторию движения при прохождении однородной среды. Ультразвуковой метод используется также при проверке металлов и соединений, имеющих различную структуру. Такие случаи подразумевают, что происходит частичный процесс отражения волн, зависит от химических свойств металлов, чем больше сопротивление звуковых волн, тем сильнее воздействует эффект отражения.
Дефектоскопия или ультразвуковой контроль не разрушают соединения по структуре. Технология проведения ультразвуковой диагностики включает поиск структур, не отвечающих по химическим или физическим свойствам показателям, любые отклонения считаются дефектом. Показания колебаний рассчитываются по формуле L=c/f, где L описывает длину волны, Скорость перемещения ультразвуковых колебаний, f частоту колебаний. Определение дефекта происходит по амплитуде отраженной волны, тем самым возможно вычислить размер недочета.
Процесс ультразвукового метода
Сварные соединения подразумевают работу с наличием газовых ванн, испарения которых не всегда успевают удалиться в окружающую среду. Ультразвуковой метод контроля позволяет выявить газообразные вещества в сварных соединениях, за счет сопротивления волн. Газообразная среда веществ обладает сопротивлением в пять раз меньшим по отношению к кристаллической решетке металлических материалов. Ультразвуковой контроль металла позволяет вывить среды за счет отражения колебаний.
Получение и свойства ультразвуковых колебаний
Акустические волны или ультразвуковые колебания выдаются при частоте, превышающей параметр 20 кГц. Механические колебания, способные рассеиваться при упругих, твердых средах, диапазон, как правило, составляет 0,5 – 10 МГц. Распространение волн структурой металла происходит акустическими ультразвуковыми волнами, воздействующими на равновесие центральной точки.
Методика ультразвукового метода
Существуют несколько способов ультразвукового неразрушающего контроля, наиболее распространенный из них пьезоэлектрический. Заряженная электричеством с определенной частотой пластинка вибрирует, механические колебания передаются в окружающую среду при состоянии волны. Генераторы электро волны используется вне зависимости от предназначения, размеров оборудования, могут выдавать различные параметры.
Скорость обращения ультразвукового контроля напрямую зависит от свойств, типа физической среды. Скорость распространения продольной волны вдвое выше, чем поперечной. Прием информации происходит пластиной из пьезоэлектрического элемента, работающей на преобразование энергии в импульсную энергию. Процессом применяются короткие переменные импульсы различного типа колебаний, что позволяет определить глубину, свойства дефекта.
Углы направления ультразвуковых колебаний
На границе разделения двух сред, результатом падения продольной акустической волны при наклонном типе является появление отражения и трансформации ультразвуковых волн. Существуют основные типы контроля:
Процесс происходит путем разделения падающей под углом волны на поперечную и продольную, распространение которых производится непосредственно материалом.
Углы направления ультразвуковых колебаний
Существует определенное значение угла подачи, направления ультразвуковых колебаний, при нарушении которого, ультразвуковой контроль не будет распространяться вглубь металла, а останется на его поверхности. Данный метод используется при определенных параметрах и задачах, волна двигается только по поверхности материала, что позволяет контролировать качество сварного шва.
Виды ультразвукового контроля
Операция контроля сварного шва позволяет определить расстояние до дефекта по временной шкале распространения отражения, размер амплитуды, ширины акустической волны.
В настоящем времени существует несколько способов, которыми проводится ультразвуковой контроль, основанием служит ГОСТ-23829, основные отличия происходят в оценке, регистрации данных:
Наиболее популярными являются теневой и эхо – импульсный методы, остальные реже ввиду требуемой настройки оборудования и неудобного использования инструментов.
Как проводится ультразвуковая дефектоскопия
Процесс проверки ультразвуковым оборудованием относится практически ко всем типам металлов, чугуне, меди, стали и других легированных соединениях.
Проведение дефектоскопии ультразвуковым методом
Существует определенный стандарт выполнения проверочных работ, которому необходимо придерживаться:
Сварочные швы основываются на контроле, достаточным проверкой УЗД. При соответствующей квалификации оператора, правильно настроенном оборудовании, возможно получить исчерпывающий ответ о наличии дефектов. При тех случаях, когда применяются более подробные исследования сварных швов, используют гамма — дефектоскопию или рентгенодефектоскопию. Рамки применения теневого метода ультразвуковой дефектоскопии и других способов существуют, основные дефекты, которые возможно выявить с помощью УЗД:
Ультразвуковой диагностике подвержены различные типы швов, плоские, продольные, кольцевые, сварные трубы и стыки, а также тавровые соединения. Методика проверки швов применяется не только крупными производственными предприятиями, а также на строительных площадках, при возведении помещений. Чаще всего УЗД используется:
К работе с дефектоскопом допускаются лица, имеющие удостоверение, ознакомленные с правилами техники безопасности. Сварные стыки могут находиться в замкнутых пространствах, на высоте, труднодоступных местах, перед работой оператор проходит дополнительный инструктаж, работа контролируется отделом охраны труда. Работа производится с заземленным аппаратом, сечением провода не менее 2.5 мм. Категорически запрещается использовать оборудование вблизи сварочных работ в отсутствие специальной защиты.
Параметры оценки результатов
Аппарат настраивается путем определения наименьшего размера дефекта на эталонной детали. В роли эталонов выступают расположенные перпендикулярно направлению прозвучивания отверстия плоскодонного типа. Используются эталонные детали также с боковыми прорезями, зарубками.
Результаты ультразвукового контроля
Минимальным расстоянием между дефектами обуславливается разрешающая способность для эхо – метода, это делается, чтобы определить несколько различных дефектов.
Оценка качества сварных соединений при ультразвуковом контроле происходит по следующим параметрам:
Длинна сварного дефекта определяется расстоянием перемещения излучателя по отношению к зафиксированному показанию сигналов с прибора. Способ определяется также для определения ширины дефекта. По разнице времени излученной, отраженной форме волны от дефекта определяется высота дефекта.
Факторы, влияющие на результат
Определение точного значения дефекта при ультразвуковой проверке практически невозможно. Именно поэтому, за основу берется площадь эталонного изделия. Максимально допустимыми параметрами являются эквивалентные величины, которые сопоставляются с эталоном. Стоит учитывать, что вычисленная площадь, практически во всех случаях, меньше настоящего размера.
Результаты дефектоскопии ультразвукового типа оформляются в специально отведенном журнале, согласно ГОСТ-14782. При регистрации проверки в обязательном порядке проставляются:
К описанию характеристик в журналах при проверке применяются сокращения. Прописная буква А указывает на то, что дефект и его протяженность не переступает технические условия. Буквы Б, В характеризуют протяженность дефекта по нарастающей. Цифрами следом обозначается количество дефектов, их размеры, глубину.
Дефекты сварных швов
Определение формы дефекта происходит за счёт специальной методики, основой данных является эхо-сигнал, отображаемый дефектоскопом. Точность показаний определяется квалификацией оператора, его внимательностью, тщательность проведения. Измеряемые показатели должны быть в соответствии с инструкцией.
Достоинства и недостатки ультразвукового контроля труб
Ультразвуковым контролем возможно определить несоответствия во всех видах соединений, пайке, склейке, сварки и т.к. Процедура позволяет выявить большое количество недочетов:
Основными преимуществами проведения неразрушимой акустической дефектоскопии являются:
Плюсы и минусы ультразвукового контроля
Проведения работ со сложным оборудованием требует обученного, опытного персонала. Ультразвуковой контроль швов не исключение, а также требуется подготовка сварного шва по определенным показателям:
Каждый из способов проверки имеет недостатки, проверка КЗД металлов не исключение. К основным отрицательным сторонам можно отнести:
Преимущества и проблемные вопросы метода
Для проверки понадобится дефектоскопы и преобразователи, набор эталонов, образцов, предназначенных для калибровки и настройки оборудования. Определение расположения, места дефектов производится с помощью линейки координатного типа, вспомогательные приспособления понадобятся для зачистки, смазки проверяемого шва.
Проверенный сварной шов гарантирует надежность, прочность конструкции при эксплуатации. Существуют определенные нормативы, по которым изделие вводится в эксплуатацию или дорабатывается дальше.
В особенности проверка применяется в тяжелых условиях использования приспособлений.
Ультразвуковой метод контроля
Принцип УЗК
Разновидности УЗК
Сегодня в промышленной сфере используют четыре основных методики выполнения ультразвукового метода неразрушающего контроля. Их отличия заключаются в способах, применяемых для получения и оценки информации о дефектах:
1. Импульсный эхо-метод. В ходе диагностики ультразвуковую волну направляют на контролируемую область, а отражённый от дефекта сигнал регистрируют. Эхо-метод предполагает использование одного преобразователя в качестве как приёмника, так и источника волны.
2. Теневая методика. По разные стороны от контролируемой зоны устанавливают два преобразователя. Один из них формирует УЗ-волну, а второй регистрирует отражённый сигнал. При использовании теневого метода о наличии дефекта можно говорить в случае исчезновения УЗ-колебаний. В потоке возникает «глухая зона». Она говорит о том, что в этом месте сигнал не смог пройти из-за дефекта.
3. Зеркальный эхо-метод. В этом случае оба преобразователя устанавливаются на одной стороне. Первый прибор формирует УЗ-колебания, которые отражаются от неровности, а второй регистрирует их. Данный метод особенно эффективен, если необходимо найти дефекты, расположенные под прямым углом относительно поверхности исследуемого изделия (трещины и пр.).
4. Зеркально-теневая методика. По сути – это теневой метод. Однако приборы размещаются на одной стороне. В ходе дефектоскопии оператор регистрирует не прямой, а отражённый от второй поверхности контролируемой зоны поток УЗ-волн. О наличии дефекта говорят «глухие зоны» в отражённых колебаниях.
Неразрушающаяся на первый взгляд конструкция может быть повреждена дефектами, которые возникают во внутренних структурах металла. Поэтому данные методики способны обеспечить безопасную эксплуатацию сооружений, возведённых их продуктов проката.
Выявляемые дефекты
Ультразвуковой неразрушающий контроль используется для выявления:
Преимущества ультразвукового метода контроля
Основные минусы УЗК
Порядок выполнения УЗК
Порядок проведения дефектоскопии будет зависеть от класса металла, который нужно проверить, а также от требований, предъявляемых к нему. Образно можно разделить весь процесс на несколько этапов, это:
1. Визуальный осмотр. Оператор перед проведением дефектоскопии осматривает прокат на предмет видимых повреждений.
2. Выбор характеристик и методов контроля. В зависимости от класса заготовки выбирается метод выполнения УЗК.
3. Подготовка поверхности. С поверхности удаляют остатки шлака, лакокрасочных покрытий, крупные неровности и следы коррозии. Зона выполнения УЗК покрывается специальным составом, включающим воду, минеральные масла или особые густые клейстеры. Это даёт ультразвуковым сигналам возможность проникать внутрь металлического листа без препятствий.
4. Подготовка оборудования. В зависимости от выбранного метода выполнения УЗК мастер размещает, подключает и настраивает приборы.
5. Проведение дефектоскопии. Оператор медленно сканирует металлический лист. При возникновении сигналов от дефектов подбирается контрольный уровень чувствительности. Все данные фиксируются оператором.
6. Подготовка результатов. Информация о найденных дефектах заносится в специальный журнал. Также на основании полученных данных определяется качество стального листа в зависимости от требований, которые к нему предъявляются.
Некоторые предприниматели, занимающиеся производством и реализацией листовой стали, игнорируют этап обязательного неразрушающего контроля. Это может обернуться массой негативных последствий. Листовой металл, не прошедший дефектоскопию, часто становится причиной аварий. Для создания прочных, ответственных и неразрушающихся конструкций он не годится. Поэтому лучше выполнить УЗК в профессиональной лаборатории. Если вас интересуют подобные услуги, обратитесь в ТД «Ареал». Наши специалисты обладают высокой квалификацией, а также оформляют все документы согласно установленным стандартам.