В металлах возбуждаются волны пяти типов поверхностные, растяжения, изгиба, продольные и поперечные. Для обнаружения дефектов с помощью специальных излучателей применяют теневой (используется только при наличии двустороннего доступа к объекту контроля), резонансный и эхо-метод.

Ультразвуковой метод контроля наряду с рентгеновским, предназначен для определения местоположения и характера внутренних дефектов. В отличие от РК, где требуется наличие объемного оборудования и получение результатов гарантировано через достаточно длительное время, ультразвуковой метод более мобилен, оперативен, безопасен для здоровья и ниже по стоимости. Весь комплект оборудования может поместиться в небольшую сумку. Для его проведения потребуется ультразвуковой дефектоскоп, смазка (гель для УЗК, солидол, технический вазелин, моторное или техническое масло) датчик (ПЭП) с кабелем. Как правило специалисты прибывают на объект уже с настроенными параметрами в дефектоскопе и наличие настроечных образцов на объекте не так обязательно. Обследуя объект контроля, дефектоскопист видит картину на экране прибора в режиме онлайн, поэтому результаты контроля специалист может сообщить вам сразу.

УЗК проводят при шероховатости поверхности не более Rz 40. Поверхность должна быть зачищена от грязи, выли, ржавчины, окалин, застывших брызг металла, забоин и других неровностей. Подготовка к контролю, настройка дефектоскопа, порядок проведения ультразвукового контроля регламентруется ГОСТ Р 55724-2013. Ультразвуковая дефектоскопия широко применима во всей линейке объектов контроля по ПБ 03-440-02. Ультразвуковой метод можно применять при контроле сварных швов на резервуарах, металлических и полиэтиленовых трубопроводах, металлических конструкциях, а также полуфабрикатах, поковках, отливках и пр.

Наиболее распространенным и востребованным является эхо-импульсный метод, при котором обнаруживают более 90% дефектов. Отличительной особенностью метода является то, что при контроле изделий регистрируются и анализируются практически все сигналы, приходящие из изделия после излучения зондирующих колебаний.

Среди дефектов, плохо поддающихся обнаружению при проведении ультразвукового контроля, можно отнести поры малых размеров. За счет сферической формы заметная часть лучей рассеивается при обнаружении волны препятствия и, собственно, не происходит «эха».

Ультразвуковая дефектоскопия позволяет решить следующие практические задачи:

• Установить качество неразъемных соединений (стыковых, угловых, тавровых сварных швов) – выявить наличие пор, раковин, кратеров, прожогов, непроваров, шлаковых включений, трещин и иных дефектов.
• Проверить сплошность (расслоение) основного металла в околошовной зоне.

Выявленные поверхностные и подповерхностные дефекты классифицируются на допустимые, недопустимые и возможно допустимые.

Ультразвуковую дефектоскопию сочетают с методами рентгено- и гаммографировании для контроля сварных швов, если необходимо:

• Уточнить размеры и характер выявленных ультразвуком дефектов.
• Повысить надежность и объективность контроля путем выборочного просвечивания участков, в которых по данным ультразвуковой дефектоскопии отсутствуют недопустимые дефекты.

Ультразвуковая толщинометрия дает возможность:

• Определить фактическую толщину металла объектов с односторонним доступом, например: ёмкостей, каркасов, магистральных труб, баллонов, днищ морских/речных судов.
• Измерить толщину гальванических, лакокрасочных, керамических и других изоляционных, немагнитных, неэлектропроводящих металлических либо неметаллических покрытий.

По результатам проведения ультразвукового неразрушающего контроля оформляется технический отчет, включающий в себя:

• Заключение о соответствии объекта проверки требованиям технической документации.
• Копию свидетельства об аттестации лаборатории неразрушающего контроля.
• Копию свидетельства об аттестации дефектоскописта.
• Копию свидетельства о поверке прибора (дефектоскопа).
• Технологические карты (по требованию заказчика).

Цена ультразвукового контроля определяется с учетом следующих факторов:

• применяемого метода контроля;
• стоимости расходных материалов;
• параметров участка контроля;
• количества обследуемых неразъемных соединений (сварных швов) – учитывается при проведении дефектоскопии;
• времени, необходимого для проведения УЗК;
• количества специалистов НК, привлекаемых к выполнению работ.

Цель проведения неразрушающего контроля ультразвуковым методом:

• Установить соответствие объекта обследования требованиям нормативно-технической документации.
• Дать качественную и количественную оценку поверхностных/подповерхностных дефектов, определив степень их потенциальной опасности.
• Повысить уровень безопасности эксплуатации оборудования на промышленных объектах, отнесенных к категории особо опасных.
• Обеспечить безопасную эксплуатацию ответственных трубопроводов и предотвратить вероятные аварии.
• Своевременно выявить недопустимые дефекты конструкций на различных стадиях строительства зданий и сооружений.

Проведение неразрушающего контроля исключительно на стадии ввода объекта в эксплуатацию с высокой долей вероятности может привести к дополнительным повышенным расходам на устранение опасных дефектов, а полное игнорирование НК – к авариям и даже катастрофам техногенного характера.

Передвижная лаборатория неразрушающего контроля «СК «ОЛИМП» – это:

• Гарантия точности результатов ультразвуковой дефектоскопии и толщинометрии.
• Полный комплект поверенного оборудования, сертифицированных материалов, калиброванных контрольных образцов необходимых для выполнения всех измерений и испытаний методами неразрушающего контроля с помощью ультразвука в рамках области аттестации лаборатории. Средства измерения внесены в государственный реестр.
• Наработанный годами опыт решения нестандартных задач неразрушающего контроля.
• Компетентный персонал – сотрудники аттестованы на II и III уровень квалификации, стаж специалистов НК более 10 лет.
• Обширная база постоянных клиентов, каждому из которых предоставляется скидка при следующем обращении или заказе других услуг компании.

УЗ контроль прутков из цветных металлов и сплавов

Методика контроля пресс-утяжин

Методика предназначена для проведения ультразвукового контроля с целью обнаружения и определения места окончания пресс-утяжины в прессованных прутках из цветных металлов и сплавов диаметром от 10 мм и более с помощью ультразвуковых средств дефектоскопии при контактном способе ввода ультразвуковых колебаний со стороны цилиндрической поверхности изделия.

Аппаратура и стандартные образцы

1. Для контроля применяют: устройства для сканирования с вмонтированными раздельно-совмещенными или с прямыми совмещенными датчиками УЗК; УЗК-дефектоскоп, стандартные образцы; вспомогательные устройства и приспособления для обеспечения постоянных параметров контроля (угла ввода, акустического контакта, шага сканирования).
2. Допускается применять любой ультразвуковой дефектоскоп совместно с датчиками, обеспечивающими достаточную чувствительность, значение которой устанавливается настройкой по стандартному образцу.
3. Стандартным образцом для настройки чувствительности ультразвуковой аппаратуры при проведении контроля служит отрезок бездефектного прутка длиной 300 мм диаметром 100, 60, 40, 25 мм, выполненный из того же материала, что и контролируемый пруток, или материала с близкими акустическими свойствами и имеющий то же качество поверхности, что и контролируемый пруток.
4. Стандартный образец для настройки чувствительности аппаратуры при контроле прутков должен соответствовать чертежу. Диаметр заготовки для стандартного образца выбирают в зависимости от диаметра контролируемого прутка из таблицы.

Диаметр заготовки для стандартного образца	Диаметр контролируемого прутка
100	180-80
60	80-50
40	50-30
25	30-10

5. Стандартный образец должен иметь свидетельство, утвержденное главным инженером предприятия.
6. Участок изделия, из которого изготовлен стандартный образец, не должен иметь внутренних дефектов металлургического происхождения, которые могли быть выявлены ультразвуковым методом при настройке дефектоскопа на наивысшую реальную чувствительность.
7. Состояние наружной поверхности стандартного образца должно быть не хуже контролируемых изделий.

Подготовка к контролю

1. Перед проведением контроля прутки должны быть очищены от грязи, пыли, масел и других загрязнений.
2. Датчик и сигнальную лампочку подключить к дефектоскопу, а устройство для сканирования — к бачку с контактной жидкостью. Регулирующим краном отрегулировать подачу контактной жидкости, чтобы обеспечить надежный акустический контакт и минимальный расход контактной жидкости.
   Включение дефектоскопа в сеть и работу с ним проводят в соответствии с техническим описанием и инструкцией по эксплуатации дефектоскопа, используемого для контроля.
3. Настройку чувствительности дефектоскопа при контроле прутков проводят при помощи соответствующих стандартных образцов с контрольным отражателем в виде осевого сверления. Перемещением датчика в зоне минимального диаметра контрольного отражателя добиваются получения максимальной амплитуды эхо-сигнала от контрольного отражателя. Затем вращением ручки «Чувствительность» устанавливают амплитуду эхо-сигнала от контрольного отражателя примерно 0,5 высоты экрана дефектоскопа.
4. Устанавливают передний фронт строб-импульса автоматического сигнализатора дефектов — АСД дефектоскопа рядом с задним фронтом зондирующего импульса, задний фронт строб-импульса — рядом с передним фронтом донного эхо-сигнала.
5. Перед проведением работ по УЗК прутков дефектоскопист должен изучить настоящую методику.
6. Ультразвуковой контроль проводят лица, прошедшие обучение и имеющие удостоверение об окончании курсов целевого назначения по изучению ультразвуковой дефектоскопии.

Проведение контроля

1. Контроль качества сплошности металла прутков основан на применении эхо-метода.
2. Ввод ультразвуковых колебаний в металл прутка осуществляется контактным способом.
3. Контроль металла прутка на отсутствие дефектов достигается сканированием поверхности контролируемого прутка ультразвуковым пучком. Место контроля должно быть удобным и обеспечивать свободный доступ по окружности к контролируемому концу прутка.
4. Контроль проводят начиная с заднего конца прессованного прутка. Температура контролируемого прутка должна быть не выше 40 °С.
5. При контроле следует учитывать, что пресс-утяжина в прутках имеет вытянутую форму и различную ориентировку отражающих поверхностей по отношению к образующей и чаще всего расположена близко к концу прутка, поэтому выявляемость ее с различных участков поверхности может быть различной.
6. Для механизированного сканирования датчика по поверхности контролируемого прутка рекомендуется использовать роликовые, призматические или другие устройства с вмонтированными датчиками УЗК.
7. Прутки диаметром менее 60 мм контролируют на частоте УЗК 5 мГц, а прутки диаметром более 60 мм — на частоте УЗК 2,5 мГц. При определении места окончания пресс-утяжины в прутках из материала, обладающего упругой анизотропией с крупнозернистой структурой, рекомендуется использовать более низкие частоты.
8. При проведении контроля устройство для сканирования устанавливают на контролируемый конец прутка и плотно прижимают датчик к его поверхности, при этом на экране дефектоскопа должен появиться донный эхо-сигнал. С появлением донного эхо-сигнала перемещают сканирующее устройство по окружности и вдоль прутка.
9. Скорость сканирования датчика по поверхности прутка выбирают из условий получения надежного акустического контакта, она не должна превышать 0,5 м/с.
10. Правильность настройки дефектоскопической аппаратуры проверяют не реже одного раза в 2 ч при помощи стандартного образца.
11. . При перемещении датчика вдоль и вокруг прутка необходимо следить по экрану дефектоскопа за наличием акустического контакта. Устойчивый донный эхо-сигнал указывает на удовлетворительный ввод УЗК в прутки. Если при работоспособном датчике и правильной настройке аппаратуры эхо-сигнал пропадает, то проверяют надежность акустического контакта путем увеличения подачи контактной жидкости и протирки ветошью поверхности прутка.
12. После обнаружения пресс-утяжины датчик перемещают вдоль прутка с целью определения протяженности пресс-утяжины и места ее окончания. В зоне, где происходит полное пропадание дополнительного эхо-сигнала левее донного отражения, путем вращения устройства для сканирования вокруг прутка убеждаются в окончании пресс-утяжины по всей окружности прутка.
13. Определив с помощью ультразвука точное место окончания пресс-утяжины, наносят на изделие хорошо видимую метку по окружности прутка для его резки.
14. При контроле сплавов, обладающих упругонеоднородной крупнозернистой структурой, необходимо тщательно проконтролировать задний конец прутка, где структурные помехи ниже и донный эхо-сигнал устойчив. На фоне неустойчивых структурных помех замечают на ЭЛТ дефектоскопа местоположение эхо-сигнала от пресс-утяжины. Перемещая сканирующее устройство вдоль прутка, непрерывно наблюдают за эхо-сигналом от пресс-утяжины, который, в отличие от структурных помех, устойчив.

Оценка результатов

1. Оценка сплошности металла прутков проводится по результатам анализа информации.
2. О наличии пресс-утяжины судят по появлению дополнительного эхо-сигнала левее донного отражения.
3. Об окончании пресс-утяжины свидетельствует пропадание дополнительного эхо-сигнала левее донного отражения.

Рекомендуемое оборудование:

1. УЗ контроль
2. Принадлежности

Версия для печати

РД РОСЭК 001-96 Машины грузоподъемные. Конструкции металлические. Контроль ультразвуковой. Основные положения

ГОСТ 22727-88 «Прокат листовой. Методы ультразвукового контроля»

Как выбрать метод контроля алюминиевых изделий

Качество отливок и сварных соединений на основе алюминия проверяется неразрушающими методами контроля, схожими с контролем ферромагнитных и аустенитных сталей. Однако существует ряд отличий.

У алюминия плохая магнитная проницаемость – примерно в 40 раз меньше, чем требуется, чтобы проводить магнитопорошковый метод контроля. Но, несмотря на то, что алюминий парамагнетик, мы всё ещё можем проконтролировать его с помощью вихретоков. 

Остальными методами, применяемыми для контроля стали, можно пользоваться с учётом особенностей алюминия.

Юрий Волков,
технический специалист

Свойства алюминия

К особенностям алюминия и его сплавов относится его склонность к порообразованию. Сам по себе алюминий, затвердевая, поглощает газы и становится пористым. Кроме больших отливок и чушек, поры могут образовываться и после затвердевания сварочной ванны шва, а между швами, кромками и валиками – несплавления.

Сварочная ванна. Поры и несплавления в шве образуются из-за быстрого застывания сварочной ванны: теплопроводность алюминия в пять раз выше, чем у стали, поэтому тепло от шва быстро отводится к деталям. Образующийся газ не успевает выйти из расплавленного металла и застывает в виде пор. 

Также по причине быстрого остывания сам шов может быть недостаточно глубоко проварен, может быть плохое соединение.

При дуговой сварке алюминиевых сплавов распространены следующие дефекты: почти половина — газовая пористость, треть — оксидные плены, остальное приходится на вольфрамовые включения, трещины, несплавления, смещение кромок и другое. При этом, некоторые из них трудно выявить радиографическим или гаммаграфическим методом. В таких случаях применяют ультразвуковую дефектоскопию.

Газовая пористость, оксидные плены и вольфрамовые исключения

Дополнительную сложность для сварщика создаёт тот факт, что при нагреве алюминий не меняет цвет, поэтому велик риск нечаянно прожечь или расплавить деталь.

Методы контроля алюминиевых изделий

• Визуально-измерительный контроль — обязательная часть перед проведением любого другого контроля. Выявляет поверхностные дефекты.
• Капиллярный контроль — проводится с помощью индикаторных жидкостей яркого цвета или флуоресцирующих в ультрафиолетовом освещении. Выявляет дефекты, выходящие на поверхность, в том числе, сквозные. 
• Вихретоковый метод контроля — позволяет контролировать объекты на высокой скорости и без контакта с поверхностью. Метод, несмотря на то, что глубина контроля по алюминию даже меньше, чем по стали, широко применяют в автоматизированных линиях.
• Радиографический контроль — выявляет поверхностные, подповерхностные, внутренние и сквозные дефекты, в том числе мелкие. По сравнению со сталями, для просветки алюминия требуется меньшее напряжение на трубке.
• Ультразвуковой контроль — показывает дефекты, залегающие в толщине металла. На приборе требуется установить соответствующие алюминию скорость распространения волны и угол ввода для наклонных пьезоэлементов. Дополняет радиографический метод контроля. УЗК также применяется для определения газовой пористости всего изделия в целом и измерения толщины.

Визуально-измерительный

Наиболее быстрый и дешевый, но при этом довольно информативный метод. В целом идентичен проведению ВИК для сталей и регламентируется инструкцией по визуально-измерительному контролю РД 03-606-03. 

С помощью визуально-измерительного контроля можно увидеть дефекты сварных соединений: деформации, поверхностные трещины, подрезы, прожоги, наплывы, кратеры, свищи, поры, раковины и другие несплошности и дефекты формы швов; проверить геометрические размеры сварных швов и допустимости выявленных деформаций, поверхностных несплошностей и дефектов формы.

Для контроля понадобятся специальные инструменты: шаблоны сварщиков, линейки измерительные лупы, средства освещенности и люксметр, штангенциркули, щупы, угломеры, толщиномеры, калибры и многое другое. Точный список инструментов для каждого случая прописан в руководящем документе предприятия.

Капиллярный

Производится в соответствии с ГОСТ 18442-80. С помощью капиллярного контроля нельзя измерить точные размеры дефекта, так как пенетрант, выходя на поверхность, растекается по большей площади, чем реальная площадь дефекта. Но по капиллярному рисунку можно оценить протяженность и ориентацию дефекта.

Дефектоскопические материалы — обычно, это индикаторный пенетрант, очиститель, гаситель, проявитель. В зависимости от размера дефекта, который мы хотим увидеть, они могут соответствовать одному из нескольких классов чувствительности. Кроме расходных материалов, ещё понадобятся стандартные образцы, причём, в двух экземплярах и с паспортом. 

При больших объемах продукции используют автоматизированные линии капиллярной дефектоскопии. Такие линии просчитываются под конкретные задачи и изготавливаются под заказ.

Полученный капиллярный рисунок фиксируется визуально (99%) или с помощью фото- и видеосъёмки. 

Вихретоковый

Основан на регистрации вихревых токов (токов Фуко), возникающих под действием внешнего переменного магнитного поля. Применяется для поиска дефектов в электропроводящих объектах. Вихретоковый метод позволяет выявить трещины, расслоения, закаты, плены, раковины, неметаллические включения и другие дефекты, расположенные у поверхности. Метод и необходимое оборудование описаны в ГОСТ Р ИСО 15549-2009 и РД-13-03-2006. 

Контроль осуществляется при помощи вихретоковых дефектоскопов. По исполнению они классифицируются: на портативные и большие автоматизированные стационарные линии; по режиму подвижности: на статические, динамические и универсальные.

К дефектоскопам подключаются проходные, накладные и комбинированные преобразователи. Датчики могут иметь одну или несколько обмоток, одна из которых генерирует переменное магнитное поле над участком контроля. Если обмоток две и более, значит генерирующий и приёмный контуры разделены. В преобразователях с одной обмоткой, она же используется и для регистрации электродвижущей силы, наводимой токами Фуко. 

Для измерения толщины покрытия алюминиевой пластины используются специальные датчики, а для поиска поверхностных и подповерхностных дефектов можно применять любой вихретоковый дефектоскоп. В любом случае, необходимо выбирать оборудование под конкретную задачу.

Радиографический

Проводится теми же рентгеновскими аппаратами, что и при контроле сталей: отечественными «Арина», «Памир», «РПД», аппаратами зарубежных фирм, например, «Eresco» фирмы «GE», «Site-x» бельгийской фирмы «Teledyne ICM» и других.

У алюминия плотность гораздо меньше, чем у железа (2,7 и 7,8 г/см3 соответственно), поэтому напряжение на аноде рентгеновской трубки для просвечивания нужно значительно меньше относительно стальных изделий.

Рекомендованные параметры напряжения регламентируются ГОСТом 20426-82.

Проиллюстрируем данные на примере номограмм пленки Agfa D7 (свинцовые экраны, D=2, расстояние до плёнки 1 м, автоматическая проявка: цикл 8 мин, проявитель G135, 28 °C).

 Объект: изделие из стали, Fe.

Объект: изделие из алюминия, Al.

На номограммах видно, что при равном соотношении произведения тока и времени экспозиции, требуемое напряжение рентгеновской трубки, при контроле алюминиевых изделий, в среднем в 2 раза меньше по сравнению с контролем изделий из стали.

Для контроля алюминиевых изделий применяются специальные эталоны с маркировкой по ГОСТ 7512-82 в виде цифр или зарубок.

Ультразвуковой

Обнаруживает сложные и тонкие дефекты типа расслоения или утяжины, которые не видны на рентгеновском изображении. Но не всегда обнаруживает поры, поскольку волны могут их огибать. 

С помощью ультразвукового метода можно оценить общую «загазованность» объекта контроля — газовую пористость. В зависимости от коэффициента затухания звуковой волны, алюминиевому сплаву присваивается балл согласно ГОСТ Р 54487-2011. 

Обычно, для проверки алюминиевых изделий выбирают что-то одно: или ультразвуковой, или радиографический метод. Двумя методами сразу контролируют либо, когда к объекту можно подобраться только с одной стороны: например, это труба или плита — тогда один метод дополняет другой, либо в особо ответственных местах. Тогда УЗК применяют после окончательного просвечивания рентгеном, чтобы более точно зафиксировать расположение дефекта в толщине металла и подтвердить дефекты, обнаруженные при осмотре рентгеновского снимка. 

Контроль ультразвуком производится специальным оборудованием — «УСД» фирмы «Кропус», «А1212 Master» фирмы «Акустические Контрольные Системы», «HARFANG VEO» фирмы «Sonatest» и другими.

5427 Narrow Metal Photo — бесплатные и лицензионные фотографии из Dreamstime