Ультразвуковой контроль качества сварного шва
Ультразвуковой метод контроля сварных швов является необходимой процедурой, которая проводится на различных этапах производства, а также проверки непосредственно во время эксплуатации. Это особенно важно по той причине, что свариваемые детали являются важной составляющей в тяжелой и легкой промышленности, для коммуникаций, авто-и-самолетостроения. Данный метод является наиболее удобным, так как не подразумевает разрушение детали. С помощью УЗК можно обнаружить как наружные, так и глубинные дефекты детали, не останавливая эксплуатацию объекта.
Определение УЗК
Ультразвуковой контроль швов сварных соединений является одним из видов неразрушающего контроля детали, позволяющий оценить качество сварных швов и выявить скрытые дефекты без повреждения материала. В процесс входит проверка на дефекты при помощи ультразвуковых сигналов.
Его применяют как для общей проверки в целях диагностики, так и для выявления глубоких дефектов, которые не представляется возможным обнаружить с помощью визуального осмотра. Скрытые дефекты являются гораздо более опасными, поскольку могут повлечь разрушение всей конструкции.
- Проверка толщины стенок – толщинометрия;
- Проверка на наличие неоднородности, вкраплений неметаллической природы – химический анализ;
- Пористая структура, шлак на поверхности или глубине – скрытые дефекты.
Толщинометрия является обязательным процессом для экспертизы промышленной безопасности, поскольку она устанавливает соответствие толщины материала детали указанным в паспорте параметрам. Ее используют не только для экспертизы металлических деталей, но и других материалов: тепловых сетей, газовых и нефтепроводов. При этом исследуемое оборудование не выводится из эксплуатации.
Технология ультразвуковой дефектоскопии
Качественный анализ шва делают с помощью специального инструментария, который нацелен на акустическом ультразвуковом воздействии. Ультразвуковая волна проходит через объект прямо, а любое акустическое искажение является признаком наличия дефекта.
Ультразвуковой контроль сварных швов обнаруживает непроваренные области, дефекты на стыке шва, а также неоднородную структуру, которая появляется из-за пустых мест или неровностей. Искаженные ультразвуковые импульсы отдают прибору сигнал; прибор, в свою очередь, передает схемы искажения на монитор. На их основе создаются карты дефектов, где указаны все обнаруженные несоответствия.
Время прохождения ультразвука через материал определяет расстояние, на котором расположен дефект, а его размер определяется с помощью амплитуды отражения волны.
Методология УЗК
Методы ультразвукового контроля бывают двух основных видов:
- Эхо-импульсный;
- Теневой.
Также есть более редко используемые эхо-зеркальный, дельта и зеркально-теневой тип проверки.
Эхо-зеркальный наиболее применим для вычисления вертикальных несоответствий. Отражатель возвращает полученную волну обратно к источнику.
Дельта работает от излучения, исходящего от изъяна, и расшифровывается. Применяется нечасто, поскольку настраивать оборудование и заниматься расшифровкой слишком проблематично.
Зеркально-теневой подразумевает установку двух ультразвуковых аппаратов, расставленных на одной стороне локации детали.
Регламент проведения УЗК
Ультразвуковой контроль сварных швов трубопроводов и других объектов проводят в обязательном порядке, согласно регламенту, установленному ГОСТ.
Ультразвуковой контроль сварных швов по ГОСТ выглядит так:
- Шов и поверхность около нее очищается в пределах от 50 до 70 миллиметров с обеих сторон. После очистки не должно быть следов лака, краски, ржавчины.
- Шов и поверхность рядом с ней обрабатывается машинным маслом, либо глицерином. Это необходимо для более точных результатов исследования.
- Ультразвуковой аппарат настраивается под тип исследования и толщины детали. Для материала толщиной до двух миллиметров применяются обычные параметры, а для более толстого материала используются специальные АРД-диаграммы. Для уточнения локализации дефектов используют диаграммы DGS/AVG.
- Излучателем ультразвука водят вдоль шва зигзагами, одновременно разворачивая его вокруг оси.
- Если во время исследования четко прослеживается стабильный сигнал, то устройство разворачивают, чтобы выявить самую мощную амплитуду.
При осмотре необходимо принять во внимание необходимость идеально ровной и четкой поверхности, не имеющей видимых повреждений.
Как оценивают результат исследования
Оценка зависит от нескольких факторов – качество дефектоскопа, уровень подготовки специалиста контрольной группы, качество аппаратуры. Однако, УЗ-диагностика не всегда может давать четкий и достоверный результат: в таких случаях применяется радиография или рентгенографический метод.
Задачи УЗК и области его применения
УЗК применяется для гарантии качества сварных швов в различных отраслях, включая строительство, машиностроение и производство трубопроводов. Основные задачи УЗК – обеспечение безопасности конструкций и продление их эксплуатационного срока.
Он может обнаруживать плохой провар, слабое сплавление или расслоение шва, трещины или пустые места, провисания внизу стыка, пораженные ржавчиной участки, а также несоответствия сварочным нормативам.
Объекты УЗК
Данному типу контроля подлежат газо-и-нефтепроводы, трубопроводы, магистрали водо-и-теплоснабжения, объекты реконструкции, монтажные работы, оборудование химического назначения, атомные объекты и многие другие.
Плюсы и минусы метода
Преимущества УЗК заключаются в точности и информативности результатов, возможности обнаружения скрытых дефектов, безопасности для оператора и окружающей среды, простота исследования, отсутствие необходимости в разрушении детали, исследования многих металлов и неметаллических материалов. Среди недостатков можно выделить зависимость результатов от квалификации человека, осуществляющего контроль, а также качества аппаратуры.
