Ультразвуковая дефектоскопия (УЗК, УЗД)

Ультразвуковая дефектоскопия (диагностика)

Ультразвуковой диагностика сварных швов — это неразрушающий целостности сварочных соединений метод контроля и поиска скрытых и внутренних механических дефектов не допустимой величины и химических отклонений от заданной нормы. Методом ультразвуковой дефектоскопии проводится диагностика разных сварных соединений. УЗД является действенным при выявлении воздушных пустот, химически не однородного состава (шлаковые включения в металле) и выявления присутствия не металлических элементов. Ультразвуковая диагностика, которая превосходит по точности полученных результатов многие другие виды контроля.

Это далеко не новый (впервые УЗК проведен в 1930 году) метод, но является очень популярным и используется практически повсеместно. Это обусловлено тем, что наличие даже небольших дефектов сварочных соединений приводит к неизбежной утрате физических свойств, таких как прочность, а со временем к разрушению соединения и непригодности всей конструкции.

Теория акустической технологии

Ультразвуковая волна при УЗД не воспринимается ухом человека, но она является основой для многих диагностических методов. Не только дефектоскопия, но и другие диагностические отрасли используют различные методики на основе проникновения и отражения ультразвуковых волн. Особенно они важны для тех отраслей, в которых основным является требование о недопустимости нанесения вреда исследуемому объекту в процессе диагностики. Таким образом, ультразвуковой метод контроля сварных швов относиться к неразрушающим методам контроля качества и выявления места локализации тех или иных дефектов (ГОСТ 14782-86).

Качество проведения УЗК зависит от многих факторов, таких как чувствительность приборов, настройка и калибровка дефектоскопа, выбор более подходящего метода проведения диагностики, от опыта оператора и других. Контроль швов на пригодность (ГОСТ 14782-86) и допуск объекта к эксплуатации не возможен без определения качества всех видов соединений и устранения даже мельчайшего дефекта.

Дефекты, выявляемые с помощью ультразвуковой дефектоскопии

С помощью проведения УЗД возможно выявить следующие дефекты:

• трещины в околошовной зоне;
• поры;
• непровары шва
• расслоения наплавленного металла
• несплошности и несплавления шва;
• дефекты свищеобразного характера;
• провисание металла в нижней зоне сварного шва;
• зоны, пораженные коррозией,
• участки с несоответствием химического состава,
• участки с искажением геометрического размера.

Принцип работы

Ультразвуковая технология испытания основана на способности высокочастотных колебаний проникать в металл и отражаться от поверхности коррозии, включений в основном металле, пустот и других неровностей. Искусственно созданная, направленная ультразвуковая волна проникает в проверяемое соединение и в случае обнаружения дефекта отклоняется от своего нормального распространения. Оператор УЗК видит это отклонение на экране прибора и по определенным показаниям данных может дать характеристику выявленному дефекту.

Например:

• расстояние до дефекта — по времени распространения ультразвуковой волны в материале;
• относительный размер дефекта — по амплитуде отраженного импульса.

Процедура проведения ультразвуковой дефектоскопии

1. Удаляется краска и ржавчина со сварочных швов не менее 100 мм с двух сторон.

2. Для получения более точного результата УЗК требуется хорошее прохождение ультразвуковых колебаний. Поэтому поверхность металла около шва и сам шов обрабатываются трансформаторным, турбинным, машинным маслом или солидолом, глицерином.

3. Прибор предварительно настраивается по определенному стандарту, который рассчитан на решения конкретной задачи УЗК.
4. Контроль:
толщины до 20 мм — стандартные настройки (зарубки);
свыше 20 мм — настраиваются АРД-диаграммы, если это разрешено требованиями к данному НТД;
5. Пьезоэлектрический преобразователь(ПЭП) перемещают продольно-поперечными движениями относительно оси сварного соединения и при этом стараются повернуть вокруг оси на 10-150.
6. При появлении устойчивого сигнала на экране прибора в зоне проведения УЗК, ПЭП поворачивают в сторону максимальной амплитуды отражения УЗ волн.
7. Следует уточнить: не вызвано ли наличие подобного колебания отражением волны от швов, что часто бывает при УЗК.
8. Если нет, то фиксируется дефект и записываются координаты.
9. Контроль сварных швов проводится согласно ГОСТу.
10. Тавровые швы (швы под 90 0) проверяются эхо-методом или по специальным методическим документам.
11. Все результаты проверки дефектоскопист заносит в таблицу данных, по которой можно будет легко повторно обнаружить дефект и устранить его.

Области применения ультразвукового контроля

УЗК чаще всего применяется:

• в области аналитической диагностики узлов и агрегатов;
• когда необходимо определить износ труб в магистральных трубопроводах;
• в тепловой и атомной энергетике;
• в машиностроении, в нефтегазовой и химической промышленности;
• в сварных соединениях изделий со сложной геометрией;
• в сварных соединениях металлов с крупнозернистой структурой;
• при установке (сварки соединений) котлов и узлов оборудования, которое поддается влиянию высоких температур и давления или влиянию различных агрессивных сред;
• в лабораторных и полевых условиях.