Ультразвуковой контроль заготовок, изделий, сварных соединений

Ультразвуковые дефектоскопы

Ультразвуковой дефектоскоп – вид оборудования для контроля качества сварных соединений и конструкций, проводящих ультразвук. С его помощью выявляют дефекты конструкций из металлов и сплавов, полимеров, композитных материалов. Прибор позволяет обнаружить наличие дефектов, их размеры, конфигурацию, места расположения. Оборудование безопасно и подходит для эксплуатации на открытом воздухе и в помещениях. Ультразвуковое обследование соответствует требованиям ГОСТ 14782-76, ГОСТ 20415-2.

Применение ультразвуковых дефектоскопов

• Контроль сплошности металлических, полимерных, композитных конструкций;
• Контроль железобетонных конструкций в строительной отрасли;
• Оценка износоустойчивости трубопроводов в тепловой, химической, нефтеперерабатывающей отраслях;
• Обнаружение мест коррозии и эрозии в трубопроводах;
• Контроль качества изделий на авиа- и машиностроительных предприятиях;
• Неразрушающий контроль качества сварных соединений различной толщины;
• Выходной контроль отдельных узлов;
• Контроль узлов, движущихся с высокой скорость;
• Контроль целостности деталей, нагретых до высоких температур.

Принцип действия ультразвукового дефектоскопа

В основе действия ультразвуковых дефектоскопов лежит природа звука. Ультразвуковая волна отражается от препятствий и улавливается датчиками. Дальше измеряется время прохождения ультразвукового сигнала от излучателя до объекта и от отражающей поверхности до датчиков дефектоскопа. Так можно довольно точно определить расстояние до отражающей поверхности и найти расположение несплошности в конструкции.

Регулировка частоты звуковых волн позволяет настроить дефектоскоп в зависимости от задач обследования. Например, с увеличением частоты ультразвуковой волны расширяются возможности выявления мелких дефектов. Но в этом случае необходимо учитывать, что на распространение коротких волн сильно влияет структура металла.

Дефектоскоп обеспечивает:

• Излучение ультразвуковых волн;
• Регистрацию сигналов, отраженных от дефектных участков;
• Определение координат дефектов.

Конструктивно, он состоит из электронного блока с дисплеем и набора пьезоэлектрических преобразователей. Также в комплект может входить различное вспомогательное оборудование.

Существует три вида ультразвуковых дефектоскопов, отличающихся по своей конструкции:

• Совмещенные. В них генератор и приемник располагаются в одном устройстве;
• Раздельные. В конструкцию входят два пьезоэлектрических преобразователя. Один излучает волну, другой – принимает;
• Раздельно-совмещенные. В конструкцию преобразователя включены два пьезо-кристалла. Один генерирует ультразвуковую волну, второй – принимает импульс.

В неразрушающем контроле используют разные методы ультразвукового исследования:

• Теневой. В этом случае дефектоскоп улавливает ослабленный возвращенный сигнал. Изменение амплитуды ультразвуковой волны или ее пониженная интенсивность говорят о том, что в конструкции есть дефекты. Приборы, основанные на теневом методе, устанавливают параллельно объекту с обеих сторон. Таким образом можно снизить возможную погрешность контроля;
• Зеркально-теневой. Волна отражается от противоположно стенки конструкции и возвращается к дефектоскопу. Датчики можно размещать с одной стороны объекта. Метод хорошо подходит для поиска небольших дефектов, вертикальных трещин и т.п.;
• Эхо-метод. Один из самых популярных методов ультразвукового неразрушающего контроля. Дефектоскоп посылает ультразвуковые волны, датчик регистрирует эхо-признаки. С помощью эхо-метода можно выявлять поверхностные и внутренние дефекты, их размер и расположение в конструкции.

Другие методы (резонансный, импедансный и т.д.) подходят для проведения специфических исследований.

Преимущества ультразвукового неразрушающего контроля

Методы неразрушающего контроля позволяют быстро и с высокой степенью достоверности обнаруживать различные дефекты в конструкциях. При этом их разборки на отдельные узлы не требуется. Обследовать можно практически любые объекты, независимо от их формы, размеров. При необходимости процесс можно автоматизировать.

Применение ультразвуковых дефектоскопов имеет преимущества, по сравнению с другими методами неразрушающего контроля:

• Безопасность. Ультразвуковые волны не вредят окружающей среде, здоровью человека. Работа с дефектоскопом полностью безопасна, не требует никакой дополнительно защиты;
• Мобильность. Ультразвуковые дефектоскопы отличаются небольшими габаритами и весом. Их можно применять на открытых объектах или в помещении;
• Сохранение целостности конструкции. Неразрушающий контроль не требует демонтажа объекта или его отдельных узлов. Объект полностью сохраняет свою целостность и работоспособность. Если дефектов, требующих немедленного устранения, не будет выявлено, объект можно продолжать эксплуатировать сразу после исследования;
• Эффективность. Ультразвуковые дефектоскопы позволяют выявлять большинство скрытых дефектов, определять их расположение внутри конструкции. Эффективность зависит от используемых настроек, в частности – чувствительности излучателя ультразвука. Поэтому его можно гибко настраивать в зависимости от целей проводимого обследования и требований к конструкции;
• Быстрые результаты. Ультразвуковые методы неразрушающего контроля позволяют оперативно получить данные о состоянии объекта;
• Широкая область применения. Ультразвуковые дефектоскопы можно использовать для промежуточного контроля качества узлов и конструкций во время строительства или производства. Также они подходят для контроля тех объектов, которые уже находятся в эксплуатации.

Ограничением на применение ультразвуковой дефектоскопии может стать сложность конфигурации исследуемых конструкций. В этом случае звуковая волна может отразиться от другой поверхности и дефектоскоп воспримет некорректные данные. Недостоверные результаты могут быть получены и в том случае, если обследуемая конструкция изготовлена из металлов с высокой зернистостью. Это связано с тем, что в подобной структуре звуковые волны рассеиваются.

Популярные модели дефектоскопов

На рынке представлены разные модели дефектоскопов. Они схожи конструктивно, но отличаются своими техническими характеристиками, возможностями, дополнительными опциями. Широко применяются следующие модели:

• Ультразвуковой дефектоскоп А1212 MASTER. Это универсальный, полностью цифровой прибор. Имеет весь функционал современных УЗК приборов. Позволяет проводить точные измерения, выявлять несплошности конструкций, определять координаты дефектов. В памяти можно сохранить изображения экрана, голосовые комментарии. Модель имеет небольшие габариты и вес, ее можно держать одной рукой или закрепить в планшете и таким образом освободить обе руки. Благодаря этому прибор хорошо подходит для обследования труднодоступных мест на объекте;
• Ультразвуковой дефектоскоп А1214 EXPERT. Универсальная модель, подходит для работы с лабораторных, цеховых, полевых условиях. Прибор можно применять для обследования сложных объектов, труднодоступных мест. Отличается широким диапазоном рабочих температур – от -30 до +55 градусов, благодаря чему можно проводить изменения в различных погодно-климатических условиях. Оборудование имеет библиотеку настроек, поэтому его можно настроить в условиях лаборатории, а на объекте просто выбрать нужный вариант. Это облегчает проведение дефектоскопии;
• Ультразвуковой дефектоскоп А1211 Mini. Модель общего назначения в миниатюрном корпусе. Хорошо подходит для работы в стесненных условиях. Прибор имеет понятный интерфейс, простое и удобное меню настроек, возможность загрузки конфигураций. Все это облегчает работу специалиста.

Подходящий вариант дефектоскопа необходимо выбирать из целей обследования. Таким образом можно достичь необходимой точности измерений и минимизировать недостатки применения ультразвуковой дефектоскопии.