вап. Лекции по УК новые. Курс лекций по ультразвуковому контролю материалов и изделий разработал Специалист iii уровня по ук, к т. н
 Скачать 2.27 Mb.
|
|
III.4.2.3. Настройка глубиномера при работе прямым ПЭП. 1. Установить ПЭП на рабочую поверхность СО-2 в зоне, свободной от отвер- стий. 2. Органом калибровки задержки нуля глубиномера в режиме табло «микросе- кунды» вывести показание «20.00». 3. Органом калибровки измерения глубины Н в режиме табло «Н» вывести пока- зание «59.0». 87 III.4.2.4. Настройка глубиномера при работе наклонным ПЭП. 1. Установить ПЭП на нижнюю рабочую поверхность СО-2 в положение направления луча на контрольное отверстие 6 мм. 2. Органом калибровки задержки нуля глубиномера в режиме табло «Y» вывести показание «13.0». 3. Установить ПЭП на верхнюю рабочую поверхность СО-2 в положение направления луча на контрольное отверстие 6 мм. 4. Органом калибровки измерения глубины Y в режиме табло «Y» вывести пока- зание «42.0». 5. Предыдущие операции повторять до тех пор, пока для достижения соответ- ствующих значений (13.0 и 42.0) еще необходима регулировка. III.4.2.5. Калибровка условной чувствительности по СО-2 Условная чувствительность должна быть задана в децибелах разности браковоч- ного уровня и амплитуды эха от контрольного отражателя в СО-2 (опорный уровень). Порядок настройки: 1. Установить ПЭП на верхнюю или нижнюю рабочую поверхность СО-2 (в за- висимости от номинального значения угла ввода) в положение направления луча на контрольное отверстие 6 мм. 2. Органами регулировки чувствительности вывести вершину эхоимпульса на контрольную горизонталь экрана, затем уменьшить ослабление на аттенюаторе на за- данное число децибелов. Эта горизонталь становится браковочным уровнем. III.4.2.6. Оценка мертвой зоны. Мертвую зону оценивают после настройки чувствительности. Контрольное от- верстие (поз. 4 или 5) выбирают в зависимости от угла ввода: до 50 - отверстие на глу- бине 8 мм; свыше 50 - на глубине 3 мм. Устанавливают ПЭП на рабочую поверхность СО-2 в позицию облучения соот- ветствующего отверстия. При удовлетворительной мертвой зоне эхоимпульс не должен сливаться с зондирующим. III.4.3. Стандартный образец СО-3 Стандартный образец СО-3 (см. общий вид на рис. III.22) выполнен из стали 3 или стали 20 и предна- значен для следующих целей: - определение точки выхода и оценка стрелы наклонных ПЭП; - настройка глубиномера при работе наклонным ПЭП. III.4.3.1. Определение точки выхода и оценка стрелы наклонных ПЭП. Устанавливают ПЭП на рабочую поверхность СО-3 в положение максимума эха от вогнутой поверхности, и по центральной метке образца наносят точку выхода на боковой поверхности ПЭП; стрелу ПЭП определяют по шкале образца как расстояние между точкой выхода и передней кромкой ПЭП. Рис. III.22. Стандартный об- разец СО-3. 88 III.4.3.2. Настройка глубиномера по СО-3. 1. Установить ПЭП на рабочую поверхность СО-2 в зоне, свободной от отвер- стий. 2. Органом калибровки задержки нуля глубиномера в режиме табло «микросе- кунды» вывести показание «33.67» (время двойного пробега поперечной волны по ра- диусу образца 55 мм). 3. Органом калибровки измерения глубины Y в режиме табло «Y» вывести пока- зание, указанное в таблице III.2, “числители”. 4. Органом калибровки измерения дистанции Х в режиме табло «Х» вывести по- казание, указанное в таблице III.2, “числители”. Настройка глубиномера по СО-3 представляется более оптимальной и точной, чем по СО-2, так как производится в одной позиции ПЭП. Стандартные образцы СО-2 и СО-3 могут быть выполнены из иного материала, в этом случае они помечаются литерой «А». III.4.4. Стандартный образец СО-3Р. Стандартный образец СО-3Р (см. общий вид на рис. III.23) выполнен из рельсо- вой стали и объединяет в себе функции СО-2 и СО-3. Рис. III.23. Стандартный образец СО-3Р. Проверка угла ввода, оценка вертикального углового расхождения пучка, настройка условной чувствительности, оценка мертвой зоны по СО-3Р производятся аналогично СО-2. Определение точки выхода, оценка стрелы наклонных ПЭП и настройка глубиномера производятся аналогично СО-3 с употреблением юстировочно- го числа «35,81» (время двойного пробега поперечной волны по радиусу образца 59 мм) и «знаменателей» в таблице III.2. Таблица III.2. Значения координат отражающей точки вогнутой цилиндрической по- верхности стандартных образцов СО-3/СО-3Р, мм. Y X Y X Y X Y X 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 38 43,4 46,5 33,9 36,3 48 36,8 39,5 40,9 43,8 63 25,0 26,8 49,0 52,6 68 20,6 22,1 51,0 54,7 39 42,7 45,9 34,6 37,1 49 36,1 38,7 41,6 44,5 64 24,1 25,9 49,4 53,0 69 19,7 21,1 51,4 55,1 40 42,1 45,2 35,4 37,9 50 35,4 37,9 42,1 45,2 65 23,2 24,9 49,9 53,5 70 18,8 20,2 51,7 55,4 41 41,6 44,5 36,1 38,7 51 34,6 37,1 42,7 45,9 66 22,4 24,0 50,3 53,9 71 17,9 19,2 52,0 55,8 42 40,9 43,8 36,8 39,5 52 33,9 36,3 43,4 46,5 67 21,5 23,1 50,6 54,3 72 17,0 18,2 52,3 56,1 89 III.4.5. Стандартные образцы предприятий (СОП). Это – образцы, выполняемые по внутреннему стандарту предприятия. Они должны удовлетворять требованиям РД к типу и размерам контрольных отражателей. Форма и шероховатость поверхности СОП обычно соответствует контролируемому объекту. На рисунке III.24 показаны наиболее распространенные типы СОП. г) Рис. III.24. Стандартные образцы предприятий (примеры): а, б, в – СОП для контроля стыковых сварных элементов, выполненных на остающихся подкладных кольцах: 1 - трубная часть; 2 - сварной шов; 3 - подкладное кольцо; 4 - нижняя зарубка; 5 - верхняя зарубка; 6 - боковые отверстия для уточнения масштаба развертки; 7 - отверстие для настройки масштаба развертки при контроле прямым лучом; г – универсальный СОП с плоскодонными отражателями. Стандартные образцы предприятий выполнены из материала ОК и предназначе- ны для следующих целей: 90 - настройка развертки и строба; - настройка глубиномера; - настройка ВРЧ (по универсальному СОП); - настройка предельной чувствительности дефектоскопов с калиброванным ат- тенюатором. IV. ТИПОВЫЕ СХЕМЫ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ. IV.1. Контроль стыковых сварных соединений без подкладных полос (колец) Схема контроля (поперечно-продольное сканирование) показана на рисунке IV.1. Рис. IV.1 Примечания. 1. Минимальная ширина зоны сканирования L рассчитывается по формулам: при контроле только прямым лучом - (II.2.15); при контроле прямым и однократно отра- женным лучом - (II.2.16). 2. Предельный шаг продольного смещения b определяется как половина ширины пьезопластины ПЭП. 3. Вспомогательное вращательное сканирование подкручиванием ПЭП на угол ±15° применяется только на плоских соединениях и на трубных соединениях диамет- ром ≥300 мм. 4. Максимальная стрела ПЭП n рассчитывается по формуле (II.2.17). 5. Ширина А околошовной зоны, обязательной для контроля, определяется по таблице IV.1. Таблица IV.1 Толщина соединения h, мм Ширина А околошовной зоны, обязательной для контроля, мм ≤ 5 5 5÷20 А = h > 20 20 Контроль, как правило, осуществляют прямым и однократно отраженным лучом. Поэтому масштаб развертки и строба должен соответствовать удвоенной толщине из- делия (см. рис. IV.2). 91 Рис. IV.2. IV.2. Контроль стыковых сварных соединений на остающихся подкладных полосах (кольцах). Схема контроля показана на рисунке IV.1. Контроль также осуществляют пря- мым и однократно отраженным лучом, и масштаб развертки и строба должен соответ- ствовать удвоенной толщине изделия. При этом вероятен системный сигнал от кромки кольца (см. рис. IV.3). Рис. IV.3. 92 Присутствие системного сигнала от кромки кольца налагает свои особенности на оценку изображения. Во-первых, сигнал от дефекта, удаленного от ПЭП столь же, сколько и кромка кольца, может «замаскироваться» в системном сигнале (см. рисунок IV.4-а). Во-вторых, типичной ошибкой контроля является принятие сигнала от дефекта за системный сигнал, если не принимают во внимание дистанцию между ПЭП и вали- ком усиления (см. рисунок IV.4-б). Мерами проверки в таких случаях являются оценка дистанции между ПЭП и швом и контроль с другой стороны от шва (рисунок IV.5). а) б) Рис. IV.4. Рис. IV.5. IV.3. Контроль стыковых сварных соединений на усе. Схема контроля показана на рисунке IV.1. Контроль также осуществляют пря- мым и однократно отраженным лучом, и масштаб развертки и строба должен соответ- ствовать удвоенной толщине изделия вне зоны проточки. Системный сигнал от кромки уса вероятен только при контроле с противоположной ему стороны (см. рис. IV.6). 93 Рис. IV.6. Идентификацию сигнала от «маскирующегося» дефекта производят аналогично контролю соединений на п/к. IV.4. Контроль нахлесточных сварных соединений без конструктивного непровара Контроль осуществляют преобразователем с углом ввода, близким к 45 , одно- кратно отраженным лучом со стороны подложенного листа. Задержка развертки и строба может быть выставлена на одну толщину листа, а ширина развертки и строба должна соответствовать удвоенной толщине (см. рис. IV.7). Параметры сканирования: - минимальная дистанция между точкой ввода и кромкой валика усиления – стрела ПЭП; - шаг поперечного сканирования – не менее удвоенной толщины листа; - шаг продольного сканирования – не более половины ширины пьезопластины. Рис. IV.7. 94 При возможности доступа с обеих сторон стенки шов контролируют с каждой из них. Наличие конструктивного непровара исключает ультразвуковой контроль, по- скольку наиболее вероятный дефект – трещина на продолжение непровара – не отли- чим от бездефектного участка. IV.5. Контроль угловых сварных соединений без конструктивного непровара. Контроль осуществляют преобразователем с углом ввода, близким к 45 , одно- кратно отраженным лучом с внутренней, и прямым – с наружной стороны соединения, с обоих соединяемых элементов. В первом случае задержка развертки и строба может быть выставлена на одну толщину листа, а ширина развертки и строба должна соответ- ствовать удвоенной толщине (см. рис. IV.8). Во втором случае задержка развертки не вводится, а задержкой строба лишь исключается мертвая зона. Параметры сканирова- ния – те же, что и при контроле нахлесточных соединений. Наличие конструктивного непровара исключает ультразвуковой контроль по вышеизложенной причине. Рис. IV.8. IV.6. Контроль тавровых сварных соединений без конструктивного непровара. Рассмотрим 3 варианта условий контроля (см. рис. IV.9): а) доступны все поверхности соединения; б) недоступна верхняя поверхность полки; в) недоступны нижняя поверхность полки и поверхности стойки. Во всех случаях поочередно применяются два ПЭП. При контроле по варианту «а» применяют прямой ПЭП и наклонный ПЭП с уг- лом ввода, близким к 45°. В первую очередь прямым ПЭП проверяют соединение на наличие корневого непровара. С этой целью осуществляют только продольное сканирование по верхней поверхности полки вдоль главной оси соединения (рис. IV.9-а, вариант 1). Признаком наличия непровара является эхосигнал любой амплитуды на глубине, равной толщине полки Н. 95 а б в Рис. IV.9. Затем производят контроль наплавок наклонным ПЭП. Здесь способ контроля (прямым или однократно отраженным лучом), границы зоны сканирования (L, L min , L max ) и зоны контроля на экране дефектоскопа (В) зависят от сочетания стрелы ПЭП n и толщины стойки h. Если выполняется условие n ≤ 0,5htgα – K (К – катет шва, мм), (IV.1) то сканирование осуществляют по варианту 2 рисунка IV.9-а, в противном случае – по варианту 3. 96 При контроле по варианту «б» поочередно применяют два наклонных ПЭП: с максимальным углом ввода (не менее 70°) и с углом ввода, близким к 45°. В первую очередь ПЭП с максимальным углом ввода проверяют соединение на наличие корневого непровара. С этой целью осуществляют только продольное скани- рование по боковой поверхности полки вдоль главной оси соединения (рис. IV.9-б, ва- риант 1). Признаком наличия непровара является эхосигнал любой амплитуды на уда- лении Х вдоль поверхности, равном координате линии сканирования L. Затем произво- дят контроль наплавок вторым наклонным ПЭП аналогично варианту «а». При контроле по варианту «в», так же как и по варианту «а», применяют прямой ПЭП и наклонный ПЭП с углом ввода, близким к 45°. В первую очередь прямым ПЭП проверяют соединение на наличие корневого непровара аналогично варианту «а». Затем производят контроль наплавок наклонным ПЭП. Здесь границы зоны сканирования (L min , L max ) и зоны контроля на экране дефек- тоскопа (В min , B max ) зависят толщины полки Н. Формулы для расчета размеров (границ) зон сканирования и зоны контроля на экране дефектоскопа (по глубине) приведены в таблице IV.2. Таблица IV.2. Рис. Вар. Зона сканирования Зона контроля по глубине min mах min mах IV.9-а 1 - В = Н 2 L min = К + n L max = K + htgα + A* B = H – A B = H + K + A 3 L min = K + htgα L max = K + 2htgα + A B =2h – A B =2h + K + A IV.9-б 1 L = 0,5htgα В = 0,5h 2 L min = К + n L max = K + htgα + A B = H – A B = H + K + A 3 L min = K + htgα L max = K + 2htgα + A B =2h – A B =2h + K + A IV.9-в 1 - В = Н 2 L min = Htgα L max = 0,5h + K + Htgα + A B = H – A B = H + K + A * Ширина А околошовной зоны, обязательной для контроля, определяется по таблице IV.1, где за толщину h принимается толщина большего из свариваемых эле- ментов. IV.7. Контроль угловых сварных соединений приварки штуцеров к плоской стенке без конструктивного непровара. Контроль осуществляют преобразователем с углом ввода, близким к 45 , одно- кратно отраженным лучом с наружной поверхности стенки штуцера, сканируя по всему периметру соединения. Задержка развертки и строба может быть выставлена на одну толщину стенки штуцера, а ширина развертки и строба тогда должна соответствовать сумме толщин плоской стенки и стенки штуцера (см. рис. IV.8, горизонтально – стенка штуцера, вертикально – плоская стенка). Формулы для расчета границ зон сканирова- ния и зоны контроля на экране дефектоскопа (по глубине) приведены в таблице IV.3. Таблица IV.3. Зона сканирования min L min = K + htgα mах L max = K + 2htgα + A* Зона контроля по глубине min B =2h – A mах B =2h + K + A * Ширина А околошовной зоны, обязательной для контроля, определяется по таблице IV.1, где за толщину h принимается толщина большего из свариваемых эле- ментов. 97 IV.8. Контроль тройниковых угловых сварных соединений «труба в трубу» без конструктивного непровара (см. рис. IV.10) Контроль осуществляют двумя преобразователями: а) с углом ввода, близким к 45 , однократно отраженным лучом с наружной по- верхности стенки штуцера – для двух взаимно противоположных четвертей периметра соединения в зонах прямоугольного сопряжения (I); б) с максимально возможным углом ввода, прямым и однократно отраженным лучом с наружной поверхности стенки штуцера – для двух взаимно противоположных четвертей периметра соединения в зонах непрямоугольного сопряжения (II). В первом случае задержка развертки и строба может быть выставлена на одну толщину стенки штуцера, а ширина развертки и строба должна соответствовать сум- марной толщине стенок. Во втором случае задержка развертки не вводится, а задерж- кой строба лишь исключается мертвая зона. Параметры сканирования подбираются индивидуально для каждого ПЭП. Формулы для расчета границ зон сканирования и зоны контроля на экране дефектоскопа (по глубине) приведены в таблице IV.3. Рис. IV.10 IV.9. Контроль точеных изделий прямым преобразователем с торца Схема контроля (на примере шарнирного пальца) показана на рисунке IV.11. Рис. IV.11 98 Наиболее вероятные зоны дефектообразования – вблизи концентраторов напря- жения, то есть у шплинтовочного отверстия и в галтельном переходе от штока к голов- ке. Поэтому ультразвуковой контроль пальцев логично проводить послойно, то есть выделяя разверткой и стробом именно эти зоны (показано изображением экранов вни- зу). Причем галтель следует контролировать с торца элемента, меньшего по диаметру, несмотря на удаление этого торца. В противном случае сигнал от трещины в галтели может замаскироваться в системном сигнале от кольцеобразной площадки головки. Осевое расположение ПЭП на малом торце нежелательно, поскольку системный сигнал от шплинтовочного отверстия может затенить часть интересующей зоны независимо от того, попадает он в пределы экрана или нет. Настройку развертки, строба, глубиномера, ВРЧ и чувствительности рекоменду- ется производить по следующей технологии (рис. IV.11): а) установить ПЭП на СО-2 вне зон с отверстиями (рис. IV.11-а). б) органами регулировки развертки разместить в пределах экрана 4-5 донных сигналов; в) застробировать первый донный сигнал; г) ввести режим БЦО «микросекунды» с точностью «00,00»; д) регулировкой задержки нуля глубиномера ввести значение «20.00»; е) ввести режим БЦО «Н»; ж) регулировкой «Н» ввести значение «59.0»; з) ручку усиления на приеме установить в среднее положение; и) габаритную длину пальца поделить на 60 с округлением до целого; к) на полученное число поделить ширину экрана и органами регулировки раз- вертки разместить зонд на левом краю экрана, а первый донный – на уровне первой доли (вся ширина экрана будет соответствовать длине пальца); л) на аттенюаторе ввести ослабление, необходимое для размещения вершин всех донных сигналов в пределах экрана; м) включить вторую развертку в режиме «ВРЧ»; н) развернуть строб второй развертки на ширину экрана; о) вращением ручки «крутизна ВРЧ» уравнять амплитуду всех донных сигналов; п) установить ПЭП над отверстием 6 мм со стороны глубины 44 мм (рис. IV.11-б); р) аттенюатором вывести эхо-сигнал от отверстия на верхнюю горизонталь экрана, после чего уменьшить ослабление еще на 6 дБ; с) определить на экране и выделить стробом интересующую зону длины пальца; т) органами регулировки развертки развернуть строб на ширину экрана. а) б) Рис. IV.12. Настройка на контроль пальца прямым ПЭП. |