Ультразвуковой контроль сплошности металла

Обновлено: 04.10.2024

Вся технология ультразвукового контроля (УЗК) построена на простом физическом законе: траектория движения звуковых волн в однородной среде остаётся неизменной. Подповерхностные дефекты являются отражателями УЗ-волн. При помощи дефектоскопа и пьезоэлектрического преобразователя (ПЭП) в материал вводятся упругие колебания с частотой более 20 кГц (чаще всего - от 0,5 до 10 МГц). Они исходят от излучателя, преломляются в призме (в наклонных ПЭП), входят в объект контроля (ОК), преломляясь ещё раз на границе раздела, и дальше отражаются от дефектов (если таковые имеются) либо донной поверхности (если таковых нет). По амплитуде и времени прихода эхо-сигнала можно судить о размерах и глубине залегания отражателя. Конечно, это очень грубое, упрощённое описание технологии. На деле возникают тысячи нюансов. Среди опытных дефектоскопистов есть даже такое выражение: чем больше знаешь УЗК, тем меньше знаешь УЗК.

Ультразвуковой метод контроля предполагает использование продольных, поперечных, нормальных, подповерхностных и головных волн. У первых - самая высокая скорость. Они генерируются прямыми и, реже, наклонными ПЭП. Поперечные волны могут создавать только наклонные искатели - совмещённые и раздельно-совмещённые. Они же могут применяться для контроля нормальными волнами (преимущественно для УЗК листов и прутков), поверхностными (контроль такими волнами подходит в качестве альтернативы ПВК и МПД) или головными (для выявления подповерхностных дефектов в основном металле и наплавках на глубине 2-8 мм).

Другая важная характеристика упругих колебаний – длина волны. Чем она выше, тем выше разрешающая способность и, следовательно, чувствительность. Правда, пропорционально ей растёт и затухание (уменьшение энергии колебаний). Чем меньше длина волны - тем выше частота. Чем выше частота - тем выше чувствительность. При работе с толстостенными и крупнозернистыми материалами это чревато увеличением затухания, но об этом позже.

Для чего проводят ультразвуковой контроль

обнаруживать подповерхностные дефекты – поры, пустоты, расслоения в наплавленном металле, трещины, шлаковые и иные включения;
выявлять очаги коррозионного поражения;
определять неоднородность структуры материалов;
оценивать качество сварных, паяных, клееных соединений практически любых типов (тавровых, нахлёсточных, кольцевых, стыковых, угловых), в том числе – соединений разных материалов;
измерять глубину залегания дефектов и их размеры.

В силу всех этих факторов ультразвуковой контроль всё чаще противопоставляют радиографическому. В пользу первого говорит ещё и то, что он безвреден для человеческого здоровья. Приборы для УЗК хороши своей портативностью, удобство работы в полевых условиях, большим многообразием датчиков, призм, сканеров и прочих принадлежностей для самых разных задач дефектоскопии.

существенные ограничения при сканировании материалов с крупнозернистой структурой и высоким коэффициентом затухания. Это объясняется слишком интенсивным рассеиванием колебаний. К таким «проблемным» материалам относятся, например, аустенитная сталь, титан, чугун и сплавы с повышенным содержанием никеля;
сложность при проведении контроля соединений разнородных материалов;
ограниченная пригодность к дефектоскопии объектов сложной конфигурации;
относительно низкая точность при оценке реальных размеров дефектов. Условная протяжённость, как правила, равна фактической протяжённости или, чаще всего, превышает её. С измерениями условной ширины и высоты сложнее - они коррелируют с реальными значениями ещё хуже. Именно поэтому ряд НТД не предусматривают определение условной ширины и высоты (тем не менее, данные результаты могут пригодиться для определения типа дефекта по коэффициенту отношения условной ширины к высоте и для классификации дефектов на развитые и не развитые по высоте). Данная проблема успешнее решена в технологиях ФР и TOFD, о которых написано ниже.

Ультразвуковой контроль сварных соединений: последовательность действий

1) зачистку металлической поверхности – сварного шва и околошовной зоны – от краски, ржавчины, окалины, загрязнений. После этого наносится разметка. При использовании мерительного пояса - обозначение начала и направление отсчёта координат. При его отсутствии - разделение на участки по 300-500 мм (если на ОК заложен РК - то лучше делать разметку сообразно с размером рентгеновской плёнки);

2) настройку чувствительности, амплитудной и временной шкалы дефектоскопа. Для начала - необходимо проверить (и при необходимости - скорректировать) точку выхода, стрелу, угол ввода, мёртвую зону, задержку в призме ПЭП. Затем необходимо правильно задать дефектоскопу параметры ОК - толщину, скорость распространения УЗ-волны, поправку на шероховатость и на затухание, выбрать единицу измерений для горизонтальной шкалы (обычно - в мм глубины). Далее - настроить временную регулировку чувствительности (для "выравнивания" эхо-сигналов от одинаковых отражателей на разной глубине) либо АРД-диаграммы (для определения эквивалентной площади отражателей). Задать опорный (браковочный уровень), поправку чувствительности (если таковая предусмотрена - в зависимости от того, по какому искусственному отражателю выполнялась настройка), выставить поисковое усиление, контрольный уровень (уровень фиксации) и браковочный уровень. Наконец, необходимо выставить усиление и масштаб развёртки, чтобы эхо-сигнал от опорного отражателя достигал 50-80% высоты экрана - кому как удобнее;

3) непосредственное прозвучивание объекта. Прижимая датчик к поверхности, оператор выполняет возвратно-поступательные поперечно-продольные либо продольно-поперечные движения с поворотом датчика на 10-15 градусов (для наклонного ПЭП) или вращением (для прямого ПЭП). В процессе прозвучивания нужно следить за тем, чтобы шаг перемещения пьезоэлектрического преобразователя не превышал 2-3 мм и не осталось пропущенных участков. Важно следить за осцилляциями сигналов на экране дефектоскопа - чтобы не пропустить эхо-сигналы, которые достигли контрольного уровня. Здесь-то и подтверждает свою полезность звуковая и световая АСД;

4) сохранение результатов, передача на ПК. Современные дефектоскопы позволяют "замораживать" изображение развёртки для последующего анализа. Либо - можно сразу наносить разметку мелом или маркером на поверхности ОК в местах выявленных дефектов;

5) расшифровку данных, оформление заключения. Обычно дефекты классифицируются на допустимые и недопустимые по амплитуде, протяжённые и непротяжённые, поперечные, в корне и в сечении шва. Формат заключения/протокола/акта по результатам УЗК утверждается в нормативно-технической документации на контроль и согласовывается с заказчиком. Запись дефектов осуществляется с использованием условных обозначений, указанием глубины залегания, координат относительно начала отсчёта, амплитуды, протяжённости и пр. Чтобы упростить выборку дефекта и ремонт ОК, рекомендуется указывать начальные и конечные координаты каждого дефекта. В зависимости от того, какие дефекты обнаружены и какими параметрами они обладают, объект контроля относят к категории "годен", "ремонтировать" или "вырезать".

На каких объектах практикуется ультразвуковой контроль

магистральные и технологические трубопроводы газа, пара, нефти, нефтепродуктов и прочих рабочих сред;
оболочки реакторных установок;
рельсы, стрелочные переводы, колёсные пары, боковые рамы;
литые детали тележек грузовых вагонов;
обшивка сосудов, работающих под давлением;
корпуса насосов и многое-многое другое.

Виды ультразвукового контроля

теневой. По обе стороны ОК, перпендикулярно к его поверхности устанавливаются два преобразователя, один выполняет функцию излучателя, второй служит приёмником. При наличии инородной среды (несплошности) образуется глухая зона, что позволяет судить о наличии дефекта;
эхо-импульсный. Самый популярный метод. Повсеместно применяется для ультразвукового контроля сварных соединений. Система "дефектоскоп-преобразователь" одновременно и возбуждает, и принимает упругие колебания. Если они беспрепятственно проходят через материал и отражаются только от донной поверхности, значит, дефектов нет. Если есть - то возникает эхо-сигнал (впрочем, он может быть и ложным либо возникнуть вследствие структурных помех, но речь не об этом). Способ привлекателен тем, что подходит для объектов с односторонним доступом, может проводиться даже без снятия усиления, но требует зачистку поверхности, а в контактном варианте - ещё и нанесения контактной жидкости (хотя есть щелевой и иммерсионный способы акустического контакта);
эхо-зеркальный. Излучатель и приёмник разделены и расположены по одну сторону от исследуемого объекта. Волны излучаются под углом и, отражаясь от дефектов, фиксируются приёмником. «Тандем» как метод ультразвукового контроля особенно эффективен для выявления вертикальных дефектов, перпендикулярных сканируемой поверхности. Чаще всего к таковым относятся трещины и непровары в корневой зоне сварного шва;
зеркальной-теневой. Аналогичен обычному теневому, но отличается от него тем, что излучатель и приёмник располагаются по одну сторону сварного соединения. Признаком дефекта также является уменьшение амплитуды прошедшего сигнала;
дельта-метод. Данный вид ультразвукового контроля применяется редко – когда к качеству сварных соединений предъявляются особо жёсткие требования. Технология предполагает трудоёмкую, очень тонкую настройку дефектоскопа. Расшифровка результатов требует от специалиста особой подготовки. При всех недостатках у этого метода есть очень важное преимущество – повышенная чувствительность к вертикально-ориентированным трещинам, не всегда доступным для выявления стандартным эхо-методом. Дельта-метод основан на регистрации дифрагированных волн, переизлучённых "блестящими точками" - краями несплошности;
велосиметрический. Основан на том, чтобы зафиксировать и проанализировать изменение скорости колебаний в дефектной зоне. Обычно применяется для композиционных материалов;
ревербационно-сквозной. Также используется для ультразвукового контроля композитных, полимерных и многослойных материалов. Излучатель и приёмник располагаются по одну сторону объекта, на небольшой дистанции друг от друга. Волны посылаются в материал и после многократных отражений «добираются» до приёмника. Стабильные отражённые сигналы свидетельствуют об отсутствии дефекта. В противном случае наблюдается изменение амплитуды и спектра принятых сигналов.

Заканчивая этот блок, нельзя не сказать и об ультразвуковой толщинометрии (УЗТ). Измерение толщины металла – один из ключевых способов коррозионного мониторинга. По результатам УЗТ можно судить об остаточном ресурсе конструкции (механизма, оборудования и пр.).

Как и в ультразвуковом контроле, принцип построен на использовании импульсов, которые излучает преобразователь. Прибор измеряет скорость, за которую они проходят через стенку. Если конкретнее, то известно 3 основных режима:

1) однократного эхо-сигнала. Измеряется время, которое проходит между начальным импульсом возбуждения и первым эхо-сигналом. Значение корректируется с учётом толщины протектора ПЭП, компенсации степени изнашивания и слоя контактной среды;

2) однократного эхо-сигнала линии задержки. Измеряется время от конца линии задержки до первого донного эхо-сигнала;

Дефектоскопы и другое оборудование для ультразвукового метода контроля

Современные дефектоскопы хороши не только своей портативностью, удобством применения в полевых условиях и на большой высоте. Гораздо важнее – обширный набор функций и многообразие индивидуальных пользовательских настроек. В зависимости от модификации УЗК-дефектоскоп может отображать на своём дисплее А-, В-, С-, D-, S-, L-сканы (последние два - в дефектоскопах на фазированных решётках), вплоть до построения 3D-моделей профиля изделий.

фазированных решётках (ФР). Имеются в виду особые датчики (кристаллы), на поверхности которых с определённым шагом расположены 16, 32, 64 или 128 элементов. Каждый из них излучает волны с определённой задержкой. Корректируя этот «сдвиг по фазе», можно получить фронт волны с определённым углом. В этом и заключается принцип секторного сканирования. Оператору не нужно водить датчиком по поверхности – он и без этого «видит» все дефекты, расположенные в заданной зоне. По сравнению с одноэлементными ПЭП фазированные решётки могут генерировать пучок волн точно в зоне дефекта. В режиме реального времени на экране многоканального дефектоскопа выстраиваются наглядные А-сканы, на основе которых формируются детализированные, информативные отчёты. Мёртвая зона минимальна. Производительность ультразвукового контроля с ФР примерно в 3–4 раза выше, чем у традиционного УЗК;
дифракционно-временном методе (Time of Flight Diffraction, сокращённо – TOFD). Суть технологии – регистрация поперечных и продольных (боковых) волн, дифрагированных на краях несплошностей. Метод предполагает использование двух наклонных датчиков для излучения и приёма волн, расположенные по обе стороны сварного шва. «Натыкаясь» на дефект, волны изменяют своё направление и время прохода. Последний показатель в режиме TOFD считается ключевым. Дифракционно-временной метод эффективно выявляет точечные дефекты, выходящие на поверхность трещины, вогнутость, непровары в корне, расслоения, питтинговую коррозию и пр. Точность измерений достигает ±1 мм. Повторяемость результатов приближается к 100%. По своей информативности и достоверности линейное сканирование – полноценная замена радиографическому методу, особенно для дефектоскопии низколегированных и нелегированных углеродистых сталей.

совмещённые, раздельные и раздельно-совмещённые;
прямые, наклонные, комбинированные и с переменным углом ввода;
хордовые, фокусирующие и нефокусирующие;
притёртые и непритёртые;
контактные, иммерсионные, бесконтактные, щелевые и т.д.

Помимо этого, в УЗК активно применяются различные призмы, координатные устройства и сканеры. Для настройки и калибровки не обойтись без стандартных образцов (СОП, СО) и настроечных мер. Для улучшения акустического контакта на поверхность объекта предварительно наносят контактную жидкость/гель.

Для проведения УЗТ требуется толщиномер. Такой прибор технически проще, компактнее, дешевле классического дефектоскопа.

Обучение и аттестация специалистов по ультразвуковому методу контроля

введение в классификацию видов и методов неразрушающего контроля;
физические основы – теория колебаний, типы упругих волн, их свойства, критические углы ввода, дифракция, интерференция, закон Снеллиуса;
блок по ультразвуковым колебаниям (что собой представляет акустическое поле, в чём разница между прямым и обратным пьезоэффектом, устройство ПЭП, мёртвая и ближняя зона, дальняя зона, реверберационно-шумовая характеристика преобразователя, резерв усиления);
методы УЗК;
технология проведения акустической дефектоскопии прямыми и наклонными совмещёнными и раздельно-совмещёнными ПЭП;
приборы и дополнительные принадлежности для УЗК.

По завершении обучения необходимо сдать квалификационный экзамен, состоящий из теоретической и практической части.

Разумеется, в каждом учебном центре есть своя библиотека методической и образовательной литературы. Дополнительно к этому можно почитать «классику» учебников по УЗК – труды И.Н. Ермолова, В.Г. Щербинского, В.В. Клюева, А.Х. Вопилкина и др. Посмотреть информацию об изданиях можно в специальном разделе «Библиофонд» онлайн-библиотеки «Архиус».

Для тех, кто открыт для новых знаний и обмена опытом, на форуме «Дефектоскопист.ру» предусмотрен свой раздел. Начать рекомендуем с веток «Изучение УЗ-контроля» и «Обучение УЗК».

Ультразвуковой контроль сплошности металла

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Методы ультразвукового контроля

Rolled sheet.
Ultrasonic test methods

Срок действия с 01.07.89
до 01.07.94*
_____________________
* Ограничение срока действия снято
по протоколу N 3-93 Межгосударственного Совета
по стандартизации, метрологии и сертификации.
(ИУС N 5-6 1993 год). - Примечание "КОДЕКС".

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством черной металлургии СССР

Д.А.Турсунов, канд. физ.-мат. наук; А.С.Голубев, канд. техн. наук; Б.А.Круглов, канд. физ.-мат. наук; В.Н.Потапов, канд. техн. наук (руководители темы); В.М. Веревкин, канд. техн. наук; Д.Ф.Кравченко, канд. техн. наук; Г.Н.Трофимова, В.А.Федоров, В.М.Зайцев, В.А.Каширин, И.М.Барынина, В.А.Приходько

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 09.02.88 N 212

4. Срок первой проверки II квартал 1994 г.

Периодичность проверки - 5 лет

5. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, подпункта, перечисления, приложения

2.4; приложение 2

Настоящий стандарт устанавливает: эхо-метод, теневой, эхо-сквозной и многократно-теневой в сочетании с теневым, эхо-метод в сочетании с зеркально-теневым - методы ультразвукового контроля листового проката из углеродистой и легированной сталей, в том числе двухслойной, толщиной от 0,5 до 200 мм, применяемые для выявления несплошностей металла типа расслоений, скоплений неметаллических включений, закатов, отслоений плакирующего слоя и определения их условных или эквивалентных размеров.

Стандарт не устанавливает методы ультразвукового контроля для распознавания типов, ориентаций и других действительных характеристик дефектов.

Необходимость проведения ультразвукового контроля, метод и объем контроля указывают в нормативно-технической документации на прокат.

Термины, применяемые в настоящем стандарте, и их пояснения приведены в приложении 1.

Характеристики методов ультразвукового контроля приведены в приложении 2.

1. АППАРАТУРА

Ультразвуковые дефектоскопы, соответствующие по параметрам и техническим требованиям ГОСТ 23049-84 типов УЗДОН и УЗДС, укомплектованные пьезоэлектрическими или электромагнитно-акустическими преобразователями, а также другие средства ультразвукового контроля, аттестованные в установленном порядке.

Контрольные образцы в соответствии с приложением 3.

Вспомогательные устройства для соблюдения параметров сканирования и определения характеристик выявленных несплошностей.

2. ПОДГОТОВКА К КОНТРОЛЮ

2.1. Подготовку к контролю проводят в следующей последовательности:

оценивают визуально состояние поверхности проката;

проверяют функционирование средств механизации и автоматизации;

проверяют правильность настройки чувствительности контроля.

2.2. Поверхность листового проката, по которой перемещают преобразователь, очищают от грязи, отслаивающейся окалины, плен и брызг металла.

В случае невозможности реализации заданной чувствительности контроля из-за неудовлетворительного качества поверхности листового проката, проводят дополнительную обработку поверхности (дробеструйную, абразивную, химическую и др.).

3. ПРОВЕДЕНИЕ КОНТРОЛЯ

3.1. Контроль проводят по технической документации, разработанной в соответствии с ГОСТ 20415-82.

3.2. При контроле лист сканируют одним или несколькими преобразователями. Параметры сканирования указывают в технической документации на контроль.

При перемещении преобразователя вручную и для определения характеристики выявленных несплошностей допускается применять аппаратуру без вспомогательных устройств, предназначенных для соблюдения параметров сканирования.

3.3. При контроле эхо- и эхо-сквозным методами в заданном временном интервале регистрируют один или несколько эхо-импульсов от несплошностей, амплитуда хотя бы одного из которых равна или превышает уровень, соответствующий заданной чувствительности.

3.4. При контроле теневым или многократно-теневым методом регистрируют уменьшение амплитуды первого или -го прошедшего через лист импульса до или ниже уровня, соответствующего заданной чувствительности.

3.5. При контроле зеркально-теневым методом регистрируют уменьшение амплитуды донного сигнала до или ниже уровня, соответствующего заданной чувствительности.

4. ОЦЕНКА И ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ КОНТРОЛЯ

4.1. Основные контролируемые характеристики сплошности листового проката:

чувствительность контроля, определяемая параметрами регистрации чувствительности согласно табл. 2 приложения 2;

условные площади несплошностей: минимальная учитываемая (, см); максимальная допустимая (, см);

условная площадь максимально допустимой зоны несплошностей (, м);

Полный текст этого документа доступен на портале с 20 до 24 часов по московскому времени 7 дней в неделю .

Также этот документ или информация о нем всегда доступны в профессиональных справочных системах «Техэксперт» и «Кодекс».

ТРУБЫ СТАЛЬНЫЕ БЕСШОВНЫЕ

Методика входного ультразвукового контроля сплошности

Дата введения 1991-07-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН

Всесоюзным научно-исследовательским и проектным институтом технологии химического и нефтяного аппаратостроения (ВНИИПТхимнефтеаппаратуры)

Ф.Н.Пыщев (руководитель темы); В.В.Рязанова

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ указанием Министерства тяжелого машиностроения от 20.09.90 г. N AB-002-1-8993

3. Сведения о сроках и периодичности проверки документа:

Срок первой проверки 1995 г., периодичность проверки - 5 лет

4. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

Номер пункта, подпункта, перечисления, приложения

1.1; 1.5; 1.6; 1.7; 1.8; 1.9; 1.10; 1.11

Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением (1987 г.)**

Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей*** и Правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей**** (1984 г.)

Э 1.1.1; Э 1.1.3; Э 1.3.1; Э 2.13.2; Б 1.1.1; Б 1.1.2; Б 1.1.6; Б 1.1.7

Санитарные нормы и правила при работе с оборудованием, создающим ультразвук, передаваемый контактным путем на руки работающим (1980 г.)

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 1050-88.

**** На территории Российской Федерации действуют "Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок" (ПОТ Р М-016-2001, РД 153-34.0-03.150-00). , здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

Настоящий руководящий документ устанавливает методику ручного входного ультразвукового контроля (УЗК) качества металла холоднодеформированных, теплодеформированных и горячедеформированных бесшовных труб из углеродистых, легированных и аустенитных сталей, применяемых для изготовления химической, нефтяной и газовой аппаратуры.

Руководящий документ распространяется на трубы диаметром от 57 мм и более с толщиной стенки 3,5 мм и более.

Допускается применять механизированный УЗК металла труб по инструкциям, разработанным специализированными технологическими организациями.

* На территории Российской Федерации действует ОСТ 26-291-94. - Примечание изготовителя базы данных.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Ультразвуковой контроль проводится с целью выявления внутренних и наружных дефектов труб типа раковин, трещин, закатов, расслоений, плен и других без расшифровки типа, формы и характера обнаруженных дефектов с указанием их количества, глубины залегания и условных размеров.

1.2. Необходимость проведения УЗК металла труб у потребителей устанавливается в следующих случаях:

при поставке труб, не подвергавшихся гидравлическим испытаниям и (или) замене испытаний на контроль физическими методами в соответствии с указаниями п.3.9 "Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением" и п.2.3.9 ОСТ 26-291;

при использовании труб, изготовленных по техническим требованиям без применения неразрушающих методов контроля, с целью оценки сплошности металла и сортировки труб с учетом требований ТУ 14-3-460 и другой документации, предусматривающей контроль ультразвуковым методом, и последующего их применения, например, для трубопроводов пара и горячей воды;

при введении входного ультразвукового контроля труб на заводе-потребителе по решению конструкторского или технологического подразделения.

1.4. Ультразвуковой контроль проводят после устранения недопустимых дефектов, обнаруженных при визуальном контроле.

1.5. При контроле не гарантируется выявление дефектов в концевых участках трубы на длине, равной половине ширины (диаметра) рабочей поверхности преобразователя.

1.6. Документация на контроль, содержащая отступления от требований настоящего руководящего документа или включающая новые методики контроля, должна согласовываться со специализированными организациями отрасли (НИИхиммашем, ВНИИПТхимнефтеаппаратуры и др.).

2. АППАРАТУРА

2.1. Дефектоскопы и преобразователи

2.1.1. При контроле металла труб должны использоваться ультразвуковые импульсные дефектоскопы типов УД2-12, УД-11ПУ, ДУК-66ПМ или другие, отвечающие требованиям настоящего руководящего документа. Для контроля труб на расслоение допускается использовать ультразвуковые толщиномеры типа "Кварц-6" или другие.

2.1.2. Толщиномеры и дефектоскопы 1 раз в год, а также после каждого ремонта подлежат обязательной государственной или ведомственной поверке. При поверке должны проводиться визуальный контроль и определение технических характеристик приборов в соответствии с методическими указаниями по поверке и требованиями ГОСТ 23667*.

* На территории Российской Федерации действует ГОСТ 23667-85. - Примечание изготовителя базы данных.

2.1.3. Дефектоскопы должны быть укомплектованы раздельно-совмещенными (PC) и наклонными преобразователями с углом ввода ультразвукового луча 38° и 50° на частоту 2,5 и 5 МГц, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 23702.

Мертвая зона должна быть не более:

8 мм - для наклонных преобразователей с углом ввода 38° и 50° на частоту 2,5 МГц;

3 мм - для наклонных преобразователей с углом ввода 38° и 50° на частоту 5 МГц и PC преобразователей на частоты 2,5 и 5 МГц.

2.1.4. При контактном способе ультразвукового контроля труб с наружным диаметром менее 300 мм рабочая поверхность преобразователя должна соответствовать кривизне поверхности контролируемой трубы. Это достигается обработкой поверхности преобразователя (приложение 1).

Вместо обработки поверхности допускается использование стабилизирующих опор и насадок (см. приложение 1).

2.1.5. Для измерения толщины стенки трубы применяют толщиномеры "Кварц-6", УТ-93П или другие, обеспечивающие аналогичную точность измерений, а также PC преобразователи на частоту 2,5; 5 или 10 МГц.

2.2. Стандартные образцы

2.2.1. В комплект аппаратуры для проверки и настройки основных параметров дефектоскопов совместно с преобразователями должны входить комплект стандартных образцов СО-1, СО-2 и СО-3 по ГОСТ 14782, стандартные образцы предприятия (по терминологии ГОСТ 17410), юстировочные плитки для толщиномера.

2.2.2. Стандартные образцы CО-1, СО-2, СО-3 применяют для проверки и определения основных параметров контроля:

точки выхода ультразвукового луча;

угла наклона акустической оси преобразователя;

угла ввода ультразвукового луча.

2.2.3. Стандартные образцы предприятия используют для настройки глубиномерного устройства и чувствительности дефектоскопа. В качестве стандартного образца предприятия используют отрезок бездефектной трубы (черт.1), выполненный из того же материала, того же типоразмера и имеющий то же качество поверхности, что и контролируемая труба. Допускается отклонение размеров стандартных образцов предприятия (диаметр, толщина) от размеров контролируемой трубы не более чем на ±10%. На наружной и внутренней поверхностях образца наносят контрольные дефекты (искусственные отражатели) типа прямоугольных рисок по ГОСТ 17410.

Стандартный образец предприятия для наклонных преобразователей

Маркировать марку стали, диаметр (2), толщину стенки , глубину канавок

2.2.4. Стандартные образцы предприятия для настройки толщиномера и чувствительности дефектоскопа с PC преобразователем изготовляют ступенчатыми из соответствующего отрезка трубы (черт.2). В образце выполняют плоскодонное отверстие заданного размера.

Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно

ТРУБЫ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ БЕСШОВНЫЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ

Методы ультразвуковой дефектоскопии

Non-destructive testing. Metal seamless cylindrical pipes and tubes. Ultrasonic methods of defekt detection

МКС 19.100
23.040.10

Дата введения 1980-01-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством тяжелого, энергетического и транспортного машиностроения СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 06.06.78 N 1532

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Номер пункта, подпункта

5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 4-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 4-94)

6. ИЗДАНИЕ (сентябрь 2010 г.) с Изменениями N 1, 2, утвержденными в июне 1984 г., июле 1988 г. (ИУС 9-84, 10-88)

Настоящий стандарт распространяется на прямые металлические однослойные бесшовные цилиндрические трубы, изготовленные из черных и цветных металлов и сплавов, и устанавливает методы ультразвуковой дефектоскопии сплошности металла труб для выявления различных дефектов (типа нарушения сплошности и однородности металла), расположенных на наружной и внутренней поверхностях, а также в толще стенок труб и обнаруживаемых ультразвуковой дефектоскопической аппаратурой.

Действительные размеры дефектов, их форма и характер настоящим стандартом не устанавливаются.

Необходимость проведения ультразвукового контроля, объем его и нормы недопустимых дефектов должны определяться в стандартах или технических условиях на трубы.

1. АППАРАТУРА И СТАНДАРТНЫЕ ОБРАЗЦЫ

1.1. При контроле используют: ультразвуковой дефектоскоп; преобразователи; стандартные образцы, вспомогательные устройства и приспособления для обеспечения постоянных параметров контроля (угла ввода, акустического контакта, шага сканирования).

Форма паспорта стандартного образца приведена в приложении 1а.

(Измененная редакция, Изм. N 2).

1.2. Допускается применять аппаратуру без вспомогательных приспособлений и устройств для обеспечения постоянных параметров контроля при перемещении преобразователя вручную.

1.3. (Исключен, Изм. N 2).

1.4. Выявленные дефекты металла труб характеризуются эквивалентной отражающей способностью и условными размерами.

1.5. Номенклатура параметров преобразователей и методы их измерений - по ГОСТ 23702.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.6. При контактном способе контроля рабочую поверхность преобразователя притирают по поверхности трубы при наружном диаметре ее меньше 300 мм.

Вместо притирки преобразователей допускается использование насадок и опор при контроле труб всех диаметров преобразователями с плоской рабочей поверхностью.

1.7. Стандартным образцом для настройки чувствительности ультразвуковой аппаратуры при проведении контроля служит отрезок бездефектной трубы, выполненный из того же материала, того же типоразмера и имеющий то же качество поверхности, что и контролируемая труба, в котором выполнены искусственные отражатели.

1. Для труб одного сортамента, отличающихся по качеству поверхности и составу материалов, допускается изготовление единых стандартных образцов, если при одинаковой настройке аппаратуры амплитуды сигналов от одинаковых по геометрии отражателей и уровень акустических шумов совпадают с точностью не менее ±1,5 дБ.

2. Допускается предельное отклонение размеров (диаметр, толщина) стандартных образцов от размеров контролируемой трубы, если при неизменной настройке аппаратуры амплитуды сигналов от искусственных отражателей в стандартных образцах отличаются от амплитуды сигналов от искусственных отражателей в стандартных образцах того же типоразмера, что и контролируемая труба, не более чем на ±1,5 дБ.

3. Если металл труб неоднороден по затуханию, то допускается разделение труб на группы, для каждой из которых должен быть изготовлен стандартный образец из металла с максимальным затуханием. Методика определения затухания должна быть указана в технической документации на контроль.

1.7.1. Искусственные отражатели в стандартных образцах для настройки чувствительности ультразвуковой аппаратуры на контроль продольных дефектов должны соответствовать черт.1-6, на контроль поперечных дефектов - черт.7-12, на контроль дефектов типа расслоений - черт.13-14.

Примечание. Допускается использовать другие типы искусственных отражателей, предусмотренные в технической документации на контроль.

1.7.2. Искусственные отражатели типа риски (см. черт.1, 2, 7, 8) и прямоугольного паза (см. черт.13) используются преимущественно при автоматизированном и механизированном контроле. Искусственные отражатели типа сегментного отражателя (см. черт.3, 4, 9, 10), зарубки (см. черт.5, 6, 11, 12), плоскодонного отверстия (см. черт.14) используются преимущественно при ручном контроле. Вид искусственного отражателя, его размеры зависят от способа контроля и от типа применяемой аппаратуры и должны предусматриваться в технической документации на контроль.

1.7.3. Риски прямоугольной формы (черт.1, 2, 7, 8, исполнения 1) применяются для контроля труб с номинальной толщиной стенки, равной или большей 2 мм.

Риски треугольной формы (черт.1, 2, 7, 8, исполнения 2) применяются для контроля труб с номинальной толщиной стенки любой величины.

1.7.4. Угловые отражатели типа сегмента (см. черт.3, 4, 9, 10) и зарубки (см. черт.5, 6, 11, 12) используются при ручном контроле труб наружным диаметром свыше 50 мм и толщиной более 5 мм.

1.7.5. Искусственные отражатели в стандартных образцах типа прямоугольного паза (см. черт.13) и плоскодонных отверстий (см. черт.14) используются для настройки чувствительности ультразвуковой аппаратуры на выявление дефектов типа расслоений при толщине стенки трубы больше 10 мм.

1.7.6. Допускается изготовление стандартных образцов с несколькими искусственными отражателями при условии, что расположение их в стандартном образце исключает их взаимное влияние друг на друга при настройке чувствительности аппаратуры.

1.7.7. Допускается изготовление составных стандартных образцов, состоящих из нескольких отрезков труб с искусственными отражателями при условии, что границы соединения отрезков (сваркой, свинчиванием, плотной посадкой) не влияют на настройку чувствительности аппаратуры.

1.7.8. В зависимости от назначения, технологии изготовления и качества поверхности контролируемых труб следует использовать один из типоразмеров искусственных отражателей, определяемых рядами:

- глубина риски , % от толщины стенки трубы: 3, 5, 7, 10, 15 (±10%);

- длина риски , мм: 1,0; 2,0; 3,0; 5,0; 10,0; 25,0; 50,0; 100,0 (±10%);

- ширина риски , мм: не более 1,5.

1. Длина риски дана для ее части, имеющей постоянную глубину в пределах допуска; участки входа и выхода режущего инструмента не учитываются.

2. Допускаются на углах риски закругления, связанные с технологией ее изготовления, не больше 10% .

Для сегментных отражателей:

- высота , мм: 0,45±0,03; 0,75±0,03; 1,0±0,03; 1,45±0,05; 1,75±0,05; 2,30±0,05; 3,15±0,10; 4,0±0,10; 5,70±0,10.

Примечание. Высота сегментного отражателя должна быть больше длины поперечной ультразвуковой волны.

1. АППАРАТУРА

2. ПОДГОТОВКА К КОНТРОЛЮ

3. ПРОВЕДЕНИЕ КОНТРОЛЯ

3.4. При контроле теневым или многократно-теневым методом регистрируют уменьшение амплитуды первого или n -го прошедшего через лист импульса до или ниже уровня, соответствующего заданной чувствительности.

4. ОЦЕНКА И ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ КОНТРОЛЯ

условные площади несплошностей: минимальная учитываемая ( S ₁, см 2 ); максимальная допустимая ( S ₂, см 2 );

условная площадь максимально допустимой зоны несплошностей ( S ₃, м 2 );

относительная условная площадь ( S процентов), определяемая долей площади, занимаемой несплошностями всех видов ( S ₁, S ₂ и S ₃), на любом квадратном участке поверхности единицы листового проката площадью 1 м 2 ; или долей площади, занимаемой несплошностями всех видов на всей площади единицы листового проката;

максимально допустимая условная протяженность несплошностей ( L , мм).

Если ширина контролируемого листового проката меньше 1000 мм, то вместо квадратного участка, при определении относительной условной площади, берут прямоугольный участок площадью 1 м 2 с меньшей стороной, равной ширине проката.

Две стороны квадратного или прямоугольного участка должны быть параллельны боковым кромкам листового проката.

4.2. Сплошность листового проката сталей, выплавленных в вакуумных дуговых, индукционных электропечах или с применением специальных переплавов (ЭШП, ВДП и др.), в случае контроля их эхо-методом при ручном сканировании может (по договоренности изготовителя с потребителем) характеризоваться по результатам контроля:

минимальным учитываемым эквивалентным размером D ₀ , мм, несплошностей;

максимальным допустимым эквивалентным размером D ₁ , мм, несплошностей;

числом N непротяженных несплошностей с эквивалентным размером от D ₀ до D ₁ , допускаемых на всей площади единицы листового проката или ее части.

Показатели сплошности указывают в нормативно-технической документации на конкретную продукцию, при этом величины D ₀ и D ₁ выбирают из ряда 2,0; 2,5; 3,0; 5,0; 6,0; 8,0 мм.

4.3. Допускается вводить дополнительные оценочные показатели, например, минимальное расстояние между условными границами одиночных несплошностей, число несплошностей на всей площади единицы листового проката или ее части и др., которые должны быть предусмотрены в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.

4.4. Показатели сплошности и чувствительность при контроле листового проката нормальными или многократно-отраженными поперечными волнами устанавливают по согласованию изготовителя с потребителем и указывают в нормативно-технической документации на конкретную продукцию.

4.5. Несплошности, расположенные в одной или нескольких плоскостях по толщине листового проката, объединяют в одну несплошность, если расстояние между их условными границами меньше установленного нормативно-технической документацией на конкретную продукцию, а при отсутствии указаний в нормативно-технической документации, - если это расстояние меньше 30 мм.

При автоматизированном контроле на установках, обеспечивающих сплошное сканирование поверхности листового проката за условную площадь несплошностей металла принимают фактическую площадь соответствующих записей на дефектограмме, полученную при заданной чувствительности контроля. Условная площадь объединенных несплошностей при этом равна сумме их учитываемых условных площадей.

4.6. При контроле двухслойного листового проката несплошности, расположенные в металле основного слоя, плакирующем слое, в зоне соединения слоев, учитывают послойно или только в зоне соединения слоев.

4.7. Скопления несплошностей, каждая из которых имеет условную площадь меньше учитываемой S ₁ при расстоянии между ними 30 мм и менее, объединяются в зону несплошностей. Условная площадь зоны несплошностей S ₃ равна площади части единицы листового проката, находящейся в пределах контура, охватывающего все входящие в нее несплошности.

4.8. При обнаружении несплошностей, примыкающих к боковым и торцевым неконтролируемым зонам листового проката, их условные границы продлеваются до кромок.

4.9. Сплошность листового проката в зависимости от величин показателей сплошности оценивается по классам.

4.10. Показатели сплошности толстолистового проката по классам 01; 0; 1; 2; 3 при контроле методами с характеристиками, имеющими условные обозначения А24Э, D 3Э, А16Э, D 5Э, А8Э, D 8Э, А12Т, А14Т, А16Т, а также А24ЭС + А20Т, А16ЭС + А20Т, А8МТ2 + А20Т, приведены в приложении 4.

Классы и соответствующие им показатели сплошности указывают в нормативно-технической документации на металлопродукцию.

При указании в нормативно-технической документации только класса, оценка сплошности проводится по показателям S ₁ , S ₂ , S ₃ , S .

4.11. Допускается для различных участков проката устанавливать требования к сплошности по разным классам.

4.12. Показатели сплошности тонколистового проката, а также толстолистового проката при контроле методами с характеристиками, неуказанными в п. 4.10, устанавливаются в нормативно-технической документации на конкретные виды металлопродукции.

4.13. Несплошности фиксируют в дефектограммах, протоколах или журналах контроля.

4.14. В дефектограммах, протоколах или журналах контроля указывают шифр нормативно-технической документации на металлопродукцию, характеристику контролируемого объекта, величины показателей сплошности, фамилию или индекс дефектоскописта, проводившего контроль, параметры контроля.

5. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

5.2. При проведении работ по ультразвуковому контролю листового проката дефектоскопист должен руководствоваться ГОСТ 12.1.001 -83, ГОСТ 12.2.003 -74, ГОСТ 12.2.002-81, правилами технической эксплуатации электроустановок и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок.

5.3. При выполнении контроля должны соблюдаться требования «Санитарных норм и правил при работе с оборудованием, создающим ультразвук, передаваемый контактным путем на руки работающих» № 2282-80, утвержденных Минздравом СССР и требованиями безопасности, изложенными в технической документации на применяемую аппаратуру.

5.4. Уровни шума на рабочем месте дефектоскописта не должны превышать допустимых ГОСТ 12.1.003-83 .

5.5. При организации работ по контролю должны соблюдаться требования пожарной безопасности, приведенные в ГОСТ 12.1.004 -85.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

Неоднородность металла, вызывающая отражение или ослабление ультразвуковых волн, достаточное для регистрации его при контроле с заданной чувствительностью

Метод заключается в измерении и регистрации амплитуды отраженных от несплошности металла ультразвуковых импульсов, причем излучение ультразвуковых импульсов производится со стороны одной из поверхностей контролируемого листового проката, а прием - с противоположной поверхности. Обычно регистрация осуществляется по величине отношения амплитуды эхо - импульсов от несплошности к амплитуде первого прошедшего сквозь листовой прокат импульса, вызываемых одним и тем же зондирующим импульсом

Метод заключается в измерении и регистрации амплитуды n -го ультразвукового импульса, 2 n - 1 раз прошедшего сквозь листовой прокат.

Измерение амплитуды сигнала может осуществляться либо по абсолютной величине, либо относительно амплитуды первого прошедшего сквозь листовой прокат импульса

Читайте также: