3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ультразвуковая дефектоскопия сварных швов трубопроводов

Дефектоскопия труб

Дефектоскопия труб — одна из подкатегорий неразрушающего ультразвукового контроля, наряду с дефектоскопией основного металла и швов. Данный метод дефектоскопии — один из самых востребованных услуг для контроля нефте- и газопроводов во многих отраслях промышленности: химической, нефтегазовой, топливной, электроэнергетической и др.

В процессе длительной эксплуатации, равно как и в производстве, трубопроводы подвергаются внутреннему и внешнему воздействию, в ходе которых могут накапливаться различные дефекты (коррозионные повреждения, усталостные трещины, нарушения целостности металла, неметаллические включения, закаты, плены, раковины и др.). Очень важным является своевременное обнаружение таких дефектов до выхода трубопровода из строя. Еще более важным является возможность проведения диагностики без остановки или вывода системы из эксплуатации. Именно поэтому для дефектоскопии труб используются методы неразрушающего контроля, среди них магнитные (магнитной анизотропии, магнитной памяти металла, магнитной проницаемости), акустические (импульсные ультразвуковые, волн Лэмба, фазовые, акустической эмиссии), электрические и оптические (визуальные — эндоскопические, лазерные, голографические).

Такие методы применяются для выявления различных дефектов: нарушения герметичности, контроля напряженного состояния, контроля качества и состояния сварных соединений, контроля протечек и других параметров, ответственных за эксплуатационную надежность трубопроводов.

Среди методик проведения дефектоскопии трубопроводов можно выделить толщинометрию тела трубы и ультразвуковое исследование тела и концов трубы для выявления дефектов продольной и поперечной ориентации.

Ультразвуковая диагностика (УЗД) — наиболее эффективный метод, который превосходит по достоверности полученных результатов рентгенодефектоскопию, гамма-дефектоскопию и радиодефектоскопию.

Ультразвуковая дефектоскопия труб

В дефектоскопах, используемых для ультразвуковой дефектоскопии труб, применяется метод, основанный на акустическом эхо-импульсном зондировании стенки трубопровода с использованием ультразвуковых иммерсионных преобразователей совмещенного типа с перпендикулярным (толщиномер) и наклонным (детектор трещин) вводом луча в стенку трубопровода. Зачастую для контроля труб используют ультразвуковые сканирующие системы — они позволяют существенно уменьшить время контроля при сохранении достоверности и качества.

Физическая природа УЗД — свойство волн отражаться от несплошностей. Действие приборов ультразвукового контроля основано на отправке ультразвуковых импульсов и регистрации отраженных акустических эхо-сигналов или ослабленных сигналов (в случае нахождения приемника сигналов в акустической тени, созданной дефектом). Отправка ультразвуковых импульсов и прием ультразвуковых сигналов производится пьезоэлементами (пьезоэлектрическими преобразователями), преобразующими переменное электрическое поле в акустическое поле и наоборот.

Особенности контроля сварных швов труб разного диаметра

Трубы Ø от 28 до 100 мм.

Отличительной особенностью сварных швов труб Ø от 28 до 100 мм с Н от 3 до 7 мм является возникновение провисаний внутри трубы. Это становится причиной появления на экране дефектоскопа ложных эхо-сигналов от них во время контроля прямым лучом, которые совпадают по времени с эхо-сигналами, отраженными от надкорневых дефектов, найденных однократно отраженным лучом. В связи с тем, что эффективная ширина пучка сопоставима с толщиной стенки трубы, то отражатель крайне сложно идентифицировать по местонахождению искателя относительно валика усиления. В центре шва также имеется неконтролируемая зона по причине большой ширины валика шва. Все это является причиной низкой вероятности (10-12%) выявления недопустимых объемных дефектов, хотя недопустимые плоскостные дефекты обнаруживаются намного лучше (

85 %). Основные характеристики провисания — глубина, ширина и угол смыкания с поверхностью объекта — являются случайными величинами для этого типоразмера труб; средние значения равны соответственно 2,7 мм; 6,5 мм и 56°30′.

Трубы Ø от 108 до 920 мм.

Трубы Ø от 108 до 920 мм с Н от 4 до 25 мм также соединяют односторонней сваркой без обратной подварки. До недавнего времени контроль данных соединений выполняли с помощью совмещенных ПЭП по методике, составленной для труб Ø от 28 до 100 мм. Но для такой методики контроля требуется наличие довольно большой зоны совпадений (зоны неопределенности). Это значительно снижает точность оценки качества соединения. Помимо того, совмещенные ПЭП характеризуются высоким уровнем реверберационных шумов, которые затрудняют расшифровку сигналов, а также неравномерностью чувствительности, которую не всегда могут компенсировать доступные средства. Использование хордовых раздельно-совмещенных ПЭП с целью контроля этого типоразмера сварных соединений нецелесообразно, поскольку по причине ограниченности величин углов ввода ультразвуковых колебаний с поверхности сварного соединения габариты преобразователей существенно увеличиваются, становится большей и площадь акустического контакта.

Трубы Ø от 1020 до 1420 мм

Трубы Ø от 108 до 920 мм с Н от 4 до 25 мм также соединяют односторонней сваркой без обратной подварки. До недавнего времени контроль данных соединений выполняли с помощью совмещенных ПЭП по методике, составленной для труб Ø от 28 до 100 мм. Но для такой методики контроля требуется наличие довольно большой зоны совпадений (зоны неопределенности). Это значительно снижает точность оценки качества соединения. Помимо того, совмещенные ПЭП характеризуются высоким уровнем реверберационных шумов, которые затрудняют расшифровку сигналов, а также неравномерностью чувствительности, которую не всегда могут компенсировать доступные средства. Использование хордовых раздельно-совмещенных ПЭП с целью контроля этого типоразмера сварных соединений нецелесообразно, поскольку по причине ограниченности величин углов ввода ультразвуковых колебаний с поверхности сварного соединения габариты преобразователей существенно увеличиваются, становится большей и площадь акустического контакта.

Дефектоскопия бурильных труб

Самые уязвимые места бурильной колонны — места соединения труб с замками (сварными и резьбовыми). Контроль мест соединения труб с замками является приоритетным при дефектоскопии бурильных труб. Данные разрушения представляют собой трещины и образуются чаще всего вследствие возникновения усталости металла. Кроме этого, различные дефекты (раковины, закалочные трещины, плены, закаты, нарушения сплошности металла, неметаллические включения, усталостные трещины и т.д.) могут быть обнаружены и в теле труб.

В случаях дефектоскопии бурильных труб могут быть 2 сценария — когда контроль осуществляется сразу с восстановлением труб (осмотр, актирование дефектов, оценка возможности восстановления, собственно восстановление), так и просто контроль и дальнейшее принятие решения о возможности или невозможности дальнейшей эксплуатации по результатам контроля.

Ультразвуковой контроль

Волгоградский Завод Резервуарных Конструкций предлагает свои услуги по ультразвуковому контролю сварных швов. Наше предприятие оказывает данную услугу со дня своего образования 10 лет назад.

Сегодня в любой промышленной сфере используется сварка, этот способ соединения является универсальным. Больше половины всех металлических конструкций крепятся друг к другу при помощи сварки. При этом от качества сварки зависит надежность и прочность изделий.

Проверка качества сварных швов осуществляется различными методами, однако наибольшей точностью обладает ультразвуковой контроль сварных соединений (УЗК).

Такая возможность проверить сварное соединение появилась в прошлом веке и с тех пор активно применяется.

Сегодня проверка методом УЗК возможна для:

  • определения износа металлических магистральных труб;
  • обследования соединений с необычной геометрической формой;
  • соединений подверженных к большим температурным нагрузкам;
  • диагностики аппаратов целях аналитики и др.

Сущность метода ультразвуковой дефектоскопии сварных швов

Суть состоит в способности колебаний с высокой частотой проникать в металлическую среду и отражаться от разного рода дефектов (в том числе коррозии). Ультразвуковая волна подается в проверяемый шов, если повреждение присутствует, то волна отклоняется от своего нормально направления. Такое явление будет отражено на приборе и специалист по обследования зафиксирует этот момент и сможет дать характеристику обнаруженному дефекту.

Данной методикой чаще всего пользуются нефтегазовые компании для проверки нефтепроводов и газопроводов на повреждения перед их запуском, он является основным и при проверке различных водо- и гидросистем. Причем есть такие способы сварки (например, электрошлаковая сварка) при которых, ультразвуковой контроль сварных соединений это единственный вариант контроля качества.

Виды УЗК

Сегодня существует несколько видов УЗК, все они отличаются оценкой и возможностями регистрации данных.

Дельта метод УЗК

При таком варианте исследования излучение ультразвуковых волн проходит внутрь сварного соединения. При этом волны делятся на несколько подкатегорий: поперечные, продольные, трансформируемые и зеркальные. Такой вариант проверки качества не особо популярен, так как при плохой настройке оборудования фиксируются далеко не все подкатегории волн, что в дальнейшем негативно сказывается на полученных результатах. Кроме того тут очень важно грамотно подготовить поверхность, в противном случае данные будут сильно отличаться от реальных.

Обследование теневым способом

При таком варианте диагностики необходимо использовать 2 прибора, которые устанавливаются на разные стороны исследуемого шва. Первое устройство излучает волны, второе принимает. Устройства крепятся перпендикулярно поверхность исследуемого сварного шва. Во время излучения ультразвуковые волны проходит сквозь всю структуру шва и поступает на приемник, полученные данные обрабатываются, в результате проявившиеся глухие зоны являются дефектами.

Эхо-импульсный вариант проверки

Тут используется только один дефектоскоп, смысл заключен в отражении дефектных зон. То есть, в местах прохождения ультразвука напрямую в сварном шве нет недостатков, а при отражении волны на конкретном участке определяется дефект.

Читать еще:  Классификация сварных швов по положению в пространстве

Эхо-зеркальный метод

Этот метод очень похож на эхо-импульсный, но существенное отличие заключается в отражателе. Для проведения обследования устройство устанавливают под углом 90 градусов, в тех местах, где волны направленные к шву проходят напрямую, повреждений нет, там же где они возвращаются на отражатель, имеется дефект. Данная технология является оптимальной при обследовании не вертикальных трещин.

Комплексный метод

Он соединяет в себе зеркальный и теневой. Здесь оба устройства устанавливают с одной стороны шва, после чего посылают волны под углом. При отражении волн от металла с проявлением не характерных зон происходит фиксация повреждения, эти нестандартные зоны помечают как дефект.

Из всех вышеперечисленных методов наибольшей популярностью пользуются метод теневого обследования и эхо-импульсная проверка, так как они не требуют слишком тщательной подготовки и достаточно просты.

Дефектоскопия трубопроводов

В технологических сферах все регламентируется нормативной документацией (ГОСТ, СП, ТУ и так далее), ультразвуковой контроль сварных соединений трубопроводов не исключение. Все обнаруживаемые при помощи данного метода дефекты оцениваются по таким параметрам как: количество дефектов на определенном отрезке сварного шва, какое расстояние между изъянами, каковы размеры изъянов, какая эквивалентная площадь у дефекта и так далее. В случае соответствия обнаруженных дефектов нормативам деталь считается качественной и принимается.

Метод УЗК позволяет выявлять невидимые глазу дефекты.

С помощью ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений проводят контроль швов любой формы и назначения: швы кольцевой формы, продольной, плоской, сварные тавровые соединения, различного вида стыки конструкций и тд.

Основные дефекты трубопроводов, выявляемые с помощью ультразвуковых колебаний:

  • Окислы;
  • Коррозирующие участки;
  • Неоднородную структуру места сварки;
  • Трещины и неровности швов;
  • Пористость и расслоение наплавляемого материала;
  • Непровары и др.

Процесс проведения ультразвуковой дефектоскопии и обработка результатов

Перед проверкой качества сварных швов ультразвуком, необходима тщательная подготовка поверхности обследуемого металла:

  1. С поверхности удаляются отслаивающиеся материалы, брызги металла, загрязнения. Для проведения УЗК металла в продольных сварных швах в изделиях с толщиной стенки до 10 мм включительно требуется полная зачистка наружного валика усиления, и сканирование проводится по сварному шву. Если стенка больше 10 мм, то по околошовной зоне.
  2. Далее производится само сканирование – прозвучивание всего объема металла. Поверхность смачивают контактной жидкостью и преобразователь ставят на поверхность, начинают перемещать его назад и вперед постепенно перемещая в поперечном направлении (продольно-поперечное сканирование).
  3. Измерение параметров дефектов.
  4. Принятие решения о годности изделия.

Результат обследования оценивается путем сравнения эталонной детали с проверяемой. Оценка осуществляется путем сравнения трех показателей: амплитуды звуковой волны, формы недостатка и его параметров, условной протяженности. Полученные параметры сравниваются с эталоном, если они соответствуют эталонной детали, то изделие проходит проверку и его можно эксплуатировать, в противном случае изделие бракуется.

Оформление результатов контроля

В процессе УЗК сварных швов полученные данные должны записываться в журнал ультразвукового контроля. Рекомендовано делать эскиз изделия и обозначать на нем контуры несплошности (нарушение однородности материала) и условных размеров.

При необходимости, контуры обнаруженных дефектов отмечают маркером или мелом на поверхности изделия.

Достоинства ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений

Контроль соединений звуковыми волнами позволяет обследовать изделий любого типа, даже склейки и пайки.

  • Обследование возможно без разрушения материала изделия или нарушения его целостности.
  • Безопасен для людей.
  • Выявляет практически любые недостатки сваренных поверхностей, а также их химическую природу.
  • Высокая скорость проведения исследования.
  • Сравнительно невысокая стоимость относительно других методов контроля.
  • Мобильность оборудования для проведения исследования.

Недостатки метода УЗК контроля сварных швов

Необходимость доскональной подготовки поверхностей изделия перед процедурой.

  • Невысокая точность результатов при сильной разнородности металлов шва.
  • Сложность в получении результатов по расположению и размеру повреждения.
  • При слишком серьезной толщине (около 6 см и выше) поверхности изделия невозможно получить результат, потому что волны быстро затухают, однако этот процесс происходит только с определенными видами металла.

Особенности ультразвуковой проверки сварных швов для труб разного диаметра

Т.к. металлические трубы имеют не простое плоское сечение, а круглое, то исследование некоторых их частей может оказаться неинформативным. Причины не 100% корректных результатов представлены ниже в зависимости от диаметра трубопровода.

Для выполнения обследования изделий круглой формы требуются специальные навыки перемещения прибора по поверхности трубы, которые необходимы для получения точных результатов.

Трубы с диаметром 28-100 мм и толщиной 3-7 мм

В таких трубах образуются внутренние провисания, что становится причиной появления ложных сигналов на экране принимающего прибора и малой вероятности (около 12%) определения объемных дефектов. В сравнении, точность плоскостных дефектов определяется с вероятностью 85%.

Трубы диаметром 108-920 мм и толщиной 4-25 мм

Такие трубы соединяются односторонней сваркой без обратной подварки, что ухудшает проникновение волн в материал и проведение УДК данным методом не целесообразно.

Дефектоскопия бурильных труб

При обследовании бурильных труб лучше всего осуществлять контроль совместно с восстановлением их нарушенных эксплуатационных функций, если таковые имеются, если не имеются, то возможно обычное исследование.

Преимущества «ВЗРК» при заказе услуги по проверке качества сварных швов ультразвуком

  • Конкурентоспособная цена.
  • Процедуру проводят специалисты, которые занимаются этим не один год и имеющие специальное удостоверение, разрешающее проведение данного обследования;
  • Качественное оборудование, которое дает максимально точный результат.
  • Отлаженный механизм работы.
  • Быстрое выполнение обследования.

Цены УЗК сварных швов

Цена на данный вид обследования, в отличие от других методов контроля невысокая. Конечная стоимость предоставляется заказчику исходя из количества необходимых обследований на одном участке, временных рамок и общих пожеланий.

Заказать услугу

Т. о. УЗК контроль является современным достаточно точным и недорогим методом обследования сваренных поверхностей на наличие дефектов. Для заказа данной услуги у «ВЗРК» или консультации Вы можете позвонить в наше производственное объединение. Специальные сотрудники примут Ваш заказ, проконсультируют или более подробно расскажут об оказываемой услуге. Также на нашем сайте есть онлайн форма, заполнив которую, мы сами перезвоним Вам.

Ультразвуковая дефектоскопия

Одним из современных и наиболее часто используемых методов неразрушающего контроля целостности металла и сварных швов трубопроводов и других металлических изделий является УЗК – ультразвуковой метод контроля. Суть ультразвукового метода неразрушающего контроля – это излучение и прием отраженного ультразвукового сигнала с помощью специального оборудования: ультразвукового дефектоскопа и пьезоэлектрического преобразователя. Полученный отраженный сигнал анализируется на наличие дефектов и, в зависимости от времени распространения ультразвука, амплитуды импульса и пр. факторов, определяется их размер, форма, вид, глубина залегания и пр. параметры.

Компания «Полиинформ» проводит ультразвуковой контроль сварных соединений и целостности металла с помощью современных приборов – дефектоскопов, генерирующих излучение в диапазоне до 20 МГц. Чем выше частота, тем меньший размер дефектов можно уловить с помощью прибора. Малые частоты применяются для исследования объектов большой толщины или с крупнозернистой структурой.

Преимущества и недостатки ультразвукового контроля

Основными преимуществами данной методики является использование ультразвуковых волн в качестве инструмента исследований. В частности, неразрушающий ультразвуковой контроль обеспечивает:

  • высокоточное исследование при минимальных затратах времени;
  • малую стоимость диагностики;
  • безопасность для персонала благодаря отсутствию вредных излучений;
  • высокую мобильность благодаря применению портативного оборудования;
  • возможность проведения исследований на действующих объектах, при проведении УЗК не требуется останавливать транспортировку сред по трубопроводу;
  • сохранение целостности исследуемого объекта.

Основные недостатки метода:

  • Невозможность определения некоторых дефектов в силу их характера, формы или расположения, заполненности тем или иным материалом.
  • Сложности с определением реального размера дефекта, возможность определения только эквивалентного размера.
  • Сложности при УЗК металлических изделий с крупнозернистой структурой.
  • Необходимость тщательной очистки поверхности перед проведением контроля.

Особенности ультразвукового контроля

Ультразвуковая дефектоскопия, так же как и другие физические методы – магнитно-порошковая дефектоскопия, рентгенографические исследования и т. д., является наиболее надежным и высокоэффективным методом исследования. Исследование должно производиться высококвалифицированными специалистами, оснащенными современным оборудованием и вспомогательными средствами контроля. Для ультразвуковой дефектоскопии также необходима тщательная подготовка поверхности исследуемого объекта.

Следует особо отметить, что проведение УЗК должно производиться на различных стадиях подготовки объекта, а не только непосредственно перед его сдачей, когда контроль сопряжен со значительными трудностями, а иногда и технически невыполним. Неразрушающая диагностика – обязательный этап ввода трубопроводов, котлов и других объектов в эксплуатацию, важный фактор предотвращения аварийных ситуаций и техногенных катастроф.

Ультразвуковая дефектоскопия не контактирует напрямую с трубопроводом и его компонентами, поэтому является одним из самых безопасных для определения состояния техники. Если вам необходимо провести экспертизу технической безопасности, вы можете смело отдавать предпочтение ему.

Читать еще:  Магнитный метод контроля сварных швов

Ультразвуковой контроль сварных швов

Ультразвуковая дефектоскопия сварных швов успешно используется для выявления изъянов сварных соединений, начиная с 1930 года. За столь длительный период времени учеными совместно с практикующими специалистами были разработаны разные методики эхолокации. С их помощью несложно выявить нарушения в целостности диффузного слоя, отклонения в химическом составе наплавки, обнаружения шлаков, примеси оксидов. Ультразвуковая диагностика (УЗД) по точности не уступает рентгену или радиолокации. Прибор выявляет даже самые мелкие дефекты, отрицательно влияющие на прочность стыка.

Среди используемых сегодня неразрушающих методов определения дефектов сварного шва УЗД стал наиболее эффективным и одним из самых доступных, которые поставлены на поток. По результатам проверки ведется специальный журнал в разрезе по каждому сварщику. Область применения контроля при помощи УЗД ограничивается исключительно геометрическими данными заготовок. Диагностике подвергаются сварочные швы трубопроводов, которые испытывают высокое давление.

  • Что такое УЗК сварных швов трубопроводов
  • Преимущества и недостатки УЗД дефектоскопии
  • Виды и методы ультразвукового контроля сварных соединений
  • Технология проведения ультразвукового контроля: область использования
  • Устройство ультразвукового дефектоскопа
  • Проверка сварных соединений при помощи ультразвука

Что такое УЗК сварных швов трубопроводов

В основу метода положены физические возможности ультразвука. Его особенность заключается в том, что он отражается от границы разделения разных по своему составу сред. По своей природе ультразвук является упругим механическим колебанием, который генерируется различными методами. Его звуковой диапазон находится вне пределов доступных для человеческого уха. Излучатели не оказывают вредного воздействия на организм человека.

Ультразвуковая диагностика выполняется в широком диапазоне частот: от 20 кГц до 500 МГц. Волны, направленные от излучателя в какую-либо сторону, распространяются с одинаковой скоростью при условии однородности среды. При изменении среды они преломляются или отражаются, подобно лучу света. Скорость продольной волны практически в два раза больше, чем поперечной.

Чувствительность приборов зависит от его конструктивных особенностей и сильно варьируется. Большой ассортимент объясняется тем, что генерируемые волны могут отражаться только от тех дефектов, которые равны длине волны или больше ее. Ультразвук отлично определяет мелкие дефекты сварного стыка, а именно: пустоты, раковины, разного рода включения, шлаки, зерна и прочие примеси, понижающие прочность шва.

Преимущества и недостатки УЗД дефектоскопии

  • неразрушающий метод контроля качества сварных соединений. Нет потребности в том, чтобы вырезать часть металлоконструкции и везти ее в лабораторию для проведения исследований;
  • дефектоскопы универсальны. Они подходят для использования в полевых условиях или в оборудованной лаборатории;
  • метод одинаково хорошо подходит для определения дефектов как однородных, так и разнородных соединений;
  • не требуется много времени для того, чтобы определить состояние шва. Результат готов буквально сразу;
  • приборы абсолютно безопасны в использовании. Они не оказывают вредного влияния на организм человека;
  • диагностике поддаются большинство видов дефектов. Очень высока достоверность полученного результата.

Недостатки оборудования связаны с ограничениями его применения и необходимостью подготовки специалистов для эксплуатации техники. Дело в том, что ультразвуковой сигнал затухает в крупнозернистых структурах. Нужно использовать специальные преобразователи с конкретным радиусом кривизны подошвы.

Виды и методы ультразвукового контроля сварных соединений

Для диагностирования стыков ультразвуком используют разные методики:

  • прямой луч;
  • отражение однократное;
  • отражение двукратное;
  • отражение многократное.

Касательно направления луча, то его подбирают по нормали, где опасность дефектов особенно высока. Наиболее распространенные варианты измерений:

  • эхо-импульсная диагностика. Прибор генерирует волну и настроен на прием оклика. Если его нет, то это значит, что дефекты не обнаружены. Если же результат обратный, то в исследуемой массе есть разделение сред;
  • эхо-зеркальный. Подразумевает использование генерирующего волну датчика и приемника-улавливателя. Размещение приборов – под углом к оси стыка. Приемник ловит все ультразвуковые излучения и по ним диагностируются трещины или их отсутствие;
  • теневая диагностика. Волны проходят по всей площади стыка. Приемник располагается позади сварного соединения. В случае, когда излучение отражается и не попадает на приемник, фиксируется теневой участок;
  • зеркально-теневая дефектоскопия. Технология сочетает теневой и зеркальный методы исследований. Используется комплект датчиков, которые улавливают отраженные звуковые колебания. Если идет чистая волна, то это значит, что шов не имеет дефектов;
  • дельта-метод подразумевает воздействие на объект направленным лучом. По отражению звукового сигнала определяются изъяны стыка. Когда возникает необходимость в получении точных результатов, то можно воспользоваться к тонкой настройке диагностического оборудования.

На практике чаще всего определяют проблемные участки сварки при помощи эхо-импульсной и теневой диагностики. Метод неразрушающего контроля дает возможность выявить бракованный отрезок, который со временем может привести к разгерметизации сварочного шва. Это отличный метод профилактики аварийных ситуаций. Особенное, если речь идет о магистралях высокого давления.

Технология проведения ультразвукового контроля: область использования

УЗК используется для проверки сварных швов цветных металлов, стали углеродистой и легированной, чугуна. При помощи диагностического оборудования выявляется:

  • пористость, образованную атмосферными газами;
  • ржавчину внутри застывшего расплава;
  • не проваренные места;
  • нарушение геометрии на отдельных участках;
  • трещины;
  • включения инородных тел и прочие отличия в структуре;
  • расслоения;
  • складки, образованные наплавом;
  • дефекты сквозного характера;
  • внестыковое провисание диффузного слоя.

При помощи УЗК контролируются соединения самых разных конструкционных элементов:

  • фланцевые, трубные и прочие кольцевые соединения;
  • тавровые швы;
  • стыки, независимо от их конфигурации (в т.ч. и сложные формы);
  • швы поперечные и продольные, которые испытывают высокое давление или нагрузки разнонаправленного характера.

При прохождении через металлическую решетку звуковые волны рассеиваются. Это их свойство накладывает определенные ограничения на область использования оборудования. Все они изложены в инструкции производителя, которая прилагается к аппарату.

Ограничения геометрического характера:

  • толщина проверяемых заготовок не может быть больше 50-80 см, или меньше 8-10 мм;
  • расстояние до объекта контроля: минимальное – 3 мм, максимальное – 10 метров.

Методика отлично зарекомендовала себя в строительстве, машиностроении; на предприятиях, имеющих магистрали высокого давления.

Устройство ультразвукового дефектоскопа

Каждое устройство имеет излучатель, усилитель и приемник ультразвука. Основное отличие разных моделей заключается в типе генераторе. Наибольшее распространение получили пьезоэлементы. Датчик отправляет сигналы через равные промежутки времени.

Паузы между импульсами составляют несколько микросекунд. Их длительность задается пользователем с учетом искомых дефектов, плотности и структуры металла. По отражению выявляется брак и основные его параметры: размер и глубина местонахождения. Излучатель размещен в динамичном щупе, который передвигается по исследуемым швам.

Точность работы аппарата зависит от чувствительности приемника, который улавливает отраженную волну. Пользователю важно учитывать тот факт, что на границы сред волна меняет направление. Легче обстоят дела с определением теневых участков – в этих местах волна отражается. Прибор ловит звуковой сигнал, преобразует его в электричество и показывает на осциллографе.

Проверка сварных соединений при помощи ультразвука

Технология выявления дефектов регламентирована положениями ГОСТа. Допущенные к работе операторы имеют соответствующие удостоверения. Перед началом выполнения комплекса работ они проходят инструктаж по технике безопасности. Нередко проверка сварных швов ультразвуком требуется в неудобных или труднодоступных местах. В обязательном порядке требуется заземление прибора. Результаты оцениваются по нескольким критериям. В журнале фиксируются основные показатели:

  • длина проверяемого сварного стыка;
  • параметры обнаруженных дефектов – размеры и форма;
  • диапазон излучаемой волны.

Перед диагностикой исследуемая область зачищается. Чтобы ультразвук проходил лучше на поверхности металла следует образовать маслянистую пленку. В зависимости от требований точности процедура проводится один или два раза.

Ультразвуковой контроль сварных швов

Безопасная эксплуатация строительных конструкций со сварными соединениями требует систематической проверки соединительных швов. Различные виды дефектоскопии позволяют проверять их качество и прочность как на этапе монтажа, перед сдачей в эксплуатацию, так и спустя продолжительное время использования зданий, сооружений и хозяйственных построек по назначению. К наиболее эффективным и менее ресурсо затратным способам обследования соединений, выполненных путём сварки металла, относят ультразвуковую диагностику. Данный метод превосходит рентгенографические исследования, радиографию и гамма-дефектоскопию по точности результатов.

№ услугиНаименование испытанияНормативный документСтоимость, руб.
Сварные соединения
46Контроль качества (дефектоскопия) сварных соединений (швов) ультразвуковым методом (п. м)РД 34.17.302
СП 70.13330
до 10 м 2 700
11 — 30 м 2 200
31 — 50 м 1 300
более 51 м 650
47Контроль качества (дефектоскопия) сварных соединений (швов) трубопроводов ультразвуковым методом (1 стык)РД 34.17.302
СП 74.13330
СП 75.13330
до Ø50 мм 450
Ø51 — Ø100 мм 650
Ø101 — Ø300 мм 900
более Ø301 мм 1 100
48Испытание сварного соединения на разрыв (1 образец)ГОСТ 69963000
49Визуальный и измерительный контроль сварных соединений (швов) (1 п. м)РД 03-606-03100
50Контроль качества (дефектоскопия) сварных соединений (швов) тепловым методом (1 п. м)РД-13-04
ГОСТ 23483
1500

Первый ультразвуковой контроль сварных соединений датируется 1930 годом. На сегодняшний день УЗК сварки очень популярен и благодаря доступной цене используется повсеместно. Его востребованность обусловлена тем, что даже самое незначительное нарушение целостности соединения неизбежно приведёт к утрате физических свойств элемента: прочности, упругости, устойчивости к внешним воздействиям. Со временем это повлечёт за собой разрушение шва и непригодности каркаса.

Определение

Ультразвуковой контроль сварных швов – это метод неразрушающей проверки, в основе которого лежит поиск скрытых от человеческого глаза механических дефектов недопустимого размера и химических отклонений от заданного параметра. Также УЗД проводится с целью выявления воздушных пустот, вкраплений шлака в металл и присутствия в детали посторонних неметаллических предметов. Методика исследования подходит для всех видов сварочных соединений.

Виды ультразвукового контроля

В современной строительной индустрии используют несколько видов УЗК сварных швов. Ознакомимся кратко с каждым типом изучения состояния сварочных работ.

  1. Методика эхо-импульсной диагностики. Для измерений берут УЗ дефектоскоп, состоящий из одного аппарата. Прибор настроен таким образом, чтобы излучать волны и принимать их. Если аудио сигнал прошёл сквозь сварочный рубец и не зафиксировался на датчике приёма, значит, нарушения на нём отсутствуют. Если зафиксировано отражение сигнала, это обозначает, что внутри шва имеется изъян.
  2. Эхо-зеркальная дефектоскопия. Метод похож на предыдущий, однако для получения результата используются два устройства: излучатель и приёмник. Оборудование устанавливается под углом относительно оси соединения. Датчик посылает сигнал, а приёмник ловит отражение колебаний, обрабатывает данные и визуализирует их. Идеальный вариант для регистрации вертикальных трещин внутри соединительного рубца.
  3. Зеркально-теневой метод ультразвукового неразрушающего контроля. Сочетание лучших приёмов теневого и зеркального исследования. Для получения информации о состоянии сварочного соединения, устанавливается комплект датчиков для излучения и приёма волн, отражённых от поверхности шва. Если на пути сигнала нарушений нет, то приёмник фиксирует чистую волну. В случае, когда прибор показывает глухую зону, внутри рубца имеется брак.
  4. Методика теневой диагностики. Излучатель и преобразователь устанавливают напротив друг друга по разные стороны строго перпендикулярно оси проверяемого элемента. Излучатель отправляет волновой поток, а преобразователь принимает, обрабатывает и визуализирует сигнал. Наличие глухих зон говорит о том, что внутри шва сформирована инородная среда, а значит, имеет место брак.
  5. Дельта метод. Способ проверки состояния сварки основан на направленном воздействии акустическими волнами. Однако тут много подводных камней. Точность показателей относительно размера и формы трещин или инородных тел зависит от количества полученных обратно волн. Они же имеют свойство отклоняться от траектории. Тут требуется деликатная настройка приёмника. Также имеют место ограничения размеров исследуемой области.

Несмотря на обилие способов УЗ диагностики, специалисты отдают предпочтение эхо-импульсной и теневой методикам. Они являются наиболее точными и отлично подходят для сложных соединений трубопровода.

Как проводится ультразвуковая дефектоскопия

Диагностика состояния сварочных конструкций посредством ультразвуковых волн входит в группу методов неразрушающего контроля. Она отличается удобством и простотой выполнения. Разберём этапы УЗИ сварных швов на примере теневого метода. Он определяется основными параметрами ГОСТ.

  • На подготовительном этапе исследователь зачищает сварочный шов и деталь конструкции на 5-7 см по окружности.
  • Очищенная поверхность натирается техническим маслом (это может быть промышленный глицерин или старый добрый солидол). Эта мера позволяет повысить точность результатов.
  • Проверочное оборудование настраивается согласно требованиям ГОСТ.
  • Устанавливается излучатель. Его включают, и начинается передача сигналов.
  • Приёмник находится в руках лаборанта. Специалист медленно водит прибор с обратной стороны, совершая зигзагообразные движения. Для максимального поглощения волн, датчик проворачивают вокруг своей оси на 10-15 градусов.
  • Если в металлическом рубце будет дефект, сигнал выдаст на мониторе максимальный скачок амплитуды. Однако причиной искажения данных может стать обычная неровность шва.
  • Координаты изъяна заносятся в протокол исследования.
  • Каждое соединение проверяется в 2-3 подхода. Таковы требования ГОСТ.
  • Полученная информация регистрируется в специальный журнал и хранится в архиве.

Важно! Для осуществления измерения качества угловых соединений путём сваривания, применяют исключительно эхо-импульсную методику диагностирования. Теневая форма исследований в этом случае не подходит.

Параметры оценки результатов

Качество оценки сварных соединений зависит от чувствительности прибора и его настроек. С помощью измерительного оборудования определяют количество дефектов. Эхо метод даёт возможность обнаружить изломы, расположенные близко друг к другу. Для этого анализируются следующие критерии:

  • амплитуда ультразвукового колебания
  • длина волны
  • размер искажения
  • форма дефекта.

Протяжённость волны определяет ширину изъяна. Его можно вычислить посредством перемещения прибора вдоль сварного шва. Высоту раскола прибор рассчитывает путём замера временного интервала между направленной волной и её поглощённым отражением. Форму дефекта определяют посредством визуальной формы зафиксированного отражённого сигнала.

Ультразвуковая дефектоскопия требует узкоспециализированных навыков. Точность исследований напрямую зависит от опыта и навыков специалиста.

Достоинства и недостатки ультразвукового контроля труб

Метод УЗК сварных соединений имеет ряд неоспоримых преимуществ:

  • высокая скорость обследования
  • максимальная точность результатов
  • доступность, благодаря низкой стоимости
  • безопасность для персонала
  • мобильный и компактный прибор не требует оформления спецдоставки
  • сохраняется целостность конструкции
  • обследования можно проводить, не останавливая основные работы
  • подходит для проверки качества спайки цветных и чёрных металлов, нержавеющих сплавов.

Присутствуют и недостатки, но их с лихвой можно компенсировать профессиональным опытом лаборанта:

  • возможны погрешности формы обнаруженного дефекта, если внутри шва оказались воздушные пустоты или инородный шлак, т.к. разная плотность материалов сказывается на отражательной способности
  • элементы со сложной геометрией дают некорректные показатели, так как волны могут отражаться не от исследуемого участка, а от близлежащей детали
  • крупнозернистая структура металла также может вызвать искажение показателей, поскольку волны могут рассеиваться или затухать внутри каркаса
  • на подготовительном этапе необходимо очистить рубец от окалин, ржавчины, загрязнений, иначе они могут нарушить точность измерений.

Проконтролированный шов служит гарантией того, что конструкция должным образом выполнит свои функции. Обследование подтвердит качество стыков, запас прочности, эксплуатационные возможности. Существуют определённые нормативы и графики проведения проверок, правила диагностики. Их соблюдение обеспечит безопасность.

Ультразвуковой контроль

К одним из наиболее распространенных видов неразрушающего контроля относится ультразвуковая дефектоскопия. Это недорогой и эффективный способ проверки качества сварных швов металлоконструкций и основного металла изделий машиностроения, который позволяет выявить те или иные погрешности и отклонения материала.

В основе ультразвуковой дефектоскопии лежит использование высокочастотных звуковых волн, которые при прохождении через материал отражаются от различных дефектов и возвращаются к излучателю. Отраженные и преображенные УЗК-колебания поступают на экран дефектоскопа и дают возможность определить толщину и внутреннюю структуру исследуемого материала, выявить различные трещины и другие скрытые изъяны, их характеристики.

Плюсы ультразвуковой дефектоскопии

К основным достоинствам данного метода относят:

  • высокая точность;
  • абсолютная безопасность для человека;
  • быстрые сроки проведения;
  • использование портативных устройств;
  • контролируемый объект не разрушается;
  • не требует демонтажа, применения химических реагентов;
  • невысокая стоимость.

Где используется ультразвуковая дефектоскопия

Благодаря многочисленным преимуществам ультразвуковая дефектоскопия успешно применяется в газовой, атомной, нефтяной, химической промышленности, на строительных площадках, при возведении различных построек. Использование данного метода во многом помогает предотвратить вероятность возникновения аварийных ситуаций или снизить потери от них.

Ультразвуковую дефектоскопию используют как для первичного контроля сварных соединений, проверки износа труб, металлоконструкций, основного металла изделий машиностроения и др., при заготовке компонентов сварки и сборки, так и для диагностики после окончания сварочных работ.

Процедура позволяет выявить большинство изъянов:

  • околошовные трещины и неровности;
  • раковины, расслоения;
  • пустоты, поры;
  • участки, поврежденные окислами и коррозией;
  • шлаковые отложения;
  • подрезы, прожоги, наплывы;
  • включения инородных тел;
  • непровары и др.

Заказать ультразвуковую дефектоскопию в Солигорске

Компания «Сфера технической экспертизы» предлагает своим клиентам услуги по ультразвуковой дефектоскопии сварных швов и основного металла трубопроводов и металлоконструкций, а также оптический контроль, радиографическую, капиллярную и магнитопорошковкую дефектоскопию. Наш центр аккредитован на проведение всех необходимых исследований, в работе мы используем только качественное и надежное оборудование, все работы проводятся опытными специалистами. Чтобы заказать УЗК в нашем центре, вы можете связаться с нами по контактным телефонам либо оставить заявку на сайте.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×