Ультразвуковой контроль сварных швов — это акустический метод неразрушающего контроля, который помогает обнаружить скрытые дефекты в швах сварки, которые могут изменить характеристики конечного изделия относительно установленных в технической документации или паспорте. Ультразвуковой метод применяется для диагностики различных сварных соединений. При использовании ультразвукового контроля обнаруживаются воздушные включения, химические неоднородности (например, шлаковые включения в металле) и другие неметаллические элементы.
Состояние сварных швов всегда привлекает внимание, так как оно критически важно для общей прочности и устойчивости конструкции, независимо от возраста сварки. Ультразвуковой метод контроля (УЗК) является одним из наиболее точных методов проверки сварных соединений. Популярность этого метода обусловлена долгой историей его использования (более ста лет) и высокой точностью результатов, позволяющих выявлять даже мельчайшие дефекты. Согласно статистическим данным, применение ультразвукового контроля показало, что он способен обнаруживать любые дефекты, недостатки и несовершенства, влияющие на качество сварных швов и соединений. Поэтому метод ультразвукового контроля чаще всего используется для обследования сварных соединений металлических трубопроводов (включая газопроводы) и для выявления расслоений в бетоне.
Физические основы ультразвукового метода контроля
Ультразвуковой метод контроля основан на использовании колебаний высокой частоты (20кГц и выше), способных проникать сквозь материал и отражаться от дефектов в нем. Ультразвуковые волны генерируются специальным оборудованием и направляются в сварные швы для обнаружения дефектов, которые вызывают отклонение волн от стандартного направления. Эти отклонения визуализируются на мониторах приборов, позволяя оператору ультразвукового контроля идентифицировать различные дефекты.
Информация, получаемая в результате исследований, может быть выражена через:
- расстояние до дефекта, определенное временем прохождения ультразвуковой волны через материал;
- размер дефекта, выявленный по амплитуде отраженных импульсов
Ультразвуковой метод контроля нашел свое применение не только в промышленном строительстве, но и в частных случаях, включая строительство и реконструкцию частных домов. Например, его используют для проверки прочности бетона на расслоение.
Ультразвуковой контроль успешно применяется в следующих областях:
- контрольно-аналитическая диагностика различных узлов и деталей;
- выявление износа конструкций трубопроводов;
- исследования в машиностроении, нефте- и газовой отраслях;
- определение надежности сварных соединений в энергетических отраслях;
- анализ сварных швов при изменениях температуры и давления;
- выявление дефектов в металлических соединениях;
- лабораторные и полевые исследования объектов.
Преимущества ультразвукового контроля при контроле качества металла, сварных швов и соединений:
- Получение высокоточных результатов исследований за минимальное время и низкую стоимость делает ультразвуковой контроль привлекательным методом.
- Использование ультразвукового контроля не оказывает вредного воздействия на человека, в отличие от, например, рентгеновской дефектоскопии, что делает его безопасным и эффективным.
- Возможность проведения диагностики на месте у заказчика благодаря портативности оборудования для ультразвукового контроля делает процесс более удобным и эффективным.
- Ультразвуковая диагностика не требует вывода из эксплуатации объекта и может проводиться во время его работы, что экономит время и средства.
- Акустический контроль, используемый в ультразвуковой диагностике, является неразрушающим методом, что позволяет сохранить целостность объекта и избежать его повреждения при проведении контроля.
Ультразвуковой метод контроля сварных соединений
Более чем столетнее использование методики ультразвукового контроля в промышленности обеспечивает высокую точность при проверке сварных стыков и других соединений. Этот подход позволяет исследовать различные типы материалов и их сочетаний, включая металлы и другие материалы, а также их структурные компоненты. Ультразвуковой контроль сохраняет свою популярность благодаря своей эффективности в обнаружении дефектов (включая микро-дефекты) с высокой точностью.
Шаги проведения ультразвукового контроля:
- Тщательная предварительная очистка сварного соединения в околошовной зоне
- Использование специальных смазочных средств (как технических масел, глицерина или солидола) для повышения точности контрольных результатов.
- Соблюдение установленных стандартов при настройке оборудования для ультразвукового контроля.
- Получение точных данных исследования с помощью излучателя и приемника (сканера).
- При обнаружении дефекта на мониторе приемника отображается резкое увеличение амплитуды сигнала, указывающее на присутствие дефекта.
После выявления дефекта его параметры вносятся в реестр, который отображает:
- Дефекты в наплавленном металле.
- Микротрещины, непроваренные участки.
- Образования свищей и непроваров, а также другие виды повреждений.
- Коррозионные процессы, образование оксидов.
- Изменения размеров и контуров, включая изменения химического состава.
Согласно требованиям стандарта ГОСТ 55724-2013 результаты контроля оформляются в виде протокола и заносятся в журнал, где указываются:
- Наименование и тип сварного шва.
- Длина проверяемого шва.
- Тип и наименование используемого контрольного прибора.
- Частота колебаний
Применение ультразвукового контроля в частных секторах происходит по тем же принципам с целью выявления дефектов, которые могут привести к снижению надежности деталей или конструкций. В промышленных масштабах ультразвуковой контроль чаще всего применяется для проверки стыковых, угловых и тавровых сварных соединений и сварных швов трубопроводов (включая газопроводы).