Assma.ru

Ремонт и стройка
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Дефектоскопы ультразвуковые для контроля сварных швов

Ультразвуковой дефектоскоп для контроля сварных соединений

Автор: Игорь

Дата: 21.10.2016

  • Статья
  • Фото
  • Видео

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

Оборудование ультразвукового контроля

Ультразвуковой контроль обнаруживает дефекты путём проникновения ультразвуковых волн в металл. Преимущество: быстрое и точное дистанционное обнаружение любых дефектов. Яркие представители мира неразрушающего контроля — это ультразвуковые дефектоскопы и высокоточные толщиномеры, передвижные дефектоскопические кроулеры, дефектоскопы на фазированных решетках.

Ультразвуковой контроль определяет степень качества сварных соединений и проводится в рамках строительной экспертизы металлоконструкций. Ультразвуковой контроль сварных соединений с использованием фазированной решётки — это наиболее эффективный способ выявления дефектов сварных швов и целостности металлических изделий.

В сочетании с вихретоковым, метод ультразвукового контроля с применением дефектоскопов на фазированных решетках позволяют выполнять диагностику сварных швов и соединений быстрее и точнее. Снижаются затраты на проведение строительной экспертизы металлоконструкций зданий и сооружений. С помощью ультразвука можно выявлять и классифицировать дефекты, проводить оценку несущей способности металлоконструкций и их износа.

Метод ультразвуковой диагностики сварных швов с применением фазированной решётки позволяет провести наиболее полную диагностику сварных соединений без применения дорогостоящих методов неразрушающего контроля качества сварных швов, например, таких как рентгенографический, магнитопорошковый или капиллярный контроль.

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.

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.

Область и возможности применения методики УЗК

Проверка проводится на соединениях цветных металлов, чугуне, углеродистой и легированной стали. С помощью диагностики УЗК сварных швов выявляют:

  • пористость, связанную с насыщением расплава атмосферными газами;
  • включения ржавчины;
  • непровары;
  • участки с нарушением геометрии детали;
  • трещины в зоне термовлияния;
  • несплошности различной природы;
  • инородные включения в расплаве;
  • структурные расслоения;
  • неоднородность наплавленного слоя;
  • складки наплавочного материала;
  • свищи (сквозные дефекты);
  • провисание диффузионного слоя за пределами стыка.

УЗК-контролю сварных соединений подвергают различные конструкционные элементы:

  • тавровые швы;
  • трубные и фланцевые кольцевые соединения;
  • стыки любой конфигурации, включая сложные формы;
  • продольные и поперечные швы, подвергающиеся разнонаправленным нагрузкам или испытывающим высокое давление.

В инструкциях по ультразвуковому контролю сварных соединений указаны ограничения диагностики, связанные со способностью ультразвука рассеиваться при прохождении через металлическую решетку.

Геометрический диапазон контроля:

  • толщина проверяемых заготовок: mах 0,5–0,8 м, min 8–10 мм;
  • расстояние до контролируемого шва или углубление: mах 10 м; min 3 мм.

Методика применяется в строительной отрасли, автомобильной промышленности, на предприятиях, где есть сосуды высокого давления, котлы, технологические трубопроводы.

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. В этих целях используют солидол, масло, глицерин, прочие жидкости, содержащие жировые включения.

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

  • исследование материала толщиной менее 20 мм (используются стандартные заводские настройки);
  • диагностика материала, толщина которого свыше 20 мм (нужны параметры АРТ-диаграммы);
  • оценка качества сварных соединений (необходимы комплексные настройки, содержащие параметры диагностики АРТ диаграммы, прочих сложных импульсов).

    Сферы применения

    У нас можно купить приборы, которые подходят для контроля качества и надежности изделий из различных материалов на каждом этапе производства. Они также могут использоваться для контроля этих же показателей уже в процессе эксплуатации готовых объектов и изделий. Их много, они различаются принципом действия, функционалом, размерами и другими характеристиками, но используются для одной цели.

    Читать еще:  Гидроабразивная резка нержавеющей стали

    Оборудование для ультразвукового контроля позволяет выявлять и классифицировать дефекты, оценивать несущие способности различных конструкций и их износ. С помощью этой техники выявляют дефекты, слабые места и однородность материалов различных объектов и конструкций:

    • трубопроводы;
    • несущие конструкции;
    • листовой прокат;
    • балки и брусья;
    • сварные швы;
    • детали самолетов и др.

    Дефектоскопы позволяют выявить различные дефекты задолго до их появления. За счет этого можно предотвратить поломки механизмов, разрушения конструкций и аварийные ситуации на производствах. Они также помогают экономить средства, время и ресурсы, затраченные на производство деталей. Ведь некоторые неисправности, обнаруженные уже по окончании производственного процесса, не подлежат исправлению. И детали классифицируется как брак.

    Что являет собой УЗК сварочных стыков

    Ультразвуковой контроль сварных соединений, который часто называют дефектоскопией — это неразрушающий метод проверки, в процессе которого выявляются все присутствующие в стыке внутренние дефекты механического характера, а также химические отклонения от действующих стандартов.

    Данной технологией диагностируются сварные соединения разных типов. Действенной методика является для обнаружения шлаковых вкраплений в металле, выявления воздушных пустот, присутствия неметаллических элементов и химически неоднородного состава.

    Типы проводимых испытаний

    Ультразвуковые дефектоскопы могут использоваться в различных областях, где требуется неразрушающий контроль и анализ. Тип проводимых испытаний варьируется в зависимости от применения. Существуют два основных способа контроля — с помощью прямых преобразователей, либо наклонных.

    Контроль с помощью прямых преобразователей (П111, П112)

    Испытания с прямым лучом обычно используются для обнаружения трещин или расслоений, параллельных поверхности испытуемого элемента, а также пустот и пористости, таких как пластины, стержни, части ковки, отливки и т. д.

    Как и все другие методы ультразвуковой дефектоскопии, контроль с помощью прямых преобразователей использует основной принцип, согласно которому волна, проходящая через среду, будет продолжать распространяться до тех пор, пока она не рассеется или не отразится от границы с другим материалом (или от поверхности), таким как воздух или разрыв, создаваемый трещиной или аналогичным разрывом.

    В этом типе дефектоскопии оператор обеспечивает плотный акустический контакт преобразователя с образцом и идентифицирует сигнал, возвращающийся с дальней стенки, а также любые фиксированные отражения, происходящие из геометрических структур, таких как канавки или фланцы.

    Сигнал, который предшествует донному сигналу, подразумевает наличие трещины или пустоты в объекте контроля. Благодаря дальнейшему анализу можно определить глубину, , протяженность, размер и форму структуры, создающей отражение.

    Контроль с помощью наклонных преобразователей (П121, П122)

    Хотя методы прямого луча могут быть очень эффективными при поиске дефектов, они часто не эффективны при тестировании сварных швов, где несплошности обычно не ориентированы параллельно поверхности детали. Комбинация геометрии сварного шва, ориентация дефектов и наличие шва требуют осмотра со стороны сварного шва с использованием наклонного преобразователя.

    Эти испытания на сегодняшний день являются наиболее часто используемым методом ультразвуковой дефектоскопии. Наклонные УЗ ПЭП (П121-5-70) состоят из призмы и пьезоэлемента, которые встроены в один корпус. Они используют принцип преломления и преобразования звуковых волн на границе для получения преломленных сдвиговых или продольных волн в образце.

    Дефекты, которые точно фиксирует ультразвуковой дефектоскоп

    Одним из наиболее распространенных методов выявления дефектов является ультразвуковой контроль, при котором звуковые волны, распространяемые через материал, используются для идентификации таких дефектов. Ультразвук ведет себя предсказуемо при взаимодействии с поверхностями и внутренними дефектами.

    Наиболее распространенными несплошностями, которые может выявить ультразвуковой дефектоскоп являются:

    • Трещины;
    • Пустоты и раковины;
    • Сколы;
    • Пористость в металлах, керамике и пластмассах;
    • Расслоения;
    • Некачественные сварные швы;
    • Коррозия;
    • Износ металла
    • Несоответствие толщины металла требованиям тех условий.

    Основные производители и популярные модели дефектоскопов

    На Российском рынке существует большой выбор приборов ультразвукового контроля, которые различаются между собой как по параметрам, функциональным возможностям так и по цене. В таблице представлены характеристики некоторых популярных моделей ультразвуковых дефектоскопов.

    МодельМаксимальная длина контролируемого материала (сталь)Диапазон регулировки усиленияДиапазон скоростейДиапазон рабочих температурРазмер дисплея и разрешениеРазверткаПамятьВремя автономной работыМасса
    Ультразвуковой дефектоскоп УСД-60до 3000 мм (эхо-режим), 6000 мм (теневой режим)100 дБ1000 – 10 000 м/сот -30º C до +55° CЦветной, TFT 640 х 480 точек (135 х 100 мм).мин.: 0 — 11,9 мм
    макс.: 0 — 5950 мм (сталь)
    200 настроек с А-сигналом 1000 протоколов контроля6-8 часов от аккумуляторов1,4 кг с аккумуляторами
    УСД-60ФР (на фазированных решетках)2900 мм (сталь 5950 м/с)80 дБ2300 — 10 000 м/сот -30º C до +55° CЦветной выококонтрастный, TFT 640 х 480 точек, (130 х 100 мм).мин.: 0 — 5 мм макс.: 0 — 600 мм с шагом 0.1, 1, 5, 10 мм200 настроек с А-сигналом 1000 протоколов контроляне менее 10 часов от встроенного аккумулятора1,4 кг с аккумуляторами
    УСД-50 IPSдо 4500 мм (эхо-режим), 9000 мм (теневой режим)100 дБ1000 — 10 000 м/сот -30º C до +55° CЦветной высококонтрастный, TFT 640 х 480 точек, (130 х 100 мм).мин.: 0 — 2 мкс макс.: 0 — 1530 мкс с шагом 0.01, 0.1, 1, 10 и 100 мкс200 настроек с А-сигналом 1000 протоколов контроля (сигнал, огибающая, результат измерения, параметры работы прибора, дата, время и название протокола)10 часов работы от встроенного аккумулятора1,4 кг с аккумуляторами
    A1214 EXPERT3500 мм100 дБ1000÷15000 м/сот -30º до +55 ºCцветной TFT8 ч1,9 кг

    Суть ультразвуковой дефектоскопии

    Ухо человека не воспринимает ультразвуковую волну, тем не менее, она – основа многих диагностических методик. Способность УЗ-волн отражаться и проникать применяется в различных отраслях, в т.ч. и в медицине. Этот способ важен для сфер, где главное требование – не нанести вред объекту, который исследуется.

    Ультразвуковая дефектоскопия – это неразрушающий метод контроля и определения мест, где локализуются дефекты различного характера. Качество проведения процедуры зависит от ряда факторов. Это корректность настройки и калибровки аппарата, чувствительность приборов, опыт оператора. Поэтому выполнять ультразвуковую дефектоскопию должны профессионалы.

    Читать еще:  Как сделать расширение дверного и оконного проема в бетонной стене своими руками, цена на услуги специалистов

    Данным способом диагностируют разные сварные соединения. С помощью УЗК можно выявить химически неоднородный состав материала (например, наличие шлаковых вложений в металле, присутствие неметаллических элементов), воздушные пустоты, скрытые и внутренние механические дефекты.

    Учтите, что объект будет допущен к эксплуатации только после определения качества соединений и ликвидации даже малейших дефектов.

    Ультразвуковой контроль сварных соединений – это метод, основанный на способности колебаний высокой частоты (примерно 20 000 Гц) проникать в структуру металла, отражаться от поверхности неровностей, пустот, царапин. Волна, которая проникает в сварной шов, при обнаружении дефекта отклоняется от стандартного распространения. Это отклонение отражается на мониторах приборов. По конкретным параметрам опытный оператор характеризует обнаруженный дефект. Например, расстояние до него рассчитывается по времени распространения волны, а размер дефекта – по амплитуде импульса отражения.

    Автоматизированный ультразвуковой контроль металлургической продукции в условиях массового производства на примере разработок ИЭС им. Е.О.Патона

    Найда В.Л., нач. отдела АСНК; Олейник Ю.А., вед. инженер ; Гогуля А.Н., вед. инженер

    Произведен анализ разработок ИЭС им. Е.О.Патона в области автоматизированного ультразвукового контроля (АУЗК) труб, железнодорожных колес. Показан уровень этого оборудования и пути дальнейшего совершенствования. Сформулированы современные требования у установкам АУЗК и перспективы развития нового оборудования.

    Автоматизированный ультразвуковой контроль (АУЗК) является наиболее распространенным способом неразрушающего контроля в промышленном производстве изделий различного назначения (трубы, железнодорожные колеса, прутки и т.п.). Повышение требований к качеству, увеличение скорости основных технологических операций при производстве изделий, необходимость повышения информативности и достоверности контроля обусловили повышение уровня автоматизации и визуализации УЗК. Эффективность АУЗК также во многом зависит также от согласованности с технологическим процессом изготовления изделий.

    Современные установки АУЗК представляют собой сложные комплексы систем – механических, акустических, пневматических, гидравлических, электронных, связанных общим программным обеспечением.

    Cовременные требования к установкам АУЗК

    1. Соответствие методики АУЗК требованиям УЗ контроля, изложенным в нормативной технической документации на производство изделия.
    2. Достоверность выявления дефектов при высокой скорости проведения контроля.
    3. Высокая эксплуатационная надежность функционирования всех систем установки.
    4. Удобная компоновка акустических блоков с УЗ преобразователями, позволяющая до минимума сократить время калибровки акустической системы при перевалке оборудования на выпуск изделий другого типоразмера.
    5. Воспроизводимость результатов калибровки при повторных испытаниях в динамическом режиме на имитаторе дефектов.
    6. Развитая система визуализации процесса контроля и его результатов.
    7. Запись и хранение всех А-сканов от обнаруженных дефектов.
    8. Передача данных о результатах контроля каждого изделия в АСУ ТП цеха или завода.

    Конкуренция, существующая сегодня, например, в трубной промышленности, заставляет предприятия приобретать высококачественное оборудование для УЗ контроля отвечающее всем указанным выше требованиям.

    С 2004 по 2007 год ОКТБ ИЭС им. Е.О.Патона разработало и поставило в Россию на ОАО «Выксунский металлургический завод» 9 установок АУЗК, обеспечивающих высокий уровень контроля:

    • 7 установок для АУЗК сварных швов и концевых участков труб диаметром 508 – 1420 мм (НК 360, НК 361, НК 362);
    • 2 установки для АУЗК железнодорожных колес (НК 364).

    Изображенная на рис. 1 схема УЗ контроля сварных швов труб с толщиной стенки до 50 мм обеспечивает контроль согласно требованиям API 5L, ISO 3183, DNV-OS-F101.

    Несмотря на высокую скорость УЗ контроля (до 30 м/мин) используемая локально-иммерсионная акустическая головка обеспечивает высокую достоверность выявления дефектов и надежный акустический контакт. Инспекторы Европейского союза, контролирующие качество труб, выпускаемых на ОАО «ВМЗ», дали высокую оценку установкам АУЗК НК 360, 361, 362 именно по причине воспроизводимости результатов контроля при испытаниях в динамическом режиме на имитаторе дефектов, а также возможности просмотра и записи А-сканов обнаруженных дефектов.

    Рис. 1. Схема расположения акустических головок при контроле продольных сварных соединений

    Рис. 3. Cхема расположения акустических головок при контроле концевых участков труб

    Общий вид установки для УЗК сварных швов представлен на рис. 2. Высокими акустическими характеристиками обладают и УЗ блоки для контроля концевых участков труб (рис. 3 и 4). Изображенная на рис. 3 схема расположения УЗ преобразователей в этих блоках обеспечивает за три оборота контроль зоны 100 мм на расслоение и 30 мм продольные дефекты.

    Рис. 2. Установка НК 360 для АУЗК продольных сварных швов труб Рис. 4. Акустические блоки для контроля концевых участков труб: акустические блоки для контроля на наличие расслоений (1) и на наличие продольных дефектов (4)

    При выборе основных схем контроля сварных швов и концевых участков труб, помимо стандартов API 5L, ISO 9765, учитывались дополнительные технические требования завода по ширине контролируемых концевых участков труб. Наиболее удачная конструкция локально-иммерсионных акустических блоков с иммерсионными УЗ преобразователями установки НК 362М показана на рис. 4.

    На рис. 5 изображена схема расположения акустических пьезопреобразователей при контроле железнодорожных колес(установка НК 364). Выбор схемы УЗ контроля железнодорожных колес определялся на основе руководящих материалов МПС России РД 32.144-2000 с дополнениями. Этот документ предусматривает обнаружение наиболее часто встречающихся дефектов, а также дефектов, сильно влияющих на безопасность эксплуатации.

    Рис. 5. Схема расположения УЗ преобразователей и зоны контроля установки НК 364:

    а – контроль обода в осевом направлении и контроль наклонными ПЭП; б – контроль диска; в – контроль ступицы; г – контроль обода в радиальном направлении; д – Расположение ПЭП при контроле реборды; е – Расположение ПЭП при контроле наклонными датчиками; 1-6 – наклонные ПЭП для контроля обода, 7-9 – прямые ПЭП контроля обода в осевом направлении; 10 – наклонный ПЭП для контроля реборды; 11-14 – прямые ПЭП для контроля диска; 15-17 – прямые ПЭП контроля обода в радиальном направлении; 18 – прямой ПЭП для контроля ступицы.

    В обоих случаях контроль ведется эхо-импульсным методом продольными и поперечными волнами на частотах 2,5 и 5,0 МГц. Учитывая высокие скорости контроля (до 30-40 м/мин) также был выбран локально-иммерсионный способ создания акустического контакта. Были разработаны локально-иммерсионные акустические блоки с иммерсионными УЗ преобразователями на основе композитной пьезокерамики фирмы Panametrics (Рис. 6).

    Рис. 6. Акустические блоки для контроля ступицы (а) и поверхности катания (б)

    Это позволило надежно осуществлять контроль акустического контакта по всем УЗ каналам и иметь соотношение сигнал/шум не хуже 16 Дб. Кроме того, локально-иммерсионный способ получения акустического контакта не так критичен к качеству поверхности контролируемых изделий. Учитывая перспективу изготовления в будущем колес с S-образным диском был разработан специализированный сменный блок для УЗ контроля таких колес (Рис. 7 а,б).

    Читать еще:  Печь для бани из металла своими руками: самая удачная конструкция и лайфхаки от мастеров

    Основной особенностью этого блока является отсутствие контакта акустических блоков с контролируемой поверхностью. В данной конструкции акустического блока нет башмака, единственным соприкасающимся с колесом звеном является ролик, который поворачивается с помощью электроприводов вместе с корпусом датчика во время перехода на последующую дорожку.

    При калибровке на имитаторе дефектов выбираются необходимые углы наклона УЗ преобразователей для установки их перпендикулярно касательной поверхности контроля. В дальнейшем программа автоматически выставит заданные углы при сканировании диска.

    В процессе контроля на каждом шаге УЗ датчики поворачиваются электродвигателями на определенный в процессе калибровки угол.

    Универсальный ультразвуковой дефектоскоп НК 363 выполнен на базе ультразвуковых плат французской фирмы «Socomate». Они представляют собой PCI платы полного размера для установки в шасси промышленного компьютера, предназначены для создания ультразвуковых дефектоскопов различной сложности и для реализации различных схем контроля. Это очень удобно для реализации различных задач контроля.

    Непосредственно плата производит усиление, фильтрацию и оцифровку сигнала, цифровую обработку и предварительное хранение в памяти самой платы для дальнейшей передачи пакетами в ОЗУ компьютера с использованием режима DMA. Предусмотрен высокоскоростной сбор данных в режиме А-, С-скана. Продукция хорошо известна (в Европе, Северной Америке, Азии, Африке) и широко используется такими известными фирмами, как «Rolls-Royce», «Pratt&Whitney» и «GE».

    Система управления установками выполнена на базе универсального программируемого контроллера Simatic S7-300 (Siemens), станций распределенного ввода/вывода ЕТ-200, и паненей оператора ОР-170 В. Обмен между участниками сети производится по шине PROFIBUS-DP. Система управления позволяет оператору осуществлять диагностику работы датчиков и приводов по выводимой информации на экран дисплея пульта управления. В случае отказов оборудования на экран выводится информация о возможной причине неисправности и позволяет быстро ее обнаружить и устранить.

    Программирование контроллера системы управления выполнено стандартными инжиниринговыми средствами на базе программного пакета STEP 7. Разработанное программное обеспечение сбора и обработки данных УЗ контроля носит универсальный характер и может выполнять требования любых задач УЗ контроля.

    Система визуализации процесса и результатов контроля на установках обеспечивает выдачу максимальной информации оператору в режиме реального времени. Интерфейс программного обеспечения обеспечивает простоту и удобство работы, как в режиме калибровки системы, так и в процессе проведения контроля.

    На каждый проконтролированный объект выдается полный протокол контроля с выводом основных параметров контроля и информации об обнаруженных дефектах (рис. 8а). Реализована архивация результатов контроля с возможностью просмотра файлов данных по каждому проконтролированному объекту. В файлах данных сохраняется вся информация об обнаруженных дефектах, реализован просмотр А-сканов по выбранному дефекту (рис. 8б,в). Протоколы контроля каждого проконтролированного изделия передаются в систему АСУ ТП цеха.

    Рисунок 8. Просмотр результатов на установке НК 364: а – протокол контроля колеса; б – дефектограмма. На дефектограмме концентрическими окружностями зоны контроля. Каждая из зон разбита на участки, соответствующие каждому из каналов. При обнаружении дефекта на дефектограмме отображается пятно красного цвета в соответствующей зоне. в – программа просмотра результатов контроля в режиме просмотра А-скана.

    Необходимость в удовлетворении растущих требований к скорости контроля, повышение уровня чувствительности, надежности систем АУЗК требует применения новых технологических решений, таких как:

    1. Применение иммерсионных преобразователей на основе композитной керамики, которые излучают более короткие импульсы и обладают большей абсолютной чувствительностью. Их применение обеспечивает уменьшение «мертвой» зоны.
    2. Использование систем «преобразователь + дефектоскоп» с фазированными решетками, позволяющих управлять полем преобразователя для изменения угла ввода в широких пределах с помощью электронных устройств.

    Одним из вариантов этой технологии является технология FAAST II, которая позволяет произвести замену нескольких одиночных УЗ преобразователей с разными углами ввода на один преобразователь на базе 2D-матричных фазированных решеток, который может формировать одновременно несколько УЗ лучей с разными углами ввода в разных плоскостях.

    Сейчас в ИЭС им. Е. О. Патона разрабатывается оборудование для АУЗК тела труб с применением этой технологии. Основные преимущества технологии FAAST II по сравнению с классической технологией ФАР:

    Значительное увеличение производительности контроля;

    Возможность обнаружения «косых» дефектов, что необходимо при контроле бесшовных труб

    Более низкая стоимость преобразователей и электронного оборудования по сравнению с классической технологией ФАР.

    Характерной особенностью программной обработки FAAST II является возможность одновременного просмотра А-сканов каждого луча по аналогии с традиционными системами. Это привычно для операторов.

    Пример дефектограммы с дефектами на стандартном образце, в том числе и косыми, показан на рис. 9

    Рис. 9. Дефектограмма FAAST II
    1. Использование при контроле криволинейных поверхностей (например, S-образного диска ж/д колес) автоматического слежения акустического блока за профилем поверхности.
    2. Совершенствование программного обеспечения дефектоскопа для повышения уровня помехозащиты и наглядности визуализации результатов контроля.
    3. И, наконец, совмещение в одном автоматизированном оборудовании двух методов. Например, помимо традиционного УЗК, можно применить для обнаружения поверхностных дефектов вихретоковый метод контроля.

    Выводы

    Возрастающие требования к качеству сварных труб, железнодорожных колес и т.п. требует постоянно повышать уровень неразрушающего контроля. На примерах разработок ИЭС им. Е.О.Патона показаны достижения в этой области. Разработанные средства АУЗК обеспечивают высокую достоверность обнаружения дефектов и высокую эксплуатационную надежность.

    Литература

    1. Неразрушающий контроль: Справочник: В 7т. / под редакцией академика РАН В.В.Клюева М. Машиностроение, 2004г. Т 3. 860с.
    2. Найда В.Л., Мозжухин А.А., Лобанов О.Ф. Новое поколение оборудования для УЗК сварных труб. Журнал “Автоматическая сварка” сентябрь 2004г. С.58-62.
    3. Ткаченко А.А., Найда В.Л., Копылов А.П. Обеспечение надежности автоматизированного УЗК сварных труб при их производстве. Журнал “В мире неразрушающего контроля” 3.2006г. С.17-20.
    4. Найда В.Л.Система управления АУЗК железнодорожных колес на Выксунском металлургическом заводе. Журнал “Техническая диагностика и неразрушающий контроль” 2.2008г. С.50-52.

    Настоящая статья была опубликована в журнале «В мире НК» в №2 (52) 2011 г.

    голоса
    Рейтинг статьи
  • Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector