УЗК сварных швов

Ультразвуковой контроль швов (УЗК)

Чтобы оценить состояние сварных швов, а также определить общую работоспособность различных объектов промышленности и машиностроения, нужно провести техническую диагностику, не прерывая эксплуатации. Основной визуальный контроль обнаруживает поверхностные дефекты, поры и отслоения. На основе визуально выявленных нарушений специалистами проводится ультразвуковой неразрушающий контроль с помощью аппарата УЗК. В руководящих документах Ростехнадзора ультразвуковой контроль (УЗК) обозначен как обязательная процедура при проведении технической диагностики. Такая проверка применяется и позволяет сделать вывод о дальнейшей эксплуатации здания, сооружения, технического устройства или о необходимости вывода из эксплуатации.

Практика доказывает, что ультразвуковой онтроль деталей из стали (УЗК) может быть одинаково эффективен для большой точности проверки любых типов сварных соединений, имеющих толщину шва от 4 до 800 мм. Важным преимуществом ультразвукового контроля швов (УЗК)является возможность проводить его как внутри материала, так и на поверхности сварного шва с четырех сторон. После ультразвукового контроля можно провести георадарное обследование или магнитопорошковый контроль для более полной проверки сварных соединений. Благодаря неразрушающим методам можно диагностировать наличие разных отклонений в сварных соединениях. Эта методика экспертизы позволяет выявлять неметаллические включения, неоднородность и ржавчину в структуре металла, а также его прочность. Дефектоскопия представляет собой метод, который обеспечивает наличие механических дефектов в соединениях металлических конструкций, который проводится на этапе производства для исключения брака, а также во время эксплуатации через определенный период времени. Анизотропия свойств влияет на скорость и затухание ультразвука.

Принцип ультразвукового контроля швов (УЗК) основан на способности ультразвука сохранять прямолинейную траекторию при прохождении через однородную среду. Суть состоит в том, что волны звука в однородном металле проходят сквозь него, не искажаясь. В процессе используются волны с частотой колебаний более 20 кГц, которые отклоняются от своего пути при обнаружении неровностей в структуре исследуемого металла. В зависимости от места сварного соединения и его формы различают угловое, тавровое, внахлест и стыковой виды соединений.

Разновидности дефектоскопии

Основные способы обнаружения дефектов в сварных соединениях с использованием ультразвукового контроля необходимо проводить согласно требованиям ГОСТ 23829-79:

1. Теневой метод контроля. В этом способе используются принимающее и излучающее устройства, которые устанавливаются перпендикулярно друг напротив друга. Если в контролируемом участке образуется глухая зона, это указывает на наличие дефекта.
2. Эхо-импульсный метод контроля. Дефектоскоп одновременно посылает и принимает импульсы. Отражение происходит за счет отражения волн от дефектов и зависят от амплитуды эхо-сигналов на развёртке. Это «базовый» тип развёртки, на которой высота эхо-сигнала пропорциональна его амплитуде, а положение вдоль горизонтальной шкалы – пропорционально времени прихода сигнала (расстоянию до отражателя). Если волна возвращается с отклонениями, это свидетельствует о наличии дефекта. В случае прямого прохождения акустической волны участок считается качественно сваренным.
3. Эхо-зеркальный метод контроля - в этом случае волны, встречая дефекты, отражаются на приемник под прямым углом, что позволяет выявить проблемные зоны.
4. Зеркально-теневой метод: два прибора устанавливают непосредственно на участке, что позволяет более точно определить наличие дефектов.
5. Метод дельта-контроля используется реже, так как требует сложной настройки оборудования для внутреннего исследования соединения и трудоемкой расшифровки результатов.

Каждый из этих методов имеет свои преимущества и ограничения, поэтому часто используется их комбинация для более полного и точного обследования сварочных швов. Полученные данные обрабатываются специальным оборудованием, что позволяет реконструировать изображение структуры подземных объектов.

Эффективность ультразвукового контроля (УЗК) во многом зависит от:

• Направления волны, которое может быть продольным, поперечным, нормальным, подповерхностным или головным.
• Длины волны.

Приборы отображают малейшие отклонения, фиксируют сдвиги, непровары, пустоты, выдавая оператору полноценные характеристики обнаруженной проблемы. Длительность сигналов высокочастотного генератора зависит от плотности и химического состава металла. Отраженные от участков с дефектом или противоположной поверхности волны поступают на пьезоэлектрический элемент, который посылает электрические импульсы на вход устройства.

УЗК-дефектоскоп преобразует их в электрический ток, который отображается на мониторе. Оператор, наблюдая на экране прибора за сигналом, построенным с использованием усилителя, может оценить особенности и размеры швов на стыках. На российском рынке представлено множество моделей УЗК-дефектоскопов, которые обладают характеристиками, позволяющими эффективно выявлять дефекты.

Ультразвуковые приборы обладают многочисленными преимуществами технологий УЗК, среди которых:

• Безопасность для здоровья оператора и других людей.
• Экономичность - процесс контроля отличается низкой себестоимостью.
• Быстрота - результаты проверки и характеристики объектов можно получить в кратчайшие сроки.
• Мобильность - ультразвуковые приборы легко использовать в полевых условиях благодаря их компактности и портативности.
• Гибкость в применении: УЗК можно использовать для проверки сложных задач
• Высокая точность: метод позволяет выявлять максимальное количество дефектов, включая очень мелкие.
• Разнообразие задач.
• Обнаружение скрытых дефектов: метод позволяет выявлять трещины, расслоения и другие дефекты под поверхностью.
• Выявление коррозии.
• Точная диагностика во время измерения размеры и глубины залегания дефектов.
• Оценка качества сварных, паяных или клеевых соединений различных типов.
• Сложность интерпретации: Трудности с расшифровкой результатов разнородных материалов.
• Погрешности в измерениях: Возможны неточности реальных размеров.
• Предварительная подготовка поверхности требуется для прилегания зонда. Ширина зоны зачистки от валика усиления зависит от схемы прозвучивания (прямым и/или отражённым лучом), толщины контролируемого объекта, угла ввода, длины рабочей поверхности датчика.
• Геометрические ограничения: Метод эффективен для контроля деталей с толщиной от 8 мм до 80 см.
• Метод не применяют при проверке крупнозернистых материалов с высоким содержанием никеля, титан и другие.

Учитывая преимущества и недостатки, УЗК-дефектоскопы являются эффективным инструментом. Ультразвуковой контроль швов (УЗК) можно эффективно применять для изделий со сложной конфигурацией, что позволяет выявлять дефекты в замкнутых и труднодоступных местах. С помощью ультразвукового контроля труб и конструкций часто проверяют швы разного типа: продольные, плоские, кольцевые, тавровые, а также сварные стыки. Главная цель неразрушающего контроля сварных соединений трубопроводов - обеспечение безопасности и надежности работающих инженерных систем. Этот метод также незаменим в полевых условиях, например, при строительстве трубопроводов и промышленных сооружений из металлоконструкций.

Таким образом, регулярное проведение ультразвукового контроля помогает повысить надежность и долговечность металлических элементов, а также значительно снижает риск возникновения дефектов.