Ультразвуковой контроль металлов

Принцип проверки при помощи ультразвука

УЗК основан на способности испускаемых генератором высокочастотных звуковых волн отражаться от мест различной плотности, что характерно для дефектов, при прохождении через массив материала. Отраженные волны возвращаются к излучателю, обрабатываются, преобразуются в цифровые сигналы и выводятся на дисплей дефектоскопа. Ультразвуковая дефектоскопия позволяет выявить зоны дефектов в металлах и пластмассах - раковины, поры, подрезы, непровары в сварных швах, несплошности, деформации, трещины, другие дефекты в изделиях и конструкциях, определить их состояние, характеристики и расположение, а также определить толщину и внутреннюю структуру исследуемого материала.

Достоинства и недостатки УЗК

Популярность методов УЗК объясняется рядом их существенных преимуществ, в частности:

• высокой точностью и достоверностью результатов контроля за счет использования волн высокой плотности;
• безвредностью для человека и окружающей среды;
• небольшими трудозатратами для проведения дефектоскопии;
• компактностью аппаратуры для УЗК, позволяющей производить дефектоскопию в полевых условиях без особых затруднений;
• возможностью применения в однородных и неоднородных металлах и пластмассах;
• отсутствие потребности в специальных материалах и реактивах;
• невысокая себестоимость дефектоскопии при высокой производительности и быстром получении результатов;
• простота работы с ультразвуковым дефектоскопом.

Однако методы ультразвукового контроля обладают рядом недостатков, к которым можно отнести:

• сложностью расшифровки результатов дефектоскопии;
• длительностью и тщательностью подготовки места контроля к проведению дефектоскопии и зависимости результата исследования от качества подготовки места контроля;
• ограничения в применении методов УЗК для поиска дефектов в изделиях сложной формы, тонкостенных деталях, крупнозернистых металлах;
• погрешности в определении координат зон дефектов.

Торговая сеть предлагает широкий выбор приборов для УЗК различных изготовителей и с разными характеристиками.

Виды УЗК

Для контроля качества сварных швов, конструкций, изделий из металлов и пластмасс используются четыре разновидности УЗК. Их различия заключены в методиках дефектоскопии, которые были использованы для получения информации о наличии и расположении дефектов:

• импульсный эхо-метод, при котором ультразвуковой сигнал, генерированный источником высокоплотной звуковой волны, направляется в исследуемую область, а сигнал, отраженный от места изменения плотности материала, регистрируется. В этом методе единый пьезоэлектрический преобразователь используется в качестве, как источника, так и приемника волны;
• зеркальный эхо-метод, когда оба пьезоэлектрических преобразователя устанавливаются с одной стороны. Первый улавливает ультразвуковые колебания, отраженные от неровностей, а второй регистрирует эти колебания. Максимальную эффективность этот метод демонстрирует при выявлении дефектов, расположенных перпендикулярно относительно поверхности исследуемого объекта (например, трещины);
• еневая методика, при использовании которой пьезоэлектрические преобразователи устанавливаются по обеим сторонам от объекта исследования. Первый формирует волну ультразвука, а второй воспринимает и регистрирует полученный сигнал - волну, прошедшую через толщу объекта исследования. При такой методике исчезновение сигнала (ультразвуковой волны) означает наличие дефекта, поскольку возникновение «глухой зоны» сигнализирует о препятствии для волны, т.е. о дефекте;
• зеркально-теневая методика – аналог теневой, но при этом пьезоэлектрические преобразователи располагаются с одной стороны. В ходе операций по контролю качества, дефектоскопист регистрирует отраженный от второй поверхности объекта исследования поток волн ультразвука. Дефект обозначается «глухими зонами» в отраженных колебаниях.

Эти методики обеспечивают сохранность исследованных конструкций и изделий, н при этом позволяют обнаружить и определить местонахождение дефектов.

Дефекты, выявляемые УЗК

В ходе проведения ультразвукового контроля выявляются следующие дефекты стальных прокатных профилей, сварных швов, а также пластмассовых изделий:

• пор и пустот в толще исследуемого объекта;
• трещин в массиве материала;
• утолщений, размеры которых превышают максимально допустимый;
• флокенов (разрывов в теле исследуемого объекта);
• зон крупнозернистости;
• шлаковых включений;
• неоднородных вкраплений;
• ликвационные включения (химические неоднородности в толще материала).

Кроме этого, методами УЗК выявляются и другие виды дефектов.

Последовательность операций при проведении УЗК

Детальная номенклатура и последовательность проведения дефектоскопии в ходе проведения УЗК зависит от характеристик проверяемого материала, а также требований к результатам исследования. Однако в общем случае при УЗК выполняются следующие операции:

• визуальный осмотр с поиском видимых повреждений и дефектов;
• выбор регламента исследования – определение методики контроля в зависимости от характеристик исследуемого объекта;
• подготовка поверхности – очистка поверхности от остатков шлака, следов коррозии, лакокрасочного покрытия, убираются крупные неровности. Рабочая зона покрывается специальным составом, обеспечивающим беспрепятственное проникновение ультразвуковых волн в толщу материала;
• подготовка оборудования – размещение, подключение и настройка дефектоскопа;
• проведение УЗК – сканируется объект исследования, при необходимости варьируется контрольный уровень чувствительности. Полученные данные фиксируются и запоминаются;
• выдача заключения: информация о выявленных дефектах фиксируется в специальном журнале. А на основании полученных данных определяется качество материала или сварного шва и выдается заключение о его годности.

Состав операций может меняться при УЗК различных материалов.