Андрей Смирнов
Время чтения: ~11 мин.
Просмотров: 0

Ультразвуковой дефектоскоп: как устроен, какими функциями обладает и как не ошибиться с выбором

Кратко о других методах дефектоскопии

Капиллярный (жидкостный) метод предполагает выявление дефектов на поверхности металлов. Перед диагностикой детали очищаются, чтобы краситель попадал беспрепятственно. На материал наносят пенетрант, удаляют избытки и вводят проявитель, который при специальном освещении обнаруживает разрушения поверхности. Жидкостный метод прост в исполнении, но требует предварительной тщательной очистки поверхности. Автоматизировать это невозможно.

Вихретоковый контроль показывает повреждения внутри металла и на его поверхности с помощью электромагнитного поля. Вихревые токи текут по-разному в материалах с дефектами и без них. Диагностика вихревым током проводится за секунды, но применима только к металлам. Такие испытания требуют высокой квалификации операторов. Метод используют в авиационной и ядерной промышленности.

Контроль магнитными частицами обнаруживает повреждения на поверхности либо чуть ниже (работа на глубине материала невозможна). На материал наносят сухие или влажные магнитные частицы — они притягиваются к инородному телу, обозначая его форму и размер. После завершения диагностики деталь размагничивается. Этот метод подходит только для работы с ферромагнитными материалами. Для исследования требуется полное размагничивание детали, что затрудняет автоматизацию процесса.

Параметры оценки результатов

Чувствительность прибора – основной фактор качества проводимых работ. Как с его помощью можно распознать параметры дефекта.

Во-первых, определяется количество изъянов. Даже при самых близких друг к другу расстояниях эхо-метод может определить: один дефект в сварочном шве или два (несколько). Их оценка производится по следующим критериям:

  • амплитуда акустической волны;
  • ее протяженность (условная);
  • размеры дефекта и его форма.

Протяженность волны и ширину изъяна можно определить путем перемещения излучателя вдоль сварочного соединения. Высоту трещины или раковины можно узнать, исходя из разницы временных интервалов между отраженной волной и излученной раньше. Форма же дефекта определяется специальной методикой. В основе ее лежит форма отраженного сигнала, появляющаяся на мониторе.

Метод ультразвуковой дефектоскопии сложный, поэтому качество полученных результатов зависит от квалификации оператора и соответствия полученных показателей, которые регламентирует ГОСТ.

Как можно сэкономить на услугах лаборатории?

Вы самостоятельно можете определить наличие ряда недопустимых дефектов в соединениях. Технология дана в РД 03-606-03 «Инструкция по визуальному и измерительному контролю», каждая лаборатория всегда в начале выполнения работ выполняет этот вид экспертизы. Ряд дефектов могут быть обнаружены этим методом с применением специального инструмента (катетомеры, УШС, проч.), которыми располагает лаборатория, а часть дефектов вы можете обнаружить без просветки простым осмотром: дефекты, выходящие на поверхность (поры, подрезы, трещины, проч.), нарушения геометрии сварного шва.Выдайте этот документ вашим сварщикам, чтобы минимальную диагностику сварных швов они провели сами после сварочно-монтажных работ, чтобы вы не переплачивали за дополнительные выезды лаборатории неразрушающего капиллярного контроля в Москве или любом другом городе России.
Экономьте на ремонтах! Если вы сомневаетесь в качестве сварки, при вызове лаборатории для контроля качества сварных швов держите сварщиков на объекте, чтобы в случае обнаружения брака в ходе просветки соединений вы могли оперативно отремонтировать дефектные участки, пока дефектоскописты еще ведут работу на других ваших участках, а строительная лаборатория – проконтролировать отремонтированные вами участки без дополнительных выездов, т.е. без дополнительных плат с вашей стороны.
Возьмите ряд функций подготовки объекта на себя, чтобы не платить за это лаборатории:
для визуально-измерительного контроля (ВИК), капиллярного (ПВК), магнитно-порошкового методов (МПД) – зачистите от шлака, влаги, брызг металла, ржавчины

Для зачистки используйте угловую шлиф.машинку (болгарку) с шлифовальным, затем лепестковым кругом.ВАЖНО! Металл валика усиления сварного шва не срезать (если это впрямую не указано в конструкторской документации), как и не зачищайте его жётскими зачистными кругами. Этим вы можете нарушить целостность сварного шва и снизить его прочность.
для ультразвукового контроля (УЗК) – зачистите от сварочных брызг, ржавчины, окалины, снимите изоляционное и лакокрасочного покрытия, обеспечьте доступ к 100% длины контролируемых швов, шероховатость зачищенной поверхности должна быть не ниже Rz 40 мкм по ГОСТ 2789-73.
для радиографического контроля (РК) необходим двухсторонний доступ к 100% длины контролируемых швов для возможности проведения капиллярной диагностики в соответствии с требованиями ГОСТ 7512-82 «Контроль неразрушающий

Соединения сварные. Радиографический метод», отсутствие людей в зоне обследования в соответствии с санитарно-эпидемиологическими нормами РФ. Т.е. на время проведения РК необходимо предоставить свободным от людей пространство: цех, участок на улице, который лаборатория сможет отгородить для безопасной работы с рентгеном или же организовать проведение работ во внерабочее время (ночь, выходные) в Москве или любом другом городе.

Предоставьте максимальный объем под контроль.
Иначе вы будете оплачивать лаборатории «минималки» за выезд и тратить лишние бюджеты этим. Больший объем снизит единичные расценки на проведение неразрушающего контроля и обследование сварных швов для вас за счет более эффективного использования специалистов лаборатории неразрушающего контроля. Экспертиза сварки выполняется в соответствии с нормативными документами разрушающими (механические испытания, к примеру) или неразрушающими методами: радиографическим, ультразвуковым, визуально-измерительным и иными методами просветки. Так же в ходе проведение контроля наши дефектоскописты в Москве или любом другом городе России определяют наличие допустимых дефектов и отражают их наличие в обязательном порядке в заключениях (протоколах) по результатам работ. Эти дефекты, являющиеся в данный момент «проходными» (т.е. не препятствующие сдаче объекта заказчику), показывают уровень квалификации сварщиков и влияют на дальнейшие эксплуатационные характеристики конструкции или выпускаемого вами оборудования. В ходе эксплуатации эти дефекты сварки могут «раскрываться» под воздействием вибраций, окружающей среды и проч. факторов.

Где купить ультразвуковой дефектоскоп

Научно-производственный центр «Кропус». Один из двух самых прогрессивных в России производителей аппаратуры для ручного и механизированного (автоматизированного) УЗК. У приборов от НПЦ «Кропус» очень хороший «сарафан» в профессиональном сообществе. Они не уступают зарубежным аналогам по функциональным возможностям, но стоят на несколько порядков меньше. У данного производителя можно купить дефектоскоп для ультразвукового контроля сварных соединений, основного металла листового проката, композитов, полиэтилена, углепластиков, сотовых конструкций и пр. Как для традиционного УЗК, так и для контроля с применением фазированных решёток и метода TOFD. Среди примечательных новинок и хитов продаж – УСД-60ФР, АД-50К, УСД-50 IPS, УСД-46, сканер-дефектоскоп УСД-60-8К WeldSpector и др. Приборы внесены в Госреестр СИ РФ, Морской и Речной регистры, одобрены Ростехнадзором, рекомендованы к использованию на объектах «Газпрома», «Транснефти», «Лукойла» и др. НПЦ «Кропус» своими силами выпускает ПЭП разных типов, стандартные образцы и многие другие принадлежности для УЗК. Производственно-техническая база находится в Ногинске: +7 (800) 550-64-94, +7 (495) 500-21-15, sales@kropus.com.
Научно-производственная фирма «АВЭК». Официальный дистрибьютор популярного за рубежом разработчика – фирмы ZETEC. В НПФ «АВЭК» можно купить главные ультразвуковые дефектоскопы этой марки – TOPAZ 16 и TOPAZ 32. Оба содержат каналы для работы с фазированными решётками. У обоих предусмотрен сенсорный дисплей, калькулятор фокальных законов, ударопрочный корпус и пр. НПФ «АВЭК» представлена в разных регионах РФ, центральный офис – в Екатеринбурге: +7 (343) 217-63-84, info@avek.ru.
«ИНДУМОС». Официальный дистрибьютор GE Sensing & Inspection Technologies – подразделения компании Baker Hughes, a GE Company. С 2004 году корпорация является владельцем легендарного бренда Krautkramer. Ультразвуковые дефектоскопы этой марки закупали ещё во времена СССР и высоко ценились советскими и российскими специалистами. Приборы GE вобрали в себя всё лучшее, что было в разработках Krautkramer. Компания «ИНДУМОС» – поставщик с отличной репутацией (успешно работает с 1999 года). В каталоге представлен весь модельный ряд GE для ручного УЗК – Mentor UT, USM Go+, SpotChecker, USM 36 и другие. Телефон отдела продаж: +7 (495) 675-85-13, indumos@df.ru.
Научно-промышленная компания «ЛУЧ». Российский производитель, существующий с 1997 года и базирующийся в Балашихе (Московская область). Главные приборы – легендарные УД2-70, ПЕЛЕНГ-115 и ПЕЛЕНГ-415. У каждого из них, помимо базовой версии универсального назначения, есть специализированные модификации для контроля деталей подвижного состава и метрополитена. Многие из них внесены в реестр ОАО «РЖД». Однако железнодорожным хозяйством область применения этих приборов не ограничивается: УД2-70, например, внесён в реестр средств НК для объектов ПАО «Газпром». Также предприятие самостоятельно производит датчики разных типов. Купить ультразвуковой дефектоскоп в НПК «ЛУЧ»: +7 (498) 520-77-99, luch@luch.ru.
SIUI NDT. Один из самых успешных и авторитетных китайских разработчиков (существует с 1978 года). Главные УЗ-дефектоскопы в линейке – MSCAN-SUPOR, SUPOR, SyncScan. Во всех реализована поддержка фазированных решёток и метода TOFD, а в некоторых доступна технология головных волн. Для более производительного ручного и механизированного контроля SIUI NDT выпускает большое количество всевозможных сканеров и датчиков – для прозвучивания сварных соединений, коррозионного мониторинга и т.д. Официальное представительство в России и СНГ: +7 (495) 997-23-45, +7 (985) 997-23-45, info@siui-ndt.ru.
«АКА-Скан». Уважаемый отечественный производитель, у которого можно купить хороший импедансный дефектоскоп для ультразвукового контроля материалов с высоким коэффициентом затухания – композитов, углепластиков, слоистых пластиков, сотовых конструкций и т.д. Под эти задачи выпускаются такие приборы, как ИД-91М, ИД-92НМ, АД-60К, ВЕКТОР-СКАН. Многие из них рассчитаны на работу не только с раздельно-совмещёнными и совмещёнными импедансными преобразователями, но и с ударными датчиками. Фирма основана в 2011 году специалистами с очень солидным стажем в НК (многие из них работают в этой сфере больше 28 лет). Приборы «АКА-Скан» успешно используются такими гигантами, как S7, «Аэрофлот», Airbus, ПАО «Туполев» и др. Телефон отдела продаж: +7 (495) 964-04-84, info@aka-scan.ru.

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:

  • отраженные;
  • преломлённые;
  • сдвиговые поперечные;
  • продольные волны.

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.

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:

  • зачищается ржавчина, лакокрасочное покрытие со шва на расстоянии 5-7 см;
  • для получения достоверных результатов при ультразвуковом контроле сварных соединений, поверхности необходимо обработать турбинным, трансформаторным, либо машинным маслом;
  • контролер или прибор подстраивается под определенные параметры проверки;
  • стандартные настройки применяются при толщине сварного шва не более 2 см;
  • более толстые детали требуют применения АРД диаграмм;
  • проверка качества шва выполняется с помощью AVG или DSG параметров;
  • излучатель аппарата ультразвукового контроля перемещается вдоль шва зигзагом, проворачивается вокруг своей оси на небольшой угол;
  • искатель проводится по материалу до выявления максимально четкого, устойчивого сигнала, после чего разворачивается для поиска максимальной амплитуды;
  • контроль, проверку ультразвуковой дефектоскопии сварных швов производят согласно ГОСТу;
  • отклонения, дефекты прописываются в регистрационную таблицу.

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:

  • расслоения наплавленного метала, различные поры;
  • трещины, неровности шва, а также не проваренные участки;
  • не сплавления, дефекты свище образного происхождения;
  • поврежденные окислами и коррозией участки, провисание металла;
  • несоответствующий химический состав соединения, поврежденный геометрически размер.

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:

  • в определении степени износа труб в магистралях, сварных соединений;
  • диагностика агрегатов, материалов в аналитических целях;
  • машиностроение, нефтегазовая, тепловая, химическая и атомная промышленности требуют использование технологии при обеспечении безопасности эксплуатации будущего изделия;
  • в соединениях сварного типа с крупнозернистой структурой, сложной геометрией;
  • установка и соединение изделий, подверженных крупным физическим, температурным нагрузкам, потребует проверки ультразвуковым контролем.

https://youtube.com/watch?v=M7sW9BkDBT0

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.

Плюсы и минусы диагностики ультразвуком

Главным достоинством метода является то, что он относится к неразрушающему контролю. Исследуемый объект не выводится из эксплуатации, не подвергается разборке, взятию образцов, не требует других дорогостоящих действий.

Другие преимущества УЗД:

  1. Метод доступен для работы с металлическими материалами и неметаллами.
  2. Точность в определении положения дефекта и оценке его размера и формы.
  3. Высокая скорость исследования.
  4. Низкая цена работ.
  5. Безопасность для здоровья (меньший вред в сравнении с работой рентгена).
  6. Мобильность, т.е. работа в полевых условиях.

Ультразвуковая дефектоскопия позволяет предотвратить возможные разрушения.

Недостатки диагностики ультразвуком:

  1. Нужна предварительная подготовка поверхности.
  2. Не поддаются проверке грубые материалы, детали неправильной формы, слишком маленькие или тонкие.
  3. Невозможна работа с чугуном и крупнозернистыми материалами (из-за высокого уровня шума и низкого уровня звука).
  4. УЗД может не определить повреждения, ориентированные параллельно звуковому лучу.
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации