Ультразвуковая дефектоскопия сварных соединений
Сварочные швы являются наиболее широко используемой областью ультразвукового контроля. Это обусловлено мобильностью ультразвуковых установок, высокой производительностью контроля, точностью и чувствительностью сварных швов к внутренним дефектам (пористость, металлические и неметаллические включения, плоскостные дефекты (несварные швы, трещины) ) и внешним дефектам (поверхностные дефекты). В ряде отраслевых документов рекомендуется обязательный ультразвуковой контроль сварных швов или альтернативные методы — ультразвуковой, радиографический или оба. Основным российским документом по ультразвуковому контролю сварных швов является ГОСТ Р 55724-2013, в котором полностью рассмотрены методы контроля стыковых, тавровых, нахлесточных и угловых сварных соединений, выполненных различными способами сварки. В нем также подробно описаны калибровочные образцы (измеренные значения), необходимые для настройки СО-2 (СО-2А), СО-3 и дефектоскопического оборудования, а также параметры, необходимые для их изготовления. Объем контроля и критерии оценки качества сварных соединений определяются различными нормативными документами в зависимости от требований к прочности конкретной сварной конструкции. В частности, предприятия, выпускающие ответственную продукцию, и различные контролирующие органы могут выпускать собственные методические документы по оценке качества сварных соединений. Основное преимущество ультразвукового контроля заключается в том, что он не разрушает и не повреждает образец. Он может применяться для контроля изделий из различных материалов, как металлических, так и неметаллических. Его также отличает малая опасность для организма человека, высокая мобильность ультразвукового оборудования и высокая скорость контроля. Ультразвуковой контроль является неотъемлемой процедурой при производстве и эксплуатации многих ответственных изделий, таких как компоненты авиационных двигателей, трубопроводы ядерных реакторов и железнодорожные пути.
Недостатки данного метода.
Использование пьезоэлектрических преобразователей требует подготовки поверхности для ввода ультразвуковых волн в металл, что должно создавать шероховатость поверхности или направление шероховатости (перпендикулярно шву) не ниже 5-го класса, особенно в сварных соединениях. Из-за высокого акустического сопротивления воздуха даже небольшие зазоры могут стать непреодолимым препятствием для ультразвуковых колебаний. Для устранения воздушных карманов проверяемую область следует предварительно обработать контактной жидкостью, например водой, маслом или глицерином. При осмотре вертикальных или сильно наклонных поверхностей контактную жидкость следует сгущать, чтобы предотвратить ее быстрое стекание. Для контроля изделий с наружным диаметром менее 200 мм необходимо использовать круглые преобразователи с радиусом кривизны R нижней поверхности, равным 0, 9-1, 1 R радиуса проверяемого объекта, однако такая форма не подходит для контроля изделий с плоскими поверхностями. Например, для контроля цилиндрических поковок необходимо перемещать датчик в двух ортогональных противоположных направлениях, что означает использование в общей сложности двух намотанных датчиков, по одному в каждом направлении. Как правило, ультразвуковой контроль не может дать ответ о реальных размерах дефекта, а только об отражении в направлении приема. Хотя эти величины важны, они справедливы не для всех типов дефектов. Кроме того, в зависимости от характера дефекта, его формы и расположения в объекте контроля некоторые дефекты практически не обнаруживаются ультразвуковыми методами контроля. Надежный ультразвуковой контроль металлов с крупнозернистой структурой, таких как чугун и аустенитные сварные швы (толщиной >60 мм), практически невозможен из-за сильного рассеяния и затухания ультразвуковых волн. Кроме того, затруднен контроль мелких деталей или деталей со сложной геометрией. Ультразвуковой контроль сварных соединений разнородных сталей (например, аустенитных и перлитных) также затруднен из-за крайней неоднородности металла шва и основного металла.
