Для чего используется наклонная искательная головка ультразвукового дефектоскопа
Ультразвуковые дефектоскопы: Как выбрать и какие бывают
Упругие электромагнитные волны, составляющие ультразвуковые колебания высокой частоты, активно используются для диагностики исправности оборудования разного типа. Среди них ультразвуковые дефектоскопы заслужили особую популярность.
Особенности неразрушающего контроля
Методы ультразвуковой дефектоскопии в основном применимы для контроля сварных швов. Дефектоскоп обнаруживает следующие дефекты: трещины, свищи, коррозию, расслоения, другие дефектные швы.
Оборудование используется для обнаружения дефектов при строительстве объектов жилой и промышленной сферы. Устройства проверяют степень надежности водопроводных и газовых труб, что позволяет провести профилактику магистралей, чтобы вовремя избежать аварий. Дефектоскопы востребованы в нефтеперерабатывающей и газовой промышленности, строительстве, геологии, при лабораторных научных изысканиях.
Принцип работы ультразвукового дефектоскопа основан на проникновении звуковой волны в толщу металла. Дефектоскоп работает без повреждения структур материала, в этом его основная техническая особенность и преимущество.
Дефектоскоп ультразвукового контроля – типы оценки
В зависимости от методов оценки информации приборы ультразвукового исследования разделяют на следующие типы:
Несмотря на разнообразие методик, приборы ультразвукового изучения оборудования на предмет дефектов устроены примерно одинаково. Главным элементом дефектоскопа является пластина из кварца, располагается пластина на искательной головке. Этот элемент перемещается по исследуемой поверхности, изучая коэффициент угасания волны. Ультразвуковая волна вырабатывается под действием электрического тока.
Плюсы оборудования для контроля надежности швов
Оборудование применяется для ультразвукового контроля соединений и выявления дефектов сварочных швов во многих отраслях промышленности. Применение дефектоскопов имеет массу преимуществ:
Дефектоскоп относится к надежному техническому оснащению предприятий, прибор дает возможность своевременно обнаружить наличие дефектов на объекте контроля.
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Искательная головка
Резьба контролируется призматической искательной головкой с углом призмы 50 на частоте 2 5 МГц прямым лучом. [22]
К прибору придается специальная искательная головка для контроля стыковых и угловых сварных швов, а также комплект щупов для прозвучивания контролируемых объектов продольными, поперечными или поверхностными волнами. [27]
Упругие волны от искательной головки в контролируемое изделие и обратно передаются контактным, иммерсионным или бесконтактным способом. В первом случае УЗ волны проходят через слой жидкости ( контактной смазки) толщиной менее длины волны ультразвука. В акустических методах дефектоскопии, использующих в основном звуковые частоты, применяется сухой контакт между изделием и головкой. При иммерсионном способе для создания акустического контакта используется толстый слой жидкости, для чего контролируемое изделие погружается в ванну, или применяются спец. При бесконтактном способе излучение и прием УЗ колебаний осуществляется через слой воздуха. [28]
Упругие волны от искательной головки в контролируемое изделие н обратно передаются контактным, иммерсионным или бесконтактным способом. В первом случае УЗ волны проходят через слой жидкости ( контактной смазки) толщиной менее длины волны ультразвука. В акустических методах дефектоскопии, использующих в основном звуковые частоты, применяется сухой контакт между изделием и головкой. При иммерсионном способе для создания акустического контакта используется толстый слой жидкости, для чего контролируемое изделие погружается в ванну, или применяются спец. При бесконтактном способе излучение и прием УЗ колебаний осуществляется через слой воздуха. [29]
Для поочередной работы искательных головок разработан специальный блок автоматического переключения, запуск которого осуществляется от каскада формирования импульсов ультразвукового дефектоскопа. В его корпус вмонтирован блок слежения за акустическим контактом искательных головок, который определяется косвенно по наличию воды в корпусе головки. На передней панели прибора Метка-1 установлены две сигнальные лампы акустического контакта. Перед началом работы на установке УКСМ-1 оператор обязан проверить работоспособность приборов и механизмов, произвести настройку чувствительности и зоны автоматического контроля ультразвукового дефектоскопа, заполнить бак водой и резервуар дефекто-отметчика краской и ацетоном. [30]
Наклонный преобразователь для ультразвукового метода дефектоскопии сварных соединений
Контактный наклонный преобразователь (наклонный ПЭП) применяется для ультразвуковой дефектоскопии стыковых, угловых, нахлесточных и тавровых сварных соединений. При неснятом валике усиления прозвучивание стыкового шва прямыми ПЭП не представляется возможным (из-за неровной поверхности, чешуйчатости и межваликовых западаний). Поэтому схемы ультразвукового контроля сварных соединений предусматривают применение наклонных ПЭП с поперечно-продольным или продольно-поперечным сканированием перпендикулярно оси сварного шва. Впрочем, даже при снятом усилении – наклонные преобразователи также используются, например, для выявления поперечных трещин. Они также эффективны для УЗК поковок, литья, проката (трубы, рельсы, арматура, листы), штамповок и других объектов из металла и пластиков. В зависимости от угла ввода, частоты, размера пьезопластины, количества излучающих и/или принимающих элементов – можно подобрать наклонный преобразователь практически для любых типов волн – поперечных, продольных, нормальных, головных, поверхностных. Принцип работы наклонных преобразователей построен на прямом и обратном пьезоэффекте. Их назначение состоит в том, чтобы вводить в объект контроля (ОК) нужный тип ультразвуковой волны, принимать отражённые импульсы, преобразовывать их в электрические сигналы и передавать их на электронный блок дефектоскопа. Тот, производя их обработку, выводит на дисплей развёртку с отображением амплитуды, времени прихода эхо-сигналов и других параметров. Их «расшифровкой» уже занимается оператор, задача которого – понять, от донной ли это поверхности сигнал, или от неснятого усиления шва, подкладного кольца либо от дефекта. Но вся эта работа начинается с получения той первичной информацией, которая была собрана при помощи ПЭП (или, как его ещё называют, искателя).
Как устроен наклонный пьезоэлектрический преобразователь
Размер и форму призмы подбирают с таким расчётом, чтобы эхо-сигнал от поверхности ввода не возвращался на пьезопластину (и не создавал тем самым шумов при прозвучивании). Для этого призмы обычно имеют выступающую переднюю часть (но в пределах разумного – чтобы не мешать прозвучиванию всего сечения шва при неснятом валике усиления). Дополнительные вставки из материала с повышенным коэффициентом затухания («ловушки») и прочие конструктивные решения также практикуются производителями для того, чтобы обеспечить быстрое гашение повторных отражений импульсов в призме. Её материал и размеры должны быть выполнены таким образом, чтобы скорость продольных волн в ней была меньше скорости распространения поперечных волн в материале ОК.
Наконец, большинство топовых производителей предусматривают в датчиках встроенную память с параметрами ПЭП. Это нужно для корректного подключения к дефектоскопу, согласования с приёмно-усилительным трактом и упрощённой настройки. В том числе – для работы со встроенными АРД-диаграммами.
Требования к наклонным преобразователя для ультразвуковой дефектоскопии
На деле, конечно же, с одним прибором могут применяться разные ПЭП, в том числе других марок. Поэтому в большинстве лаборатории есть «родной» комплект датчиков, про которые вспоминают только тогда, когда дефектоскоп нужно отдать в поверку. Непосредственно для работы зачастую используются другие наклонные преобразователи – как оригинальные (от изготовителя прибора), так и не оригинальные. Первый вариант, конечно же, предпочтительнее. Небольшой ликбез на эту тему – правда, применительно к ультразвуковым толщиномерам – мы уже публиковали на форуме. С дефектоскопами всё немного иначе, потому что нужных ПЭП (с заданным углом ввода для схемы тандем и дуэт, например) у производителя может не оказаться в ассортименте. Но в любом случае – для контроля с такими датчиками должна быть утверждённая методика и операционная (технологическая) карта.
Настройка при работе с наклонными ПЭП
Настройка начинается с проверки точки выхода и стрелы наклонного преобразователя по СО-3 (либо СО-3Р, V1 или V2) и угла ввода по СО-2. По мере изнашивания призмы все эти параметры откланяются от первоначальных номинальных значений: увеличивается стрела, изменяется угол ввода. Меняется и задержка в призме. Проверять её чаще всего рекомендуется по СО-3.
После того, как установлена фактическая точка выхода, угол и задержка, можно переходить к настройке чувствительности. При работе с наклонными ПЭП её выполняют по угловым отражателям – двугранным углам, зарубкам и сегментам, а также по плоскодонным и боковым цилиндрическим отверстиям. Особенно популярны зарубки, которые используются для настройки чувствительности при работе с наклонными ПЭП, возбуждающими поперечные волны с углами ввода от 33,5 до 56,5 градусов. В зависимости от методики контроля необходимо также настроить ВРЧ (временная регулировка чувствительности), АРК (кривая «амплитуда-расстояние», или DAC-кривые) либо на АРД-диаграммы.
Если настройка была выполнена правильно, то при работе с наклонным ПЭП дефектоскоп будет корректно определять расстояние от точки ввода (в случае с контактным способом акустического контакта она обычно совпадает с точкой выхода), расстояние до дефекта по лучу и по поверхности ввода, а также глубину залегания отражателей. Некоторые документы (например, РОСЭК-004-97 для ОК толщиной до 50 мм) требуют проверять мёртвую зону, которая не является абсолютной величиной и зависит от частоты, размера призмы, чувствительности контроля, структуры материала (размер зерна и пр.). Проверяется мёртвая зона по СО-2.
Ультразвуковой контроль – самый универсальный метод НК
Для чего проводят ультразвуковой контроль
В силу всех этих факторов ультразвуковой контроль всё чаще противопоставляют радиографическому. В пользу первого говорит ещё и то, что он безвреден для человеческого здоровья. Приборы для УЗК хороши своей портативностью, удобство работы в полевых условиях, большим многообразием датчиков, призм, сканеров и прочих принадлежностей для самых разных задач дефектоскопии.
Ультразвуковой контроль сварных соединений: последовательность действий
5) расшифровку данных, оформление заключения. Обычно дефекты классифицируются на допустимые и недопустимые по амплитуде, протяжённые и непротяжённые, поперечные, в корне и в сечении шва. Формат заключения/протокола/акта по результатам УЗК утверждается в нормативно-технической документации на контроль и согласовывается с заказчиком. Запись дефектов осуществляется с использованием условных обозначений, указанием глубины залегания, координат относительно начала отсчёта, амплитуды, протяжённости и пр. Чтобы упростить выборку дефекта и ремонт ОК, рекомендуется указывать начальные и конечные координаты каждого дефекта. В зависимости от того, какие дефекты обнаружены и какими параметрами они обладают, объект контроля относят к категории «годен», «ремонтировать» или «вырезать».
На каких объектах практикуется ультразвуковой контроль
Виды ультразвукового контроля
Заканчивая этот блок, нельзя не сказать и об ультразвуковой толщинометрии (УЗТ). Измерение толщины металла – один из ключевых способов коррозионного мониторинга. По результатам УЗТ можно судить об остаточном ресурсе конструкции (механизма, оборудования и пр.).
Как и в ультразвуковом контроле, принцип построен на использовании импульсов, которые излучает преобразователь. Прибор измеряет скорость, за которую они проходят через стенку. Если конкретнее, то известно 3 основных режима:
1) однократного эхо-сигнала. Измеряется время, которое проходит между начальным импульсом возбуждения и первым эхо-сигналом. Значение корректируется с учётом толщины протектора ПЭП, компенсации степени изнашивания и слоя контактной среды;
2) однократного эхо-сигнала линии задержки. Измеряется время от конца линии задержки до первого донного эхо-сигнала;
3) многократных эхо-сигналов. Измеряется время прохождения между донными эхо-сигналами.
Дефектоскопы и другое оборудование для ультразвукового метода контроля
Помимо этого, в УЗК активно применяются различные призмы, координатные устройства и сканеры. Для настройки и калибровки не обойтись без стандартных образцов (СОП, СО) и настроечных мер. Для улучшения акустического контакта на поверхность объекта предварительно наносят контактную жидкость/гель.
Для проведения УЗТ требуется толщиномер. Такой прибор технически проще, компактнее, дешевле классического дефектоскопа.
Обучение и аттестация специалистов по ультразвуковому методу контроля
По завершении обучения необходимо сдать квалификационный экзамен, состоящий из теоретической и практической части.
Разумеется, в каждом учебном центре есть своя библиотека методической и образовательной литературы. Дополнительно к этому можно почитать «классику» учебников по УЗК – труды И.Н. Ермолова, В.Г. Щербинского, В.В. Клюева, А.Х. Вопилкина и др. Посмотреть информацию об изданиях можно в специальном разделе «Библиофонд» онлайн-библиотеки «Архиус».
Для тех, кто открыт для новых знаний и обмена опытом, на форуме «Дефектоскопист.ру» предусмотрен свой раздел. Начать рекомендуем с веток «Изучение УЗ-контроля» и «Обучение УЗК».
Ультразвуковые дефектоскопы: основные виды, производители, рекомендуемые модели
Ультразвуковой дефектоскоп: виды, область применения, принцип работы
Ультразвуковые дефектоскопы представляют собой небольшие, портативные микропроцессорные приборы, генерирующие и отображающие ультразвуковой сигнал, который интерпретируется оператором (дефектоскопист) с помощью программного обеспечения для анализа, определения и классификации дефектов в образцах.
Виды ультразвуковых дефектоскопов
Механические колебания распространяются в упругом «теле» и делятся на:
Дефектоскопы ультразвуковые выпускаются двух видов:
Многоканальный ультразвуковой дефектоскоп отличается от одноканального тем, что позволяет подключить к дефектоскопу сканер с несколькими ультразвуковыми пьезоэлектрическими преобразователями (УЗ ПЭП) и сделать ультразвуковое исследование (УЗК) большей площади материала за один цикл работы и способен регистрировать(документировать) весь процесс контроля.
Область применения
Ультразвуковая дефектоскопия полностью неразрушающий и безопасный метод контроля, поэтому применение ультразвуковых дефектоскопов хорошо зарекомендовало себя в основных производственных, технологических и сервисных отраслях, особенно в области сварных швов для контроля качества сварки и конструкционных металлов.
Ультразвуковые дефектоскопы применяется в сферах:
Ультразвуковой дефектоскоп: принцип работы
В основе принципов работы ультразвукового дефектоскопа лежит ультразвуковой контроль (УЗК), которое использует высокочастотную звуковую энергию для проведения исследований и измерений.
Законы физики, которые регулируют распространение звуковых волн через твердые материалы, используются для обнаружения скрытых трещин, пустот, пористости и других внутренних несплошностей в металлах, композитах, пластмассах и керамике. Высокочастотные звуковые волны отражают от дефектов материала предсказуемым образом, производя отличительные эхо-сигналы, которые отображаются и записываются портативными приборами.
Как осуществляется контроль ультразвуком?
Типичная система ультразвуковой дефектоскопии состоит из нескольких функциональных блоков, таких как генератор, приемник, преобразователь и устройство регистрации и индикации сигналов.
Генератор представляет собой электронное устройство, которое может создавать электрические импульсы. Сигнал по кабелю передаётся на ультразвуковой преобразователь (УЗ ПЭП) и, попадая на пьезоэлемент, преобразуется в механические колебания, т.е. происходит прямое преобразование.
Преимущества ультразвукового контроля и приборов дефектоскопии
Как работает ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений?
Для контроля сварных соединений с помощью дефектоскопии используются поперечные и продольные ультразвуковые волны. Скорость ультразвуковых волн зависит от свойств материала или среды, в которых они распространяются.Ультразвуковая волна несет определенное количество энергии вдоль направления ее распространения, которое характеризуется интенсивностью ультразвука. Чем длиннее ультразвуковая волна распространяется, тем меньше интенсивность. Длина пути, пройденного волной, может быть измерена величиной коэффициента затухания.
Таким образом, высокочастотный генератор прибора посылает импульс пьезоэлектрическому элементу, который выдает ультразвуковые колебания, отражающиеся от дефекта, или противоположной поверхности, падает на другой пьезоэлектрический элемент, который подвергается воздействию этих колебаний и посылает электрический импульс на вход прибора. После обработки полученного сигнала информация отображается на экране устройства и оператор благодаря ультразвуковому дефектоскопу может сделать вывод о качестве сварного шва.
Типы проводимых испытаний
Контроль с помощью прямых преобразователей (П111, П112)
Испытания с прямым лучом обычно используются для обнаружения трещин или расслоений, параллельных поверхности испытуемого элемента, а также пустот и пористости, таких как пластины, стержни, части ковки, отливки и т. д.
Как и все другие методы ультразвуковой дефектоскопии, контроль с помощью прямых преобразователей использует основной принцип, согласно которому волна, проходящая через среду, будет продолжать распространяться до тех пор, пока она не рассеется или не отразится от границы с другим материалом (или от поверхности), таким как воздух или разрыв, создаваемый трещиной или аналогичным разрывом.
В этом типе дефектоскопии оператор обеспечивает плотный акустический контакт преобразователя с образцом и идентифицирует сигнал, возвращающийся с дальней стенки, а также любые фиксированные отражения, происходящие из геометрических структур, таких как канавки или фланцы.
Контроль с помощью наклонных преобразователей (П121, П122)
Хотя методы прямого луча могут быть очень эффективными при поиске дефектов, они часто не эффективны при тестировании сварных швов, где несплошности обычно не ориентированы параллельно поверхности детали. Комбинация геометрии сварного шва, ориентация дефектов и наличие шва требуют осмотра со стороны сварного шва с использованием наклонного преобразователя.
Эти испытания на сегодняшний день являются наиболее часто используемым методом ультразвуковой дефектоскопии. Наклонные УЗ ПЭП (П121-5-70) состоят из призмы и пьезоэлемента, которые встроены в один корпус. Они используют принцип преломления и преобразования звуковых волн на границе для получения преломленных сдвиговых или продольных волн в образце.
Дефекты, которые точно фиксирует ультразвуковой дефектоскоп
Одним из наиболее распространенных методов выявления дефектов является ультразвуковой контроль, при котором звуковые волны, распространяемые через материал, используются для идентификации таких дефектов. Ультразвук ведет себя предсказуемо при взаимодействии с поверхностями и внутренними дефектами.
Наиболее распространенными несплошностями, которые может выявить ультразвуковой дефектоскоп являются:
Основные производители и популярные модели дефектоскопов
На Российском рынке существует большой выбор приборов ультразвукового контроля, которые различаются между собой как по параметрам, функциональным возможностям так и по цене. В таблице представлены характеристики некоторых популярных моделей ультразвуковых дефектоскопов.
Ультразвуковой дефектоскоп: цена, доставка
В каталоге нашего интернет-магазина представлен большой модельный ряд ультразвуковых дефектоскопов, которые вы можете купить по самым выгодным ценам. Наши менеджеры всегда готовы проконсультировать Вас по каждой модели прибора и помочь подобрать модель, наиболее подходящую под ваши задачи.
Любой дефектоскоп можно легко купить, оформив заказ на сайте или позвонив по телефонам, указанным в разделе контакты. Доставка приборов осуществляется прямо в ваш офис, курьером по городу (из рук в руки), транспортными компаниями в любой регион России. Так же Вы можете купить дефектоскоп обратившись непосредственно к нам в офис, где представлены все образцы продукции.