Ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений

Ультразвуковой контроль

Ультразвуковой контроль (УЗК) – один из методов НК. Основанный на ультразвуковых колебаниях и впервые апробированный в 30-х годах прошлого века, он всего лишь два десятилетия спустя стал самым востребованным методом контроля сварочных швов и соединений.

Принцип действия УЗК

Звуковые волны отличаются неизменностью своей траектории в однородном материале. Их отражение говорит о наличии сред, удельные акустические сопротивления которых отличаются друг от друга.

Метод УЗК подразумевает излучение в проверяемый объект акустических колебаний для принятия их отражения специальным дефектоскопом с пьезоэлектрическим преобразователем.

Анализ полученных данных позволяет выявлять отклонения и определять их ключевые параметры (габариты, глубину, форму) по амплитуде отраженных звуковых волн.

Алгоритм акустической дефектоскопии

Технология УЗК, использующаяся в промышленном производстве без малого сто лет, применяется для проверки сварочных швов, пайки, сварки и склейки разноструктурных соединений и металлов. Продолжительная популярность метода обусловлена выявлением широкого диапазона микро-отклонений и точностью результатов.

Сферой максимального применения акустической дефектоскопии является контроль сварных соединений. Типичным примером проведения мероприятий УЗК может служить, выполнение теневого метода, чей поэтапный алгоритм предусмотрен ГОСТ Р 55724-2013:

1. Тщательное очищение исследуемого сварного шва, с прилегающими к нему с обеих сторон участками шириной до 70 мм
2. Нанесение смазочного средства (глицерин, солидол, технические масла) для повышения точности результатов
3. Настройка и калибровка средств УЗК по действующим стандартам
4. Установка излучателя и приемника (искателя)
5. Искатель сканирует сварочный шов, перемещаясь зигзагами по всей его длине. Появление на мониторе сигнала с наибольшей амплитудой свидетельствует о наличии повреждений
6. Если достоверность присутствия изъяна установлена, сведения о нем вносятся в регистрационную таблицу:
• Расслоения и пористость наплавленного металла
• Трещины, неровности, непровары
• Свищеобразные повреждения, несплавления
• Провисание, коррозия и окислы металла
• Нарушение геометрических параметров и химического состава
7. Согласно ГОСТ 55724-2013, результаты протоколируются и вносятся в специальный журнал, после проведения нескольких серий сканирования:
• Наименование и индекс разновидности сварного стыка
• Длина проверяемого шва
• ТУ проведения проверки
• Наименование и тип, используемых приборов
• Частота колебаний в герцах

Проведение УЗК не ограничивается промышленными отраслями и достаточно часто применяется в частном порядке в процессе возведения или реконструкции жилой и коммерческой недвижимости.

Особенности оценки результатов

От чувствительности прибора зависит качество сканирования, распознание и определение количества отклонений. Обнаруженные дефекты оцениваются по таким параметрам, как:

• Величина колебания и условная длина звуковой волны
• Геометрические характеристики отклонений

УЗК не позволяет установить предельно точные показатели дефекта, поэтому для сопоставления используется эталонное изделие. Реальная площадь отклонения почти всегда превышает размеры, полученные путем специальных вычислений.

Классификация методов УЗК

Многочисленность разновидностей методов УЗК обусловила их разделение на две группы.

Активные методы базируются на излучении и приеме упругих волн. Они включают в свою группу:

1. Методы прохождения – отслеживания изменений сквозных колебаний, прошедших через проверяемый объект, среди которых:
• Теневой, использующий два преобразователя, один из которых для генерирования, а второй – для приема колебаний.
• Зеркально-теневой, контролирующий объекты с двумя параллельными сторонами
• Временной теневой, базирующийся на импульсном запаздывании и контролирующий бетон
• Эхо-сквозной, использующий два преобразователя по разным сторонам проверяемого объекта
• Велосиметрический, фиксирующий изменения скорости упругих волн
• Комбинации этих методов
2. Собственных частот, измеряющий колебания проверяемых объектов
3. Свободных колебаний, возбуждаются воздействием на предмет проверки любым механическим ударом

Пассивные методы базируются на приеме и анализе волн, источаемых объектом исследования:

• Акустико-эмиссионный, подразумевающий излучение упругих волн самим материалом
• Вибрационно-диагностический, анализирующий параметры вибрации, возникающей в процессе функционирования исследуемого механизма
• Шумодиагностический, изучающий спектр шумов функционирующего механизма с помощью микрофона и прочих спектро-анализаторов

Только технически правильный выбор и применение методики УЗК могут гарантировать эффективное выполнение работ и достоверность результатов.

Средства измерения УЗК

Ультразвуковой контроль предполагает применение специальных устройств и приборов:

• Высокоточные дефектоскопы (импульсные, импедансные) для сварных швов и продукции из металла с множеством функций, включая документирование результатов
• Преобразователи, среди которых самые распространенные с пьезоэлектрическим эффектом
• Компактные толщинометры способные оценить износ рельсов, определить толщину металлов, неметаллов и объектов с односторонним доступом

Все приборы устроены по аналогичному принципу. Они способны выявлять повреждения и определять глубину их залегания.

Плюсы и минусы УЗК

Помимо таких важных плюсов, как безопасность для персонала и сохранность целостности объекта проверки, методы акустического контроля отличаются:

• Экономичностью, точностью и оперативностью проведения
• Мобильностью, обеспеченной портативными приборами и устройствами
• Возможностью проведения контроля без приостановки или выведения из использования проверяемого объекта

Не обошлось и без минусов, главные среди которых:

• Недостаточность сведений об отклонениях
• Проблематичность контроля мелких деталей, сварных швов разнородных сталей и крупнозернистых металлов по причине преувеличенного рассеяния или затухания звуковых волн
• Необходимость создания поверхностных шероховатостей от 5 класса и выше для ввода звука в металл пьезоэлектрическими преобразователями

Ультразвуковые методы контроля представляет собой надежное и результативное средство по обнаружению широкого спектра дефектов, включая сварные стыки и швы.

Ультразвуковые дефектоскопы

Ультразвуковой дефектоскоп — это оборудования предназначенное для выявления дефектов изделия без его повреждений. Изъяны обнаруживаются путем проникновения ультразвуковых волн в металл. Популярность аппаратуры высокая, ведь это единственный метод получить точные результаты диагностики, не повреждая естественную структуру изделия.

Как осуществляется контроль ультразвуком?

Метод чаще используют для контроля прочности сварных швов. Ультразвуковой дефектоскоп сварного шва работает по следующему принципу. В толщу металла распространяются определенные деформации, именуемые акустическими или упругими волнами. Они бывают нескольких видов:

Во время распространения ультразвука, среда, по которой он расходится, совершает размеренные колебания относительно точки равновесия. В твердых телах могут действовать продольные и поперечные колебания.

Максимально точно контролировать прочность сварных швов позволяют оба вида волн. Скорость подачи и распространения ультразвука напрямую зависит от прочности и внутренней среды исследуемого материала.

Интенсивность подачи звуковых волн можно контролировать.

По мере распространения звуковой волны, ее интенсивность утихает. От того, какими темпами это происходит, можно судить о плотности материала. Прибор показывает коэффициент затухания ультразвука, формируя его исходя их показателей рассеивания и поглощения. Точность показаний высокая, что позволяет получить четкую картину о качестве сварных швов, металла, прочих твердых материй.

Как работает ультразвуковой дефектоскоп сварных соединений?

Науке известно всего несколько способов работы с ультразвуковыми аппаратами для произведения контроля плотности сварных швов, прочих металлических соединений. Их отличия только в методе оценки полученной информации. Любой из видов оценки данных соответствует действующему ГОСТУ.

Источник подачи ультразвука

Несмотря на разные способы сбора аналитических данных, ультразвуковые дефектоскопы металлу использует схожий метод работы. Главной деталью в аппарате служит пластина из кварца или титана бария. Пластина располагается в специальном щупе (искательной головке).

Щуп медленно перемещают по исследуемой поверхности, фиксируя коэффициент угасания волны. Волна подается за счет действия электрического тока, вследствие действия которого вырабатываются пучки ультразвука.

На основе полученных данных можно говорит о плотности соединения, наличии дефектов, полостей, трещин, прочих ненужных деформаций.

Этапы диагностики

Перед началом исследования необходимо произвести зачистку металла от коррозии, краски, прочих посторонних материй. Нет необходимости зачищать всю поверхность.

Достаточно соблюдать промежуток до 70 сантиметров. В таком виде материал уже готов к диагностике, но лучше будет дополнительно обеспечить проходимость ультразвука.

Ультразвуковой дефектоскоп сварных швов перед началом работы нужно настроить для решения конкретно поставленных целей. Здесь есть несколько вариантов:

Как добиться максимально точных результатов исследования?

Для получения более точных данных необходимо зигзагообразно перемещать щуп дефектоскопа по поверхности исследуемого материала. При этом желательно хотя бы на 10-15% вращать щуп вокруг оси металла.

Если прибор издает какие-либо нехарактерные колебания, в указанном месте необходимо максимально сильно развернуть щуп, чтобы появилась возможность точно определить дислокацию некачественного соединительного шва.

Поиск продолжается до тех пор, пока не будет установлено место материи, где пик ультразвука наивысший.

Следует учитывать, что прибор ультразвуковой диагностики может выдавать погрешности вследствие отражения волны от швов. Для этого используют дополнительные способы исследования.

Если несколько способов диагностики приводят к одному и тому же ответу, можно фиксировать дефект, записывая координаты изъяна.

Производители оборудования, опираясь на требования и правила ГОСТА, рекомендуют производить диагностику одного и того же объекта не менее двух раз разными приборами.

Полученные во время работы ультразвукового дефектоскопа данные, записываются в специальный журнал или таблицу. Это позволяет не только быстро устранить изъян в соединении, но и ускорить повторную диагностику, ведь потенциальные проблемные места уже известны.

Дефекты, которые точно фиксирует УЗД диагностика

Контроль сварочных швов, произведенный с помощью приборов ультразвука, дает четкую картину ситуации. Правильно выполненная работа с аппаратом практически на 100% гарантирует точность ответа на вопросы. Но, все же, область использования оборудования имеет некоторые ограничения.

Проблемы, которые реально зафиксировать УЗД датчиком:

Диагностика максимально точна, если применять ее к следующим видам металла:

Швы, которые можно исследовать при помощи ультразвука могут быть:

Область применения ультразвукового дефектоскопа

Наибольшую востребованность подобные приборы получили в производственной сфере. Также услугу диагностики можно заказывать в частном порядке для контроля сварочных швов при строительстве зданий, реконструкции жилых и промышленных помещений.

Узд контроль швов незаменим, когда нужно определить степень износа водопроводных, газовых труб. Активно закупки оборудования осуществляют владельцы нефтяной, химической и машиностроительной промышленности.

Портативные УЗД дефектоскопы используются геологами в полевых условиях, а также лаборантами для исследования мелких предметов.

Преимущества ультразвуковых дефектоскопов

Ультразвуковой дефектоскоп: цена, доставка

На сайте представлены лучшие модели приборов. Диапазон цен и функциональных возможностей приятно удивит клиентов компании.

Уточнить точную стоимость дефектоскопа можно, воспользовавшись электронной формой связи, указав точную модель прибора. Все модели диагностической аппаратуры подробно описано.

Здесь посетители узнают данные о производителе, функциональных возможностях, габаритах, области применения конкретного дефектоскопа. Дополнительные вопросы уточняются у консультанта.

Любой ультразвуковой дефектоскоп купить цена зависит также от производителя. На весь ассортимент сайта распространяется гарантия от производителя. Осуществляется адресная доставка в регионы. Клиентам доступны бесплатные консультации. Сэкономить помогут акции, распродажи, информация о которых регулярно обновляется на портале.

Показано с 1 по 20 из 41 (всего 3 “страниц”)

Страница:

Ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений

Необходимость в контроле сварных соединений перед их вводом в эксплуатацию является очень важным этапом во многих сферах. Сварка является часто используемым методом соединения металлических изделий, поэтому. Она используется как для ответственных металлоконструкций, так и для частной сферы.

Отсутствие дефектов в соединении позволяет использовать их по прямому назначению. При наличии какого-либо брака, применять такие изделия запрещено, так как это может привести к непредсказуемым последствиям.

Для анализа внутреннего состояния шва используют специальные устройства, одним из которых является ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений.

Ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений

Благодаря данному устройству можно проводить ультразвуковой анализ, который на данный момент является одним из самых популярных. За все время существования появилось большое разнообразие моделей такого устройства, позволяющие проводить анализ не только в условиях стационарных помещений, но и с возможностью переноски.

Принцип действия практически у всех одинаковый, но встречаются отличия в параметрах. Также имеется несколько особенностей использования, которые нужно знать специалисту, так как для обыкновенного человека трудно будет справиться с проведением анализа и расшифровкой полученных данных.

Дефектоскоп сварных швов доложен соответствовать ГОСТ 23667-85.

Дефектоскоп для сварных швов согласно ГОСТ 23667-85

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.

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

где: Н0 и Н соответственно — амплитуды звукового сигнала на входе и выходе из прибора.

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.

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.

Кроме того, такие ультразвуковые дефектоскопы теряют свою чувствительность при обследовании только что полученных сварных швов. Ещё одним ограничением магнитострикционных источников получения ультразвуковых волн считается их повышенная энергоёмкость.

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.

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.

Масса данного изделия, хоть и больше, чем у выше стоящих приборов, 2200 г, но он все еще является мобильным и доступным. Возможность снимков через толщины от 2 мм до 5 метров!

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.