Дефектоскоп для проверки сварных швов

Ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений

Неразрушающий контроль соединений – современный метод диагностики наличия и глубины дефектов в узлах и деталях. В отношении оценки последующей работоспособности сварных соединений особенно эффективной признана ультразвуковая дефектоскопия.

Дело в том, что в подавляющем большинстве производственных ситуаций имеющиеся неоднородности сварного шва располагаются так, что хорошо отражают именно акустические волны сверхвысокой частоты.

Этот метод проверки и заключает в себе ультразвуковой дефектоскоп.

В чём заключается эффективность неразрушающего контроля сварных соединений?

Идеально однородные среды в процессе взаимодействии с источником ультразвуковых колебаний не ослабляют амплитуду звуковых волн. Совсем иное происходит, если сканируются реальные объекты.

При наличии в них участка с искажениями первоначальной структуры всегда наблюдается существенное искажение и уменьшение амплитуды звукового давления, которое количественно проявляется в виде ослабления или даже полного поглощения ультразвуковых волн.

Интенсивность таких искажений устанавливается законом ослабления

P=Р0 exp(-αd),

где: Р0 – исходное значение амплитуды звукового давления; Р – значение на выходе из диагностируемого сварного шва; d – толщина шва; α – коэффициент ослабления.

Поскольку параметр d чаще представляют как расстояние до источника ультразвукового излучения, то считается, что звуковая волна имеет вид полусферы, а потому ослабление будет равномерным по всем направлениям. В практике измерений оно обычно устанавливается в децибелах (дБ), поэтому может быть вычислено по формуле

α = 20/d∙lg(P0/Р)

Промышленный ультразвуковой дефектоскоп, применяемый для определения сплошности и качества сварных швов, оценивает интенсивность эхо-сигнала, которая пропорциональна амплитуде звукового давления:

p0/P = H0/H

Для практически применяемого диапазона частот 1…15 МГц (что и случается для подавляющего большинства металлических изделий) интенсивность эхо-сигналов соотносится с относительным ослаблением ультразвукового сигнала следующими соотношениями:

Из представленной таблицы следует, что применение оценочного критерия логарифмической интенсивности ультразвукового сигнала может эффективно фиксировать изменения в его амплитуде.

Причинами ослабления ультразвуковых волн происходит вследствие поглощения и рассеивания сигналов. Энергия поглощения превращает колебательную энергию в тепловую. Она пропорциональна частоте ультразвуковых колебаний, поэтому ультразвуковые дефектоскопы для контроля сварных соединений изготавливаются с максимально возможными генерируемыми частотами.

С повышением частоты облегчается фокусировка прибора, благодаря чему распознавание неоднородностей или дефектов улучшается. При этом должны соблюдаться следующие условия:

1. Размер оцениваемой неоднородности должен быть больше половины длины волны.
2. Направление сканирования должно быть перпендикулярным направлению хода звукового луча.
3. Прибор не должен использовать так называемые критические частоты (для металлических конструкций это, например, частоты близкие к 6 МГц), при которых из-за явления дифракции ультразвуковых волн чувствительность метода резко снижается.

Энергия рассеивания более существенна для поликристаллических тел. Поэтому для крупнозернистых структур (например, чугуна) ультразвуковая дефектоскопия малочувствительна. Также неэффективно ультразвуковое сканирование при пониженных температурах окружающей среды.

Для получения ультразвуковых колебаний применяются два вида источников: магнитострикционные генераторы и пьезоэлектрические преобразователи. Каждое из устройств имеет свои рациональные области применения.

Конструкции ультразвуковых пьезоэлектрических дефектоскопов

Пьезоэффект заключается в том, что при силовом воздействии на определённые кристаллические вещества (изоляторы с полярно расположенными осями) в них возникают напряжения определённого знака, которые, в свою очередь, инициируют электрические поверхностные заряды. При этом величина напряжений прямо пропорциональна механической нагрузке, что очень важно именно в конструктивном смысле, поскольку упрощает конструкцию прибора. Таким образом цена ультразвукового дефектоскопа для контроля сварных соединений будет невысокой.

Пьезоэлектрический эффект обратим, а потому использующие его ультразвуковые дефектоскопы быстро переналаживаются, и не нуждаются в сложной регулировке. При этом при помощи прямого пьезоэффекта ультразвуковые волны обнаруживаются, а при помощи обратного – генерируются.

Принцип работы пьезогенератора дефектоскопа следующий. На конденсаторные пластины, которые наложены на кристалл, подаётся переменное электрическое напряжение. Это вызывает колебание кристалла с той же частотой. В качестве преобразователей используют такие материалы, как кварц, титанат бария, сульфат лития и др.

При наличии внешнего давления атомы в структурной ячейке пьезоэлемента сдвигаются, что и является моментом начала разряда конденсаторных пластин.

При изготовлении ультразвукового дефектоскопа для контроля сварных соединений, использующего подобный принцип, излучатель вырезается таким образом, чтобы плоскость колебания по отношению к толщине рассматриваемого сварного шва излучала продольные волны.

Если требуется оценить неравномерность структуры соединения на значительной площади, то используют пластину, вырезанную в перпендикулярном направлении. Тогда с приложением напряжения она будет излучать поперечные волны, которые будут равномерно распространяться в толще исследуемого соединения.

Корпуса пьезоизлучателей изготавливают из керамики, что повышает уровень требований к условиям работы ультразвуковых дефектоскопов для контроля сварных соединений. В частности, им противопоказаны удары и сотрясения корпуса.

Магнитострикционные преобразователи ультразвуковых дефектоскопов

Магнитоскрикция заключается в деформации ферромагнитной детали, которая размещена в силовом магнитном поле. Длина этой детали изменяется в зависимости от вида силовых линий магнитного поля, её материала, температуры и степени намагниченности. В ультразвуковых дефектоскопах используются ферромагнетики, относительное изменение длины которых – не менее 10-5.

Работают такие преобразователи следующим образом. В приборе создаётся переменное электромагнитное поле, при этом ферромагнитный стержень начинает совершать колебания удвоенной амплитуды. Поскольку линейная деформация магнитостриктора не зависит от направления силовых линий магнитного поля, то подмагничивания такого элемента не требуется.

Как и пьезоэффект, магнитострикция обратима. В качестве излучателей применяются химически чистый никель, а также его сплавы с медью или железом. Минимальная частота, при которой обнаружение дефектов сварных конструкций окажется эффективным, составляет 60 Гц, хотя в приборах обычно реализуются частоты от 300 Гц.

Магнитострикционные преобразователи конструктивно проще, однако уступают пьезогенераторам по параметрам минимальной площади диагностируемой зоны: она должна быть достаточно большой.

Зато они более компактны, а потому применимы в стеснённых для диагностики условиях.

Промышленные конструкции ультразвуковых дефектоскопов для контроля сварных соединений

Для измерения необходимы:

1. Сам регистрирующий прибор.
2. Искательная головка (передатчик).
3. Контрольная головка (приёмник).
4. Устройство отображения (монитор или цифровой дисплей).

Напряжение от источника переменного тока (аккумулятор или генератор — для стационарных дефектоскопов) подаётся на излучатель, а от него ультразвуковые волны передаются в исследуемый сварной шов.

Интенсивность ослабления исходного сигнала определяет степень неоднородности шва.

Возникающая амплитуда сигнала далее усиливается и регистрируется, при этом возможна как визуальная оценка качества, так и запись результатов на цифровой носитель информации.

Перед использованием ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений подлежит юстировке. Как образец, используется сварной стык с идеальными параметрами качества, при этом отклонение шкалы/стрелки должно быть максимально возможным.

В качестве приёмника дефектоскопы некоторых фирм используют преобразователь изображения. При этом фиксируется фактическое значение плотности энергии звукового поля за швом. Этот способ получения конечной информации более нагляден, но требует определённого пространства за исследуемым соединением.

Излучение звуковой энергии в ультразвуковых дефектоскопах может быть выполнено двумя способами – резонансным или импульсным. В первом случае излучение ультразвука происходит непрерывно, а применяемые частоты находятся в диапазоне 1…12,5 кГц.

При импульсном методе используется сигнал (эхо) звуковой волны, который отражается от дефектной зоны или задней поверхности сварного стыка. Подача звукового импульса происходит через 1…2 мкс, чем обеспечивается высокая точность сканирования объекта.

Конечный импульс отражается на мониторе, и может регистрироваться цифровым устройством записи. Энергопотребление дефектоскопов такого типа значительно меньше.

Признанным мировым лидером в производстве переносных дефектоскопов для контроля сварных соединений, цена которых вполне соответствует их качеству, считаются аппараты от компании SONATEST (Франция).

Данные приборы отличаются компактностью и точностью получаемых данных. Например, применяемые для тестирования качества сварки труб, листовых материалов и т.п.

ультразвуковые дефектоскопы линейки Harfang Veo характеризуются следующими эксплуатационными достоинствами:

• большим диапазоном регулировки направления и силы излучения, а также скорости диагностики;
• точностью измерения;
• воспроизводимостью результатов, включая и 3D-моделирование структуры сварного шва;
• удобствами настройки;
• возможностью подключения для целей сканирования нескольких источников;
• ёмкими батареями, допускающими замену непосредственно в ходе измерений.

Ультразвуковой дефектоскоп и приборы ультразвукового контроля сварных соединений

На данный момент, для обследования конструкций и изделий применяется множество методов: радиографический, визуально-измерительный, метод капиллярного поднятия, магнитный, эхо-импульсный, тепловой и т.д.

Принцип ультразвукового контроля, получение и свойства ультразвуковых колебаний

Одним из самых распространенных и наиболее достоверных методов обследования, можно считать метод ультразвуковой дефектоскопии. Этот метод основан на применении эффекта колебания волн.

При прохождении колебаний через какую-либо однородную среду, они не откланяются от заданной траектории, однако, если на пути волн, встречаются трещины, пустоты, шлаковые включения, неровности, неоднородности структуры и другое, то это все будет отражено на панели прибора для ультразвукового контроля — дефектоскопа.

Это оборудование ультразвукового контроля помогает обследовать качество монтажа сварных соединений, место расположения брака в соединениях и конструкциях, размер дефекта, иногда возможно определение вида дефекта по видимым характеристикам.

Применение УЗК дефектоскопии

• Входной контроль металлических и пластмассовых изделий.
• Определение износостойкости магистральных трубопроводов, конструкций тепловой, химической и нефтеперерабатывающей промышленности.
• Проверка состояния деталей и элементов на предприятиях машиностроительного комплекса.
• Обследование соединений и сварных швов элементов.
• Проверка качества и состояния различных металлических элементов в лабораторных и полевых условиях.

Приборы ультразвукового контроля

Сфера применения ультразвуковых установок достаточно обширная. УЗК дефектоскопы способны определять несоответствия структуры в металлических конструкциях и неметаллических изделиях. Их огромное преимущество в том, что проводить обследование возможно также на геометрически разных элементах, кругах, ромбах, пластинах или других сложных фигурах.

Аппаратура для ультразвукового контроля применяется на начальном этапе строительства, изготовления материала, в процессе монтажа, при длительной эксплуатации элемента и т.д.

Также эти приборы широко применяются, потому что относятся к одному из методов неразрушающего контроля, то есть, используя любой дефектоскоп, отсутствует риск повреждения как внутренней, так и внешней структуры материала.

Из чего состоит дефектоскоп

Чтобы наиболее точно понять принцип действия УЗК, разберем, из чего состоят приборы ультразвукового контроля:

• источник испускания ультразвуковых волн;
• специальный приемочный элемент для приема волн;
• датчик контроля;
• панель вывода результатов исследования.

Для определения расстояния до дефекта, проводится замер времени распространения волны до начала инородных показаний на приемнике, а для того, чтобы узнать точную величину нарушения, используют амплитуду отраженного импульса.

Приборы для ультразвукового контроля

На данный момент существуют различные виды дефектоскопов и их модернизации, в целом их все можно разделить на две основные группы: это толщиномеры и, непосредственно, дефектоскопы, работающие засчет акустических колебаний.

В составе с ними применяются преобразователи звуковых колебаний и специальные кабели. Для создания благоприятной среды для прохождения волн, при обследовании применяются специальные гели, которые наносятся на материал изделия.

Вихретоковый дефектоскоп вит-4

Наиболее популярное в России устройство для нахождения и определения глубины трещин в металле.

Масса такого изделия не более 500 грамм, что позволяет ему быть абсолютным мобильным.

Прибор применяется на изделиях из металла с минимальной толщиной 2 мм.

В комплекте к данному оборудованию идут:

• Преобразователь вихретоковый.
• Батарея.
• Кабель соединительный.
• Наушники.
• Специальное руководство по правильному использованию.
• Чехол для данного оборудования.
• Два контрольных образца из стали и алюминия с трещинами для проверки пригодности.

Примерная стоимость дефектоскопа ВИТ-4 равна 50000 руб. с эксплуатационным сроком годности 3 года.

Ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений «ПЕЛЕНГ»

Оборудование такого вида предназначено для обследования элементов на наличие сплошностей, однородности, дефектов сварных швов. Может определять, на какой глубине находится нарушение и его примерную величину.

Вес устройства до 1 кг. Он может производить обследование на материалах толщиной от 2 мм до 1,5 м.

Приборы ультразвукового контроля сварных швов типа EPOCH

Это современный прибор, в котором сочетается стандартный набор возможностей ультразвукового устройства с фазированной решеткой. Используется для исследования состояния сварных швов. Достоинство этого оборудования в том, что он может работать в очень широком диапазоне температур, то есть имеется возможность проведения обследования во время нанесения шва и сразу после.

Также у него упрощенная калибровка чувствительности и имеется возможность фокусировки. Имеется возможность отсеивания шума, что увеличивает точность снимков.

Ступая в ногу со временем, в данном устройстве имеется большой объем памяти, это позволяет сохранять снимки сразу в приборе без вывода их на печать. Прибор способен передавать данные сразу на программное обеспечение компьютеров без потери качества изображения.

 Устройство УД2-70

УД2-70 одна из модификаций устройств типа УД.

Данное оборудование ультразвукового контроля являются практически универсальными, так как позволяют определять сплошность, находить трещины, обследуются им сварные швы, мелкие детали, полуфабрикаты.

Особенно полюбился данный прибор в локомотивной промышленности. Приборы УД имеют интерфейс для обнаружения дефектов в деталях колесных пар, МПВС и т.д.

Корпус аппарата сделан из алюминия, что придает ему особенную надежность. Чувствительность контрастов на высоте и также имеется внутренний объем встроенной памяти, что позволяет сохранять результаты обследования.

Аппарат ультразвукового контроля сварных соединений УСД

Универсальное оборудование, на рынке присутствует в различных модификациях. Сделан из ударопрочного материала.

Масса аппарата 1500 г. Аппараты этой серии также имеют вход для энкодера, что позволяет легко и быстро подключать сканеры для построения разверток участка обследования.

К приятным функциям данного аппарата, кроме его надежности и хороших эксплуатационных характеристик, можно отнести функцию смены цвета дисплея.

Дефектоскопы ультразвуковые для контроля сварных швов «СКАРУЧ»

Применяется для материалов толщиной от 4 до 60 мм, имеется встроенная функция толщиномера. Применяется для обследования сварных соединений и конструкций округлой формы (магистральные трубопроводы, различные сосуды и т.п.).

Имеется возможность подключения к компьютеру для передачи информации или подключение к принтеру для вывода информации на бумагу.

Вес сканирующей установки около 4 кг.

Прибор сертифицирован и применяется в различных отраслях промышленности и строительства. Является ручным прибором без автоматической настройки данных.

Ультразвуковое устройство DIO 1000 SFE

Оборудование оснащено по последнему слову техники, современными функциями подключения персонального компьютера, принтеров и дополнительных сканирующих установок. Имеет большой экран, компактен и прост в использовании.

Является высокочастотным аппаратом, вес составляет всего 1,3 кг!

Для удобства пользования экран оснащен антибликовой функцией, является полностью цифровым устройством.

Один из самых высоких температурных диапазонов эксплуатации от -20 до 60 градусов. Может функционировать от батареи до 10 часов.

Применение дефектоскопов за границей

Первые дефектоскопы были лампового типа, и производиться они начали в середине двадцатого века.

В быстром потоке развития технологий, дефектоскопы постоянно меняются, модернизируются и совершенствуются. За границей треть всех обследований конструкций и изделий производится УЗК неразрушающим методом.

В связи со своими малыми размерами и безопасностью для окружающей среды, приборы для ультразвукового контроля сварных соединений широко применяются на атомных электростанциях, трубопроводах с горючими веществами и др., так как на таких предприятиях трудно использовать автоматические исследовательские устройства.

Ультразвуковые толщиномеры

Толщиномеры – это оборудование ультразвуковой дефектоскопии, применяются для измерения толщины верхнего покрытия металлического изделия, чтобы определить целостность слоя, степень его износа.

Работает толщиномер с помощью ультразвуковых колебаний, но настроен иначе. После приложения его к покрытию, волны проникают сквозь лакокрасочный слой и упираются в металлическую поверхность под ним. Данные о времени прохождения слоя до его отражения металлической поверхностью считываются и прибор выдает точное значение толщины.

Достоинства и недостатки приборов ультразвукового контроля сварных швов

Начнем с преимуществ, которых достаточно много:

• Эхо-импульсное оборудование является безопасным для окружающей среды и людей.
• Компактность приборов способствует их высокой мобильности.
• Получение результатов в момент обследования.
• Вследствие высокой мобильности, возможно проведение обследования в условиях эксплуатации объекта без прерывания его работы.
• Относительно низкая стоимость.
• Высокая точность полученных результатов.

Данные с дефектоскопов позволяют, как определять наличие дефектов, так и определять характеристики сплавов и их свойства.

Недостатки:

• Не могут со 100% точностью определить размер дефекта.
• Для расшифровки результатов необходимо наличие специалиста с определенной квалификацией.
• Невозможно проведение испытания, если дефектоскоп не касается предмета обследования.
• При использовании устройства на некоторых видах металла (имеющих зернистую структуру) имеется возможность получения недостоверных результатов, вследствие рассеяния волн в зернистой структуре.

Дефектоскопы – это во многом универсальные устройства, которые помогают тщательно и быстро проводиться исследования любых элементов, изготовленных из металлов и сплавов.

Дефектоскопия сварных швов — виды контроля качества

Окончание сварных работ – это начало контроля качества сварных соединений. Ведь понятно, что от качества проведенных работ зависит долгосрочная эксплуатация сборной конструкции. Дефектоскопия сварных швов – это методы контроля сварных соединений. Их несколько, поэтому стоит разобраться в теме досконально.

Виды контроля сварных соединений

Существует видимые дефекты сварочного шва и невидимые (скрытые). Первые легко можно увидеть глазами, некоторые из них не очень большие, но при помощи лупы обнаружить их не проблема. Вторая группа более обширная, и располагаются такие дефекты внутри тела сварного шва.

Обнаружить скрытые дефекты можно двумя способами. Способ первый – неразрушающий. Второй – разрушающий. Первый вариант, по понятным причинам, используется чаще всего.

Неразрушающий способ контроля качества сварных швовВ этой категории несколько способов, использующихся для проверки качества сварных швов.

• Визуальный осмотр (внешний).
• Магнитный контроль.
• Дефектоскопия радиационная.
• Ультразвуковая.
• Капиллярная.
• Контроль сварных соединений на проницаемость.

Есть и другие способы, но используются они нечасто.

Визуальный осмотр

С помощью внешнего осмотра можно выявить не только видимые дефекты швов, но и невидимые. К примеру, неравномерность шва по высоте и ширине говорит о том, что в процессе сварки были прерывания дуги. А это гарантия, что шов внутри имеет непровары.

Как правильно проводится осмотр.

• Шов очищается от окалин, шлака и капель металла.
• Затем его обрабатывают техническим спиртом.
• После еще одна обработка десятипроцентным раствором азотной кислоты. Она называется травление.
• Поверхность шва получается чистой и матовой. На ней хорошо видны самые мелкие трещинки и поры.

Внимание! Азотная кислота – материал, разъедающий металл. Поэтому после осмотра металлический сварной шов надо обработать спиртом.

О лупе уже упоминалось. С помощью этого инструмента можно обнаружить мизерные изъяны в виде тонких трещин толщиною меньше волоса, пережоги, мелкие подрезы и прочие. К тому же при помощи лупы можно проконтролировать – растет ли трещина или нет.

При осмотре можно также пользоваться штангенциркулем, шаблонами, линейкой. Ими замеряют высоту и ширину шва, его ровное продольное месторасположение.

Магнитные методы дефектоскопии основаны на создании магнитного поля, которое пронизывает тело сварного шва. Для этого используется специальный аппарат, в принцип работы которого вложено явления электромагнетизма.

Есть два способа, как определить дефект внутри соединения.

1. С использованием ферромагнитного порошка, обычно это железо. Его можно использовать как в сухом виде, так и во влажном. Во втором случае железный порошок смешивают с маслом или керосином. Его посыпают на шов, а с другой стороны устанавливают магнит. В местах, где есть дефекты, порошок будет собираться.
2. С помощью ферромагнитной ленты. Ее укладывают на шов, а с другой стороны устанавливают прибор. Все дефекты, которые оказываются в стыке двух металлических заготовок, будут отображаться на этой пленке.

Этот вариант дефектоскопии сварных соединений можно использовать для контроля только ферромагнитных стыков. Цветные металлы, стали с хромникелевым покрытием и другие таким способом не контролируются.

Радиационный контроль

Это, по сути, рентгеноскопия. Здесь используются дорогие приборы, да и гамма-излучение вредно для человека. Хотя это самый верный вариант обнаружения дефектов в сварочном шве. Они четко видны на пленке.

Ультразвуковая дефектоскопия

Это еще один точный вариант обнаружения изъянов в сварочном шве. В его основе лежит свойство ультразвуковых волн отражаться от поверхности материалов или сред с разными плотностями.

Если сварной шов не имеет внутри себя дефектов, то есть, его плотность однородна, то звуковые волны пройдут сквозь него без помех.

Если внутри дефекты есть, а это полости, наполненные газом, то внутри получаются две разные среды: металл и газ.

Это самый удобный и быстрый способ контроля сварных соединений трубопроводов, сосудов и других конструкций. Единственный у него минус – сложность расшифровки полученных сигналов, поэтому с такими приборами работают только высококвалифицированные специалисты.

Капиллярный контроль

Методы контроля сварных швов капиллярным способом основаны на свойствах некоторых жидкостей проникать в тело материалов по самым мельчайшим трещинкам и порам, структурным каналам (капиллярам). Самое главное, что этим способом можно контролировать любые материалы, разной плотности, размеров и формы. Неважно, это металл (черный или цветной), пластик, стекло, керамика и так далее.

Проникающие жидкости просачиваются в любые изъяны поверхности, а некоторые из них, к примеру, керосин, могут проходить сквозь достаточно толстые изделия насквозь. И самое главное, чем меньше размер дефекта и выше впитываемость жидкости, тем быстрее протекает процесс обнаружения изъяна, тем глубже жидкость проникает.

Сегодня специалисты пользуются несколькими видами проникающих жидкостей.

Пенетранты

С английского это слово переводится, как впитывающий. В настоящее время существует более десятка составов пенетрантов (водные или на основе органических жидкостей: керосин, масла и так далее).

Все они обладают малым поверхностным натяжением и сильной цветовой контрастностью, что позволяет их легко увидеть.

То есть, суть метода такова: наносится пенетрант на поверхность сварочного шва, он проникает внутрь, если есть дефект, окрашивается с этой же стороны после очистки нанесенного слоя.

Сегодня производители предлагают разные проникающие жидкости с разным эффектом обнаружения изъяном.

• Люминесцентные. Из названия понятно, что в их состав входят люминесцентные добавки. После нанесения такой жидкости на шов нужно посветить на стык ультрафиолетовой лампой. Если дефект есть, то люминесцентные вещества будут отсвечивать, и это будет видно.
• Цветные. В состав жидкостей входят специальные светящиеся красители. Чаще всего это красители ярко-красные. Они хорошо видны даже при дневном свете. Наносите такую жидкость на шов, и если с другой стороны появились красные пятнышки, то дефект обнаружен.

Есть разделение пенетрантов по чувствительности. Первый класс – это жидкости, с помощью которых можно определить дефекты с поперечным размером от 0,1 до 1,0 микрона. Второй класс – до 0,5 микрон. При этом учитывается, что глубина изъяна должна превосходить его ширину в десять раз.

Наносить пенетранты можно любым способом, сегодня предлагаются баллончики с этой жидкостью. В комплект к ним прилагаются очистители для зачистки дефектуемой поверхности и проявитель, с помощью которого выявляется проникновение пенетранта и показывается рисунок.

Как это надо делать правильно.

• Шов и околошовные участки необходимо хорошо очистить. Нельзя использовать механические методы, они могут стать причиной занесения грязи в сами трещины и поры. Используют теплую воду или мыльный раствор, последний этап – очистка очистителем.
• Иногда появляется необходимость протравить поверхность шва. Главное после этого кислоту убрать.
• Вся поверхность высушивается.
• Если контроль качества сварных соединений металлоконструкций или трубопроводов проводится при минусовой температуре, то сам шов перед нанесением пенетрантов надо обработать этиловым спиртом.
• Наносится впитывающая жидкость, которую через 5-20 минут надо удалить.
• После чего наносится проявитель (индикатор), который из дефектов сварного шва вытягивает пенетрант. Если дефект небольшой, то придется вооружиться лупой. Если никаких изменений на поверхности шва нет, то и дефектов нет.

Керосин

Этот способ можно обозначить, как самый простой и дешевый, но от этого эффективность его не снижается. Его проводят по этой технологии.

• Очищают стык двух металлических заготовок от грязи и ржавчины с двух сторон шва.
• С одной стороны на шов наносится меловой раствор (400 г на 1 л воды). Необходимо дождаться, чтобы нанесенный слой просох.
• С обратной стороны наносится керосин. Смачивать надо обильно в несколько подходов в течение 15 минут.
• Теперь нужно наблюдать за стороной, где был нанесен меловой раствор. Если появились темные рисунки (пятна, линии), то значит, в сварочном шве присутствует дефект. Эти рисунки со временем будут только расширяться. Здесь важно точно определить места выхода керосина, поэтому после первого нанесения его на шов, нужно сразу проводить наблюдение. Кстати, точки и мелкие пятнышки будут говорить о наличие свищей, линии – о наличии трещин.Очень эффективен этот метод при стыковочных вариантах соединение, к примеру, труба к трубе. При сварке металлов, уложенных внахлест, он менее эффективен.

Методы контроля качества сварных соединений на проницаемость

В основном этот способ контроля используется для емкостей и резервуаров, которые изготовлены методом сварки. Для этого можно использовать газы или жидкости, которыми заполняется сосуд. После чего внутри создается избыточное давление, выталкивающее материалы наружу.

И если в местах сварки емкостей есть дефекты, то жидкость или газ тут же начнут через них проходить.

В зависимости от того, какой контрольный компонент используется в проверочном процессе, различаются четыре варианта: гидравлический, пневматический, пневмогидравлический и вакуумный. В первом случае используется жидкость, во втором газ (даже воздух), третий – комбинированный.

И четвертый – это создание внутри емкости вакуума, который через дефектные швы будет втягивать внутрь резервуара окрашивающие вещества, наносимые на внешнюю сторону шва.

При пневматическом способе внутрь сосуда закачивается газ, давление которого превышает номинальный в 1,5 раза. С внешней стороны на шов наносится мыльный раствор. Пузырьки покажут наличие дефектов.

При гидравлической дефектоскопии в сосуд заливается жидкость под давлением в 1,5 раза превышающее рабочее, производится обстукивание околошовного участка. Появление жидкости говорит о наличии изъяна.

Вот такие варианты дефектоскопии трубопроводов, резервуаров и металлоконструкций сегодня используют для определения качества сварного шва. Некоторые из них достаточно сложные и дорогие. Но основные просты, поэтому и часто используемые.

Поделись с друзьями

Виды методов

Дефектоскоп для проверки сварных швов может иметь несколько видов методов проверки. Среди них выделяют:

• Эхо-метод, который основывается на испускании коротких ультразвуковых импульсов. Прибор регистрирует их время прихода и активность звуковой волны. При встрече с несплошностью, который зачастую выступает тот или иной дефект, волна в этом месте возвращается раньше, чем в остальных. Пр. Благодаря эхо-дефектоскопу можно обнаружить дефекты, как на поверхности, так и внутри шва, расположенные в различных пространственных положениях.
• Теневой метод ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений работает на принципе отражения звукового колебания, который встречается с дефектом на своем пути. Отражение происходит в обратном направлении. О том, что дефект действительно присутствует, можно понять по тому, как изменяется фаза принимаемого сигнала звука, так как звук огибает дефект. Применяется как метод неразрушающего контроля сварных соединений рельсов и прочих крупных металлических изделий.
• Зеркально-теневой применяется как дополнение или замена эхо-дефектоскопам. Он хорошо подходит для определения относительно небольших дефектов, дающих слабый уровень отражения. Направление распределения волн здесь раздельно-совмещенное с преобразователем. Разнообразные дефекты, такие как вертикальные трещины и прочие, зачастую ориентируются перпендикулярно основной поверхности, где проходит преобразователь. Все это дает рассеянный слабый донный сигнал, так как на поверхности продольная волна приобретает вид головной. Она же в свою очередь излучает боковые волны, которые уносят энергию. Зеркально-теневой метод используется для выявления вертикальных трещин.

Устройство

Основным элементом устройства, который испускает звуковые волны, является генератор импульсов. Образуемые им сигналы передаются на следующий элемент, которым выступает преобразователь. Он повернут непосредственно к образцу исследуемого металла, чтобы отраженный сигнал мог попасть точно на его поверхность.

После возвращения волны она попадает на поверхность преобразователя, который отправляет сигнал на следующий компонент – усилитель. Он необходим для того, чтобы получаемый относительно слабый импульс был усилен для нормального восприятия электронно-лучевой трубкой.

При помощи генератора развертки электронно-лучевая трубка выводит изображение полученного анализа.

Принцип работы

Ультразвуковой дефектоскоп сварных швов имеет следующий принцип работы. Когда волна генерируется при помощи соответствующего элемента устройства, она моментально начинает распространяться в воздушном пространстве. Но в то время, когда она сталкивается со средой, плотность которой отличается от той, в которой она проходила до этого, то часть волн возвращается.

При одной плотности шва это должно происходить на момент вхождения ее в шов и на момент выхода, то есть график должен быть ровным. Но если внутри есть неровности и воздушные прослойки, что говорит о наличии дефекта, то волна будет приходить назад неравномерно.

Преобразователь помогает определить данную особенность, а усилитель обеспечивает показания сигнала так, чтобы человек смог локализовать найденный дефект.

Технические характеристики

На примере такой модели как дефектоскоп контроля сварных швов УД1 можно рассмотреть основные технические характеристики данных устройств:

Модели и отличительные особенности

Каждый ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных швов обладает собственными параметрами, которые обеспечивают ему свою сферу применения. Среди основных распространенных моделей можно выделить:

• УД4 12Т используется для анализа однородности металла, пластика и прочих твердых материалов. Применяется в машиностроении, в строительстве, металлургической промышленности, а также при ремонте транспортных средств.

Ультразвуковой дефектоскоп УД4 12Т

• УСД 50 – универсальная модель, которая обладает цветным дисплеем, что построен по технологии TFT. Экран большого размера, поддерживающий разрешение 640х480 точек. Вес устройства около 2 кг, работа прибора идет от аккумуляторов. Это отличный выбор для профессионалов.

Ультразвуковой дефектоскоп УСД 50

• УСД 60 – универсальная модель, которая обладает TFT дисплеем, размером 135х100 мм. Сигналы выводятся в виде каналов А, В и С. Может записывать большие объемы данных. Есть функция автоматического формирования отчетов с последующим выводом на печать. Устройство отличается высокой точностью и тонкой коррекцией. Есть поддержка подключения многоканальных систем сканирования.

Ультразвуковой дефектоскоп УСД 60

• УД 25 П45 – не имеет функции сохранения данных, а также не подключается к ПК. Используется для поиска дефектов и измерения толщины деталей.
• ФОКУС РХ – применяется как один из компонентов автоматических систем контроля. Работает на собственном программном обеспечении ФОКУС ПК. Обладает хорошими характеристиками в параметрах сигнал-шум и скорости контроля.

Производители

Среди производителей на современном рынке выделяются такие компании как:

• Novotest;
• АКС;
• Helling;
• Orient;
• Пульсар.