Гост. Оценки соответствия в области использования атомной энергии
 Скачать 0.6 Mb.
|
|
6 Требования к проведению ультразвукового контроля 6.1 Требования к объектам ультразвукового контроля 6.1.1 Перед проведением УЗК поверхность ОК в зоне сканирования ПЭП должна быть очищена от пыли, грязи, окалины, неровностей, краски, масляных пятен, брызг от расплавленного металла и других загрязнений. 6.1.2 Для проведения ручного УЗК поверхность ввода должна быть обработана до шероховатости не более 6,3 мкм, волнистость (отношение максимальной стрелы прогиба к периоду волнистости) поверхности ввода - не более 15 мкм. Допускается проведение УЗК по поверхности с большей шероховатостью или по необработанной поверхности проката при условии достижения заданной чувствительности (контрольного уровня) и стабильности акустического контакта. 6.1.3 Донные поверхности ОК, параллельные или концентричные поверхности ввода, должны иметь параметры шероховатости не более 40 мкм, если они доступны механической обработке. 6.1.4 Пригодность поверхности для УЗК прямым ПЭП необходимо проверять по стабильности амплитуды донного сигнала. При перемещении ПЭП изменение амплитуды допускается в пределах ±2 дБ. 6.1.5 ОК должен иметь припуск не меньший, чем величина мертвой зоны применяемой аппаратуры. 6.1.6 Для удобства ручного УЗК крупногабаритных ОК поверхность ввода следует размечать на участки с помощью быстросохнущей краски или маркера. 6.2 Требования к средствам ультразвукового контроля 6.2.1 При проведении УЗК следует использовать: - ультразвуковые дефектоскопы с ПЭП и кабелями; - калибровочные и настроечные образцы; - средства механизации и автоматизации УЗК с автоматической фиксацией результатов контроля; - вспомогательные устройства, приспособления (согласующие прокладки, опоры и т.п.) и материалы. 6.2.2 Средства УЗК должны удовлетворять требованиям соответствующих документов национальной системы стандартизации. 6.2.3 Дефектоскоп должен иметь аттенюатор с ценой деления не более 2 дБ и диапазоном не менее 80 дБ. 6.2.4 Рабочую частоту УЗ следует выбирать 0,5 МГц и выше в зависимости от толщины ОК и затухания в нем УЗ. При этом частота должна быть такой, чтобы половина длины волны УЗ была менее линейных размеров отражающей поверхности искусственного отражателя, подлежащего фиксации. При выборе частоты ПЭП для проведения УЗК ОК цилиндрической формы в направлении, перпендикулярном образующей (хордовое прозвучивание), необходимо учитывать эквивалентную толщину ОК, рассчитанную согласно 7.1.22. Коэффициент затухания ультразвука в ОК следует определять в соответствии с приложением А. 6.2.5 УЗК следует проводить с помощью прямых совмещенных, прямых РС и наклонных ПЭП с углом ввода от 35° до 70°. При возможности выбора предпочтителен угол ввода 45°. 6.2.6 Для УЗК допускается применять также угловые призмы-насадки к прямым ПЭП с углами скоса от 3° до 15°. 6.2.7 УЗК ОК из нелегированной стали, не прошедших высокотемпературную термообработку, толщиной 200 мм и более следует проводить на частоте от 1,8 до 2,5 МГц или менее. УЗК ОК, прошедших термообработку или имеющих меньшую толщину, следует проводить на частоте от 2,5 до 5 МГц и более. 6.2.8 УЗК следует проводить на частоте от 1 до 2,5 МГц или менее. 6.2.9 При УЗК цилиндрических ОК с радиусом кривизны менее 250 мм по выпуклым поверхностям для обеспечения стабильного акустического контакта и требуемой чувствительности следует проводить притирание поверхности ПЭП (призмы) или применять согласующие прокладки или опоры, фиксирующие положение ПЭП (см. рисунок Б.2 приложения Б ГОСТ Р 50.05.02- 2018 ). 6.2.10 При УЗК цилиндрических ОК по вогнутой поверхности ввода размер ПЭП , мм, в направлении кривизны поверхности выбирают таким образом, чтобы набег фазы лучей в центре и на краю ПЭП не превышал длины волны УЗ , мм, в ОК и удовлетворял условию , где - радиус кривизны ОК, мм; и - скорость УЗ в ОК и контактной среде. Для сред "вода - сталь" - Для сред "масло - сталь" - Для частоты 2 МГц при УЗК стальной поковки через слой контактной среды условие на размер преобразователя имеет вид . При невыполнении данного условия следует использовать притертый ПЭП. 6.2.11 При УЗК цилиндрических ОК с радиусом кривизны менее 250 мм по выпуклым и менее 500 мм по вогнутым поверхностям радиус кривизны поверхности НО должен удовлетворять условию , где - радиус кривизны ОК, - радиус кривизны НО. При этом подготовка ПЭП в соответствии с 6.2.9 должна быть выполнена по большему из двух радиусов или для контроля по выпуклой поверхности и по меньшему из двух радиусов или для контроля по вогнутой поверхности. 6.2.12 Допускается применять НО с плоскими поверхностями для ОК с меньшими радиусами кривизны, если экспериментально подтверждено, что кривизна вызывает изменение амплитуды сигналов от искусственных отражателей не более ±1 дБ. 6.2.13 Для обеспечения акустического контакта ПЭП, имеющих криволинейную поверхность, с плоской поверхностью ввода НО или КО следует использовать ванну с контактной жидкостью, уровень которой превышает максимальный зазор между поверхностями ПЭП и НО или КО. 6.2.14 При проведении УЗК следует применять контактную среду, обладающую достаточными смачивающими свойствами. Также контактная среда должна обладать вязкостью и однородностью, легко удаляться с поверхности, быть безвредной для специалиста НК, удовлетворять требованиям пожарной безопасности и не вызывать коррозии ОК. 6.2.15 При настройке средств контроля следует использовать контактную среду, применяемую для проведения УЗК. 6.3 Требования к персоналу, выполняющему ультразвуковой контроль 6.3.1 УЗК должен выполнять персонал, компетентность которого подтверждена в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50.05.11 6.3.2 ТКК должен разрабатывать персонал, компетентность которого подтверждена в соответствии с требованиями ГОСТ Р 50.05.11 и имеющий право выдачи заключений. 7 Проведение ультразвукового контроля 7.1 Подготовка к ультразвуковому контролю 7.1.1 К проведению УЗК допускают средства УЗК, удовлетворяющие требованиям 6.2. 7.1.2 Перед началом УЗК путем внешнего осмотра следует определить сплошность корпуса и износ рабочей поверхности ПЭП. В случае несплошности корпуса, явного перекоса или износа рабочей поверхности ПЭП к эксплуатации допускать не следует. 7.1.3 Перед проведением УЗК должны определить работоспособность дефектоскопа в соответствии с руководством по эксплуатации на дефектоскоп, соединительного кабеля и ПЭП. 7.1.4 Определение работоспособности дефектоскопа, соединительного кабеля и ПЭП следует осуществлять при их одновременной работе. 7.1.5 При определении работоспособности дефектоскопа с прямым совмещенным ПЭП необходимо определять: - мертвую зону; - отклонение акустической оси от нормали к рабочей поверхности. 7.1.6 При определении работоспособности дефектоскопа с прямым РС ПЭП необходимо определять: - мертвую зону; - глубину фокуса. 7.1.7 При определении работоспособности дефектоскопа с наклонным ПЭП необходимо определять: - точку выхода преобразователя; - угол ввода преобразователя; - отклонение акустической оси от плоскости падения; - мертвую зону. 7.1.8 Для определения параметров ПЭП следует применять калибровочные образцы СО-2, СО-3 по ГОСТ Р 55724-2013 или калибровочные образцы Международного института сварки и 7.1.9 Определение мертвой зоны следует осуществлять по боковому цилиндрическому отверстию диаметром 2 мм на расстоянии 3 и 8 мм от поверхностей по СО-2 или по боковым отверстиям диаметром 1,5 мм на расстоянии 15 мм и диаметром 50 мм на расстоянии 5 и 10 мм от поверхностей ввода . Для уточнения мертвой зоны должны использовать НО с плоскодонными отверстиями, расположенными на различных расстояниях от поверхности ввода, диаметр которых соответствует поисковому уровню. 7.1.10 Отклонение акустической оси прямого совмещенного ПЭП от нормали к рабочей поверхности следует определять с помощью контрольного образца (см. рисунок 3) следующим образом: - устанавливают точку ввода УЗ-волн как геометрический центр ПЭП, для чего проводят две взаимно перпендикулярные линии на его рабочей поверхности (для ПЭП с круглой пластиной - диаметры, для преобразователя с прямоугольной пластиной - средние линии, параллельные большей и меньшей сторонам пьезопластины). Точка пересечения линий является геометрическим центром ПЭП. На боковой поверхности ПЭП отмечают рисками точки пересечения линий с боковой поверхностью. Примечание - Если форма и положение пьезопластины в ПЭП неизвестны, то положение центра ПЭП следует определить по СО-3. В положении ПЭП, соответствующем максимуму эхо-сигнала, следует отметить линию на ПЭП, находящуюся над осью КО. Затем следует повернуть ПЭП на 90° вокруг оси, установить в положении, соответствующем максимуму эхо-сигнала, и отметить вторую линию на ПЭП; Рисунок 3 - Контрольный образец для определения отклонения акустической оси прямых и наклонных преобразователей Рисунок 3 - Контрольный образец для определения отклонения акустической оси прямых и наклонных преобразователей [на поверхностях А и В наносят риски глубиной не более 0,05 мм, расстояние между рисками - (2±0,1) мм; на поверхности В против рисок клеймят расстояние от риски 0 мм] - ПЭП устанавливают на НО и определяют максимальное значение эхо- сигнала от бокового цилиндрического отверстия; - ПЭП устанавливают таким образом, чтобы одна из линий, проходящих через геометрический центр, была перпендикулярна боковой поверхности образца; - определяют отклонение угла ввода по делению шкалы , мм, расположенной под соответствующей риской на боковой поверхности ПЭП. Угол отклонения , град, вычисляют по формуле , (1) где 100 мм; - определяют отклонение угла ввода при повороте ПЭП на 90°. Отклонение акустической оси от нормали к поверхности должно составлять не более 2°. 7.1.11 Должны определить фокусное расстояние для прямого РС ПЭП с помощью КО (см. рисунок 4). Для этого ПЭП устанавливают на поверхность ввода КО и перемещают до получения максимального донного сигнала. Фокусное расстояние следует принять равным высоте соответствующей ступени. Рисунок 4 - Контрольный образец для определения глубины фокуса прямых РС-преобразователей (материал - Ст.3) Рисунок 4 - Контрольный образец для определения глубины фокуса прямых РС-преобразователей (материал - Ст.3) 7.1.12 Точку выхода для наклонного ПЭП определяют по отражению от вогнутых цилиндрических поверхностей КО СО-2, и . Радиус кривизны поверхностей должен быть более длины ближней зоны ПЭП. ПЭП, ориентированный параллельно боковым поверхностям КО, перемещают до получения максимума эхо-сигнала. Точка выхода расположена над отметкой, соответствующей оси радиуса кривизны КО. Длину ближней зоны наклонного ПЭП вычисляют по формуле , (2) где - площадь пьезопластины ПЭП, мм ; - частота распространения волн, МГц; - косинус угла ввода; - скорость распространения сдвиговой волны, м/с; - косинус угла призмы. Длину ближней зоны прямого ПЭП вычисляют по формуле , (3) где - площадь пьезоэлемента; - длина волны УЗ в металле НО/КО или ОК. 7.1.13 Определяют угол ввода для наклонного ПЭП по максимальному эхо- сигналу, полученному: - от бокового цилиндрического отверстия диаметром 6 мм в СО-2; - поверхности 50 мм либо от бокового цилиндрического отверстия диаметром 1,5 мм в ; - бокового цилиндрического отверстия диаметром 5 мм в Расстояние до отверстия должно быть более длины ближней зоны преобразователя. Угол ввода соответствует отметке на шкалах, нанесенных на боковых поверхностях КО. ПЭП должен быть ориентирован параллельно боковым поверхностям КО, а расстояние от отражателя до ПЭП - более длины его ближней зоны. 7.1.14 Определяют отклонение акустической оси для наклонного ПЭП с помощью КО (см. рисунок 3) по отражению от угла, образуемого отверстием диаметром 3 мм с боковой поверхностью образца. Следует использовать либо прямое, либо многократное отражение таким образом, чтобы путь УЗ в КО был более длины ближней зоны. ПЭП перемещают по поверхности, на которой нанесены риски, ориентируя его параллельно рискам. Вначале ПЭП перемещают вдоль риски 0 до достижения максимума эхо-сигнала, затем в стороны "+" и "-" до получения абсолютного максимума. Угол отклонения, град, вычисляют по формуле (1), где - путь УЗ в образце. Отклонение акустической оси наклонного преобразователя от плоскости падения не должно быть более 2°. 7.1.15 Перед началом УЗК необходимо проводить настройку средств контроля на контрольный уровень чувствительности с использованием НО (см. рисунок 5). Рисунок 5 - Настроечные образцы Рисунок 5 - Настроечные образцы 7.1.16 Основным типом искусственного отражателя в НО является отверстие с плоским дном, расположенным перпендикулярно направлению акустической оси УЗ-пучка. Вместо плоскодонного отверстия допускается использование других типов искусственных отражателей, предусмотренных документами по стандартизации и/или конструкторской документацией либо для которых расчетным (см. приложение Ж ГОСТ Р 50.05.02-2018 ) или экспериментальным путем установлено количественное соотношение амплитуд эхо-сигналов с амплитудами эхо-сигналов от плоскодонных отверстий при заданных условиях УЗК. Амплитуду сигнала от искусственного отражателя допускается определять расчетным методом с применением АРД- диаграмм (см. приложение Ж ГОСТ Р 50.05.02-2018 ). Границы применимости АРД-диаграмм представлены в таблице 1. Таблица 1 - Границы применимости АРД-диаграмм Условие применения АРД-диаграммы Настроечный образец Тип ПЭП Параметр Значение/ характеристика Любой ПЭП Тип производства Крупносерийное Допускается Предпочтительно Мелкосерийное Предпочтительно Допускается Однородность затухания УЗ Размах амплитуд донных сигналов внутри изделия - более 4 дБ Размах амплитуд донных сигналов от изделия к изделию - более 6 дБ Обязательно Не допускается Размах менее вышеуказанного Предпочтительно Допускается Толщина изделия Толщина равна или более ближней зоны ПЭП Предпочтительно Допускается Толщина менее ближней зоны ПЭП Не допускается Обязательно Прямой совмещенный ПЭП Форма поверхности ввода УЗ Плоская; цилиндрическая выпуклая или вогнутая диаметром 500 мм и более Предпочтительно Допускается (для ПЭП с защитной пленкой допускаются плоские образцы) Цилиндрическая с диаметром менее 500 мм Допускается при условиях, оговоренных в примечании Предпочтительно (для ПЭП с защитной пленкой допускаются плоские образцы при наружном или внутреннем диаметрах не менее 300 мм) Прямой PC ПЭП Форма поверхности ввода УЗ Любая Допускается (экспериментальные АРД-диаграммы, согласованные с головной материаловедческой организацией) Предпочтительно (для цилиндрических ОК допускаются плоские образцы при наружном диаметре не менее 150 мм или внутреннем диаметре не менее 300 мм) Наклонный совмещенный Форма поверхности ввода УЗ Плоская; цилиндрическая вдоль образующей: выпуклая - любого диаметра, вогнутая - насколько позволяет размер ПЭП Предпочтительно Допускается (в том числе по плоским образцам) Наклонный совмещенный Форма поверхности ввода УЗ Цилиндрическая выпуклая при УЗК в хордовом направлении и при наружном диаметре не менее 150 мм; цилиндрическая вогнутая при УЗК перпендикулярно образующей и при внутреннем диаметре не менее 300 мм Предпочтительно Допускается (в том числе по плоским образцам) Цилиндрическая диаметром менее вышеуказанного при УЗК перпендикулярно образующей Не допускается Обязательно (с притертыми ПЭП) Примечания 1 Если при использовании АРД-диаграмм возникает необходимость в оценке отражателей на глубине, меньшей ближней зоны ПЭП, следует использовать НО. 2 При использовании прямых ПЭП с диаметром пьезоэлемента не более 12 мм и частотой не менее 2,5 МГц допускается использование АРД-диаграмм при УЗК цилиндрических ОК диаметром 150 мм и более по выпуклой поверхности и диаметром 300 мм и более по вогнутой поверхности. 3 При использовании прямых ПЭП с диаметром пьезоэлемента 18 и 25 мм и частотой 1,25 МГц допускается использование АРД-диаграмм при УЗК цилиндрических ОК по выпуклой поверхности диаметром 300 мм и более. 7.1.17 Чувствительность дефектоскопа следует определять, исходя из заданного контрольного уровня через эквивалентную площадь (или диаметр ) плоскодонного отверстия. Дефектоскоп следует настраивать таким образом, чтобы обеспечивался требуемый уровень чувствительности во всем объеме металла ОК. Сканирование следует проводить на поисковом уровне , увеличивая чувствительность относительно контрольного уровня на 6 дБ. 7.1.18 Средняя квадратическая погрешность настройки чувствительности и оценки эквивалентной площади несплошности не превышает 30%. 7.1.19 Для выравнивания чувствительности по всей толщине ОК на дефектоскопе следует: - пользоваться временной регулировкой чувствительности; - наносить на экран дефектоскопа линии, показывающие изменение чувствительности с глубиной; - выполнять УЗК различных по глубине зон последовательно, с соответствующей корректировкой чувствительности (послойный УЗК). 7.1.20 Если при УЗК ОК или его части не удается обеспечить заданный уровень чувствительности, следует понизить частоту следования импульсов или проверить возможность достижения требуемой чувствительности при использовании следующих способов: а) если при максимальном усилении дефектоскопа не удается добиться заданной чувствительности (сигналы в виде помех от неоднородностей металла заготовки отсутствуют), следует применять: - другие типы ПЭП и другие частоты [в частности, при УЗК ОК толщиной 100 мм и более применять ПЭП большого диаметра и более низкие частоты, а при УЗК ОК толщиной менее 100 мм - ПЭП меньшего диаметра (ширины), РС ПЭП и более высокие частоты], - схему прозвучивания с двух противоположных поверхностей ОК для сокращения пути УЗ, - более чувствительные дефектоскопы; б) если достижению заданной чувствительности препятствует высокий уровень помех от структурных неоднородностей металла заготовки, следует: - понизить рабочую частоту, - применять ПЭП большего диаметра (при УЗК "толстых" ОК) и РС ПЭП (при УЗК "тонких" ОК), - уменьшить длительность зондирующего импульса, - применять схему прозвучивания с двух противоположных поверхностей ОК для сокращения пути УЗ, - применять способы выравнивания чувствительности, предназначенные для устранения структурных помех в начале развертки. 7.1.21 Если после выполнения указанных действий требуемая чувствительность по всему ОК не обеспечена, то необходимо выполнять УЗК на максимально возможной чувствительности с ее указанием в отчетной документации. 7.1.22 При выполнении УЗК ОК цилиндрической формы в направлении, перпендикулярном образующей (хордовое прозвучивание) (см. рисунок 6), настройку дефектоскопа следует проводить таким образом, чтобы реализовать заданный уровень чувствительности на глубине, равной эквивалентной толщине, вычисленной по следующим формулам: , (4) , (5) где - эквивалентная толщина при контроле с наружной поверхности; - эквивалентная толщина при контроле с внутренней поверхности; - радиус наружной поверхности; - радиус внутренней поверхности. Для сплошных цилиндров эквивалентную толщину следует вычислять по формуле (6) |