Ultrazvuková kontrola svařovaných spojů, metody a technologie kontroly

Neexistuje prakticky žádný průmysl, kde není svařování provedeno. Převážná většina kovových konstrukcí je sestavena a spojena pomocí svařovací švy. Samozřejmě, že kvalita takové práce v budoucnosti závisí nejen na spolehlivost montovaných staveb, strojního zařízení nebo jakékoliv zařízení, ale i na bezpečnost lidí, kteří jsou nějakým způsobem komunikovat s těmito konstrukty. Proto, aby se zajistila odpovídající úroveň provádění prací použít ultrazvukových svarů, přičemž je možné detekovat přítomnost nebo nepřítomnost různých vad v křižovatce kovových výrobků. O této pokročilé metodě kontroly a bude popsáno v našem článku.

Historie výskytu

Ultrazvuková detekce chyb jako taková byla vyvinuta ve třicátých letech minulého století. První opravdu fungující zařízení se však narodilo teprve v roce 1945 díky společnosti Sperry Products. Během příštích dvou desetiletí získala nejnovější technologie řízení celosvětové uznání, počet výrobců těchto zařízení se dramaticky zvýšil.

Ultrazvukový detektor vad, cena, která dnes začíná od 100 000 do 130000 tisíc rublů, původně založených na vakuové trubici. Taková zařízení byla těžkopádná a těžká. Pracovali výhradně ze zdrojů napájení střídavým proudem. Ale v 60. letech, s nástupem polovodičových obvodů vada výrazně zmenšily a mohli běžet na baterie, které nakonec povoleno používat přístroj i na poli.

Krok do digitální reality

V raných fázích popsaných zařízení použít zpracování analogového signálu, v důsledku čehož, stejně jako mnoho jiných podobných zařízení jsou náchylné k unášení v době kalibrace. Ale již v roce 1984 se firma Panametrics dal start do života je první přenosný detektor digitální chyba nazývá EPOCH 2002. Od té doby, digitální jednotky staly vysoce spolehlivé zařízení, v ideálním případě poskytuje potřebnou stabilitu kalibrace a měření. Ultrazvukový defektoskop, jejichž cena závisí na jeho výkonu a značku výrobce, také získal záznamu dat funkce a schopnost přenášet údaje do počítače.

V moderních podmínkách, stále více a více systémů jsou v zájmu etapách pole, která používá komplexní technologie na bázi víceprvkovým piezoelektrické prvky generující zaměřené paprsky a vytváří příčný obrazu, podobně jako lékařské ultrazvukové zobrazování.

Rozsah aplikace

Ultrazvuková metoda kontroly se používá v každém směru průmyslu. Jeho použití ukázalo, že může být stejně efektivně použito pro testování téměř všech typů svařovaných spojů ve stavebnictví, které mají svařovanou tloušťku základního kovu větší než 4 milimetry. Navíc se metoda aktivně používá k otestování připojení spár plynovodů a ropovodů, různých hydraulických a vodovodních systémů. A v takových případech, jako kontrola švů velké tloušťky, vyplývající z elektroslagové svařování, ultrazvuková detekce vad je jedinou přijatelnou metodou kontroly.

Konečné rozhodnutí o tom, zda je obrobek nebo svařovací šev vhodný pro provoz, se provádí na základě tří základních ukazatelů (kritérií) - amplitudy, souřadnic, podmíněných rozměrů.

Obecně platí, že ultrazvuková zkouška je právě metoda, která je nejvíce plodná z hlediska tvorby obrazu při studiu švu (podrobnosti).

Příčin relevantní

Popsaná metoda ovládání pomocí ultrazvuku je dobré v tom, že má mnohem vyšší citlivost a přesnost čtení při detekci vad, jako jsou praskliny, nižší náklady a vysokou bezpečnost při použití ve srovnání s konvenčními metodami radiografické sledování. K dnešnímu dni je ultrazvuková kontrola svařovaných spojů použita v 70-80% případů inspekcí.

Ultrazvukové převodníky

Bez použití těchto zařízení je nedestruktivní ultrazvukové testování prostě nemyslitelné. Zařízení slouží k vytváření excitace, stejně jako k přijímání kmitů ultrazvuku.

Agregáty jsou různé a jsou předmětem klasifikace:

• Způsob kontaktu s výrobkem, který je předmětem šetření.
• Způsob připojení piezoelementů k elektrickému obvodu samotného detektoru chyb a rozložení elektrody vzhledem k piezoelektrickému prvku.
• Orientace jsou akustické vzhledem k povrchu.
• Počet piezoelementů (jeden, dva, více prvků).
• Šířka provozní frekvenční pásmo (úzkopásmové - šířka pásma menší než jedné oktávy, širokopásmový - šířka pásma než jednu oktávu).

Naměřené charakteristiky vad

Ve světě technologií a průmyslu spravuje společnost GOST vše. Ultrazvuková kontrola (GOST 14782-86) v této záležitosti také není výjimkou. Norma upravuje, že závady jsou měřeny následujícími parametry:

• Ekvivalentní oblast vady.
• Amplituda signálu echa, která je určena s přihlédnutím k vzdálenosti k vadě.
• Souřadnice defektu v místě svařování.
• K podmíněným velikostem.
• Podmíněná vzdálenost mezi vadami.
• Počet závad na vybrané délce svaru nebo spoje.

Provoz detektoru chyb

Nedestruktivní testování, které je ultrazvukové, má vlastní způsob použití, který uvádí, že hlavním naměřeným parametrem je amplituda ozvěny získaná přímo z vady. Pro rozlišení odrazů od velikosti amplitudy je tzv. Úroveň odmítnutí citlivosti stanovena. To je zase nakonfigurováno pomocí standardního podnikového vzorku (SOP).

Začátek provozu defektoskopu je doprovázen jeho nastavením. K tomu je nastavena citlivost odmítnutí. Poté se během provedených ultrazvukových testů porovnává přijatá ozvěna s detekovanou vadou s pevnou úrovní odmítnutí. V případě, že měřená amplituda překračuje úroveň odmítnutí, odborníci rozhodnou, že taková vada je nepřijatelná. Poté je šátek nebo produkt odmítnut a odeslán k revizi.

Nejčastějšími poruchami svařovaných povrchů jsou: nepenetrnost, neúplná penetrace, praskání, poréznost, začlenění strusek. Právě tyto abnormality účinně detekují detekci vad pomocí ultrazvuku.

Možnosti výzkumu ultrazvukem

Postup ověřování získal v průběhu času několik platných metod pro studium svařovacích spojů. Ultrazvuková kontrola poskytuje poměrně velký počet možností pro akustické vyšetření dotyčných kovových konstrukcí, ale nejoblíbenější jsou:

• Echo metoda.
• Stín.
• Metoda zrcadlení-stín.
• Echo zrcadlo.
• Metoda delta.

Metoda číslo jedna

Nejčastěji v průmyslu a v železniční dopravě se používá metoda echo-puls. Díky němu je diagnostikováno více než 90% všech defektů, což je možné díky registraci a analýze téměř všech signálů odražených od povrchu vady.

Tato metoda je sama o sobě založena na zvuku kovového produktu pomocí impulsů ultrazvukových vibrací následovaných jejich záznamem.

Výhody metody jsou:

- možnost jednostranného přístupu k produktu;

- poměrně vysoká citlivost na vnitřní vady;

- Nejvyšší přesnost určení souřadnic zjištěné závady.

Existují však nevýhody, včetně:

- nízká odolnost proti rušení od povrchových reflektorů;

- silná závislost amplitudy signálu na místě poruchy.

Popisovaná defektoskopie předpokládá odeslání ultrazvukového pulsu na produkt. Příjem signálu odezvy nastává buď jím nebo druhým vyhledávačem. Signál tak může být odrazen jak přímo z defektů, tak z opačné plochy detailu, produktu (švu).

Stínová metoda

Je založen na podrobné analýze amplitudy vibrací ultrazvuku přenášených z emitoru na přijímač. V případě, že se tento indikátor sníží, znamená to chybu. V tomto případě čím větší je velikost závady, tím menší je amplituda signálu přijímaného přijímačem. Pro získání spolehlivých informací musí být emitor a přijímač umístěny koaxiálně na protilehlých stranách studovaného předmětu. Nevýhodou této technologie je možno považovat za nízkou citlivost proti echo způsobu a složitosti orientace sondy (snímače piezoelektrickým) vzhledem ke střední paprsek záření vzoru. Existují však výhody, které zahrnují vysokou odolnost proti rušení, malou závislost amplitudy signálu na místě poruchy a nepřítomnost mrtvé zóny.

Metoda zrcadlení-stín

Tato ultrazvuková kontrola kvality se nejčastěji používá k řízení svařovaných spojů výztužných tyčí. Hlavním signálem, že je zjištěna chyba, je oslabení amplitudy signálu, která se odráží od opačné plochy (nejčastěji se nazývá dolní část). Hlavní výhodou metody je jasná detekce různých defektů, jejichž dislokace je kořenem švu. Metoda je také charakterizována možností jednostranného přístupu ke švu nebo části.

Echo zrcadlová metoda

Nejúčinnější způsob, jak odhalit závady ve vertikálním směru. Kontrola se provádí pomocí dvou PET, které se pohybují po povrchu podél švu na jedné straně. Současně je jejich pohyb proveden tak, aby fixoval signál z jednoho PET emitovaného z jiné PEP a dvakrát se odrazil existující vadou.

Hlavní výhodou metody je, že může být použita k vyhodnocení tvaru defektů, které přesahují 3 mm a které se ve svislé rovině odchylují o více než 10 stupňů. Nejdůležitější je použít PEP se stejnou citlivostí. Tato verze ultrazvukových testů se aktivně používá k testování výrobků s tlustými stěnami a jejich svařovacích švů.

Metoda delta

Tato ultrazvuková kontrola svarů využívá ultrazvukovou energii, opětovně vyzařovanou vadou. Příčná vlna, který připadá na vady se částečně odráží zrcadlo, částečně převedeny na podélné a re-vyzařuje ohybového vlnění. V důsledku toho jsou zachyceny požadované vlny PEP. Nevýhodou tohoto způsobu může být považován za šev rozmítání poměrně vysoká složitost dekódování přijímaných signálů při kontrole svarových spojů na tloušťku 15 mm.

Výhody ultrazvuku a jemnosti jeho aplikace

vysokofrekvenční svary výzkum se zvukem - je, ve skutečnosti, nedestruktivní zkoušení, protože tato metoda není schopen způsobit poškození testovaných produktů místech, ale docela přesně detekuje přítomnost vad. Také zvláštní pozornost si zaslouží nízké náklady na probíhající práci a jejich vysokou rychlost provádění. Je také důležité, aby tato metoda byla absolutně bezpečné pro lidské zdraví. Všechny studie kovů a svarů založené na ultrazvuku jsou prováděny v rozmezí od 0,5 MHz do 10 MHz. V některých případech je možné pracovat s použitím ultrazvukových vln o frekvenci 20 MHz.

Analýza ultrazvukové svařování, musí být nutně doprovázeno celého souboru přípravná opatření, jako je například čištění nebo na povrchu zkušebního svaru a aplikuje kontrolované části specifických kontaktních kapalin (gely speciální účely, glycerin, strojní olej). To vše se děje pro zajištění správné stabilní akustický kontakt, který se nakonec poskytuje požadovaný obraz na zařízení.

Neschopnost použití a nevýhody

Ultrazvukové vyšetření je naprosto nepraktické používat pro kontrolu svařování kovových sloučenin, které mají hrubou strukturou (např., Litiny nebo z austenitické svar s tloušťkou větší než 60 mm). A to vše proto, že v takových případech existuje dostatečně velká disperze a silné útlum ultrazvuku.

Rovněž není možné jednoznačně plně charakterizovat zjištěnou poruchu (zařazení wolframu, zařazení strusky apod.).