Ultrazvučno ispitivanje zavarenih spojeva, metoda i tehnologija kontrole

Gotovo da nema industrije gdje se ne izvodi zavarivanje. Velika većina metalnih konstrukcija sastavljena je i povezana pomoću zavarivanje šavova. Naravno, kvaliteta takvog posla u budućnosti ne ovisi samo o pouzdanosti podignute zgrade, strukture, stroja ili bilo koje jedinice, već i sigurnosti ljudi koji će nekako stupiti u interakciju s tim strukturama. Stoga, kako bi se osigurala odgovarajuća razina obavljanje tih poslova primjenjuje ultrazvučnih zavara, pri čemu se može otkriti prisutnost ili odsutnost različitih nedostataka u spoju metalnih proizvoda. O ovoj naprednoj metodi kontrole i bit će raspravljano u našem članku.

Povijest pojave

Detekcija ultrazvučnog pukotina kao takva razvijena je 1930-ih. Međutim, prvi stvarno radni uređaj rođen je tek 1945. zahvaljujući tvrtki Sperry Products. Tijekom sljedeća dva desetljeća, najnovija tehnologija upravljanja dobila je svjetsko priznanje, broj proizvođača takve opreme dramatično se povećao.

Ultrazvučni detektor, cijena za koju danas počinje od 100.000 do 130000 tisuća rubalja, izvorno temeljena na vakuumskoj cijevi. Takvi uređaji bili su glomazni i teški. Radio su isključivo iz izvora napajanja. No, u 60-ih godina, s pojavom poluvodičkih sklopova nedostatak značajno smanjen u veličini i bili u mogućnosti to trčanje na baterije koji je na kraju dozvoljeno koristiti uređaj, čak u polju.

Uđite u digitalnu stvarnost

U ranijim fazama, uređaji su opisivali analognu obradu signala, koja je, kao i mnogi drugi slični uređaji, bila sklona puknuću u vrijeme umjeravanja. No, već 1984. godine tvrtka Panametric dao start u životu je prvi prijenosni digitalni mana detektor zove EPOCH 2002. Od tada, digitalni uređaji su postali vrlo pouzdan oprema, idealno pruža potrebnu stabilnost kalibracije i mjerenja. Ultrazvučni detektor detekcije, čija cijena izravno ovisi o tehničkim svojstvima i marki proizvođača, također je dobila funkciju snimanja podataka i mogućnost prijenosa očitanja na osobno računalo.

U suvremenim uvjetima, sve više i više sustavi su od interesa za fazama polja koja koristi složene tehnologije temeljene više elemenata piezoelektrični elementi generira usmjerene zrake i stvara poprečne sliku, sličnu medicinsku ultrazvukom.

Opseg primjene

Ultrazvučna metoda kontrole primjenjuje se u bilo kojem smjeru industrije. Njegova primjena pokazala je da se može jednako učinkovito koristiti za ispitivanje gotovo svih vrsta zavarenih spojeva u konstrukciji, koji imaju zavarenu debljinu osnovne metale veću od 4 milimetara. Osim toga, metoda se aktivno koristi za testiranje spoja spojeva plinskih i naftnih cjevovoda, različitih hidrauličnih i vodoopskrbnih sustava. I u takvim slučajevima, kao kontrola šavova velike debljine, koji nastaju iz elektroslag zavarivanje, ultrazvučna prepoznavanje kvara je jedina prihvatljiva metoda kontrole.

Konačna odluka o tome je li radni komad ili šava za zavarivanje pogodan za rad se uzima na temelju tri osnovna pokazatelja (kriteriji) - amplituda, koordinata, uvjetnih dimenzija.

Općenito, ultrazvučno ispitivanje je upravo metoda koja je najprofitabilnija s gledišta formiranja slike u procesu proučavanja šava (detalji).

Uzroci relevantnosti

Opisana metoda kontrole pomoću ultrazvuka je dobro u tome što ima puno veću osjetljivost i točnost očitanja tijekom otkrivanja nedostataka kao što su pukotine, niže cijene i visoke sigurnosti tijekom uporabe u usporedbi s konvencionalnim metodama radiografsko praćenje. Do danas, ultrazvučni pregled zavarenih spojeva koristi se u 70-80% slučajeva inspekcija.

Ultrazvučni pretvornici

Bez upotrebe tih uređaja, nerazorna ultrazvučna ispitivanja jednostavno su nezamisliva. Uređaji služe za stvaranje uzbude, kao i za primanje oscilacija ultrazvuka.

Agregati su različiti i podložni su klasifikaciji:

• Metoda kontakta s ispitivanim proizvodom.
• Metoda spajanja piezoelementa na električni krug detektora mana i dislokacije elektrode u odnosu na piezoelektrični element.
• Orijentacije su akustične s obzirom na površinu.
• Broj piezoelementa (jedan, dva, višeslojni).
• Širina frekvencije radnih frekvencija (uskopojasni pojas - frekvencija koja je manja od jedne oktave, širokopojasna - širina pojasa veća od jedne oktave).

Izmjerene značajke oštećenja

U svijetu tehnologije i industrije, GOST upravlja sve. Ultrazvučna kontrola (GOST 14782-86) u ovom slučaju također nije iznimka. Standard definira da se defekti mjere pomoću sljedećih parametara:

• Ekvivalentno područje nedostatka.
• Amplituda jeke signala, koji se određuje uzimajući u obzir udaljenost do kvara.
• Koordinate oštećenja na točki zavarivanja.
• Do uvjetnih veličina.
• Uvjetna udaljenost između grešaka.
• Broj nedostataka na odabranoj duljini zavarivanja ili zgloba.

Rad detektora smetnji

Nerazorno ispitivanje, koje je ultrazvučno, ima vlastitu tehniku ​​uporabe, koja navodi da je glavni mjerni parametar amplituda odjeka dobivena izravno od kvara. Za razlikovanje odjeka od veličine amplitude, tzv. Razina odbijanja osjetljivosti je fiksna. S druge strane, on je konfiguriran pomoću standardnog uzorka poduzeća (SOP).

Početak rada detektora nedostatka praćen je njegovim podešavanjem. Za to je postavljena osjetljivost odbijanja. Nakon toga, tijekom provedenih ultrazvučnih ispitivanja, primljeni eho uspoređuje se s otkrivenim defektom s fiksnom razinom odbijanja. U slučaju da izmjerena amplituda prelazi razinu odbijanja, stručnjaci odluče da je takav nedostatak neprihvatljiv. Zatim šav ili proizvod odbijaju se i šalju na reviziju.

Najčešći nedostaci zavarenih površina su: ne-prodiranje, nepotpun prodor, pucanje, poroznost, inkluzije troske. Ove su abnormalnosti koje učinkovito otkrivaju prepoznavanje nedostataka pomoću ultrazvuka.

Opcije istraživanja ultrazvuka

Tijekom vremena, postupak provjere valjanosti dobio je nekoliko valjanih metoda za proučavanje spojeva zavarivanja. Ultrazvučna kontrola pruža prilično veliki broj mogućnosti za akustički pregled predmetnih metalnih konstrukcija, no najpopularniji su:

• Echo metoda.
• Sjena.
• Način sjena-sjena.
• Echo ogledalo.
• Delta metoda.

Metoda broj jedan

Najčešće se koristi u industriji i željezničkom transportu, koristi se metoda eho-pulsa. Zahvaljujući njemu se dijagnosticira više od 90% svih nedostataka, što je moguće zbog registracije i analize gotovo svih signala koji se reflektiraju na površini defekta.

Sam po sebi, ova metoda temelji se na zvuku metalnog proizvoda impulsa ultrazvučnih vibracija nakon kojih slijedi njihovo snimanje.

Prednosti metode su:

- mogućnost jednostranog pristupa proizvodu;

- veća osjetljivost na unutarnje nedostatke;

- Najviša točnost određivanja koordinata detektirane kvara.

Međutim, postoje nedostaci, uključujući:

- niska otpornost na smetnje od reflektora površine;

- jaka ovisnost amplitude signala na mjestu smetnje.

Opisana defektoskopija podrazumijeva slanje ultrazvučnog pulsera na proizvod. Prijam signala odgovora odvija ga ili ga drugi tragatelj. Tako se signal može odraziti i izravno od nedostataka, a iz suprotne površine detalja, proizvoda (šava).

Sjena način

Temelji se na detaljnoj analizi amplitude ultrazvučnih vibracija koje se prenose od emitera do prijemnika. U slučaju da se ovaj pokazatelj smanjuje, to označava kvar. U ovom slučaju, veća je veličina samog defekta, manja je amplituda signala primljenog od prijemnika. Da bi se dobile pouzdane informacije, odašiljač i prijamnik moraju biti locirani koaksijalno na suprotnim stranama predmeta koji se razmatra. Nedostaci ove tehnologije može se smatrati niska osjetljivost naspram jeke načinu i složenosti sonda orijentacije (piezoelektričnog pretvarača) u odnosu na središnju zraka uzorak zračenja. Međutim, postoje prednosti koje uključuju visoku otpornost na smetnje, malu ovisnost amplitude signala na mjestu nedostatka i odsutnost mrtve zone.

Način sjena-sjena

Ova ultrazvučna kontrola kvalitete najčešće se koristi za kontrolu zavarenih spojeva armatura. Glavni znak da je otkrivena mana je slabljenje amplitude signala, što se odražava na suprotnoj površini (najčešće se naziva dno). Glavna prednost metode je jasno otkrivanje raznih nedostataka, čija dislokacija je korijen šava. Također, metoda je karakterizirana mogućnost jednostrane dostupnosti šavova ili dijela.

Metoda eho zrcala

Najučinkovitiji način za otkrivanje oštećenja na vertikali. Provjera se provodi pomoću dva PET-a, koji se kreću duž površine u blizini šava na jednoj strani. Istodobno, njihovo kretanje se vrši na način da se popravi signal iz jednog PET-a koji se emitira iz drugog PEP-a i odražava dvostruko od postojeće defekte.

Glavna prednost metode je da se može koristiti za procjenu oblika grešaka koji prelaze 3 mm i koji odstupaju više od 10 stupnjeva u okomitoj ravnini. Najvažnije je koristiti PEP s istom osjetljivošću. Ova verzija ultrazvučnog ispitivanja aktivno se koristi za ispitivanje debljinskog proizvoda i njihovih zavarenih spojeva.

Delta metoda

Ova ultrazvučna provjera zavarenih spojeva koristi ultrazvučnu energiju koju ponovno emitira mana. Poprečni val, koji pada na nedostatak, djelomično se reflektira u zrcalnoj slici, djelomično pretvori u uzdužnu i također emitira difraktni val. Kao rezultat toga, potrebni PEP valovi su zarobljeni. Nedostatak ove metode može se smatrati šav zamah prilično visoka složenost dekodiranje primljenih signala tijekom kontrole zavarenih spojeva na debljinu od 15 milimetara.

Prednosti ultrazvuka i finoće njene primjene

visoke frekvencije zavari istraživanje sa zvukom - je, u stvari, nerazorna ispitivanja, jer je ova metoda ne može uzrokovati štetu na probu proizvoda web stranice, ali vrlo precizno detektira prisutnost nedostataka. Također, posebna pažnja zaslužuje nisku cijenu trajnog rada i veliku brzinu izvršenja. Također je važno da je metoda apsolutno sigurna za ljudsko zdravlje. Sve studije metala i varova na bazi ultrazvuka provode se u rasponu od 0,5 MHz do 10 MHz. U nekim slučajevima moguće je obavljati rad pomoću ultrazvučnih valova frekvencije od 20 MHz.

Analiza ultrazvučno zavarivanje nužno moraju biti u pratnji cijelog niza pripremnih mjera, kao što je čišćenje ili površine ispitnog zavara, primjenjuju kontrolirani dio posebne kontaktne tekućine (gelovi posebne namjene, glicerin, stroj ulje). Sve je to učinjeno kako bi se osiguralo pravilan stabilan akustički kontakt, koji na kraju pruža potrebnu sliku na uređaju.

Nemogućnost korištenja i nedostatke

Ultrazvučno ispitivanje je apsolutno nepraktično koristiti za kontrolu zavarivanja metalne spojeve koji imaju grubu strukturu (na primjer, lijevanog željeza ili austenitnu zavarivanje s debljinom većom od 60 mm). I sve zato što u takvim slučajevima postoji dovoljno velika disperzija i jaka prigušenja ultrazvuka.

Također nije moguće nedvosmisleno potpuno opisati otkriveni nedostatak (uključivanje volframa, uključivanje troske, itd.).