Скидка 10% на отводы 426х10 09г2с ГОСТ 17375-2001Подробнее

Что такое ультразвуковой контроль сварных швов

2019-10-14

Содержание


Сварные швы нуждаются в проверке как на выходе из производства, так и на регулярной основе. Их дефекты влияют на прочность конструкции, приводят к ее разрушению в процессе эксплуатации. Из-за малого размера повреждений, их залегания внутри металла, диагностика требует специальных технологий. Одна из них – ультразвуковая дефектоскопия (УЗД).

Ультразвуковой контроль сварных швов (УЗК) ‒ это метод неразрушающего контроля. Он выявляет скрытые повреждения посредством ультразвука: незаполненные пространства, химически неоднородный состав, механические повреждения недопустимой величины.

Методика УЗД возникла еще в 30-е гг. XX века, но более популярной альтернативы не нашла до сих пор. Она дает более точные результаты, чем радио-, рентгено-, гамма-дефектоскопия. С ее помощью проверяют не только металлические, чугунные, медные конструкции, легированные, аустенитные стали, но и пластик, стекловолокно, керамику, композит. Сфера применения включает нефтегазовую, химическую, авиационную промышленность, судостроение, тепловую, атомную энергетику, машиностроение.

Виды ультразвукового контроля

Технология УЗК основана на таком свойстве звуковых волн, как несменяемость траектории движения в однородном материале. На исследуемую деталь направляют ультразвуковые сигналы, которые, отражаясь от внутренних неровностей, возвращаются в приемник. В его роли выступает дефектоскоп с пьезоэлектрическим преобразователем. Данные выводят на электронный блок, что позволяет судить о форме и других параметрах дефектов. Так, амплитуда отраженного импульса говорит о величине, время распространения волн – о глубине залегания.

УЗК проводят по нескольким схемам, которые различаются способом регистрации и оценки показаний. Кроме того, применяют комбинации этих методов.

Технология ультразвукового контроля

  • Теневой. Это способ, при котором два преобразователя (генератор, приемник) устанавливают по противоположным сторонам диагностируемого изделия. Первый излучает волны на шов, а второй их принимает. Глухая зона в волновом потоке свидетельствует о повреждениях.
  • Зеркально-теневой. При этом методе приборы устанавливают с одного края изделия. Генератор создает косые волны, которые отражаются от поверхности материала, затем их фиксирует приемник.
  • Эхо-импульсный. Берут один преобразователь, который выполняет функции генератора и приемника одновременно. Если волны проходят через сварочный шов и не отображаются на экране, то изъяны отсутствуют.
  • Эхо-сквозной. Два преобразователя устанавливают напротив друг друга по сторонам проверяемого объекта. Анализируются сигналы от неровностей, отраженные в направлении пьезоэлектропреобразователя.
  • Дельта-метод. Строится на излучении направленных акустических колебаний внутрь шва. Колебания делятся на несколько типов, лишь некоторые из которых различает устройство. Количество пойманных волн говорит об объеме, форме изъяна. К дельта-методу прибегают редко из-за трудоемкости настройки оборудования, сложности расшифровки данных, необходимости тщательной очистки шва.

Дефекты сварных швов

УЗД подвергают различные типы швов, угловые, тавровые соединения, плоские, продольные, кольцевые стыки толщиной 0,4–6 см, сварные трубопроводы. Она позволяет выявить:

  • неровности, околошовные трещины;
  • расслоение, пористость в наплавленном металле шва;
  • непровары;
  • шлаковые включения;
  • нарушение геометрических размеров;
  • воздушные пустоты;
  • химически неоднородные вкрапления;
  • окислы, коррозия, провисание металла.

Алгоритм проверки

Диагностику регламентирует государственный стандарт. Ниже представлены этапы работы теневым методом по ГОСТ Р 55724-2013:

Ультразвуковой контроль

  1. Шов и область в 50-70 мм вокруг него зачищают от грязи, ржавчины. Далее наносят смазочное средство (глицерин, солидол, любое другое машинное масло). От гладкости поверхности зависит плотность акустического контакта, износ пьезоэлектропреобразователя, качество проверки.
  2. С помощью эталонного образца настраивают прибор.
  3. С одной стороны детали устанавливают генератор, с другой – приемник. Последний сканирует шов, перемещаясь зигзагообразными движениями вдоль стыка.
  4. Показания передаются на экран. Эхо-сигнал с максимальной амплитудой сообщает о возможном изъяне.
  5. Испытание проводят два-три раза. Если сигнал не ложный, то каждое заключение фиксируют в журнал учета.
  6. Свойства материала и габариты диагностируемого образца влияют на выбор модели оборудования. Иногда данных, полученных при УЗД, недостаточно. Тогда прибегают к рентгено-, гамма-дефектоскопии.

Недостатки ультразвукового контроля

К слабым местам УЗД относят:

  • сложность расшифровки показаний;
  • тщательная подготовка поверхности изделия: малейшие загрязнения, воздушные зазоры искажают показания прибора;
  • ограниченное применение с крупнозерновыми металлами из-за большого рассеяния и затухания волн; деталями малой толщины (от 0,4 до 1 см), сложной формы;
  • неточности в определении формы изъянов.

Преимущества УЗК

Дефектоскоп представляет собой портативный прибор, который можно использовать в полевых условиях. К другим плюсам относят:

  • низкая себестоимость при высокой чувствительности, производительности, скорости получения результата;
  • совместимость с однородными, разнородными материалами металлической и неметаллической природы;
  • отсутствие вредного воздействия на организм человека;
  • сохранение целостности исследуемой детали.