В областта на строителството се използват тръби с диаметър от 28 до 1420 mm с дебелина на стената от 3 до 30 mm. Според дефектоскопията целият диапазон от диаметри на тръбите може да бъде разделен на три групи:

1. 28...100 mm и H = 3...7 mm
2. 108...920 mm и H= 4...25 mm
3. 1020...1420 mm и H= 12...30 mm

Провежда се от специалисти на Московския държавен технически университет. Н.Е. Изследванията на Бауман показват, че е необходимо да се вземе предвид анизотропията на еластичните свойства на материала при разработването на методи за ултразвуково изпитване на заварени тръбни съединения.

Особености на анизотропията на тръбната стомана.

Приема се, че скоростите на разпространение на напречните вълни не зависят от посоката на сондиране и са постоянни по напречното сечение на стената на тръбата. Но по време на ултразвуковото изпитване на заварени съединения на магистрални газопроводи от чуждестранни и руски тръби беше разкрито значително ниво на акустичен шум, пропускане на големи коренови дефекти, както и неправилна оценка на техните координати.

Установено е, че при спазване на оптималните параметри на контрол и процедурата за неговото прилагане, основната причина за пропускане на дефект е наличието на забележима анизотропия на еластичните свойства на основния материал, което влияе върху скоростта, затихването , и отклонение от праволинейността на разпространението на ултразвуковия лъч.

След озвучаване на метала на повече от 200 тръби съгласно схемата, показана на фиг. 1 е установено, че стандартното отклонение на скоростта на вълната за дадена посока на разпространение и поляризация е 2 m/s (за напречни вълни). Отклоненията на скоростите от табличните със 100 m/s и повече не са случайни и най-вероятно са свързани с технологията за производство на валцувани продукти и тръби. Отклоненията в такива мащаби значително влияят върху разпространението на поляризираните вълни. В допълнение към описаната анизотропия се разкрива нееднородността на скоростта на звука по дебелината на стената на тръбата.

Ориз. 1. Обозначения на отлагания в метала на тръбата: X, Y, Z. - посоки на разпространение на ултразвук: x. y.z: - посоки на поляризация; Y- посока на търкаляне: Z- перпендикулярно на равнината на тръбата

Валцуваният лист има слоеста текстура, която представлява влакна от метални и неметални включвания, удължени в процеса на деформация. Различните по дебелина зони на листа са подложени на различни деформации в резултат на действието на термомеханичния цикъл на валцуване върху метала. Това води до факта, че скоростта на звука се влияе допълнително от дълбочината на сондирания слой.

Проверка на заварени шевове на тръби с различни диаметри.

Тръби с диаметър 28...100 mm.

Заварените шевове в тръби с диаметър от 28 до 100 mm и височина от 3 до 7 mm имат такава характеристика като образуването на увисване вътре в тръбата, което при тестване с директен лъч води до появата на фалшиви ехо сигнали на екрана на дефектоскопа, които съвпадат по време с ехо сигналите, отразени от коренови дефекти, които се откриват от един отразен лъч. Тъй като ефективната ширина на лъча е съизмерима с дебелината на стената на тръбата, рефлекторът обикновено не може да бъде открит от местоположението на търсещото устройство спрямо усилващото зърно. Има и наличие на неконтролирана зона в центъра на шева поради голямата ширина на ръба на шева. Всичко това води до факта, че вероятността за откриване на неприемливи обемни дефекти е ниска (10-12%), но неприемливите равнинни дефекти се определят много по-надеждно (~ 85%). Основните параметри на провисване (ширина, дълбочина и ъгъл на контакт с повърхността на продукта) се считат за произволни стойности за даден размер на тръбата; средните стойности на параметрите са 6,5 mm; 2,7 mm и 56°30" съответно.

Валцуваният метал се държи като нехомогенна и анизотропна среда с доста сложни зависимости на скоростите на еластичните вълни от посоката на звучене и поляризацията. Промяната в скоростта на звука е почти симетрична по отношение на средата на сечението на листа и близо до тази среда скоростта на напречната вълна може да намалее значително (до 10%) спрямо околните региони. Скоростта на напречната вълна в изследваните обекти варира в границите 3070...3420 m/s. На дълбочина до 3 mm от валцованата повърхност е вероятно леко (до 1%) увеличение на скоростта на срязващата вълна.

Шумоустойчивостта на управлението се повишава значително при използване на наклонени разделно-комбинирани сонди от типа RSN (фиг. 2), наречени хордови. Те са създадени в MSTU. Н.Е. Бауман. Особеността на контрола е, че при откриване на дефекти не е необходимо напречно сканиране, необходимо е само по периметъра на тръбата, когато предната страна на преобразувателя е притисната към шева.

Ориз. 2. Наклонена хорда RSN-PEP: 1 - излъчвател: 2 - приемник

Тръби с диаметър 108...920 mm.

Тръби с диаметър 108-920 mm и H в диапазона 4-25 mm също се изработват чрез едностранно заваряване без обратно заваряване. Доскоро контролът върху тези съединения се контролираше с комбинирани сонди по описания метод за тръби с диаметър 28-100 mm. Но добре познатата техника на управление предполага наличието на значително голяма зона на съвпадения (зони на неопределеност), което води до незначителност на надеждността на оценката на качеството на връзката. Комбинираните сонди имат високо ниво на реверберационен шум, което усложнява декодирането на сигналите, и неравномерност на чувствителността, която не винаги може да бъде компенсирана с налични средства. Използването на хордови отделно-комбинирани сонди за изпитване на този размер на заварени съединения не е ефективно поради факта, че поради ограничените стойности на ъглите на подаване на ултразвукови вибрации от повърхността на заварената връзка, размерите на преобразувателите се увеличават непропорционално и площта на акустичния контакт също се увеличава.

Създаден в MSTU. Н.Е. Наклонените сонди на Bauman с изравнена чувствителност се използват за проверка на заварени съединения с диаметър над 10 см. Подравняването на чувствителността се постига чрез избор на ъгъл на завъртане от 2, така че средната и горната част на заваръчния шев да се озвучават от централен единичен отразен лъч , а долната част се изследва с директни периферни лъчи, падащи върху дефекта под ъгъл Y, от центъра. На фиг. Фигура 3 показва графика на зависимостта на ъгъла на въвеждане на напречна вълна от ъгъла на завъртане и отваряне на радиационния модел Y. Тук, в сондата, падащите и отразените от дефекта вълни са хоризонтално поляризирани (SH- вълна).

Ориз. 3. Промяна на входния ъгъл алфа, в рамките на половината от ъгъла на отваряне на модела на лъча RSN-SET, в зависимост от делта ъгъла на завъртане.

От графиката се вижда, че при тестване на продукти с H = 25 mm неравномерността на чувствителността на RS-сондата може да бъде до 5 dB, а при комбинирана сонда може да достигне 25 dB. RS-PEP има повишено ниво на сигнала и има повишена абсолютна чувствителност. RS-PEP ясно разкрива прорез с площ от 0,5 mm2 при проверка на заварена връзка с дебелина 1 cm както с директен, така и с единичен отразен лъч при съотношение полезен сигнал/шум от 10 dB. Процесът на осъществяване на контрол от разглежданите ПДЛ е аналогичен на процедурата за провеждане на комбинирани ПДЛ.

Тръби с диаметър 1020...1420 mm.

За извършване на заварени съединения на тръби с диаметър 1020 и 1420 mm с N в диапазона от 12 до 30 mm се използва двустранно заваряване или заваряване с обратно заваряване. При шевовете, направени чрез двустранно заваряване, най-често фалшивите сигнали от задния ръб на армировъчната лента имат по-малко смущения, отколкото при едностранните шевове. Те са с по-малка амплитуда поради по-гладките очертания на перлата и по-нататък по дължината на размаха. В тази връзка, за откриване на дефекти, това е най-удобният размер на тръбата. Но се проведе в MSTU. Н.Е. Изследванията на Бауман показват, че металът на тези тръби се характеризира с най-голяма анизотропия. За да се сведе до минимум ефектът на анизотропията върху откриваемостта на дефектите, най-добре е да се използва сонда от 2,5 MHz с ъгъл на призмата 45°, а не 50°, както се препоръчва в повечето нормативни документи за контрол на такива съединения. По-висока надеждност на контрола е постигната с използването на сонди RSM-H12. Но за разлика от описания метод за тръби с диаметър 28-100 mm, няма зона на несигурност при контрола на тези съединения. Останалата част от принципа на управление остава същата. Когато използвате PC-сонда, се препоръчва да зададете скоростта на почистване и чувствителността с помощта на вертикално пробиване. Регулирането на скоростта на движение и чувствителността на наклонените комбинирани сонди трябва да се извършва с помощта на ъглови рефлектори с подходящ размер.

При проверка на заваръчните шевове трябва да се помни, че в зоната на заваряване могат да се появят разслоения на метала, което усложнява определянето на координатите на дефекта. Зоната с открит дефект на наклонена сонда трябва да се провери с директна сонда, за да се изяснят характеристиките на дефекта и да се разкрие истинската стойност на дълбочината на дефекта.

В нефтохимическата промишленост ядрената енергия за производство на тръбопроводи, съдове, плакирани стомани се използва широко. Като облицовка на вътрешната стена на такива конструкции се вземат аустенитни стомани, нанесени чрез заваряване, валцуване или експлозия с дебелина 5-15 mm.

Методът за контрол на тези заварени съединения включва оценка на непрекъснатостта на перлитната част на заваръчния шев, включително зоната на топене с възстановителна антикорозионна повърхност. Непрекъснатостта на тялото на самата наварка не подлежи на контрол.

Но поради разликата в акустичните качества на основния метал и аустенитната стомана от интерфейса по време на ултразвуково изпитване се появяват ехо сигнали, които пречат на откриването на такива дефекти като разслояване на облицовката и пукнатини под повърхността. Наличието на облицовка значително влияе върху параметрите на акустичния път на PET.

В тази връзка, за проверка на дебелостенни заварки на плакирани тръбопроводи, стандартните технологични решения не дават правилния резултат.

Дългогодишни изследвания на редица специалисти: V.N. Радко, Н.П. Разиграева, В.Е. Бели, В.С. Гребенник и други позволиха да се определят основните характеристики на акустичния път, да се разработят препоръки за оптимизиране на неговите параметри и да се създаде технология за ултразвуково изпитване на заваръчни шевове с аустенитна облицовка.

В работата на специалистите е установено, че когато лъч от ултразвукови вълни се отразява отново от границата на перлитно-аустенитната облицовка, радиационната картина почти не се променя в ситуацията на облицовка чрез валцуване и значително се деформира в случая на облицовка чрез наваряване. Ширината му се увеличава рязко и в главния лоб се появяват трептения от 15-20 dB в зависимост от вида на настилка. Има значително изместване на изходната точка на отражението от границата на обшивката на лъча в сравнение с неговите геометрични координати и промяна в скоростта на напречните вълни в преходната зона.

Като се вземат предвид тези характеристики, технологията за изпитване на заварени съединения в плакирани тръбопроводи включва предварително задължително измерване на дебелината на перлитната част.

Най-доброто откриване на равнинни дефекти (пукнатини и несливания) се постига чрез използване на сонда с входен ъгъл 45° и честота 4 MHz. Най-доброто откриване на вертикално ориентирани дефекти при входен ъгъл от 45° в сравнение с ъгли от 60 и 70° се дължи на факта, че когато последните се озвучават, ъгълът на срещане на лъча с дефекта е близо до 3-тия критичен, при който коефициентът на отражение на напречната вълна е най-малък.

При честота от 2 MHz, при сондиране извън тръбата, ехо сигналите от дефекти се екранират от интензивен и дълготраен шумов сигнал. Шумоустойчивостта на сондата при честота 4 MHz е средно с 12 dB по-висока, което означава, че полезният сигнал от дефект, разположен в непосредствена близост до границата на повърхността, ще бъде по-добре разрешен на фона на смущения.

При озвучаване от вътрешността на тръбата през повърхността, максималната устойчивост на шум се задава, когато сондата е настроена на честота от 2 MHz.

Методът за контрол на заварени шевове на тръбопроводи с настилка се регулира от управителния документ на Gosatomnadzor RFPNAEG-7-030-91.

18+

Ръчен ултразвуков контрол (UT) на заварени съединения на съдове и тръбопроводи от перлитни и мартензитно-феритни стомани

Дата на публикуване: 24.09.2015 г

Анотация:Тази статия е посветена на въпроса за областта на приложение на ръчно ултразвуково изпитване (UT) на заварени съединения на съдове и тръбопроводи, изработени от стомани от перлитни и мартензитно-феритни класове, с изключение на ляти части.

Ключови думи:ултразвуков контрол, безразрушителен контрол, ехо метод, електронно сканиране, линейно сканиране, секторно сканиране.

Ръчното ултразвуково изпитване (UT) на заварени съединения, разгледано в тази статия, може да се използва при диагностиката на съдове и тръбопроводи, изработени от стомани от перлитни и мартензитно-феритни класове, с изключение на ляти части.

Ултразвуковото изследване осигурява откриването и оценката на допустимостта на прекъсвания с еквивалентна площ, предвидени от стандартите, регулирани от Ростехнадзор.

Методът за контрол, описан в тази статия, може да се прилага при извършване на ултразвуково изпитване на оборудване от неблагородни метали и заварени съединения на технически устройства, използвани в опасно производствено съоръжение.

При заварени съединения металът на заваръчния шев и зоната на топлинно въздействие подлежи на контрол и същата оценка на качеството. Ширината на контролираната HAZ на основния метал се определя в съответствие с изискванията на таблица 1.

Таблица 1 - Размерът на зоната на топлинно въздействие на основния метал, оценен съгласно стандартите за заварени съединения

Вид заваряване	Вид на връзката	Номинална дебелина на заварени елементи H, mm	Ширина на контролираната околозаваръчна зона B, не по-малка от mm
Дъга и ELS	Дупето	до 5 вкл.	5
		Св. 5 до 20 вкл.	номинална дебелина
		Св. 20	20
ЕШС	Дупето	независимо от това	50
Независимо	Ъглова	основен елемент	3
		челен елемент	както за електродъгово заваряване, така и за EBW

Ширината на контролираните участъци от зоната на топлинно въздействие се определя от граничната повърхност на нейното рязане, посочена в проектната документация.

При заварени съединения на части с различна дебелина ширината на определената зона се определя отделно за всяка от заварените части.

Ултразвуковото изпитване се извършва след коригиране на дефекти, открити по време на визуално и измервателно изпитване, при температури на околния въздух и повърхността на продукта на мястото на изпитване от + 5 до + 40 ° C. Повърхностите на заварените съединения, включително зоните, засегнати от топлина и зоните на движение на PET, трябва да бъдат почистени от заваръчни перли, прах, мръсотия, котлен камък и ръжда. Те трябва да бъдат отстранени от цепки, ексфолиращи люспи по цялата дължина на контролираната зона. При подготовката на сканиращата повърхност нейната грапавост не трябва да бъде по-лоша от Rz=40 µm.

Ширината на зоната, подготвена за контрол, трябва да бъде най-малко:

htgb + A + B- при проверка с комбинирана сонда с директен лъч;

2 htgb + A + B- при управление с еднократно отразен лъч и по схемата "тандем";

H + A + B- при тестване на PC сонда от хордов тип, където A е дължината на контактната повърхност на сондата (ширина за PC сонда).

Контролът включва използването на следното оборудване, материали и инструменти:

• импулсни ултразвукови дефектоскопи с преобразувателни комплекти и високочестотни свързващи кабели;
• CRM, CCA, SOP, спомагателни устройства, включително средства за определяне на грапавостта на повърхността (проби за грапавост, профилометри);
• ARD и SKH-диаграми, номограми;
• принадлежности, материали и инструменти.

При тестване се използват детектори за дефекти с обхват на регулиране на атенюатора на измерване най-малко 60 dB и стъпка на стъпка не повече от 2 dB (динамичният диапазон на екрана на детектора за дефекти е най-малко 20 dB). Скоростта на разпространение на ултразвука в материалите трябва да бъде 2500-6500 m/s за надлъжни вълни и 1200-3300 m/s за напречни. Диапазонът на сондиране върху стомана при работа с директна комбинирана сонда в режим ехо-импулс е най-малко 3000 mm, а при работа с наклонена сонда - най-малко 200 mm (по протежение на лъча). Диапазонът на измерване на дълбочината на дефектите чрез дълбокомера в ехо-импулсен режим е най-малко 1000 mm за стомана при работа с права сонда и най-малко 100 mm по двете координати при работа с наклонена сонда.

Изборът на наклонени комбинирани преобразуватели и директни преобразуватели се извършва, като се вземе предвид дебелината на контролираната заварена връзка съгласно таблици 2 и 3.

Таблица 2 - Избор на комбинирани преобразуватели с ъглов лъч

Номинална дебелина на заварените елементи, mm	Честота, MHz	Ъгъл на влизане, град, с управление на лъча
		директен	отразено
от 2 до 8 вкл.	4,0 - 10	70 - 75	70 - 75
Св. 8 до 12 вкл.	2,5 - 5,0	65 - 70	65 - 70
Св. 12 до 20 вкл.	2,5 - 5,0	65 - 70	60 - 70
Св. 20 до 40 вкл.	1,8 - 4,0	60 - 65	45 - 65
Св. 40 до 70 вкл.	1,25 - 2,5	50 - 65	40 - 50
Св. 70 до 125 вкл.	1,25 - 2,0	45 - 65	Контрол не се извършва

Таблица 3 - Избор на директни преобразуватели

Процедурата за ултразвуково изследване включва следните операции:

• регулиране на скоростта на движение и дълбочината на дефектоскопа;
• настройка на нивата на чувствителност за търсене, контрол и отхвърляне, TCG параметри (ако е необходимо);
• сканиране;
• при поява на ехо сигнал от евентуално прекъсване: определяне на неговия максимум и идентифициране на прекъсването (избор на полезен сигнал на фона на фалшиви сигнали);
• определяне на граничните стойности на характеристиките на прекъсванията и тяхното сравнение с нормативните;
• измерване и регистриране на характеристиките на прекъсване, ако неговата еквивалентна площ е равна или надвишава контролното ниво;
• регистрация на документация за резултатите от контрола.

Резултатите от контрола се оценяват по отношение на съответствието на измерените характеристики с максимално допустимите стойности, установени в нормативните документи. Съгласно същите стандарти се оценява качеството на зоната на заваряване, чиито размери са посочени в таблица 1.

Стандартите за качество въз основа на резултатите от ултразвуковото изследване се определят в съответствие с действащата нормативна и техническа документация (RD, PKD, TU, PK), валидна към момента на контрола. Ако няма специални стандарти за конкретен контролиран заваръчен възел, е позволено да се ръководи от стандартите, дадени в таблица 4.

Таблица 4 - Максимално допустими стойности за характеристиките на прекъсванията, открити по време на проверката

Номинална дебелина на заварената връзка, mm	Еквивалентна площ на единични прекъсвания, mm2	Броят на фиксираните единични прекъсвания на всяка дължина от 100 mm на заваръчното съединение	Дължина на прекъсванията
			Общо в основата на шева	Единичен шев
2 до 3	0,6	6	20% от вътрешния периметър на заваръчното съединение	Условна дължина на компактен (точков) прекъсвач
3 до 4	0,9	6
4 до 5	1,2	7
5 до 6	1,2	7
6 до 9	1,8	7
9 до 10	2,5	7
10 до 12	2,5	8
12 до 18	3,5	8
от 18 до 26	5,0	8
от 26 до 40	7,0	9
от 40 до 60	10,0	10
от 60 до 80	15,0	11
от 80 до 120	20,0	11

Качеството на заварените съединения се оценява по двуточкова система:

• оценка 1 - незадоволително качество: заварени съединения с прекъсвания, измерените характеристики или броят на които надвишава максимално допустимите стойности съгласно действащите стандарти;
• оценка 2 - задоволително качество: заварени съединения с прекъсвания, измерените характеристики или броят им не надвишава установените стандарти. В същото време заварените съединения се считат за ограничено прилягане (точка 2а), ако прекъсванията с А до<А<А бр; ∆L <∆L 0 ; n< n 0 , и абсолютно подходящи (оценка 2b), ако не съдържат прекъсвания с A ≥ A k, където A е измерената амплитуда на ехо сигнала от прекъсването; A k и A br - амплитудите на контролните и отхвърлящите нива на чувствителност на дълбочината на прекъсването; ∆L и ∆L 0 - измерената номинална дължина на прекъсването и нейната максимално допустима стойност; n и n 0 - измереният брой прекъсвания с A k ≤ A ≤ A br и DL ≤ DL 0 на единица дължина на завареното съединение (специфично количество) и максимално допустимото количество.

Основните измерени характеристики на идентифицираното прекъсване са:

• съотношението на амплитудните и/или времевите характеристики на приетия сигнал и съответните характеристики на опорния сигнал;
• еквивалентна площ на прекъсване;
• координати на прекъсване в заваръчното съединение;
• условни размери на прекъсването;
• условно разстояние между прекъсванията;
• броя на прекъсванията в дадена дължина на връзката.

Измерените характеристики, използвани за оценка на качеството на конкретни съединения, трябва да се регламентират от технологичната документация за контрол.

Прекъсването се счита за напречно (тип "T" съгласно GOST R 55724-2013, Приложение D), ако амплитудата на ехо сигнала от него при сондиране с наклонена комбинирана сонда по шева (независимо от условната дължина) Apop е не по-малко от 9 dB повече, отколкото при озвучаване през шева Aprod. В този случай се вземат предвид само ехо сигнали с амплитуда, равна или по-голяма от контролното ниво на чувствителност Ak за дълбочината на това прекъсване.

Ако разликата в амплитудите на ехо сигналите в посочените посоки на сондиране е по-малка от 9 dB, прекъсването се счита за надлъжно.

Когато измервате ориентацията на прекъсването, армировката на заваръчния шев на мястото на измерване трябва да бъде отстранена и изгладена наравно с основния метал.

Прекъсването се счита за обемно или планарно, в зависимост от измерените стойности на идентификационните характеристики (знаци) в съответствие с GOST R 55724-2013, раздел 10.

Идентифицирането на формата на прекъсване е разрешено да се извършва с помощта на детектори за дефекти с визуализация на дефекти.

При проверка на заварени съединения с жлеб за опорен пръстен се оценяват дефектите по номиналната дебелина на заварените елементи (в областта на жлеба).

В случай на експертен или дублиран контрол, резултатите от контрола от двама дефектоскописти трябва да се считат за сравними, ако еквивалентните области на едно и също прекъсване се различават с не повече от 1,4 пъти (3 dB).

Допускат се отклонения от стандартите за оценка на откритите прекъсвания в съответствие с процедурата, предвидена в Правилника на Ростехнадзор, както и съгласно специални технически решения, съгласувани по предписания начин.

Списък с източници на информация:

1. ГОСТ Р 55724-2013 „Безразрушителен контрол. Връзките са заварени. Ултразвукови методи.
2. GOST 12.1.001 "Общи изисквания за безопасност на ултразвука".
3. ГОСТ 12.3.019 „Електрически изпитвания и измервания. Общи изисквания за безопасност”.
4. ГОСТ 26266-90 „Безразрушителен контрол. Ултразвукови преобразуватели. Общи технически изисквания”.
5. PB 03-440-02 "Правила за сертифициране на специалисти по безразрушителен контрол".
6. RD 34.10.133-97 "Инструкция за регулиране на чувствителността на ултразвуков дефектоскоп".
7. SP 53-101-98 "Производство и контрол на качеството на стоманени конструкции".

S.A. Шевченко, Н.Л. Михайлова, А.А. Шестаков, С.Г. Царева, Е.В. Шишков

Шевовете в конструкции със заварени съединения трябва да бъдат постоянно наблюдавани. И това не зависи от това кога е направена връзката. За това се използват различни методи, един от които е ултразвукова дефектоскопия (USD). По точност на проведените изследвания превъзхожда рентгеновата, радиодефектоскопията и гама-дефектоскопията.

Трябва да се отбележи, че тази техника не е нова. Използва се от 30-те години на миналия век, а днес ултразвуковият контрол на заварени съединения е популярен, тъй като може да открие най-малките дефекти вътре в заваръчния шев. И както показва практиката, скритите дефекти са основните сериозни причини за ненадеждността на заварената конструкция.

Технология за ултразвукова дефектоскопия. (Лявото няма дефект, дясното е дефектно)

Ултразвуковите вибрации се основават на обикновени акустични вълни, които имат честота на трептене над 20 kHz. Човекът не ги чува. Прониквайки вътре в метала, вълните попадат между неговите частици, които са в равновесие, тоест осцилират в една фаза. Разстоянието между тях е равно на дължината на ултразвуковата вълна. Този индикатор зависи от скоростта на преминаване през металния шев и честотата на самите вибрации. Зависимостта се определя по формулата:

• L е дължината на вълната;
• c е скоростта на движението му;
• f е честотата на трептене.

Скоростта зависи от плътността на материала. Например ултразвуковите вълни се разпространяват по-бързо в надлъжна посока, отколкото в напречна посока. Тоест, ако по пътя на вълната попаднат кухини (друга среда), тогава нейната скорост също се променя. В същото време, срещайки различни дефекти по пътя си, вълните се отразяват от стените на черупките, пукнатините и кухините. И съответно отклонението от насочения поток. Операторът вижда промяната в движението на монитора на ултразвуковия уред и по определени характеристики определя кой дефект е попречил на движението на акустичните вълни.

Например, обръща се внимание на амплитудата на отразената вълна, като по този начин се определя размерът на дефекта в заваръчния шев. Или от времето на разпространение на ултразвуковата вълна в метала, което определя разстоянието до дефекта.

Видове ултразвукови изследвания

Понастоящем в индустрията се използват няколко метода за ултразвукова дефектоскопия на заварки. Нека разгледаме всеки от тях.

1. Сянков диагностичен метод. Тази техника се основава на използването на два преобразувателя наведнъж, които са инсталирани от противоположните страни на обекта, който се изследва. Единият от тях е излъчвателят, вторият е приемникът. Мястото на монтаж е строго перпендикулярно на изследваната равнина на заваръчния шев. Излъчвателят насочва потока от ултразвукови вълни към шева, приемникът ги получава от другата страна. Ако във вълновия поток се образува мъртва зона, това означава, че на пътя му е попаднал участък с различна среда, тоест открит е дефект.
2. Ехо-импулсен метод. За това се използва един ултразвуков дефектоскоп, който едновременно излъчва вълни и ги приема. В този случай се използва технологията на ултразвуково отразяване от стените на дефектните зони. Ако вълните преминаха през метала на заваръчния шев и не се отразиха върху приемното устройство, тогава в него няма дефекти. Ако се появи отражение, значи има някакъв дефект в шева.
3. Ехо огледало. Това ултразвуково изследване на заваръчни шевове е подвид на предишния. Той използва две устройства: излъчвател и приемник. Те се монтират само от едната страна на изследвания метал. Излъчвателят изпраща вълни под ъгъл, те падат върху дефекти и се отразяват. Тези отразени вибрации се приемат от приемника. Обикновено по този начин се записват вертикални дефекти вътре в заваръчния шев - пукнатини.
4. Огледална сянка. Този метод на ултразвуков контрол е симбиоза на сянка и огледало. И двете устройства са инсталирани от една и съща страна на метала, който се изследва. Излъчвателят изпраща наклонени вълни, те се отразяват от стената на основния метал и се приемат от приемника. Ако няма дефекти в заваръчния шев по пътя на отразените вълни, тогава те преминават без промени. Ако сляпа зона се отрази върху приемника, тогава има дефект вътре в шева.
5. Делта метод. Този метод за изпитване на заварени съединения чрез ултразвук се основава на повторното излъчване на насочени акустични вибрации от дефект в заваръчното съединение. Всъщност отразените вълни се делят на огледални, трансформирани в надлъжна посока и преизлъчени. Приемникът може да не улови всички вълни, предимно отразени и движещи се директно към него. Размерът на дефекта и неговата форма ще зависят от броя на получените вълни. Не е най-добрият тест, тъй като е свързан с фина настройка на оборудването, трудността при дешифриране на получените резултати, особено когато се проверява заваръчен шев с ширина над 15 mm. При извършване на ултразвуков контрол на качеството на метала по този метод се налагат строги изисквания към чистотата на заваръчния шев.

Това са методите за ултразвуково изследване, използвани днес за определяне на качеството на заварените съединения. Трябва да се отбележи, че най-често специалистите използват методите на ехо-импулс и сянка. Останалите са по-рядко срещани. И двата варианта се използват основно при ултразвуковото изследване на раждането.

Как се извършва ултразвуково изследване?

Всички описани по-горе технологии принадлежат към категорията на ултразвуковите методи за безразрушителен контрол. Те са удобни и лесни за изпълнение. Помислете как методът на сянка се използва на практика. Всички действия се извършват в съответствие с GOST.

• Заваръчният шев и съседните секции се почистват до ширина 50-70 мм от всяка страна.
• За да се получат по-точни резултати, върху съединителния шев се нанася смазка. Например, това може да бъде грес, глицерин или друго индустриално масло.
• Устройството е конфигурирано съгласно GOST.
• Излъчвателят е инсталиран от едната страна и е включен.
• От противоположната страна търсачът (приемникът) извършва зигзагообразни движения по протежение на заварената връзка. В този случай устройството леко се завърта напред и назад около оста си с 10-15 °.
• Веднага щом на монитора се появи сигнал с максимална амплитуда, това е вероятността да бъде открит дефект в заваръчния метал. Но трябва да се уверите, че отразяващият сигнал не е причинил неравномерност на шева.
• Ако не се потвърди, тогава се записват координатите на дефекта.
• Според GOST тестът се провежда в два или три преминавания.
• Всички резултати се записват в специален дневник.

внимание! Контролът на качеството на заварени ъглови съединения (тройници) се извършва само чрез ехо-импулсен метод, методът на сянка не е подходящ тук.

Параметри за оценка на резултатите

Чувствителността на устройството е основният фактор за качеството на извършената работа. Как може да се използва за разпознаване на параметрите на дефекта.

Първо се определя броят на дефектите. Дори и на най-близките разстояния един до друг, методът на ехото може да определи: един дефект в заваръчния шев или два (няколко). Те се оценяват по следните критерии:

• амплитуда на акустичната вълна;
• неговата дължина (условно);
• размер и форма на дефекта.

Дължината на вълната и ширината на дефекта могат да се определят чрез преместване на излъчвателя по заваръчния шев. Височината на пукнатина или потъване може да се намери от разликата във времевите интервали между отразената вълна и предишната излъчена. Формата на дефекта се определя по специална техника. Базира се на формата на отразения сигнал, който се появява на монитора.

Методът за ултразвукова дефектоскопия е сложен, поради което качеството на получените резултати зависи от квалификацията на оператора и съответствието на получените показатели, които се регулират от GOST.

Предимства и недостатъци на ултразвуковата инспекция на тръби

Предимствата на метода за контрол на заварките включват следните критерии.

• Прегледът е бърз.
• Диагностичният резултат е висок.
• Ултразвуковата проверка на заваръчните шевове е най-евтиният вариант.
• Той е и най-безопасен за хората.
• Устройството за контрол на качеството на заваръчния шев е преносимо устройство, така че мобилността на технологията е осигурена.
• Ултразвуковата диагностика се извършва без увреждане на изследваната част.
• Не е необходимо да спирате оборудването или обекта, за да извършите инспекция на заваряване.
• Можете да проверите фугите на неръждаеми метали, черни и цветни метали.

Има и недостатъци.

• Контролът на заварени съединения на тръбопроводи или други конструкции не дава точност под формата на открит дефект. Работата е там, че в пукнатините или черупките на заваръчния шев може да има въздух (газ) или шлака. Двата материала имат различна плътност и следователно различна отразяваща способност.
• Трудно е да се идентифицират дефекти в части със сложна конфигурация. Изпратените вълни могат да бъдат отразени в друга част от шева, а не върху изследваната, поради кривина. И това ще даде невярна информация.
• Трудно е да се извърши ултразвуково изследване на тръби, ако металът, от който са направени, има едрозърнеста структура. Вътре в материала насоченият поток ще се разпръсне и отразените вълни ще отслабнат.
• Важно е отговорно да почистите заваръчния шев. Неговата вълнообразност или замърсяване, ръжда или мащаб, пръскани метални капки или въздушни седла и пори на повърхността ще създадат пречка за получаване на правилните показания в съответствие с GOST.

Мониторингът на техническото състояние на газопроводите е важна и отговорна задача. Техните щети и пробиви могат да доведат до предизвикани от човека бедствия със сериозни последици за околната среда, финансови загуби и смущения в промишлената дейност.

Заваръчните шевове на ставите на стоманените профили в тръбопроводите са най-уязвимото място на конструкцията. Освен това тяхната сила не зависи от предписанието или новостта на връзката. Те се нуждаят от постоянно наблюдение на плътността.

Стените на тръбите са по-малко уязвими, но по време на работа са подложени на натиск и агресивни ефекти от дестилирани вещества отвътре и неблагоприятни външни влияния отвън. В резултат на това дори издръжливите материали и надеждните защитни покрития могат да бъдат повредени, деформирани, повредени и унищожени с времето.

Ултразвуковият контрол на тръбопроводите се използва за наблюдение и своевременно откриване на дефекти. Може да се използва за откриване дори на най-малките или скрити несъвършенства в фуги на шевове или стени на тръби.

На какво се базира тази технология?

Ултразвуковият диагностичен метод се основава на неразличими за човешкия слух акустични вълнови вибрации, тяхната регистрация и инструментален анализ. Тези вълни преминават през метала с определена скорост. Ако съдържа кухини, скоростта се променя и се определя от инструментите, както и отклонения в движението на вълновия поток поради срещнати препятствия или места на структурна нехомогенност на материала. Според характеристиките на акустичните вълни може да се разбере формата и размера на дефектите, тяхното местоположение.

Как се извършва ултразвуковото изпитване на газопроводи?

При наблюдение в автоматичен режим се използват инфразвукови системи, работещи на базата на апаратни и софтуерни методи. Устройствата за събиране на акустична информация, монтирани групово по дължината на тръбопровода на определено разстояние едно от друго, я предават по комуникационни канали до центрове за управление за интегриране, обработка и анализ. Записват се броят, координатите и параметрите на откритите дефекти или течове. Резултатите от сигналите се проследяват от експерти на монитора.

Автоматизираната система за инфразвуков мониторинг на тръбопроводи позволява непрекъсната дистанционна проверка на тяхната работа, наблюдение и управление в реално време с възможност за диагностика на труднодостъпни зони и газоразпределителни отделения, като се използва комбинация от няколко метода за наблюдение едновременно за по-голяма точност на резултата и бързо откриване на дефекти, откриване на течове. Това е висококачествено модерно оборудване.

Системата може да бъде свързана и със сензори за налягане, температурни сензори, разходомери и измерватели на други параметри за получаване на информация за технологичните процеси, протичащи в тръбопровода.

Предимства на метода:

• ултразвуковата инспекция е нежно и безразрушително изпитване на тръбопроводи,
• има висока чувствителност и диагностична точност,
• минималното време за откриване на изтичане на газ или други вещества,
• възможност за дистанционно наблюдение,
• безопасност,
• удобство и лекота на инсталиране и работа на системата,
• проучването не спира и не засяга техническата експлоатация на тръбопровода,
• подходящ за всички видове материали, от които се произвеждат тръбите,
• може да се използва за повърхностно и подземно полагане на тръби,
• може да се извършва при всякакви климатични условия,
• изгодно по отношение на икономическите разходи.

Оферти на нашата фирма за мониторинг на тръбопроводи.

Висококачественият мониторинг на състоянието на тръбопроводите е гаранция за тяхната безопасна работа, надеждна работа и застраховка срещу повреди. Това се осигурява от надеждността и ефективността на използваното оборудване.

Фирма СМИС Експерт разработва диагностични уреди и системи за мониторинг, използвайки съвременни научни познания и иновативни технологии. Използването на такива системи на практика осигурява високо ниво и точност на наблюдение на целостта на главните тръбопроводи, своевременно откриване на всякакви видове дефекти и предотвратяване на аварийни ситуации.

Използвайте нашите услуги за професионално организиране на ултразвуков контрол на газопроводи и други обекти от голямо значение, когато са необходими опит, отговорен подход и безупречен резултат.

Очакваме вашите кандидатури!

Технологични тръбопроводи (в зависимост от категорията на тръбопровода), тръбопроводи на отоплителни мрежи (в зависимост от условията на полагане на тръбопровода и изискванията на експлоатационната организация), пожаропроводи, газопроводи, паропроводи, сондажни и помпени тръби и др. се подлагат на ултразвуково изследване.

Ултразвуков контрол тръби - това е диагностика на тръбопровода за наличие на вътрешни дефекти. Може да се провери както самото тяло на тръбата, така и заварката. Този вид дефектоскопия може да се извърши както в специално оборудвана лаборатория на територията на нашето предприятие (ако размерите на продукта не надвишават 2000 mm дължина и 500 mm в диаметър, а теглото на продукта не надвишава 150 kg), и на действителното местоположение на обекта.

Ако тръбопроводът работи, ултразвуковото изследване се извършва след дренаж (отстраняване) на транспортираната среда. Провеждането на ултразвуково изследване е възможно без спиране на технологичния процес, без спиране на производството (за разлика от рентгеновото изследване).

Необходимо е да се извършва ултразвуково изследване не само по време на пускането в експлоатация на тръбопроводите, по време на процедурата за сертифициране на тръбите, но и редовно, за да се предотврати преждевременното износване на тръбите и аварийни ситуации.

Процедурата за ултразвукова дефектоскопия на тръбопроводи се състои от следните дейности:

подготовка на заварени съединения за изпитване (почистване). Извършва се от клиента или от лабораторията по договаряне.

маркировка на заваръчния шев

директен контрол на тръбопровода - контрол на заварки или непрекъснат контрол на метала на тръбопровода, измерване на дебелина при необходимост.

маркиране на дефектни зони при възможност за ремонт

изготвяне на схема на тръбопровода и заключения въз основа на резултатите от контрола

Както вече видяхте, ултразвуковият контрол на тръбите е много ефективен метод за откриване на дефекти. Освен това, този тип контрол се е доказал и като най-точен, ефективен, евтин и безопасен за хората.

Свържете се с нас и ние ще организираме за вас цялата гама от работи по ултразвуково изследване на тръбопроводи, идентифициране на слаби места на обекти, съществуващи дефекти, предоставяне на пълна информация за техния размер и местоположение спрямо повърхността на продукта, преглед на заварки и фуги също в за да се контролира качеството им. Благодарение на такива проверки вие осигурявате дългосрочна непрекъсната и най-важното безопасна работа на оборудването.