2 УЗК теория. Звук, сгенерированный выше области слышимости человека (примерно 20 кГц), называется
 Скачать 1.21 Mb.
|
|
Сканирование – перемещение преобразователя по поверхности изделия. Преобразователь перемещают с определенной скоростью ( скоростью сканирования ), которая при ручном контроле не должна превышать 150 мм/с. Расстояние между линиями сканирования называ- ется шагом сканирования , который не должен быть больше половины диаметра или ширины преобразователя D. При контроле тонких сварных соединений применяется на наличие продольных дефектов поперечно-продольное сканирование , когда преобразователь перемещают пер- пендикулярно шву. Зона сканирования X max определяется расчетным путем, исходя из геометрических размеров сварного соединения и размеров преобразователя. Каж- дый контролируемый участок сварного соединения про- веряется трижды : один раз при положении преобразова- теля перпендикулярно шву и два раза – с поворотом (покачиванием) вокруг точки ввода влево-вправо на угол 10…15 о . При контроле толстых сварных швов применяют продольно-поперечное сканирование , при котором основ- ное направление перемещения преобразователя – вдоль шва. Шаг сканирования в этом случае можно увеличивать по мере удаления от шва, поскольку раскрытие пучка лу- чей увеличивается по мере увеличения пути ультразвука. В процессе сканирования необходимо следить за нали- чием контактной смазки и сохранением акустического контакта за счет постоянного усилия прижатия преобра- зователя к поверхности изделия. Доп.зона – зона основного металла, оцениваемая, как сварной шов СКАНИРОВАНИЕ (продолжение) 40 о 10 о 110 о …120 о Сварное соединение с удаленным валиком Сварное соединение с неудаленным валиком В ряде случаев (по требованиям норматив- ной документации) проводят контроль с целью выявления поперечных трещин. При этом для стыковых соединений с удален- ным валиком контроль проводят в двух встречных направлениях совмещенным преобразователем или по схеме "ТАНДЕМ". Совмещенный преобразователь в процессе сканирования поворачивают в секторе от 0 до 10 о в обе стороны от оси сварного соеди- нения. Для стыковых соединений с неудаленным валиком контроль проводят сплошным ска- нированием наклонным совмещенным пре- образователем в двух встречных направле- ниях в околошовной зоне в секторе от 10 до 40 о относительно продольной оси сварного шва или по схеме "СТРЕЛА" (на рисунке справа). 10 о 10 о СКАНИРОВАНИЕ (продолжение) Для контроля сварных соединений трубного проката диаметром от 10 до 529 мм и толщиной стенки до 9 мм целесообразно использовать ультразвуковые хордовые преобразователи раздельно- совмещенного типа. В качестве дефектоскопа в этом случае могут быть применены автоматизированные портативные де- фектоскопы серии УД-21, которые обеспечивают индикацию (УД-21И) или регистрацию (УД-21-Р) обнаруженных в про- цессе контроля дефектов. Регистрация дефектов произво- дится или в виде цифровой индикации амплитуды эхо-сигна- ла и координат дефекта, или в виде дефектограммы при использовании компьютерной обработки. Х h ОПРЕДЕЛЕНИЕ КООРДИНАТ И РАЗМЕРОВ ДЕФЕКТОВ ПРИ СКАНИРОВАНИИ Координаты дефекта: Х – расстояние до дефекта от точки ввода луча; h – глубина залегания дефекта; L – расстояние от метки начала отсчета до дефекта. При обнаружении несплошности с амплитудой эхо-сигнала равной или большей контрольного уровня (уровня фиксации) определяются следующие характеристики: координаты несплошности; максимальная амплитуда эхо- сигнала и/или максимальную эквивалентную площадь; условную протяженность вдоль продольной оси шва; количество несплошностей на участке шва длиной 100 мм. h 1 h 2 1 2 ИЗМЕРЕНИЕ УСЛОВНОЙ ВЫСОТЫ ДЕФЕКТА За крайние положения преобразова- теля при определении условной высо- ты дефекта принимаются положения, в которых амплитуда эхо-сигнала сни- жается до уровня фиксации (положе- ния 1 и 2). Тогда условная высота дефекта Dh = h 2 – h 1 1 2 1 DL L ИЗМЕРЕНИЕ УСЛОВНОЙ ПРОТЯЖЕННОСТИ За крайние положения преобразователя при определении условной протяженности де- фекта принимаются положения, в которых амплитуда эхо-сигнала снижается от макси- мального значения (положение 2) до уровня фиксации (положения 1). Если несплошности обнаруживают прямым и однажды отраженным лучами, то оценку DL производят по результа- там контроля прямым лучом. Несплошности в количестве двух и более учитываются раз- дельно, если эхо-сигналы от них разделяются на линии развертки при уровне фиксации. В противном случае считают, что обнаружена одна несплошность. L Метка начала отсчета СХЕМЫ КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ Стаковые соединения Тавровые соединения Угловые соединения ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ (ТИПЫ РАЗВЕРТОК) А-Развертка В-Развертка С-Развертка Развертка типа А – это изобра- жение дефектов в направлении распространения ультразвуко- вого луча – одномерное изобра- жение. Здесь по горизонтали – расстояние или время пробега, а по вертикали – амплитуда отра- женного сигнала. Высота пиков пропорциональна амплитуде и по ней можно судить о величине обнаруженного дефекта и оце- нить его допустимость Развертка типа В – это двухмер- ное изображение, подобное се- кущей плоскости в направлении перемещения преобразователя. Горизонтальная ось – перемеще- ние преобразователя по поверх- ности объекта контроля. Верти- кальная ось пропорциональна глубине (толщине). О наличии и глубине залегания дефектов судят по появлению вертикаль- ных темных полос на развертке. По В-развертке можно судить о состоянии внутренней поверх- ности объекта. Развертка типа С – это трехмерное изобра- жение, получаемое на автоматизированных системах диагностики путем обработки ре- зультатов измерения с применением вы- числительных комплексов. Развертки такого типа обычно получают при безконтактном (иммерсионном) способе контроля. ФОРМА ОПИСАНИЯ ОБНАРУЖЕННЫХ ДЕФЕКТОВ Согласно ГОСТ 14782 "Контроль неразрушающий. Соединения сварные, Методы ультразвуковые" обнаруженные дефекты или группы дефектов описываются в сокращенной форме с использованием приведенных ниже обозначений. Обозна- чение Описание дефекта А Б Д Г Е В Т О П Дефект, эквивалентная площадь (амплитуда эхо-сигнала) и условная протяженность которого не превышает допустимых значений. Дефект, условная протяженность которого превышает допустимое значение. Цифрами указывается условная протяженность. Дефект, эквивалентная площадь (амплитуда эхо-сигнала) которого превышает допустимое значение. Цифрами указываются превышение амплитуды сигнала над браковочным уровнем. Дефект, условная протяженность которого не превышает допустимых значений. Дефект, условная протяженность которого превышает допустимое значение. Цифрой указывается фактическая условная протяженность. Группа дефектов, отстоящих друг от друга на расстоянии не более допустимой условной протяженности одиночного дефекта. Дефект, который обнаруживается при расположении преобразователя под углом к оси шва и не обнару- живается при расположении преобразователя перпендикулярно к оси шва – "Поперечная трещина". Дефект с измеренными признаками объемной несплошности. Дефект с измеренными признаками плоскостной несплошности. Например, обнаружена одиночная несплошность в сварном шве трубопровода, расположенная вдоль шва (про- дольная) на глубине 12 мм условной протяженностью 40 мм. Амплитуда эхо-сигнала составила 45 дБ при браковоч- ном уровне 37 дБ на глубине 12 мм. 12 - Д(8) - Е(40) - 3.20 Глубина залегания, мм Координата вдоль шва 3 часа 20 минут Дефект типа "Д" (45-37=8 дБ) Дефект типа "Е" условная протяженность 40 мм ТОЛЩИНОМЕТРИЯ Ультразвуковые толщиномеры предназначены для измерения толщины изделий, доступ к которым только с одной стороны. Принципы работы толщиномера и дефектоскопа аналогичны. Отличие лишь в том, что толщиномер должен обеспечить максимально точное измерение времени прихода отра- женного (донного) сигнала t, вычесть из него время пробега импульса в преобразователе, соедини- тельном кабеле и слое контактной жидкости t о и вычислить толщину по формуле Как видно из формулы, точность измерения толщины будет определяться точ- ностью установки скорости звука С и определения времени пробега t о . Отсюда возникает необходимость правильной настройки толщиномера. Настройку скорости звука проводят на образце известной толщины из того же материала, что и контролируемое изделие при температуре, близкой к температуре изделия. Причем толщина образца должна быть больше, чем ожидаемая в процессе контроля . Настройку вре- мени пробега ("нуля преобразователя") проводят на образце с тол- щиной меньше, чем ожидаемая . Следует также помнить, что точность измерения сильно зависит от состояния контактной и донной (отража- ющей) поверхностей изделия, толщины и вязкости контактной жидкос- ти. Таким образом, другое весьма важное требование при настройке толщиномера – контрольный образец должен иметь ту же шероховатость поверхности, что и изделие, и при контроле должна использоваться та же контактная жид- кость. Наличие настройки усилителя в современных толщиномерах позволяет обеспечить надежную регист- рацию донного сигнала за счет подавления структурных помех материала контролируемого изделия и собствен- ных шумов преобразователя. ТОЛЩИНОМЕТРИЯ (продолжение) Различают три вида задач при измерении толщины, которым соответствует три группы приборов: А. Ручной контроль изделий с гладкими параллельными поверхностями Б. Ручной контроль изделий с грубыми непараллельными поверхностями, например, изделий, внут- ренняя поверхность которых поражена коррозией. В. Автоматический контроль в потоке (обычно трубного проката). Для задач А) и В) необходима высокая точность измерения. При решении задачи Б) требования к точности снижены, но нужна высокая чувствительность, чтобы зафиксировать рассеянное отражение от неровной противоположной поверхности. Главная трудность – в снижении минимальной измеряемой толщины, определяемой мертвой зоной. Именно поэтому для толщинометрии применяют РС-преобразователи. Для приборов группы А) и В) минимальная измеряемая толщина составляет 0,1…0,5 мм, а в приборах группы Б) – 0,5…1,0 мм. Здесь следует помнить, что мертвая зона зависит от частоты и размеров преобразователя: чем выше частота и чем меньше размеры преобра- зователя, тем меньше мертвая зона . Максимальная толщина контролируемых изделий физическими причинами не ограничивается, кроме большого затухания ультразвука в некоторых материалах (чугуны, высоколегированные стали, полимеры и др.). Обычно она составляет 200…1000 мм. Ограничивающими факторами также являются большая неровность поверхностей контролируемого изделия, их непараллельность и кривизна поверхности ввода. В некото- рых современных толщиномерах для снижения ошибки измерения, обусловленной вышеназванными причинами, имеется возможность переключения частоты измерения. Обычно показания усредняются по 4 измерениям в секунду, но можно провести измерение (особенно в условиях высоких температур) на повышенной частоте (20 измерений в секунду). Важно также обеспечить качественный акустический контакт преобразователя и изделия. Используются специальные контактные жидкости, основное требование к которым – некоррозионность к материалу призмы преоб- разователя и сохранение требуемой вязкости при изменении температуры изделия. При измерении толщины на крутоизогнутых поверхностях (например, на трубном прокате) РС-преобразователями его рабочая поверх- ность должна располагаться так, чтобы акустический барьер был поперек продольной оси трубы. Измерение толщины стенки при равномерном коррозионно-эрозионном повреждении Измерение толщины стенки при локальном коррозионно-эрозионном повреждении Размер А определяется степенью неравномерности повреждения Зона локального коррозионно-эрозионного повреждения А А |