Ультразвуковой контроль сварных швов и соединений

Для обеспечения безопасной эксплуатации сваренных конструкций из металла необходимо регулярно контролировать качество соединения стыков. Чтобы определить надежность и прочность сварки используют несколько методов, но самым популярным из них является ультразвуковой контроль (УЗК).

Содержание:

Ультразвуковой контроль сварных соединений — что это
Сущность ультразвукового контроля сварных соединений
Получение акустических волн
Типы ультразвуковой дефектоскопии
Порядок проведения
Плюсы и минусы
Области использования дефектоскопии

Что такое ультразвуковой контроль сварочных стыков

Дефектоскопия — это универсальный метод контроля сварочных швов, который позволяет точно выявить механические дефекты соединений при сварке металлических конструкций.
С помощью неразрушающего способа диагностируется наличие отклонений в сварных соединениях различных типов. Методика применяется для выявления внутренних пустот, неметаллических включений.

Сущность ультразвукового контроля сварных швов

Принцип технологии основан на свойстве ультразвука не менять прямолинейную траекторию, проходя сквозь однородную среду.
При контроле сварных швов применяются звуковые волны с высокой частотой колебаний (больше 20 кГц), которые отклоняются от естественного направления, если обнаруживают в структуре металла пустоты, царапины, неровности.
Оператор может видеть сигнал на экране приборов, имеющих специально построенную схему с помощью усилителя, а также особенности и размер швов на стыках.

Получение акустических волн

Принцип действия приборов для контроля УЗК основан на подаче электрического тока с частотой от 0,8 до 2,5 Мгц на металлическую пластину из титана, бария или кварца, в результате излучаемые волны преобразуются принимающей пластиной в электрический переменный ток. Благодаря возвратно-поступательным движениям призматическое устройство имеет возможность медленно перемещаться вдоль поперечных соединений.
Датчик отправляет переменные импульсы на разное расстояние, разделяя колебания на паузы продолжительностью 1 — 5 мкс, чтобы без ошибок контролировать сварные швы.

Виды ультразвуковой дефектоскопии

Основные способы обнаружения брака в сварных соединениях с помощью контроля УЗК проводят согласно ГОСТ 23829-79:

- теневой способ контроля проводится принимающим и излучающим устройствами, установленными перпендикулярно напротив друг друга. Глухая зона означает дефект;
- эхо-импульсный способ контроля — дефектоскоп, одновременно направляет и принимает импульсы. Отражение происходит за счет отсвечивания. Если волна с отраженным светом, то участок имеет брак. Если волна прямая, то участок сварен качественно;
- эхо-зеркальный способ контроля — волны с дефектами отражаются на приемник под прямым углом.
- зеркально-теневой способ — два прибора, которые установлены с одной стороны контролируемого участка;

дельта метод контроля применяется редко из-за настройки оборудования внутрь соединения и расшифровки результатов.

Порядок проведения ультразвукового контроля сварных швов

Стандартный порядок контроля сварных соединений:

очистить контакты от ржавчины, лака и краски не менее чем на 50-70 мм;
выполнить обработку стыков контактной поверхности детали трансформаторным маслом или солидолом;
настроить прибор с конкретным типом контроля УЗК. Если исследуемый материал толщиной до 2 см, то прибор не настраивают, AVG и АРД-диаграммы применяют при толщине металла более 2 см;
устройство разворачивают для поиска устойчивого и четкого сигнала наибольшей амплитуды.

Если место имеет повреждение, то фиксируют его расположение.
Требуется контроль сварных швов с помощью акустической диагностики в соответствии с нормами, установленными ГОСТ. Испытания строительной арматуры проводятся для определения технических характеристик конструкций и их соответствия нормативам ГОСТ. Специалист строительных лабораторий выполняет ряд испытаний стали в соответствии ГОСТ 34028-2016, проводит необходимые исследования в зависимости от метода, регламентированного ГОСТ 12004-81, ГОСТ 14019-2003. При тестировании образец начинают растягивать до разрыва металла. От свойств металла зависит срок эксплуатации, прочность, безопасность сооружения. Если контроль УЗК не может выявить уровень надежности проверяемого соединения, то возникает необходимость более детальной оценки качества соединения с применением гамма-дефектоскопии.
Благодаря контролю УЗК можно обнаружить следующие дефекты:

поры;
непровары;
трещины;
дефекты несплавления;
дефекты расслоения наплавленного материала;
свищи;
провисание стыка;
коррозии металла;
участки, где нарушены размеры геометрии или химический состав.

Параметры технических характеристик дефектоскопии:

глубина шва — не более 10 метров;
минимальная толщина металла около 3-4 мм;
наименьшая толщина находится от 8 до 10 мм;
максимальная толщина металла до 800 мм.

Виды сварных стыков для труб, выполненных под ультразвуковым контролем: продольные, плоские, кольцевые, тавровые.

Преимущества и недостатки ультразвукового контроля сварных швов

Ультразвуковой контроль сварных швов обладает преимуществами:

точность исследования
скорость проверок
высокая чувствительность;
удобство использования;
портативные модели;
небольшие затраты для контроля сварочных швов с большой толщиной без нарушений процесса работы и повреждений целостности объекта;
проверка всех разновидностей дефектов сварных швов;

Очень важно, что дефектоскопия — практически безопасный метод контроля и получения результатов для человека.
К недостаткам ультразвукового контроля относят трудности при проверке крупнозернистых металлов из-за ограниченной информации об обнаруженном дефекте, выдаваемой прибором.

Области использования ультразвукового контроля сварных швов

Применять контроль УЗК можно в изделиях со сложной конфигурацией с целью определения дефектов в замкнутых и труднодоступных местах, в полевых условиях, при строительстве трубопроводов, промышленных сооружений из металлоконструкций.
Таким образом, если соблюдать сроки прохождения ультразвукового контроля, то увеличивается уровень пригодности, состояние металлических элементов и уменьшается риск допущения дефектов.