Ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений

Ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений

Автор: Игорь

Дата: 21.10.2016

  • Статья
  • Фото
  • Видео

Необходимость в контроле сварных соединений перед их вводом в эксплуатацию является очень важным этапом во многих сферах. Сварка является часто используемым методом соединения металлических изделий, поэтому. Она используется как для ответственных металлоконструкций, так и для частной сферы. Отсутствие дефектов в соединении позволяет использовать их по прямому назначению. При наличии какого-либо брака, применять такие изделия запрещено, так как это может привести к непредсказуемым последствиям. Для анализа внутреннего состояния шва используют специальные устройства, одним из которых является ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений.

Ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений

Благодаря данному устройству можно проводить ультразвуковой анализ, который на данный момент является одним из самых популярных. За все время существования появилось большое разнообразие моделей такого устройства, позволяющие проводить анализ не только в условиях стационарных помещений, но и с возможностью переноски. Принцип действия практически у всех одинаковый, но встречаются отличия в параметрах. Также имеется несколько особенностей использования, которые нужно знать специалисту, так как для обыкновенного человека трудно будет справиться с проведением анализа и расшифровкой полученных данных. Дефектоскоп сварных швов доложен соответствовать ГОСТ 23667-85.

Дефектоскоп для сварных швов согласно ГОСТ 23667-85

Виды методов

Дефектоскоп для проверки сварных швов может иметь несколько видов методов проверки. Среди них выделяют:

  • Эхо-метод, который основывается на испускании коротких ультразвуковых импульсов. Прибор регистрирует их время прихода и активность звуковой волны. При встрече с несплошностью, который зачастую выступает тот или иной дефект, волна в этом месте возвращается раньше, чем в остальных. Пр. Благодаря эхо-дефектоскопу можно обнаружить дефекты, как на поверхности, так и внутри шва, расположенные в различных пространственных положениях.
  • Теневой метод ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений работает на принципе отражения звукового колебания, который встречается с дефектом на своем пути. Отражение происходит в обратном направлении. О том, что дефект действительно присутствует, можно понять по тому, как изменяется фаза принимаемого сигнала звука, так как звук огибает дефект. Применяется как метод неразрушающего контроля сварных соединений рельсов и прочих крупных металлических изделий.
  • Зеркально-теневой применяется как дополнение или замена эхо-дефектоскопам. Он хорошо подходит для определения относительно небольших дефектов, дающих слабый уровень отражения. Направление распределения волн здесь раздельно-совмещенное с преобразователем. Разнообразные дефекты, такие как вертикальные трещины и прочие, зачастую ориентируются перпендикулярно основной поверхности, где проходит преобразователь. Все это дает рассеянный слабый донный сигнал, так как на поверхности продольная волна приобретает вид головной. Она же в свою очередь излучает боковые волны, которые уносят энергию. Зеркально-теневой метод используется для выявления вертикальных трещин.

Устройство

Основным элементом устройства, который испускает звуковые волны, является генератор импульсов. Образуемые им сигналы передаются на следующий элемент, которым выступает преобразователь. Он повернут непосредственно к образцу исследуемого металла, чтобы отраженный сигнал мог попасть точно на его поверхность. После возвращения волны она попадает на поверхность преобразователя, который отправляет сигнал на следующий компонент – усилитель. Он необходим для того, чтобы получаемый относительно слабый импульс был усилен для нормального восприятия электронно-лучевой трубкой. При помощи генератора развертки электронно-лучевая трубка выводит изображение полученного анализа.

Принцип работы

Ультразвуковой дефектоскоп сварных швов имеет следующий принцип работы. Когда волна генерируется при помощи соответствующего элемента устройства, она моментально начинает распространяться в воздушном пространстве. Но в то время, когда она сталкивается со средой, плотность которой отличается от той, в которой она проходила до этого, то часть волн возвращается. При одной плотности шва это должно происходить на момент вхождения ее в шов и на момент выхода, то есть график должен быть ровным. Но если внутри есть неровности и воздушные прослойки, что говорит о наличии дефекта, то волна будет приходить назад неравномерно. Преобразователь помогает определить данную особенность, а усилитель обеспечивает показания сигнала так, чтобы человек смог локализовать найденный дефект.

Технические характеристики

На примере такой модели как дефектоскоп контроля сварных швов УД1 можно рассмотреть основные технические характеристики данных устройств:

до 70 дБ, кривая строится по 16 основным точкам, которые вводятся вручную или по специальным контрольным отражателям

Переменный с возможностью настройки, амплитуда импульса достигает до 350 В, максимальная измеряемая длительность составляет от 12,5 до 500 нс,

Модели и отличительные особенности

Каждый ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных швов обладает собственными параметрами, которые обеспечивают ему свою сферу применения. Среди основных распространенных моделей можно выделить:

  • УД4 12Т используется для анализа однородности металла, пластика и прочих твердых материалов. Применяется в машиностроении, в строительстве, металлургической промышленности, а также при ремонте транспортных средств.

Ультразвуковой дефектоскоп УД4 12Т

  • УСД 50 – универсальная модель, которая обладает цветным дисплеем, что построен по технологии TFT. Экран большого размера, поддерживающий разрешение 640х480 точек. Вес устройства около 2 кг, работа прибора идет от аккумуляторов. Это отличный выбор для профессионалов.

Ультразвуковой дефектоскоп УСД 50

  • УСД 60 – универсальная модель, которая обладает TFT дисплеем, размером 135х100 мм. Сигналы выводятся в виде каналов А, В и С. Может записывать большие объемы данных. Есть функция автоматического формирования отчетов с последующим выводом на печать. Устройство отличается высокой точностью и тонкой коррекцией. Есть поддержка подключения многоканальных систем сканирования.

Ультразвуковой дефектоскоп УСД 60

  • УД 25 П45 – не имеет функции сохранения данных, а также не подключается к ПК. Используется для поиска дефектов и измерения толщины деталей.
  • ФОКУС РХ – применяется как один из компонентов автоматических систем контроля. Работает на собственном программном обеспечении ФОКУС ПК. Обладает хорошими характеристиками в параметрах сигнал-шум и скорости контроля.

Производители

Среди производителей на современном рынке выделяются такие компании как:

  • Novotest;
  • АКС;
  • Helling;
  • Orient;
  • Пульсар.

Ультразвуковые дефектоскопы

Ультразвуковой дефектоскоп на фазированных решетках УСД-60ФР

В наличии: Под заказ

Гарантия: 36 месяцев

Ультразвуковой дефектоскоп А1211 Mini

Гарантия: 24 месяца

Ультразвуковой дефектоскоп УСД-50 IPS

В наличии: Под заказ

Гарантия: 36 месяцев

Высокочастотный ультразвуковой дефектоскоп-томограф А1550 IntroVisor

В наличии: Под заказ

Гарантия: 36 месяцев

Ультразвуковой дефектоскоп А1212 МАСТЕР

Гарантия: 12 месяцев

Ультразвуковой дефектоскоп «А1214 ЭКСПЕРТ»

Гарантия: 24 месяца

Ультразвуковой дефектоскоп УД2В-П46

В наличии: Под заказ

Гарантия: 36 месяцев

Ультразвуковой дефектоскоп УД2В-П45.Lite

В наличии: Под заказ

Гарантия: 36 месяцев

Ультразвуковой дефектоскоп УСД-50

В наличии: Под заказ

Гарантия: 12 месяцев

Ультразвуковой дефектоскоп Velograph II

В наличии: Под заказ

Гарантия: 24 месяца

Ультразвуковой дефектоскоп УСД-60

Гарантия: 36 месяцев

Ультразвуковой дефектоскоп УД2-3C

В наличии: Под заказ

Гарантия: 18 месяцев

Универсальный ультразвуковой дефектоскоп УД3-103 Пеленг

В наличии: Под заказ

Гарантия: 36 месяцев

Портативный ультразвуковой дефектоскоп УСД-46

В наличии: Под заказ

Гарантия: 12 месяцев

Многофункциональный дефектоскоп «ТОМОГРАФИК» УД4-Т

В наличии: Под заказ

Читайте также  Как сделать сварочный аппарат в домашних условиях?

Гарантия: 18 месяцев

Ультразвуковой дефектоскоп УД2-70

В наличии: Под заказ

Гарантия: 12 месяцев

Ультразвуковой дефектоскоп УД2-102 Пеленг

В наличии: Под заказ

Гарантия: 36 месяцев

Ультразвуковой дефектоскоп УД2В-П46 (старая версия с LD экраном)

В наличии: Под заказ

Гарантия: 36 месяцев

Ультразвуковой дефектоскоп УСД-60ФР-16/128

В наличии: Под заказ

Гарантия: Не указано

Ультразвуковой дефектоскоп УД3-71

В наличии: Под заказ

Гарантия: 18 месяцев

  • Первая
  • «
  • 1
  • 2
  • 3
  • 4
  • 5
  • »
  • Последняя

Ультразвуковые дефектоскопы используются для обнаружения различных недостатков в промышленных изделиях. К ним можно отнести:

  • отличия химического состава от заданных показателей;
  • нарушения целостности гомогенности структуры;
  • несоответствие размеров;
  • появление коррозии и т. д.

Сфера использования УЗК-дефектоскопов широка:

  • машиностроение;
  • различные промышленные отрасли;
  • строительство;
  • энергетика.

Некоторые типы УЗ-дефектоскопов позволяют вести контроль изделий из металла, которые передвигаются с большой скоростью относительно прибора. Важно и то, что выполнять поиск дефектов можно, не прерывая производственный процесс.

Принцип работы ультразвукового дефектоскопа

В приборах данного типа может использоваться несколько методов контроля сварных соединений:

  • эхометод. Базируется на том, что в контролируемый объект отправляются ультразвуковые сигналы и регистрируется время и интенсивность прохождения эхосигнала;
  • зеркально-теневой. Основывается на столкновении ультразвуковых колебаний с изъяном и их отражении в обратном направлении. О наличии дефекта свидетельствует тот факт, что энергия колебаний уменьшается или изменяется их фаза. Данный метод часто применяется для контроля качества сварного шва.

Сочетания зеркально-теневого и эхометода используются для оценки риска вертикальных трещин (например, в рельсах). Дело в том, что использование только эхометодики является недостаточным в данном случае.

Рекомендации по выбору

Производители предлагают дефектоскопы, которые отличаются:

  • размерами;
  • весом;
  • характеристиками дисплея;
  • наличием дополнительных функций и т. д.

Поэтому при выборе ультразвуковых дефектоскопов для контроля сварных швов важно определиться с условиями использования, а также сферой задач, которые предстоит решать с их помощью. В случае если необходимо использовать прибор в труднодоступных или удаленных друг от друга объектах, лучше отдать предпочтение компактной модели. Если планируется эксплуатация устройства под открытым небом, то нужно заранее определиться, при каком диапазоне температур оно будет использоваться.

Ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений

Неразрушающий контроль соединений – современный метод диагностики наличия и глубины дефектов в узлах и деталях. В отношении оценки последующей работоспособности сварных соединений особенно эффективной признана ультразвуковая дефектоскопия. Дело в том, что в подавляющем большинстве производственных ситуаций имеющиеся неоднородности сварного шва располагаются так, что хорошо отражают именно акустические волны сверхвысокой частоты. Этот метод проверки и заключает в себе ультразвуковой дефектоскоп.

В чём заключается эффективность неразрушающего контроля сварных соединений?

Идеально однородные среды в процессе взаимодействии с источником ультразвуковых колебаний не ослабляют амплитуду звуковых волн. Совсем иное происходит, если сканируются реальные объекты. При наличии в них участка с искажениями первоначальной структуры всегда наблюдается существенное искажение и уменьшение амплитуды звукового давления, которое количественно проявляется в виде ослабления или даже полного поглощения ультразвуковых волн.

Интенсивность таких искажений устанавливается законом ослабления

где: Р – исходное значение амплитуды звукового давления; Р – значение на выходе из диагностируемого сварного шва; d – толщина шва; α – коэффициент ослабления.

Поскольку параметр d чаще представляют как расстояние до источника ультразвукового излучения, то считается, что звуковая волна имеет вид полусферы, а потому ослабление будет равномерным по всем направлениям. В практике измерений оно обычно устанавливается в децибелах (дБ), поэтому может быть вычислено по формуле

Промышленный ультразвуковой дефектоскоп, применяемый для определения сплошности и качества сварных швов, оценивает интенсивность эхо-сигнала, которая пропорциональна амплитуде звукового давления:

где: Н и Н соответственно — амплитуды звукового сигнала на входе и выходе из прибора.

Для практически применяемого диапазона частот 1…15 МГц (что и случается для подавляющего большинства металлических изделий) интенсивность эхо-сигналов соотносится с относительным ослаблением ультразвукового сигнала следующими соотношениями:

Н/Н 1,26 1,78 2,82 5,01 10,0 21,62
Мощность сигнала, дБ 2 5 9 14 20 30

Из представленной таблицы следует, что применение оценочного критерия логарифмической интенсивности ультразвукового сигнала может эффективно фиксировать изменения в его амплитуде.

Причинами ослабления ультразвуковых волн происходит вследствие поглощения и рассеивания сигналов. Энергия поглощения превращает колебательную энергию в тепловую. Она пропорциональна частоте ультразвуковых колебаний, поэтому ультразвуковые дефектоскопы для контроля сварных соединений изготавливаются с максимально возможными генерируемыми частотами.

С повышением частоты облегчается фокусировка прибора, благодаря чему распознавание неоднородностей или дефектов улучшается. При этом должны соблюдаться следующие условия:

  1. Размер оцениваемой неоднородности должен быть больше половины длины волны.
  2. Направление сканирования должно быть перпендикулярным направлению хода звукового луча.
  3. Прибор не должен использовать так называемые критические частоты (для металлических конструкций это, например, частоты близкие к 6 МГц), при которых из-за явления дифракции ультразвуковых волн чувствительность метода резко снижается.

Энергия рассеивания более существенна для поликристаллических тел. Поэтому для крупнозернистых структур (например, чугуна) ультразвуковая дефектоскопия малочувствительна. Также неэффективно ультразвуковое сканирование при пониженных температурах окружающей среды.

Для получения ультразвуковых колебаний применяются два вида источников: магнитострикционные генераторы и пьезоэлектрические преобразователи. Каждое из устройств имеет свои рациональные области применения.

Конструкции ультразвуковых пьезоэлектрических дефектоскопов

Пьезоэффект заключается в том, что при силовом воздействии на определённые кристаллические вещества (изоляторы с полярно расположенными осями) в них возникают напряжения определённого знака, которые, в свою очередь, инициируют электрические поверхностные заряды. При этом величина напряжений прямо пропорциональна механической нагрузке, что очень важно именно в конструктивном смысле, поскольку упрощает конструкцию прибора. Таким образом цена ультразвукового дефектоскопа для контроля сварных соединений будет невысокой.

Пьезоэлектрический эффект обратим, а потому использующие его ультразвуковые дефектоскопы быстро переналаживаются, и не нуждаются в сложной регулировке. При этом при помощи прямого пьезоэффекта ультразвуковые волны обнаруживаются, а при помощи обратного – генерируются.

Принцип работы пьезогенератора дефектоскопа следующий. На конденсаторные пластины, которые наложены на кристалл, подаётся переменное электрическое напряжение. Это вызывает колебание кристалла с той же частотой. В качестве преобразователей используют такие материалы, как кварц, титанат бария, сульфат лития и др. При наличии внешнего давления атомы в структурной ячейке пьезоэлемента сдвигаются, что и является моментом начала разряда конденсаторных пластин. При изготовлении ультразвукового дефектоскопа для контроля сварных соединений, использующего подобный принцип, излучатель вырезается таким образом, чтобы плоскость колебания по отношению к толщине рассматриваемого сварного шва излучала продольные волны. Если требуется оценить неравномерность структуры соединения на значительной площади, то используют пластину, вырезанную в перпендикулярном направлении. Тогда с приложением напряжения она будет излучать поперечные волны, которые будут равномерно распространяться в толще исследуемого соединения.

Корпуса пьезоизлучателей изготавливают из керамики, что повышает уровень требований к условиям работы ультразвуковых дефектоскопов для контроля сварных соединений. В частности, им противопоказаны удары и сотрясения корпуса.

Магнитострикционные преобразователи ультразвуковых дефектоскопов

Магнитоскрикция заключается в деформации ферромагнитной детали, которая размещена в силовом магнитном поле. Длина этой детали изменяется в зависимости от вида силовых линий магнитного поля, её материала, температуры и степени намагниченности. В ультразвуковых дефектоскопах используются ферромагнетики, относительное изменение длины которых – не менее 10 -5 .

Читайте также  Как правильно варить сварочным инвертором?

Работают такие преобразователи следующим образом. В приборе создаётся переменное электромагнитное поле, при этом ферромагнитный стержень начинает совершать колебания удвоенной амплитуды. Поскольку линейная деформация магнитостриктора не зависит от направления силовых линий магнитного поля, то подмагничивания такого элемента не требуется.

Как и пьезоэффект, магнитострикция обратима. В качестве излучателей применяются химически чистый никель, а также его сплавы с медью или железом. Минимальная частота, при которой обнаружение дефектов сварных конструкций окажется эффективным, составляет 60 Гц, хотя в приборах обычно реализуются частоты от 300 Гц.

Магнитострикционные преобразователи конструктивно проще, однако уступают пьезогенераторам по параметрам минимальной площади диагностируемой зоны: она должна быть достаточно большой. Кроме того, такие ультразвуковые дефектоскопы теряют свою чувствительность при обследовании только что полученных сварных швов. Ещё одним ограничением магнитострикционных источников получения ультразвуковых волн считается их повышенная энергоёмкость. Зато они более компактны, а потому применимы в стеснённых для диагностики условиях.

Промышленные конструкции ультразвуковых дефектоскопов для контроля сварных соединений

Для измерения необходимы:

  1. Сам регистрирующий прибор.
  2. Искательная головка (передатчик).
  3. Контрольная головка (приёмник).
  4. Устройство отображения (монитор или цифровой дисплей).

Напряжение от источника переменного тока (аккумулятор или генератор — для стационарных дефектоскопов) подаётся на излучатель, а от него ультразвуковые волны передаются в исследуемый сварной шов. Интенсивность ослабления исходного сигнала определяет степень неоднородности шва. Возникающая амплитуда сигнала далее усиливается и регистрируется, при этом возможна как визуальная оценка качества, так и запись результатов на цифровой носитель информации.

Перед использованием ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений подлежит юстировке. Как образец, используется сварной стык с идеальными параметрами качества, при этом отклонение шкалы/стрелки должно быть максимально возможным.

В качестве приёмника дефектоскопы некоторых фирм используют преобразователь изображения. При этом фиксируется фактическое значение плотности энергии звукового поля за швом. Этот способ получения конечной информации более нагляден, но требует определённого пространства за исследуемым соединением.

Излучение звуковой энергии в ультразвуковых дефектоскопах может быть выполнено двумя способами – резонансным или импульсным. В первом случае излучение ультразвука происходит непрерывно, а применяемые частоты находятся в диапазоне 1…12,5 кГц. При импульсном методе используется сигнал (эхо) звуковой волны, который отражается от дефектной зоны или задней поверхности сварного стыка. Подача звукового импульса происходит через 1…2 мкс, чем обеспечивается высокая точность сканирования объекта. Конечный импульс отражается на мониторе, и может регистрироваться цифровым устройством записи. Энергопотребление дефектоскопов такого типа значительно меньше.

Признанным мировым лидером в производстве переносных дефектоскопов для контроля сварных соединений, цена которых вполне соответствует их качеству, считаются аппараты от компании SONATEST (Франция). Данные приборы отличаются компактностью и точностью получаемых данных. Например, применяемые для тестирования качества сварки труб, листовых материалов и т.п. ультразвуковые дефектоскопы линейки Harfang Veo характеризуются следующими эксплуатационными достоинствами:

  • большим диапазоном регулировки направления и силы излучения, а также скорости диагностики;
  • точностью измерения;
  • воспроизводимостью результатов, включая и 3D-моделирование структуры сварного шва;
  • удобствами настройки;
  • возможностью подключения для целей сканирования нескольких источников;
  • ёмкими батареями, допускающими замену непосредственно в ходе измерений.

Ультразвуковые дефектоскопы

Один из видов оборудования, широко применяемого для неразрушающего контроля – дефектоскопы. Их предназначение заключается в проведении обследования металлических и неметаллических конструкций на предмет наличия в них изъянов различного характера. Контроль может проводиться как на этапах производства, так и после введения объектов в эксплуатацию.

При помощи данных приборов можно выявить коррозию, полости и утончения, нарушения сплошности и даже дефекты на молекулярном уровне: изменения в химическом составе или структуре тела подконтрольного объекта. В зависимости от целей исследования применяют тот или иной вид оборудования для дефектоскопии.

ООО «ВЕЛМАС» предлагает купить дефектоскопы от ведущих зарубежных и отечественных производителей в Москве и МО с доставкой в любой уголок России. Являясь официальным дилером компаний-изготовителей, мы продаем только качественное оборудование с заводской гарантией, а также обеспечиваем гарантийное и постгарантийное обслуживание.

В ассортименте складской программы:

  • Ультразвуковые
  • дефектоскопы
  • Вихретоковые и акустические дефектоскопы
  • Электроискровые дефектоскопы
  • Магнитопорошковые дефектоскопы
  • Рентгеновские дефектоскопы
  • Строительные дефектоскопы

Деление дефектоскопов на виды производится в зависимости от метода неразрушающего контроля, который приборы используют в работе.

Наиболее распространенные виды дефектоскопов:

  • Ультразвуковые дефектоскопы, принцип работы которых состоит в исследовании ультразвуковых колебаний: при воздействии на подконтрольный объект акустическими волнами, посылаемыми с определенной частотой, прибор фиксирует траекторию их движения – если она остается неизменной, значит, материал однородный и изъянов в нем нет. Особенно популярны среди специалистов по НК дефектоскопы на фазированных решетках, создающие в процессе исследования S-сканы в режиме реального времени.
      В свою очередь, ультразвуковые дефектоскопы делятся на
    • импульсные;
    • резонансные;
    • импедансные.
  • Магнитно-порошковые дефектоскопы используют для контроля сварных швов и поверхностей посредством применения циркулярных или продольных магнитных полей. На контрольную зону воздействуют специальными магнитными устройствами или постоянным магнитом, а после, используя сухой или мокрый способ, наносят магнитный порошок в качестве реагента. Рисунок, в который собираются цепочки магнитных крупинок, и служит основой для заключений о наличии или отсутствии дефектов. Магнитные дефектоскопы особенно часто применяют для проведения исследований на труднодоступных участках или оценки состояния конструкций сложной формы.
  • Вихретоковые дефектоскопы используют в работе вихревые токи, которые возбуждаются в подконтрольной зоне. Зафиксированные изменения в электромагнитном поле вихревого тока свидетельствуют о существующих дефектах. Один из минусов вихретоковых приборов – небольшая глубина исследования: до 2 мм.
  • Электроискровые дефектоскопы. Щуп и диагностируемый объект подключаются к разным полюсам источников высокого напряжения. При касании щупом поверхности изоляционного покрытия возникает электрический пробой воздушных промежутков.
  • Рентгеновские дефектоскопы воздействуют на объект контроля рентгеновскими лучами. Полученный в результате снимок подробно показывает все существующие изъяны. Этот метод – один из наиболее информативных, но и весьма дорогостоящий.

Существует еще масса разновидностей видов дефектоскопов, в числе которых феррозондовые, термоэлектрические, инфракрасные, радиоволновые, электронно-оптические и капиллярные. Большинство из них имеют узкую специализацию и предназначены для использования только в конкретных промышленных отраслях.

Компания «ВЕЛМАС» предлагает широкий выбор оборудования для дефектоскопии, а также приборов, функционально связанных с дефектоскопами: толщиномеров, течеискателей, твердомеров и т.п.

Цены на дефектоскопы конкретных моделей смотрите в каталоге или уточняйте у менеджера.

Звоните по бесплатному телефону 8-800-250-18-63

Или воспользуйтесь услугой заказа обратного звонка – в рабочее время вам перезвонят в течение 33 секунд.

Методика ультразвукового контроля сварных соединений

Метод ультразвуковой дефектоскопии сварных швов применяется с 1930 года. С тех пор разработаны различные способы эхолокации. Они выявляют нарушение целостности диффузного слоя, соответствие наплавки основному металлу по химическому составу, выявляются шлаковые включения, оксидные примеси. Процедура УЗД (ультразвуковой диагностики) по точности результатов сопоставима с рентгеном, радиолокацией. Прибором выявляют самые мелкие дефекты, снижающие прочность соединений.

Среди неразрушающих методов контроля швов ультразвуковой стал самым доступным и эффективным, поставлен на поток. Результаты проверки работы сварщика заносятся в специальный журнал. Область применения ультразвукового контроля сварных соединений ограничена только геометрическими параметрами свариваемых деталей. Диагностируют швы трубопроводов, сосудов высокого давления, металлоконструкций, испытывающих большую нагрузку.

Читайте также  Виды сварочных швов и способы нанесения

Теория УЗК сварных швов

Физическая основа метода ультразвукового контроля сварных швов основана на способности ультразвука отражаться от границы раздела сред. Ультразвук – упругие механические колебания, получаемые различными методами. Они находятся за пределами слышимости. Вредного воздействия на уши оператора-контролера излучатели не оказывают.

Ультразвуковая диагностика проводится в диапазоне от 20 кГц до 500 МГц. В однородной среде направленные волны распространяются с одинаковой скоростью. На фазовом переходе отражаются или преломляются подобно световому лучу. Скорость продольной волны во всех твердых средах почти в два раза превышает скорость поперечной.

Чувствительность у приборов разная, зависит от конструктивных особенностей. Но по сути волны способны отражаться от дефектов, которые равны длине волны или превосходят ее по размеру. Ультразвуком можно определить мелкие дефекты сварных соединений: несплошности, раковины, включения шлака или нерастворимые соединения, крупные зерна, повышающие хрупкость металла.

Преимущества и недостатки ультразвуковой дефектоскопии

Сначала о достоинствах:

  • Это неразрушающий контроль, исследуемую часть конструкции не нужно отделять, разрезать, везти в лабораторию.
  • Ультразвуковыми дефектоскопами для контроля сварных соединений можно пользоваться в лабораторных и полевых условиях.
  • Методы применяются для однородных и разнородных соединений.
  • Для исследования шва не требуется много времени, результат получают на месте.
  • Приборы безопасны для человека, не оказывают вредного воздействия.
  • Достоверность результатов очень высокая, диагностируются многие виды дефектов.

Недостатки связаны с необходимостью подготовки специалистов, ограничениями. Ультразвук затухает в крупнозернистых металлах. Необходимо использовать преобразователи с определенным радиусом кривизны подошвы.

Виды УЗК сварочных швов

Стыки прозвучивают по различной методике:

  • прямым лучом;
  • однократно отраженным;
  • двукратно отраженным;
  • многократно отраженным.

Направление луча в ультразвуковом методе контроля сварных соединений подбирают по нормали, на которой дефекты особенно опасны.

Основные способы локации:

  1. Эхо-импульсная УЗД. Прибор настроен на излучение и прием волны. Если аудиволна не зафиксирована датчиком, все в порядке, в шве дефекты не обнаружены. Если зафиксировано отражение, есть раздел сред.
  2. Эхо-зеркальный метод предусматривает применение датчика, генерирующего волну, и улавливающего приемника. Приборы устанавливают под углом к оси шва. Приемник ловит отраженные волны. По результатам диагностируют трещины в сварном соединении.
  3. Теневая диагностика подразумевает прохождение ультраволн по всей площади шва, приемник устанавливается за сварным соединением. Если звук отражается, возвращается к излучателю, приемник фиксирует теневой участок.
  4. Зеркально-теневая дефектоскопия – сочетание зеркального и теневого исследования. Комплект датчиков регистрирует отраженные звуковые колебания. Чистая волна — шов сделан без нарушений. Наличие глухой зоны – признак несплошностей.
  5. Дельта-метод основан на воздействии направленным лучом. Дефекты определяются по отражению ультразвука, изменению траектории. Для точных результатов требуется деликатная настройка диагностического оборудования.

На практике чаще используют первый и третий методы. Неразрушающий контроль с использованием ультразвука выявляет брак, провоцирующий разгерметизацию сварных изделий. Считается эффективным способом профилактики аварийных ситуаций.

Область и возможности применения методики УЗК

Проверка проводится на соединениях цветных металлов, чугуне, углеродистой и легированной стали. С помощью диагностики УЗК сварных швов выявляют:

  • пористость, связанную с насыщением расплава атмосферными газами;
  • включения ржавчины;
  • непровары;
  • участки с нарушением геометрии детали;
  • трещины в зоне термовлияния;
  • несплошности различной природы;
  • инородные включения в расплаве;
  • структурные расслоения;
  • неоднородность наплавленного слоя;
  • складки наплавочного материала;
  • свищи (сквозные дефекты);
  • провисание диффузионного слоя за пределами стыка.

УЗК-контролю сварных соединений подвергают различные конструкционные элементы:

  • тавровые швы;
  • трубные и фланцевые кольцевые соединения;
  • стыки любой конфигурации, включая сложные формы;
  • продольные и поперечные швы, подвергающиеся разнонаправленным нагрузкам или испытывающим высокое давление.

В инструкциях по ультразвуковому контролю сварных соединений указаны ограничения диагностики, связанные со способностью ультразвука рассеиваться при прохождении через металлическую решетку.

Геометрический диапазон контроля:

  • толщина проверяемых заготовок: mах 0,5–0,8 м, min 8–10 мм;
  • расстояние до контролируемого шва или углубление: mах 10 м; min 3 мм.

Методика применяется в строительной отрасли, автомобильной промышленности, на предприятиях, где есть сосуды высокого давления, котлы, технологические трубопроводы.

Устройство и принцип работы ультразвукового дефектоскопа

У всех приборов есть генератор, излучатель и приемник ультразвука, усилитель сигнала. Устройства различаются по типу генераторов. Чаще используются пьезоэлементы. Ультразвуковой датчик посылает сигналы импульсно, с паузами до пяти микросекунд. Длительность настраивают в зависимости от плотности металла, структурных особенностей изыскиваемых дефектов. По отражению делается качественная и количественная оценка: выявляется дефект, глубина его образования, размеры.

Излучатель находится в подвижном щупе, он двигается вдоль и поперек исследуемых швов.

Точность диагностики зависит от чувствительности приемника, улавливающего прошедшую или отраженную волну. На границе сред волна меняет направление, оператор должен это учитывать. Проще определяются теневые участки – места, где волна отражается. Звуковой сигнал преобразуется в электрический, картинка выводится на осциллограф. Отраженная волна показывает пик, постоянная – прямую линию.

Проверка сварных швов ультразвуком

Технология проверки регламентирована ГОСТ Р 55724-2013. Операторам-контролерам выдают удостоверения. Перед проверкой им проводят инструктаж по ТБ. Проверять приходится соединения, расположенные в труднодоступных местах. Прибор обязательно заземляется. Оценка результатов проводится по нескольким критериям. В журнал ультразвукового контроля качества заносятся следующие данные:

  • протяженность контролируемого сварного шва;
  • описание дефекта (ширина, высота, форма);
  • диапазон пропускаемой волны.

Для диагностики проводится зачистка исследуемой области (валик плюс область термовлияния). Для лучшей проходимости ультразвука на поверхности создают маслянистую пленку. Прибор настраивают по стандарту. Поиск отраженного или пропускаемого сигнала проходит на максимальной амплитуде. В зависимости от важности соединения контроль проводится за один или два прохода.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: