Ультразвуковой контроль сварных швов

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 стыков — что это
• Сущность ультразвукового контроля сварных швов
• Получение акустических волн
• Типы ультразвуковой дефектоскопии
• Порядок проведения
• Плюсы и минусы
• Области использования дефектоскопии

Что такое ультразвуковой контроль сварочных стыков

Дефектоскопия -это универсальный метод, который позволяет точно выявить механические дефекты соединений при сварке металлических конструкций.
С помощью неразрушающего способа диагностируется наличие отклонений в сварных швах 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 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 УЗК проводят согласно ГОСТ 23829-79:

• • теневой способ проводится принимающим и излучающим устройствами, установленными перпендикулярно напротив друг друга. Глухая зона означает дефект;
  • эхо-импульсный способ — 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 -волны с дефектами отражаются на приемник под прямым углом.
  • зеркально-теневой способ — два прибора, которые установлены с одной стороны контролируемого участка;

дельта метод 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 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 проверка 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 УЗК не может выявить уровень надежности проверяемого соединения, то возникает необходимость более детальной оценки качества шва с применением гамма-дефектоскопии.
Благодаря УЗК можно обнаружить следующие дефекты:

• поры;
• непровары;
• трещины;
• несплавления;
• 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

Ультразвуковая проверка 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 для человека.
К недостаткам УЗК относят трудности при проверке крупнозернистых металлов из-за ограниченной информации об обнаруженном дефекте, выдаваемой прибором.

Области использования ультразвукового контроля сварных швов

Применять 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 УЗК, то увеличивается уровень пригодности и состояние металлических элементов.