Um7.ru

Аренда стройтехники
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

УЗК сварных швов

УЗК сварных швов

Диагностика ультразвуком относится к неразрушающим методам контроля сварных швов. Она востребована при исследовании стыков трубопроводов, сосудов и других объектов, которые работают при повышенном давлении. Проверка позволяет определить степень износа стальных труб, обследовать соединения с нетиповой геометрической формой, диагностировать аппараты с аналитической целью.

Методика выявляет повреждения внутри соединения после сварки, которые незаметны визуально. Скрытые микродефекты снижают прочность швов, а значит, отрицательно влияют на герметичность сооружения, снижают устойчивость каркаса. По степени точности ультразвуковой метод контроля сравнивают с радиолокацией и рентгеном. Он востребован для проверки целостности сварных предметов в химической, машиностроительной, нефтегазовой, энергетической и других отраслях.

Сущность УЗК технологии

Контроль сварных соединений УЗК основан на излучении ультразвуковых волн акустического типа, которые при прохождении однородной среды не изменяют прямолинейной траектории.

Принцип технологии построен на способности высокочастотных колебаний (выше 20 кГц) проникать в металл, не нарушая его структуры, и отражаться от поверхности пустот, царапин, неровностей или инородных включений. Созданная искусственно волна проникает внутрь проверяемого сварочного стыка и если в нем имеет место дефект, то она отклоняется от своего естественного направления при его обнаружении.

Все отклонения отражаются на экранах специальных приборов. Сигнал на монитор передается с помощью усилителя. Он способствует построению схемы, по которой оператор может увидеть все дефекты и особенности стыковых соединений. Размер дефектного образования устанавливается по амплитуде отраженного импульса, расстояние до него определяется по времени распространения акустической волны.

Узк-контроль и области его использования

Узк-контроль металла применяется в большинстве областей промышленности и народного хозяйства. Незаменима дефектоскопия на объектах, связанных с повышенной опасностью: газопроводы, нефтепроводы, теплосети. Контроль и диагностика сварных соединений ультразвуком применяется:

  • в энергетике;
  • в химической и нефтегазовой отраслях;
  • для определения износа труб в магистральных трубопроводных сетях;
  • для обнаружения изъянов сварных швов в изделиях, подверженных воздействию повышенных температур и давления;
  • в изделиях, эксплуатация которых проходит в активных средах.
  • в гидравлических и водопроводных системах;
  • узк-контроль деталей с нестандартной геометрической формой;
  • в индивидуальных случаях при реконструкции зданий и помещений.

В большинстве отраслях машиностроения не обойтись без ультразвукового контроля узлов и агрегатов. Компактность оборудования позволяет проводить узк-контроль труб и других изделий в полевых условиях.

Ультразвуковой контроль

Недостатки УЗК

Прибор для ультразвукового контроля

Использование ультразвукового контроля имеет ряд особенностей, а именно — требуется существенная подготовка исследуемых поверхностей для прохождения от пьезоэлектрических преобразователей ультразвуковых волн по структуре металла. Необходимо:

  • создание шероховатостей 5 класса на поверхности сварного соединения с направлением полос перпендикулярно шву;
  • нанесение на исследуемый участок контактной массы (в виде воды, масел) для полного исключения воздушного зазора, а в случае с вертикальной или при сильнонаклоненной поверхности использовать густые клейстеры, неспособные к быстрому стеканию;

Непосредственно к недостаткам этой методики дефектоскопии можно отнести:

  • необходимость в использовании специальных пьезоэлектрических преобразователей, имеющие радиус кривизны подошвы в диапазоне величины +-10% от радиуса исследуемого объекта для диагностики округлых форм конструкцией с диаметром менее 200 мм;
  • существенные сложности при исследовании крупнозернистых структур металлов, к примеру, чугуна или аустенита при толщине более 60 мм, связанного со значительным затуханием и с существенным рассеванием ультразвуковых колебаний;
  • невозможность проведения контроля деталей с малыми и сложными формами;
  • затруднительность в оценке соединений разных видов сталей, что связано с неоднородностью основных металлов и сварного шва;
  • невозможность установления реальных размеров различных типов дефектов из-за их формы, физических свойств и расположения в структуре сварного шва.
Читайте так же:
Подключение розетки фаркопа к автомобилю

Способы контроля качества сварного шва

Существуют разнообразные виды и средства технического контроля, все они имеют свои достоинства и недостатки, особенности и нюансы. Но несмотря на различия все они призваны, чтобы устроить швам испытание на прочность и долговечность. Качество сварных соединений во многом зависит от сварщика и используемых комплектующих, так что итог контроля можно предсказать. Но мы все равно рекомендуем проводить контроль качества, чтобы быть уверенным, что изделия прослужат долго.

Качество сварных соединений можно узнать путем визуального осмотра (пожалуй, самый распространенный метод), ультразвукового, магнитного, капиллярного и радиационного (радиографического) контроля, также осуществляется контроль сварных швов на проницаемость. Есть и другие методы контроля сварных швов, но мы в этой статье перечислим самые распространенные и простые в применении. Рекомендуем выполнять пооперационный контроль качества, т.е. сначала осмотреть шов, затем провести капиллярный контроль и так далее. Впрочем, обо всем по порядку.

Визуальный контроль

Начнем с визуального контроля. Это наиболее простой и быстрый способ узнать качество сварных швов. Вам не понадобятся специальные приборы или жидкости, достаточно вашей внимательности. Тщательно осмотрите сварное соединение: не должно быть видимых дефектов вроде трещин и сколов, шов должен иметь одну ширину и высоту на всех участках. Внешний контроль сварочных швов позволяет также проверить наличие или отсутствие непроваров, наплывов, неравномерных складок шва. Все это дефекты, обнаружив которые можно смело говорить о низком качестве соединения.


Для более эффективного контроля качества сварных швов мы рекомендуем использовать мощную лампу и лупу, также нелишним будет рулетка или линейка, штангенциркуль. С помощью таких простых приспособлений вы сможете замерить размеры дефектов и понять, что с ними делать в дальнейшем.

Конечно, с помощью такого метода вы не сможете выполнить полноценный контроль сварных соединений трубопроводов, сварных соединений газопроводов или иных ответственных конструкций, но визуальный осмотр станет первой операцией, вслед за которой можно применить остальные методы контроля.

Капиллярный контроль

Методы контроля качества сварных соединений включают также испытания сварного шва. Для этого используется капиллярный метод. Его суть крайне проста: для контроля используются специальные жидкости, которые способны проникать в мельчайшие поры и трещинки, называемые капиллярами.

С помощью капиллярного операционного контроля можно проверить качество любого металла, с любым составом и формой. Зачастую такой метод используется, когда нужно узнать наличие скрытых дефектов невидимых для глаз, но нет бюджета, поскольку капиллярный контроль очень прост в применении и не требует наличия дорогостоящего оборудования.

Капиллярная оценка качества сварных соединений выполняется с помощью жидкостей, называемых пенетрантами (от английского слова «penetrant», что значит «проникающая жидкость»). Такие жидкости обладают незначительным поверхностным натяжением, отчего легко проникают в мелкие капилляры и при этом остаются видимы для глаз. По сути, пенетранты заполняют полости и окрашивают дефекты, тем самым делая их видимыми.

Сейчас можно найти множество рецептов приготовления пенетранта, каждый из которых будет обладать своими свойствами и особенностями. Можно приготовить пенетрант на основе воды или любой другой органической жидкости (скипидара, бензола, также сюда относится довольно популярная проверка сварных швов керосином. Такие пенетранты очень эффективны и чувствительны к малейшим дефектам. Они уверенно занимают одну из лидирующих позиций среди методов по контролю качества.

Контроль на герметичность сварных швов

На жидкостях не заканчиваются испытания сварных швов. Их также нужно проверить на герметичность. Метод проверки на герметичность имеет множество названий: течеискание, пузырьковый метод контроля, пневмоиспытание, гидроиспытание и многие другие. Но вне зависимости от названия суть их остается неизменна: обнаружение сквозных дефектов, ухудшающих герметичные показатели сварного соединения.

Читайте так же:
Фреза для мотоблока мтз своими руками

Проверка сварочных швов на герметичность выполняется с помощью газов (кислорода или азота), различных жидкостей (например, воды). Метод во многом схож с капиллярным, но здесь газ или жидкость дополнительно подаются под большим давлением, под которым они как раз и распределяются в дефектные полости и выходят наружу. У этого метода есть своя классификация. Бывает пневматический и гидравлический контроль, также швы можно проверить вакуумно или с помощью обдува воздухом, это подкатегории пневматического контроля. Но обо всем поговорим подробнее.

Начнем с пневматического метода контроля качества швов. Он подразумевает использование газа или воздуха, который направляется на соединение под давлением. При этом шов смазывается мыльным раствором. Также есть разновидность пневматического контроля, называемая вакуумным контролем, когда с помощью специального оборудования создается искусственный вакуум, в него помещается деталь, а шов также предварительно смачивают мыльным раствором. В местах со сквозными трещинами будут образовываться пузыри, указывающие на местонахождение дефекта.

При приготовлении мыльного раствора используется один кусок мыла на литр воды. Если предстоит работа при низких температурах (на улице зимой), то более половины воды рекомендуется заменить на спирт. Также рекомендуем подключить манометр, с помощью которого вы сможете контролировать показатель давления и сможете заметить, как оно будет падать при обнаружении дефектов. Также нелишним будет использование предохранительного клапана, чтобы соблюсти технику безопасности.

Самая простейшая форма пневматического контроля — погружение детали в воду, без смазывания швов мыльным раствором и использования давления. Если у шва есть дефекты, то они дадут о себе знать, когда небольшие пузырьки воздуха начнут появляться из сварного соединения. Этот способ проверки качества можно назвать полевым, но он достаточно эффективный.

Также есть еще одна разновидность пневматического контроля, называемая контроль качества сварных швов и соединений с помощью аммиака. Аммиак подается вместо газа или воздуха, а швы предварительно покрывают специальной бумажной лентой. Аммиак проходит через шов и если имеются дефекты, то на ленте появляются красные пятна.

Второй тип контроля на герметичность — гидравлический. Здесь давление создают с помощью воды или масла. Это очень интересный метод, поскольку деталь выдерживается в жидкости от 5 до 15 минут (в зависимости от особенностей металла), при этом зона около шва обстукивается молотком, удары должны быть слабыми. Если есть дефекты, то при ударе жидкость начнет вытекать из предполагаемого места с трещиной или другим повреждением.

Магнитный контроль

Магнитный метод контроля заключается в использовании основ электромагнетизма. Контролер или сварщик с помощью специального прибора создает вокруг шва магнитное поле, которое испускает поток так называемых электромагнитных линий. Если они искажаются, значит есть дефекты. Искажения фиксируются магнитопорошковым способом.

При магнитопорошковом на поверхность шва предварительно наносят ферримагнитный порошок, который при искажении электромагнитной линии начинает скапливаться в месте дефекта. Из-за этого магнитный контроль доступен только при работе с ферримагнитными металлами. Алюминий, медь, сталь с большим содержанием хрома и никеля не могут быть подвержены проверке. В целом, это очень эффективный, но неудобный и дорогостоящий метод, так что его применяют только при контроле особо важных узлов.

Ультразвуковой контроль

Ультразвуковой способ очень интересен. Он основан на свойствах ультразвука. Ультразвуковые волны легко отражаются от краев трещины или скола, поскольку те обладают разными акустическими особенностями. Говоря простыми словами, мы подаем на шов ультразвук, и если на своем пути он сталкивается с дефектом, то искажается и отображается в другом направлении. При этом разные типы дефектов по-разному искажают ультразвуковую волну, так что их можно легко определить.

Читайте так же:
Полироль для дерева с воском

Контроль качества сварного шва с помощью ультразвуковых аппаратов применяется повсеместно, поскольку это довольно эффективный и при этом недорогой метод. По сравнению с другими методами (например, магнитным или радиационным) не нужно учитывать какие-то особенности металла или приобретать дорогостоящее оборудование. Но есть и недостатки: контроль сварного соединения ультразвуком должен проводить специалист, а не обычный сварщик.

Радиационный контроль

Радиационный контроль сварных соединений (также называемый «радиографический контроль» и «гаммаграфический контроль сварных соединений») представляет собой мини-версию обычного рентгена. Гамма-лучи проникают через металл и на специальной пленке фиксируются все возможные скрытые дефекты. Это самый передовой и дорогостоящий метод контроля качества, он требует современного оборудования и квалификации от контролера или сварщика. Также избыточная работа с таким прибором может оказывать негативное воздействие на здоровье человека.

Недавно появилась цифровая радиография, которая выполняется с помощью компьютера. Здесь вместо пленки используют специальные многоразовые пластины, которые совместимы с любыми источниками радиации. Но в отличие от классического радиационного контроля при цифровом методе изображения сохраняются сразу на компьютер, их можно масштабировать и кадрировать. В будущем разработчики планируют довести этот процесс до автоматизма, чтобы не требовалось присутствие человека.

Радиационная

Радиационная дефектоскопия по своему принципу напоминает рентгеновское обследование. Выделившиеся в процессе ядерной реакции гамма-лучи обладают высокой проникающей способностью. Проходя через материал, излучение попадает на фотопластинку. После ее проявления под микроскопом можно исследовать картину распределения дефекта в металле.

Подробная схема

Интересующий вопрос о вредности гамма-излучения остается актуальным. Несмотря на предусмотренные средства защиты, организм человека получает повышенную долю облучения. Если добавить дороговизну оборудования, станет ясно, что данный способ не является приоритетным.

Программа обучения на дефектоскописта по магнитному и ультразвуковому контролю

Получить профессию дефектоскописта вы можете в нашем Негосударственном образовательном учреждении дополнительного профессионального образования «Межрегиональный учебный центр». У нас вы можете пройти профессиональное обучение на дефектоскописта по ультразвуковому контролю, посещая занятия в классе либо же дистанционно, без отрыва от производства. С вами на очной форме обучения будут работать профессиональные учителя, которые компетентны в данной теме и имеют соответствующую квалификацию. В случае если набирается необходимое количество человек и формируется группа учеников, проводятся очные занятия в аудиториях. Однако наиболее удобной формой обучения является дистанционная. Как показывает опыт, таким способом удобно обучаться. Главное преимущество системы дистанционного обучения в том, что обучаться можно в любое, удобное для этого время. И не нужно пропускать работу, брать безоплатные. Обучение проводится очень удобно на сайте, где вас авторизуют и создадут вам личный профиль, где вы будете изучать теоретический материал и выполнять все те же задания, что и выполняют обучающиеся в классах на очной форме обучения.

По итогам прохождения данных курсов вы получите документ, подтверждающий успешное окончание вашего обучения, который позволит устроиться по данной специальности в любую соответствующую организацию.

Стандартные образцы для ультразвукового контроля

Стандартный образец СО-2

Для максимальной достоверности и единообразия на каком-либо предприятии при осуществлении ультразвукового контроля серийного выпуска продукции или отработки технологий производства используются стандартные образцы.

Читайте так же:
Обороты двигателя стиральной машины автомат

Как известно, все образцы для ультразвукового контроля делятся на государственные (ГСО), отраслевые (ОСО) и стандартные образцы предприятий СОП. Нужно сказать, что в ультразвуковой дефектоскопии и толщинометрии такие образцы способны определять следующие параметры: скорость распространения ультразвука (м/с), скорость затухания ультразвука (дБ) или эффективную площадь дефекта (мм2), коэффициента затухания (дБ/см), эффективную толщину материала (мм).

Точность ультразвукового контроля зависит от выбранных опорных сигналов от искусственных отражателей, которые изготавливаются в стандартных ультразвуковых образцах. Эти образцы выполняют функцию мер физических величин: скорости распространения и затухания ультразвука, эффективной площади искусственных дефектов, отражающей ультразвук.

Государственные образцы хранят и передают единицы измерения скорости распространения и затухания ультразвука, эффективной толщины и площади ультразвуковых отражателей отраслевым образцам, а также различным ультразвуковым дефектоскопам и толщиномерам.

Отраслевые образцы измеряют параметры различных ультразвуковых импульсных дефектоскопов (например, погрешность и чувствительность измерения координат), получают опорный сигнал от цилиндрических отражателей в ходе аттестации и проверки образцов предприятий.

Образцы предприятий при ультразвуковом контроле определенных материалов, изделий и соединений получают необходимые опорные сигналы от искусственных отражателей, которые изготавливаются из материалов, схожих по акустическим характеристикам (например, скорость распространения и коэффициент затухания). Это делается для настройки ультразвуковых импульсных дефектоскопов.

Государственные стандартные образцы

Стандартный образец СО-1

Стандартный образец СО-1

Производится по стандарту: ГОСТ 14782-86
Область применения: образцы СО-1 определяют условную чувствительность, проверяют разрешающую способность и погрешность глубиномера ультразвукового дефектоскопа.
Комплект поставки: В комплект поставки входит образец СО-1, паспорт, упаковка.

Изготовлен из органического стекла соответственно ГОСТ 17622;
Скорость распространения продольной ультразвуковой волны на частоте 2,5±0,2 МГц при температуре 20±5 °С 2670 м/с, ? = ± 113 м/с
Время распространения ультразвуковых колебаний в прямом и обратном направлениях 20±1 мкс
Глубина залегания цилиндрических отражателей ? 2,0 мм от 5 до 55 мм,
К20 = -3,0 дБ,
К50 = -29,0 дБ.

Стандартный образец СО-2

Стандартный образец СО-2

Изготавливается в соответствии с ГОСТ 14782-86; ТУ 25-06.1847-78.
Область применения: при контроле ультразвуковым дефектоскопом с помощью образца СО-2 можно измерять изделия из низколегированной и малоуглеродистой сталей.
В комплект поставки входит образец СО-2, паспорт, свидетельство о поверке, упаковка.

Стандартный образец СО-3

Стандартный образец СО-3

Изготавливается соответственно ГОСТ 14782-86; ТУ 25-06.1847-78.
Область применения: с помощью образца СО-3 можно определить точки выхода ультразвуковой стрелы и луча преобразователя в ультразвуковом дефектоскопе. Кроме того, этот образец используется для определения количества времени, которое необходимо для распространения ультразвуковых колебаний в призме преобразователя.
В комплект поставки входит образец СО-3, паспорт, свидетельство о поверке, упаковка.

Стандартный образец СО-4

Изготавливается соответственно ГОСТ 14782-86; ТУ 25-06.1847-78.
Область применения: образец СО-4 используют в измерении длины волны (частоты), которая возбуждается преобразователями с частотой от 1,25 до 5 МГц и углами ввода от 40° до 65°.
В комплект поставки входит образец СО-4, паспорт, упаковка.

Стандартный образец СО-3Р

Стандартный образец СО-4

Изготавливается соответственно по ГОСТ 18576-96.
Область применения: при контроле ультразвуковым дефектоскопом образец СО-3Р используется для определения:
В комплект поставки входит образец СО-3Р, паспорт, упаковка.

Спродольных УЗК = 5900 м/с, ? = ± 118 м/с,
t20 = 20 ± 1 мкс,
? от 0 до 70; ? ? = ± 10,
Глубина залегания цилиндрического отражателя ? 6,0 мм — 15 и 44 мм,
Глубина залегания цилиндрических отражателей ? 2,0 мм — 3; 6; 9 и 12 мм,
Отклонение амплитуды сигнала от однотипного отражателя ? 6,0 мм в ГСО ОУ 1-5 не более 2,0 дБ.
?R не более 0,1 мм,
L = от 0 до 20 мм; ? L = ± 0,1 мм

Читайте так же:
Самодельная торцовочная пила по дереву

Ультразвуковой калибровочный стандартный образец V1
Ультразвуковой калибровочный стандартный образец V2

Стандартный образец V1 предназначен для калибровки ультразвуковых дефектоскопов при ультразвуковом контроле качества сварных соединений и соответствует ДСТУ 4001-2000 (ISO 2400, DIN 54120, B. S. 2704).

Стандартный образец V1 позволяет:

  • определить точку ввода ультразвуковых колебаний и стрелу ультразвуковых преобразователей с погрешностью ± 0,5 мм;
  • определить угол ввода ультразвуковых колебаний с погрешностью ±1 угл. град.;
  • определить неконтролируемую (мертвую) зону (по стали) прямых ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей;
  • определить разрешающую способность (по стали) прямых ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей;
  • определить линейность развертки ультразвуковых дефектоскопов по горизонтали;
  • произвести настройку скорости развертки и чувствительности прямых, сдвоенных и наклонных пьезоэлектрических преобразователей.

Технические характеристики стандартного образца V1

  • Образец изготовлен из низкоуглеродистой мелкозернистой стали с малым коэффициентом затухания.
  • Скорость продольных ультразвуковых колебаний (УЗК) в материале образца на частоте 5,0 МГц при температуре (20±5) 0 С равна (5920±30) м/с.
  • Скорость продольных УЗК в материале вставки образца (полиметилакрилате) на частоте 5,0 МГц при температуре (20±5) 0 С равна (2670±100) м/с.
  • Геометрические размеры образца соответствуют ДСТУ 4001-2000 (ISO 2400, DIN 54120, B. S. 2704) .

Стандартный образец V2 предназначен для калибровки ультразвуковых дефектоскопов при ультразвуковом контроле качества сварных соединений и соответствует ДСТУ 4002-2000 (ISO 7963, В.S.2704).

Стандартный образец V2 позволяет:

  • калибровать развертку дефектоскопов по скорости распространения ультразвуковых колебаний (УЗК) при работе с прямыми пьезопреобразователями;
  • калибровать развертку дефектоскопов по скорости распространения ультразвуковых колебаний (УЗК) при работе с наклонными пьезопреобразователями;
  • устанавливать условный уровень чувствительности ультразвуковых дефектоскопов с прямыми и наклонными пьезопреобразователями;
  • определять точку выхода УЗК и стрелу наклонных пьезопреобразователей;
  • определять угол ввода УЗК в сталь.

Технические характеристики стандартного образца V2

  • Скорость распространения продольных УЗК в материале образца на частоте 5,0 МГц при температуре (20 ±5) 0С равна (5920±30) м/с.
  • Скорость распространения поперечных УЗК в материале образца на частоте 5,0 МГц при температуре (20±5) 0С равна (3255±15) м/с.
  • Геометрические размеры образца соответствуют ДСТУ 4002-2000 (ISO 7963, В.S.2704).

Отраслевые стандартные образцы

OCO 32.008-2009 (№1, № 2) Комплект отраслевых ЖД стандартных образцовOCO 32.008-2009 (№1, № 2) Комплект отраслевых ЖД стандартных образцов

Стандартные образцы предприятий (СОП)

Стандартные образцы предприятий СОП

Как уже отмечалось, в ходе ультразвукового контроля определенных материалов, изделий и соединений опорные сигналы обычно получают от искусственных отражателей в образцах предприятий, которые производятся из схожих по акустическим характеристикам материалов (скорость распространения, коэффициент затухания). Это необходимо для правильной настройки ультразвуковых импульсных дефектоскопов.

Существует несколько типов СОП (по ГОСТ 14782-86) с искусственными отражателями.

  • плоскодонных дисковых отражателей, которые ориентированы перпендикулярно ультразвуковому лучу;
  • угловых отражателей (зарубка с вертикальной рабочей гранью, которая ориентирована перпендикулярно плоскости сканирования преобразователя);
  • цилиндрических отверстий, у которых образующая направлена перпендикулярно УЗ лучу;
  • сегментных отражателей с отражающей поверхностью, которая находится перпендикулярно акустической оси ПЭП.

Необходимо отметить, что для каждой группы материалов и соединений существуют свои технологические инструкции, где прописаны все нормы по формам и размерам искусственных дефектов, а также различные классы дефектности, связанные с прочностными параметрами измеряемой продукции.

NOVOTEST производит СОП практически любой конструкции, имеющие искусственные отражатели типа «боковое цилиндрическое отверстие», «плоскодонное отверстие», «угловой отражатель «зарубка», «сегментный отражатель», другие. Кроме того, многие СОП производятся в соответствии с действующими нормативными документами.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector