Jak funguje ultrazvuková kontrola svarů?

Ultrazvukové vyšetření svarových spojů

Ultrazvuková diagnostika je nedestruktivní metoda zkoušení svarů. Je požadován při studiu spojů potrubí, nádob a dalších objektů, které pracují pod vysokým tlakem. Test umožňuje určit stupeň opotřebení ocelových trubek, zkoumat spoje s atypickými geometrickými tvary a diagnostikovat zařízení pro analytické účely.

Tato technika odhalí poškození uvnitř spoje po svařování, které je vizuálně neviditelné. Skryté mikrodefekty snižují pevnost švů, což znamená, že negativně ovlivňují těsnost konstrukce a snižují stabilitu rámu. Z hlediska přesnosti je metoda ultrazvukového testování srovnávána s radarem a rentgenovým zářením. Je požadován pro kontrolu integrity svařovaných předmětů v chemickém, strojírenském, ropném a plynárenském průmyslu, energetice a dalších průmyslových odvětvích.

Ultrazvukové zkušební metody pro potrubí podle GOST

Technologie testování je definována GOST R 55724-2013. Dnes průmysl používá různé možnosti pro ultrazvukovou detekci vad:

• Stínová cesta. Je založen na současném použití dvou převodních zařízení: generátor a přijímač jsou upevněny kolmo ke zkoumané rovině diagnostikovaného produktu. První spouští vlny na křižovatce, druhé zařízení je přijímá. Pokud se v toku ultrazvukových vibrací mezi zařízeními objeví slepá oblast, znamená to přítomnost zóny s jiným médiem mezi nimi. To potvrzuje nefunkčnost trvalého spojení získaného během procesu svařování.
• Pulzní echo volba. Na základě odrazu oblastí s defekty. K jeho provedení stačí jeden převodník. Ultrazvukový defektoskop současně odpaluje a přijímá signály. Nejsou žádné vady, pokud vibrace procházejí tloušťkou kovu svaru a nejsou zobrazeny na displeji. Jejich odraz od stěn oblasti, kde je podezření na vady, přítomnost vad potvrzuje. Pokud ultrazvuk proniká tloušťkou kovu, aniž by se odrážel na zařízení, nedochází k poškození uvnitř švu.
• Echo-zrcadlová metoda. Relevantní pro studium vertikálních defektů (trhlin). Vysílač a přijímač jsou instalovány pod úhlem 90 stupňů na jedné straně studovaného objektu. Když zasáhnou oblasti s poškozením, vlny, které směřují ke švu, se odrazí a pak je zaznamená přijímač.
• Zrcadlový stín. Ultrazvuková metoda představuje interakci možností zrcadlení a stínu. Zařízení jsou umístěna na jednom okraji studovaného útvaru. Šikmé vlny spuštěné generátorem se odrážejí od kovu a přijímá je přijímač. Oscilace se změní, pokud se podél cesty proudění vyskytnou trhliny ve švech ve formě slepé zóny.
• Delta ovládání. Vlnové záření prochází uvnitř svarového spoje. Technika je založena na opětovném vyzařování usměrněných vln do spoje defektem. Provádění ultrazvukového testování pomocí této metody je technicky obtížné: vyžaduje pečlivé nastavení zařízení pro záznam všech podkategorií vln (podélné, zrcadlové, příčné atd.). Tato možnost není vhodná pro zkoumání švů širších než 1,5 cm.

K identifikaci skrytých poškození (dutiny, chemicky nehomogenní struktura) pomocí ultrazvukových vibrací používají specialisté nejčastěji stínové a echo-pulzní metody. Umožňují vám organizovat účinnou prevenci nouzových situací v inženýrských komunikacích. Výzkum odhaluje defekty, které mohou vést k odtlakování kloubu.

Jak probíhá ultrazvuková diagnostika?

Před zahájením analýzy je podezřelá oblast vyčištěna: zbytky barvy a stopy rzi jsou odstraněny ve vzdálenosti 5-7 cm od ní. Pro lepší pronikání vln se na povrch kloubu nanáší olejovitá látka (např. film lze vytvořit z motorového oleje nebo glycerinu).

Zařízení je konfigurováno v souladu s požadavky normy.

Poté se pomalu pohybuje podél švu. V tomto případě se mechanismus otočí kolem své osy o 15-150 stupňů. Odražený/vysílaný signál je zaznamenán s maximální amplitudou.

Když zařízení začne hlásit závadu, měli byste se ujistit, že výsledné vibrace nejsou způsobeny odrazem vln od švů. Tento problém se často vyskytuje u ultrazvuku. Kontrola mechanického poškození kovu se provádí v souladu s GOST UZK v jednom nebo dvou průchodech. Poté odborník zaznamená výsledky testu do tabulky.

Klady a zápory ultrazvukové kontroly svarů

Výhody metody:

• Nízké náklady;
• Nedestruktivní testování: zkoumaný předmět není poškozen, podezřelou část není nutné oddělovat od hlavní konstrukce nebo řezat, aby ji bylo možné odnést do laboratoře;
• Mobilita. Rozměry zařízení a požadavky na nastavení defektoskopů umožňují použití přenosných zařízení v polních podmínkách;
• Metody jsou použitelné pro sloučeniny s homogenní a heterogenní strukturou. Můžete zkontrolovat švy dílů vyrobených z neželezných, černých, nerezových slitin;
• Účinnost. Kontrola předmětu nezabere mnoho času, výsledek se získá na místě;
• Bezpečnost. Zařízení nepoškozují lidské zdraví;
• Přesnost. Byla potvrzena vysoká spolehlivost výsledků.

Nevýhody ultrazvukového testování:

• Je nutné pečlivé školení specialistů;
• Existují omezení: signály jsou rozptýleny a zeslabeny v kovech s hrubými částicemi;
• Při detekci vad musíte použít snímače, které mají určitý poloměr zakřivení podrážky;
• Neexistuje žádná záruka na přesnost zjištěného tvaru trhliny. Plyn nebo vzduch se v průběhu času koncentrují v dutinách objektu. Tyto látky mají různou odrazivost;
• Je nutné důkladně vyčistit svar. Pokud jsou na povrchu přítomny vodní kámen, rez nebo jiné nečistoty, zkreslí to výsledky.

Ultrazvuková testovací zařízení

Metoda výzkumu je nemožná bez určitého vybavení – Ultrazvukový defektoskop. Instalace se skládá ze zdroje spouštění vlny, přijímače oscilací, řídicího senzoru a panelu, na kterém se zobrazují výsledky. Dnes se používají různé typy NDT nástrojů. Dělí se do dvou skupin: defektoskopy, které pracují s akustickými vibracemi, a ultrazvukové tloušťkoměry. Ty se používají ke kontrole integrity a tloušťky kovových výrobků.