Сварные соединения являются новообразованиями на любых конструкциях и их дальнейшая безопасная эксплуатация во многом зависит от качества их наложения, а это, в свою очередь, можно выявить только специальной проверкой. Качество сварных швов металлических соединений проверяют, используя для этого различные методики дефектоскопии. Из всего существующего на сегодняшний день разнообразия видов дефектоскопии можно выделить ультразвуковой контроль сварных соединений, который является наиболее доступным и недорогим методом диагностики. Причем УЗК практически не уступает по точности измерений таким видам неразрушающего контроля, как рентгеноскопия, гамма-скопия, радиоскопия и другим.

Методика ультразвукового неразрушающего контроля является далеко не новым видом дефектоскопии и впервые была применена на практике в 1928 году, а с развитием технического прогресса и промышленных технологий стала использоваться во многих сферах деятельности человека.

Весь эффект УЗК основан на том, что акустические ультразвуковые волны при прохождении однородной среды не меняют свою прямолинейную траекторию движения, а вот при разделе сред, имеющих различную структуру и обладающих разными величинами удельного акустического сопротивления, происходит их частичное отражение. При этом чем существеннее разница в физических и химических свойствах материалов, тем больше будет звуковое сопротивление в месте раздела сред, тем ощутимее и заметнее эффект при отражении звуковых волн.

К примеру, при образовании сварного шва в структуре металла обычно остается смесь газов, которая не успела выйти во время затвердевания наружу. При этом газообразная среда обладает фактически в пять раз меньшим волновым сопротивлением прохождению ультразвуковых колебаний, чем металлическая кристаллическая решетка, что и позволяет практически полностью отражаться ультразвуковым колебаниям.

Ультразвуковой контроль, либо дефектоскопия сварных соединений являются неразрушающим их целостность методом по поиску внутренних структур, имеющих химические или физические отклонения от заданных норм, которые при недопустимой величине и определяются как механические дефекты сварных швов.

Достоинства УЗК

С помощью методики ультразвукового контроля осуществляется диагностика всех видов сварки, пайки и склейки, что позволяет выявлять такие дефекты соединений, как:

• воздушные пустоты и поры,
• расслоения в наплавленном металле шва,
• околошовные трещины,
• химически неоднородные вкрапления,
• шлаковые отложения,
• неоднородность структуры,
• искривление геометрических размеров.

Главными преимуществами ультразвуковой дефектоскопии можно назвать возможность проведения контроля:

• соединений как из однородных, так и из разнородных материалов;
• структур, состоящих как из металлов, так и неметаллов;
• без разрушения и без повреждения исследуемых образцов;
• с высокой мобильностью;
• с высокой скоростью исследований;
• при низкой себестоимости;
• без опасных факторов для персонала в сравнении с рентгено- или радио-дефектоскопией.

Недостатки УЗК

Использование ультразвукового контроля имеет ряд особенностей, а именно - требуется существенная подготовка исследуемых поверхностей для прохождения от пьезоэлектрических преобразователей ультразвуковых волн по структуре металла. Необходимо:

• создание шероховатостей 5 класса на поверхности сварного соединения с направлением полос перпендикулярно шву;
• нанесение на исследуемый участок контактной массы (в виде воды, масел) для полного исключения воздушного зазора, а в случае с вертикальной или при сильнонаклоненной поверхности использовать густые клейстеры, неспособные к быстрому стеканию;

Непосредственно к недостаткам этой методики дефектоскопии можно отнести:

• необходимость в использовании специальных пьезоэлектрических преобразователей, имеющие радиус кривизны подошвы в диапазоне величины +-10% от радиуса исследуемого объекта для диагностики округлых форм конструкцией с диаметром менее 200 мм;
• существенные сложности при исследовании крупнозернистых структур металлов, к примеру, чугуна или аустенита при толщине более 60 мм, связанного со значительным затуханием и с существенным рассеванием ультразвуковых колебаний;
• невозможность проведения контроля деталей с малыми и сложными формами;
• затруднительность в оценке соединений разных видов сталей, что связано с неоднородностью основных металлов и сварного шва;
• невозможность установления реальных размеров различных типов дефектов из-за их формы, физических свойств и расположения в структуре сварного шва.

Виды ультразвукового контроля швов

Технология проведения ультразвуковой дефектоскопии основывается на способности акустических колебаний высокой частоты, порядка 20 кГц, проходить однородную структуру и частично отражаться от различных препятствий в виде пор, трещин и других неоднородностей. Существует несколько методов получения отражения ультразвукового сигнала, а именно:

• теневой, который определяет разницу амплитуды между прошедшими и отраженными колебаниями;
• зеркально-теневой, основанный на определении коэффициента затухания отраженных волн;
• эхо-зеркальный или тандемный, использующий для своей работы два аппарата;
• дельта метод, заключающейся в определении энергии отраженных от дефекта колебаний;
• эхо-импульсный, который основывается на регистрации отраженных ультразвуковых волн.

Наиболее распространенными являются два вида дефектоскопии сварных швов при помощи ультразвука - это теневая и эхо-импульсная методика проведения контроля.

Методика проведения УЗК

Несмотря на существование нескольких методик ультразвуковой дефектоскопии их проведение практически схоже и различается лишь в наборе диагностического оборудования. Так, проведение процедуры дефектоскопии можно описать следующей последовательностью:

1. Производиться тщательная подготовка исследуемой поверхности путем механического удаления остатков шлака, краски и ржавчины со сварочного шва. Вдобавок очищают полосы по 50 мм с обеих сторон от него.
2. Место проведения дефектоскопии обильно покрывают жидкой массой в виде воды, минеральных масел или густых специальных клейстеров - это необходимо для возможности беспрепятственного прохождения ультразвуковых волн.
3. Производиться предварительная настройка прибора на определенную методику, рассчитанную на решение конкретных задач.
4. Пьезоэлектрический преобразователь УЗК последовательно начинают перемещать по зигзагообразной траектории по сварочному шву.
5. После получения устойчивого сигнала необходимо периодически поворачивать пьезоэлектрический преобразователь в разные стороны вокруг своей оси так, чтобы получить на экране прибора сигнал с максимальной четкостью изображения.
6. При обнаружении дефектов их фиксируют и записывают соответствующие координаты.
7. При необходимости, ультразвуковой контроль сварных швов проводят в один или несколько проходов.
8. Полученные результаты дефектоскопии заносятся в журнал проверки.

ГОСТ Р 55724-2013

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ. СОЕДИНЕНИЯ СВАРНЫЕ

Методы ультразвуковые

Non-destructive testing. Welded joints. Ultrasonic methods

Дата введения 2015-07-01

Предисловие

Предисловие

1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным предприятием "Научно-исследовательский институт мостов и дефектоскопии Федерального агентства железнодорожного транспорта" (НИИ мостов), Государственным научным центром РФ "Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИИТМАШ"), Федеральным государственным автономным учреждением "Научно-учебный центр "Сварка и контроль" при Московском государственном техническом университете им.Н.Э.Баумана"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 371 "Неразрушающий контроль"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 8 ноября 2013 г. N 1410-ст

4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

5 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2019 г.


Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации" . Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы ультразвукового контроля стыковых, угловых, нахлесточных и тавровых соединений с полным проваром корня шва, выполненных дуговой, электрошлаковой, газовой, газопрессовой, электронно-лучевой, лазерной и стыковой сваркой оплавлением или их комбинациями, в сварных изделиях из металлов и сплавов для выявления следующих несплошностей: трещин, непроваров, пор, неметаллических и металлических включений.

Настоящий стандарт не регламентирует методы определения реальных размеров, типа и формы выявленных несплошностей (дефектов) и не распространяется на контроль антикоррозионных наплавок.

Необходимость проведения и объем ультразвукового контроля, типы и размеры несплошностей (дефектов), подлежащих обнаружению, устанавливаются в стандартах или конструкторской документации на продукцию.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 12.1.001 Система стандартов безопасности труда. Ультразвук. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.003 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.1.004 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования

ГОСТ 12.2.003 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности

ГОСТ 12.3.002 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности

ГОСТ 2789 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики

ГОСТ 18353 * Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов
________________
* Утратил силу. Действует ГОСТ Р 56542-2015 .


ГОСТ 18576-96 Контроль неразрушающий. Рельсы железнодорожные. Методы ультразвуковые

ГОСТ Р 55725 Контроль неразрушающий. Преобразователи ультразвуковые пьезоэлектрические. Общие технические требования

ГОСТ Р 55808 Контроль неразрушающий. Преобразователи ультразвуковые. Методы испытаний

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодному информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты" за текущий год. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана недатированная ссылка, то рекомендуется использовать действующую версию этого стандарта с учетом всех внесенных в данную версию изменений. Если заменен ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, то рекомендуется использовать версию этого стандарта с указанным выше годом утверждения (принятия). Если после утверждения настоящего стандарта в ссылочный стандарт, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение рекомендуется применять без учета данного изменения. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, рекомендуется применять в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

3.1 В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1.19 SKH-диаграмма: Графическое изображение зависимости коэффициента выявляемости от глубины залегания плоскодонного искусственного отражателя с учетом его размера и типа преобразователя.

3.1.20 браковочный уровень чувствительности: Уровень чувствительности, при котором принимается решение об отнесении выявленной несплошности к классу "дефект".

3.1.21 дифракционный способ: Способ ультразвукового контроля методом отражений, использующий раздельные излучающий и приемный преобразователи и основанный на приеме и анализе амплитудных и/или временных характеристик сигналов волн, дифрагированных на несплошности.

3.1.22 контрольный уровень чувствительности (уровень фиксации): Уровень чувствительности, при котором производят регистрацию несплошностей и оценку их допустимости по условным размерам и количеству.

3.1.23 опорный сигнал: Сигнал от искусственного или естественного отражателя в образце из материала с заданными свойствами или сигнал, прошедший контролируемое изделие, который используют при определении и настройке опорного уровня чувствительности и/или измеряемых характеристик несплошности.

3.1.24 опорный уровень чувствительности: Уровень чувствительности, при котором опорный сигнал имеет заданную высоту на экране дефектоскопа.

3.1.25 погрешность глубиномера: Погрешность измерения известного расстояния до отражателя.

3.1.26 поисковый уровень чувствительности: Уровень чувствительности, устанавливаемый при поиске несплошностей.

3.1.27 предельная чувствительность контроля эхо-методом: Чувствительность, характеризуемая минимальной эквивалентной площадью (в мм) отражателя, который еще обнаруживается на заданной глубине в изделии при данной настройке аппаратуры.

3.1.28 угол ввода: Угол между нормалью к поверхности, на которой установлен преобразователь, и линией, соединяющей центр цилиндрического отражателя с точкой выхода луча при установке преобразователя в положение, при котором амплитуда эхо-сигнала от отражателя наибольшая.

3.1.29 условный размер (протяженность, ширина, высота) дефекта: Размер в миллиметрах, соответствующий зоне между крайними положениями преобразователя, в пределах которой фиксируют сигнал от несплошности при заданном уровне чувствительности.

3.1.30 условное расстояние между несплошностями: Минимальное расстояние между положениями преобразователя, при которых амплитуды эхо-сигналов от несплошностей фиксируются при заданном уровне чувствительности.

3.1.31 условная чувствительность контроля эхо-методом: Чувствительность, которую определяют по мере СО-2 (или СО-3Р) и выражают разностью в децибелах между показанием аттенюатора (калиброванного усилителя) при данной настройке дефектоскопа и показанием, соответствующим максимальному ослаблению (усилению), при котором цилиндрическое отверстие диаметром 6 мм на глубине 44 мм фиксируется индикаторами дефектоскопа.

3.1.32 шаг сканирования: Расстояние между соседними траекториями перемещения точки выхода луча преобразователя на поверхности контролируемого объекта.

3.1.33 эквивалентная площадь несплошности: Площадь плоскодонного искусственного отражателя, ориентированного перпендикулярно акустической оси преобразователя и расположенного на том же расстоянии от поверхности ввода, что и несплошность, при которой значения сигнала акустического прибора от несплошности и отражателя равны.

3.1.34 эквивалентная чувствительность: Чувствительность, выражаемая разностью в децибелах между значением усиления при данной настройке дефектоскопа и значением усиления, при котором амплитуда эхо-сигнала от эталонного отражателя достигает заданного значения по оси ординат развертки типа A.

4 Обозначения и сокращения

4.1 В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

И - излучатель;

П - приемник;

Условная высота дефекта;

Условная протяженность дефекта;

Условное расстояние между дефектами;

Условная ширина дефекта;

Чувствительность предельная;

Шаг поперечного сканирования;

Шаг продольного сканирования.

4.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

БЦО - боковое цилиндрическое отверстие;

НО - настроечный образец;

ПЭП - пьезоэлектрический преобразователь;

УЗ - ультразвук (ультразвуковой);

УЗК - ультразвуковой контроль;

ЭМАП - электромагнитоакустический преобразователь.

5 Общие положения

5.1 При УЗК сварных соединений применяют методы отраженного излучения и прошедшего излучения по ГОСТ 18353 , а также их сочетания, реализуемые способами (вариантами методов), схемами прозвучивания, регламентированными настоящим стандартом.

5.2 При УЗК сварных соединений используют следующие типы УЗ волн: продольные, поперечные, поверхностные, продольные подповерхностные (головные).

5.3 Для УЗК сварных соединений используют следующие средства контроля:

- УЗ импульсный дефектоскоп или аппаратно-программный комплекс (далее - дефектоскоп);

- преобразователи (ПЭП, ЭМАП) по ГОСТ Р 55725 или нестандартизированные преобразователи (в том числе - многоэлементные), аттестованные (калиброванные) с учетом требований ГОСТ Р 55725 ;

- меры и/или НО для настройки и проверки параметров дефектоскопа.

Дополнительно могут быть использованы вспомогательные приспособления и устройства для соблюдения параметров сканирования, измерения характеристик выявленных дефектов, оценки шероховатости и др.

5.4 Дефектоскопы с преобразователями, меры, НО, вспомогательные приспособления и устройства, используемые для УЗК сварных соединений, должны обеспечивать возможность реализации методов и способов УЗК из числа содержащихся в настоящем стандарте.

5.5 Средства измерений (дефектоскопы с преобразователями, меры и др.), используемые для УЗК сварных соединений, подлежат метрологическому обеспечению (контролю) в соответствии с действующим законодательством.

5.6 Технологическая документация на УЗК сварных соединений должна регламентировать: типы контролируемых сварных соединений и требования к их контролепригодности; требования к квалификации персонала, выполняющего УЗК и оценку качества; необходимость УЗК околошовной зоны, ее размеры, методику контроля и требования к качеству; зоны контроля, типы и характеристики дефектов, подлежащих выявлению; методы контроля, типы применяемых средств и вспомогательного оборудования для контроля; значения основных параметров контроля и методики их настройки; последовательность проведения операций; способы интерпретации и регистрации результатов; критерии оценки качества объектов по результатам УЗК.

6 Способы контроля, схемы прозвучивания и способы сканирования сварных соединений

6.1 Способы контроля

При УЗК сварных соединений применяют следующие способы (варианты методов) контроля: эхо-импульсный, зеркально-теневой, эхо-теневой, эхо-зеркальный, дифракционный, дельта (рисунки 1-6).

Допускается применение других способов УЗК сварных соединений, достоверность которых подтверждена теоретически и экспериментально

Способы УЗК реализуют с помощью преобразователей, включенных по совмещенной или раздельной схемам.

Рисунок 1 - Эхо-импульсный

Рисунок 2 - Зеркально-теневой

Рисунок 3 - Эхо-теневой прямым (а) и наклонными (б) ПЭП

Рисунок 4 - Эхо-зеркальный

Рисунок 5 - Дифракционный

Рисунок 6 - Варианты дельта-метода

6.2 Схемы прозвучивания различных типов сварных соединений

6.2.1 УЗК стыковых сварных соединений выполняют прямыми и наклонными преобразователями с использованием схем прозвучивания прямым, однократно-отраженным, двукратно-отраженным лучами (рисунки 7-9).

Допускается применять другие схемы прозвучивания, приведенные в технологической документации на контроль.

Рисунок 7 - Схема прозвучивания стыкового сварного соединения прямым лучом

Рисунок 8 - Схема прозвучивания стыкового сварного соединения однократно-отраженным лучом

Рисунок 9 - Схема прозвучивания стыкового сварного соединения двукратно-отраженным лучом

6.2.2 УЗК тавровых сварных соединений выполняют прямыми и наклонными преобразователями с использованием схем прозвучивания прямым и (или) однократно-отраженным лучами (рисунки 10-12).

Примечание - На рисунках символом обозначено направление прозвучивания наклонным ПЭП "от наблюдателя". При данных схемах аналогично выполняют прозвучивание и в направлении "к наблюдателю".

Рисунок 10 - Схемы прозвучивания таврового сварного соединения прямым (а) и однократно-отраженным (б) лучами

Рисунок 11 - Схемы прозвучивания таврового сварного соединения прямым лучом

Рисунок 12 - Схема прозвучивания таврового сварного соединения наклонными преобразователями по раздельной схеме (Н-непровар)

6.2.3 УЗК угловых сварных соединений выполняют прямыми и наклонными преобразователями с использованием схем прозвучивания прямым и (или) однократно-отраженным лучами (рисунки 13-15).

Допускается применять другие схемы, приведенные в технологической документации на контроль.

Рисунок 13 - Схема прозвучивания углового сварного соединения совмещенными наклонными и прямым преобразователями

Рисунок 14 - Схема прозвучивания углового сварного соединения при двустороннем доступе совмещенными наклонными и прямым преобразователями, преобразователями подповерхностных (головных) волн

Рисунок 15 - Схема прозвучивания углового сварного соединения при одностороннем доступе совмещенными наклонными и прямым преобразователями, преобразователями подповерхностных (головных) волн

6.2.4 УЗК нахлесточных сварных соединений выполняют наклонными преобразователями с использованием схем прозвучивания, приведенных на рисунке 16.

Рисунок 16 - Схема прозвучивания нахлесточного сварного соединения по совмещенной (а) или раздельной (б) схемам

6.2.5 УЗК сварных соединений с целью выявления поперечных трещин (в том числе, в соединениях со снятым валиком шва), выполняют наклонными преобразователями с использованием схем прозвучивания, приведенных на рисунках 13, 14, 17.

Рисунок 17 - Схема прозвучивания стыковых сварных соединений при контроле для поиска поперечных трещин: а) - со снятым валиком шва; б) - с неудаленным валиком шва

6.2.6 УЗК сварных соединений с целью выявления несплошностей, залегающих вблизи поверхности, по которой производится сканирование, выполняют продольными подповерхностными (головными) волнами или поверхностными волнами (например, рисунки 14, 15).

6.2.7 УЗК стыковых сварных соединений в местах пересечений швов выполняют наклонными преобразователями с использованием схем прозвучивания, приведенных на рисунке 18.

Рисунок 18 - Схемы прозвучивания мест пересечений стыковых сварных соединений

6.3 Способы сканирования

6.3.1 Сканирование сварного соединения выполняют по способу продольного и (или) поперечного перемещения преобразователя при постоянных или изменяющихся углах ввода и разворота луча. Способ сканирования, направление прозвучивания, поверхности, с которых ведется прозвучивание, должны быть установлены с учетом назначения и контролепригодности соединения в технологической документации на контроль.

6.3.2 При УЗК сварных соединений применяют способы поперечно-продольного (рисунок 19) или продольно-поперечного (рисунок 20) сканирования. Допускается также применять способ сканирования качающимся лучом (рисунок 21).

Рисунок 19 - Варианты способа поперечно-продольного сканирования

Рисунок 20 - Способ поперечно-продольного сканирования

Рисунок 21 - Способ сканирования качающимся лучом

7 Требования к средствам контроля

7.1 Дефектоскопы, используемые для УЗК сварных соединений, должны обеспечивать регулировку усиления (ослабления) амплитуд сигналов, измерение отношения амплитуд сигналов во всем диапазоне регулировки усиления (ослабления), измерение расстояния, пройденного ультразвуковым импульсом в объекте контроля до отражающей поверхности, и координат расположения отражающей поверхности относительно точки выхода луча.

7.2 Преобразователи, используемые совместно с дефектоскопами для УЗК сварных соединений, должны обеспечивать:

- отклонение рабочей частоты УЗ колебаний, излучаемых преобразователями, от номинального значения - не более 20% (для частот не более 1,25 МГц), не более 10% (для частот свыше 1,25 МГц);

- отклонение угла ввода луча от номинального значения - не более ±2°;

- отклонение точки выхода луча от положения соответствующей метки на преобразователе - не более ±1 мм.

Форма и размеры преобразователя, значения стрелы наклонного преобразователя и среднего пути УЗ в призме (протекторе) должны соответствовать требованиям технологической документации на контроль.

7.3 Меры и настроечные образцы

7.3.1 При УЗК сварных соединений применяют меры и/или НО, области применения и условия поверки (калибровки) которых указаны в технологической документации на УЗК.

7.3.2 Меры (калибровочные образцы), используемые при УЗК сварных соединений, должны иметь метрологические характеристики, обеспечивающие повторяемость и воспроизводимость измерений амплитуд эхо-сигналов и временных интервалов между эхо-сигналами, по которым выполняется настройка и проверка основных параметров УЗК, регламентированных технологической документацией на УЗК.

В качестве мер для настройки и проверки основных параметров УЗК преобразователями с плоской рабочей поверхностью на частоту 1,25 МГц и более можно использовать образцы СО-2, СО-3, или СО-3Р по ГОСТ 18576 , требования к которым приведены в приложении A.

7.3.3 НО, используемые при УЗК сварных соединений, должны обеспечивать возможность настройки временных интервалов и значений чувствительности, заданных в технологической документации на УЗК, и иметь паспорт, содержащий значения геометрических параметров и соотношения амплитуд эхо-сигналов от отражателей в НО и мерах, а также идентификационные данные мер, использованных при аттестации.

В качестве НО для настройки и проверки основных параметров УЗК используют образцы с плоскодонными отражателями, а также образцы с БЦО, сегментными или угловыми отражателями.

Допускается также использовать в качестве НО калибровочные образцы V1 по ISO 2400:2012, V2 по ISO 7963:2006 (приложение Б) или их модификации, а также образцы, изготовленные из объектов контроля, с конструктивными отражателями или альтернативными отражателями произвольной формы.

8 Подготовка к контролю

8.1 Сварное соединение подготавливают к УЗК при отсутствии в соединении наружных дефектов. Форма и размеры околошовной зоны должны позволять перемещать преобразователь в пределах, обусловленных степенью контролепригодности соединения (приложение В).

8.2 Поверхность соединения, по которой перемещают преобразователь, не должна иметь вмятин и неровностей, с поверхности должны быть удалены брызги металла, отслаивающиеся окалина и краска, загрязнения.

При механической обработке соединения, предусмотренной технологическим процессом на изготовление сварной конструкции, шероховатость поверхности должна быть не хуже 40 мкм по ГОСТ 2789 .

Требования к подготовке поверхности, допустимой шероховатости и волнистости, способам их измерения (при необходимости), а также наличию неотслаивающейся окалины, краски и загрязнений поверхности объекта контроля указывают в технологической документации на контроль.

8.3 Неразрушающий контроль околошовной зоны основного металла на отсутствие расслоений, препятствующих проведению УЗК наклонным преобразователем, выполняют в соответствии с требованиями технологической документации.

8.4 Сварное соединение следует маркировать и разделять на участки так, чтобы однозначно устанавливать место расположения дефекта по длине шва.

8.5 Трубы и резервуары перед контролем отраженным лучом должны быть освобождены от жидкости.

Допускается контролировать трубы, резервуары, корпуса кораблей с жидкостью под донной поверхностью по методикам, регламентированным технологической документацией на контроль.

8.6 Основные параметры контроля:

а) частота ультразвуковых колебаний;

б) чувствительность;

в) положение точки выхода луча (стрела) преобразователя;

г) угол ввода луча в металл;

д) погрешность измерения координат или погрешность глубиномера;

е) мертвая зона;

ж) разрешающая способность;

и) угол раскрытия диаграммы направленности в плоскости падения волны;

к) шаг сканирования.

8.7 Частоту ультразвуковых колебаний следует измерять как эффективную частоту эхо-импульса по ГОСТ Р 55808 .

8.8 Основные параметры по перечислениям б)-и) 8.6 следует настраивать (проверять) по мерам или НО.

8.8.1 Условную чувствительность при эхо-импульсном УЗК следует настраивать по мерам СО-2 или СО-3Р в децибелах.

Условную чувствительность при зеркально-теневом УЗК следует настраивать на бездефектном участке сварного соединения или на НО в соответствии с ГОСТ 18576 .

8.8.2 Предельную чувствительность при эхо-импульсном УЗК следует настраивать по площади плоскодонного отражателя в НО или по АРД, SKH - диаграммам.

Допускается вместо НО с плоскодонным отражателем применять НО с сегментными, угловыми отражателями, БЦО или другими отражателями. Способ настройки предельной чувствительности по таким образцам должен быть регламентирован в технологической документации на УЗК. При этом для НО с сегментным отражателем

где - площадь сегментного отражателя;

а для НО с угловым отражателем

где - площадь углового отражателя;

- коэффициент, значения которого для стали, алюминия и его сплавов, титана и его сплавов приведены на рисунке 22.

При применении АРД, SKH-диаграмм в качестве опорного сигнала используют эхо-сигналы от отражателей в мерах СО-2, СО-3, а также от донной поверхности или двугранного угла в контролируемом изделии или в НО.

Рисунок 22 - График определения поправки к предельной чувствительности при использовании углового отражателя

8.8.3 Эквивалентную чувствительность при эхо-импульсном УЗК следует настраивать по НО с учетом требований 7.3.3.

8.8.4 При настройке чувствительности следует вводить поправку, учитывающую различие состояния поверхностей меры или НО и контролируемого соединения (шероховатость, наличие покрытий, кривизна). Способы определения поправок должны быть указаны в технологической документации на контроль.

8.8.5 Угол ввода луча следует измерять по мерам или НО при температуре окружающего воздуха, соответствующей температуре контроля.

Угол ввода луча при контроле сварных соединений толщиной более 100 мм определяют в соответствии с технологической документацией на контроль.

8.8.6 Погрешность измерения координат или погрешность глубиномера, мертвую зону, угол раскрытия диаграммы направленности в плоскости падения волны следует измерять по мерам СО-2, СО-3Р или НО.

9 Проведение контроля

9.1 Прозвучивание сварного соединения выполняют по схемам и способам, приведенным в разделе 6.

9.2 Акустический контакт ПЭП с контролируемым металлом следует создавать контактным, или иммерсионным, или щелевым способами ввода УЗ колебаний.

9.3 Шаги сканирования , определяют с учетом заданного превышения поискового уровня чувствительности над контрольным уровнем чувствительности, диаграммы направленности преобразователя и толщины контролируемого сварного соединения, при этом шаг сканирования должен быть не более половины размера активного элемента ПЭП в направлении шага.

9.4 При проведении УЗК используют следующие уровни чувствительности: опорный уровень; контрольный уровень; браковочный уровень; поисковый уровень.

Количественная разница между уровнями чувствительности должна быть регламентирована технологической документацией на контроль.

9.5 Скорость сканирования при ручном УЗК не должна превышать 150 мм/с.

9.6 Для обнаружения дефектов, расположенных у торцов соединения, следует дополнительно прозвучивать зону у каждого торца, постепенно поворачивая преобразователь в сторону торца на угол до 45°.

9.7 При УЗК сварных соединений изделий, диаметр которых менее 800 мм, настройку зоны контроля следует проводить по искусственным отражателям, выполненным в НО, имеющим ту же толщину и радиус кривизны, что и контролируемое изделие. Допустимое отклонение по радиусу образца - не более 10% номинального значения. При сканировании по наружной или внутренней поверхности с радиусом кривизны менее 400 мм, призмы наклонных ПЭП должны соответствовать поверхности (быть притерты). При контроле РС ПЭП и прямым ПЭП следует применять специальные насадки, обеспечивающие постоянную ориентацию ПЭП перпендикулярно к поверхности сканирования.

Обработку (притирку) ПЭП необходимо производить в приспособлении, исключающем перекос ПЭП относительно нормали к поверхности ввода.

Особенности настройки основных параметров и проведения контроля изделий цилиндрической формы указывают в технологической документации на УЗК.

9.8 Этап сканирования при механизированном или автоматизированном УЗК с помощью специальных устройств сканирования следует выполнять с учетом рекомендаций Руководств по эксплуатации оборудования.

10 Измерение характеристик дефектов и оценка качества

10.1 Основными измеряемыми характеристиками выявленной несплошности являются:

- соотношение амплитудной и/или временной характеристики принятого сигнала и соответствующей характеристики опорного сигнала;

- эквивалентная площадь несплошности;

- координаты несплошности в сварном соединении;

- условные размеры несплошности;

- условное расстояние между несплошностями;

- количество несплошностей на определенной длине соединения.

Измеряемые характеристики, используемые для оценки качества конкретных соединений, должны быть регламентированы технологической документацией на контроль.

10.2 Эквивалентную площадь определяют по максимальной амплитуде эхо-сигнала от несплошности путем сравнения ее с амплитудой эхо-сигнала от отражателя в НО или путем использования расчетных диаграмм при условии сходимости их с экспериментальными данными не менее 20%.

10.3 В качестве условных размеров выявленной несплошности могут быть использованы: условная протяженность ; условная ширина ; условная высота (рисунок 23).

Условную протяженность измеряют длиной зоны между крайними положениями преобразователя, перемещаемого вдоль шва и ориентированного перпендикулярно к оси шва.

Условную ширину измеряют длиной зоны между крайними положениями преобразователя, перемещаемого в плоскости падения луча.

Условную высоту определяют как разность измеренных значений глубины расположения несплошности в крайних положениях преобразователя, перемещаемого в плоскости падения луча.

10.4 При измерении условных размеров , , за крайние положения преобразователя принимают такие, при которых амплитуда эхо-сигнала от выявляемой несплошности или составляет 0,5 от максимального значения (относительный уровень измерений - 0,5), или соответствует заданному уровню чувствительности.

Допускается выполнять измерение условных размеров несплошностей при значениях относительного уровня измерений от 0,8 до 0,1, если это указано в технологической документации на УЗК.

Условную ширину и условную высоту протяженной несплошности измеряют в сечении соединения, где эхо-сигнал от несплошности имеет наибольшую амплитуду, а также в сечениях, расположенных на расстояниях, указанных в технологической документации на контроль.

Рисунок 23 - Измерение условных размеров дефектов

10.5 Условное расстояние между несплошностями измеряют по расстоянию между крайними положениями преобразователя. При этом крайние положения задаются в зависимости от протяженности несплошностей:

- для компактной несплошности (, где - условная протяженность ненаправленного отражателя, залегающего на той же глубине, что и несплошность) за крайнее принимают положение преобразователя, при котором амплитуда эхо-сигнала максимальна;

- для протяженной несплошности () за крайнее принимают положение преобразователя, при котором амплитуда эхо-сигнала соответствует заданному уровню чувствительности.

10.6 Не соответствуют требованиям УЗК сварные соединения, в которых измеренное значение хотя бы одной характеристики выявленного дефекта больше браковочного значения этой характеристики, заданного в технологической документации.

11 Оформление результатов контроля

11.1 Результаты УЗК должны быть отражены в рабочей, учетной и приемо-сдаточной документации, перечень и формы которой принимаются в установленном порядке. Документация должна содержать сведения:

- о типе контролируемого соединения, индексах, присвоенных изделию и сварному соединению, расположении и длине участка, подлежащего УЗК;

- технологической документации, в соответствии с которой выполняется УЗК и оцениваются его результаты;

- дате контроля;

- идентификационных данных дефектоскописта;

- типе и заводском номере дефектоскопа, преобразователей, мер, НО;

- непроконтролированных или неполностью проконтролированных участках, подлежащих УЗК;

- результатах УЗК.

11.2 Дополнительные сведения, подлежащие записи, порядок оформления и хранения журнала (заключений, а также форма представления результатов контроля заказчику) должны быть регламентированы технологической документацией на УЗК.

11.3 Необходимость сокращенной записи результатов контроля, применяемые обозначения и порядок их записи должны быть регламентированы технологической документацией на УЗК. Для сокращенной записи могут применяться обозначения по приложению Г.

12 Требования безопасности

12.1 При проведении работ по ультразвуковому контролю продукции дефектоскопист должен руководствоваться ГОСТ 12.1.001 , ГОСТ 12.2.003 , ГОСТ 12.3.002 , правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами технической безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей , утвержденными Ростехнадзором.

12.2 При выполнении контроля должны соблюдаться требования и требования безопасности, изложенные в технической документации на применяемую аппаратуру, утвержденной в установленном порядке.

12.3 Уровни шума, создаваемого на рабочем месте дефектоскописта, не должны превышать допустимых по ГОСТ 12.1.003 .

12.4 При организации работ по контролю должны соблюдаться требования пожарной безопасности по ГОСТ 12.1.004 .

Приложение А (обязательное). Меры СО-2, СО-3, СО-3Р для проверки (настройки) основных параметров ультразвукового контроля

Приложение А
(обязательное)

А.1 Меры СО-2 (рисунок А.1), СО-3 (рисунок А.2), СО-3Р по ГОСТ 18576 (рисунок А.3) следует изготавливать из стали марки 20 и применять для измерения (настройки) и проверки основных параметров аппаратуры и контроля преобразователями с плоской рабочей поверхностью на частоту 1,25 МГц и более.

Рисунок А.1 - Эскиз меры СО-2

Рисунок А.2 - Эскиз меры СО-3

Рисунок А.3 - Эскиз меры СО-3Р

А.2 Меру СО-2 следует применять для настройки условной чувствительности, а также для проверки мертвой зоны, погрешности глубиномера, угла ввода луча, угла раскрытия основного лепестка диаграммы направленности в плоскости падения и определения предельной чувствительности при контроле соединений из сталей.

А.3 При контроле соединений из металлов, отличающихся по акустическим характеристикам от углеродистой и низколегированной сталей (по скорости распространения продольной волны более чем на 5%) для определения угла ввода луча, угла раскрытия основного лепестка диаграммы направленности, мертвой зоны, а также предельной чувствительности должен применяться НО СО-2А, выполненный из контролируемого материала.

А.4 Меру СО-3 следует применять для определения точки выхода луча и стрелы преобразователя.

А.5 Меру СО-3Р следует применять для определения и настройки основных параметров, перечисленных в 8.8 для мер СО-2 и СО-3.

Приложение Б (справочное). Настроечные образцы для проверки (настройки) основных параметров ультразвукового контроля

Приложение Б
(справочное)

Б.1 НО с плоскодонным отражателем представляет собой металлический блок, изготовленный из контролируемого материала, в котором выполнен плоскодонный отражатель, ориентированный перпендикулярно акустической оси преобразователя. Глубина расположения плоскодонного отражателя должна соответствовать требованиям технологической документации.

1 - дно отверстия; 2 - преобразователь; 3 - блок из контролируемого металла; 4 - акустическая ось

Рисунок Б.1 - Эскиз НО с плоскодонным отражателем

Б.2 НО V1 по ISO 2400:2012 представляет собой металлический блок (рисунок Б.1) из углеродистой стали, в который запрессован цилиндр диаметром 50 мм, изготовленный из оргстекла.

НО V1 применяют для настройки параметров развертки дефектоскопа и глубиномера, настройки уровней чувствительности, а также для оценки мертвой зоны, разрешающей способности, определения точки выхода луча, стрелы и угла ввода преобразователя.

Б.3 НО V2 по ISO 7963:2006 изготавливают из углеродистой стали (рисунок Б.2) и применяют для настройки глубиномера, настройки уровней чувствительности, определения точки выхода луча, стрелы и угла ввода преобразователя.

Рисунок Б.2 - Эскиз НО V1

Рисунок Б.3 - Эскиз НО V2

Приложение В (рекомендуемое). Степени контролепригодности сварных соединений

Для швов сварных соединений устанавливаются следующие степени контролепригодности в порядке ее снижения:

1 - акустическая ось пересекает каждый элемент (точку) контролируемого сечения как минимум с двух направлений, в зависимости от требований технологической документации;

2 - акустическая ось пересекает каждый элемент (точку) контролируемого сечения с одного направления;

3 - имеются элементы контролируемого сечения, которые при регламентированной схеме прозвучивания акустическая ось диаграммы направленности не пересекает ни по одному из направлений. При этом площадь непрозвучиваемых участков не превышает 20% общей площади контролируемого сечения и они находятся только в подповерхностной части сварного соединения.

Направления считаются разными, если угол между акустическими осями - не менее 15°.

Любая степень контролепригодности, кроме 1, устанавливается в технологической документации на контроль.

При сокращенном описании результатов контроля следует каждый дефект или группу дефектов указывать отдельно и обозначать буквой:

- буквой, определяющей качественно оценку допустимости дефекта по эквивалентной площади (амплитуде эхо-сигнала - А или Д) и условной протяженности (Б);

- буквой, определяющей качественно условную протяженность дефекта, если она измерена в соответствии с 10.3 (Г или Е);

- буквой, определяющей конфигурацию (объемный - Ш, плоскостной - П) дефекта, если она установлена;

- цифрой, определяющей эквивалентную площадь выявленного дефекта, мм, если она измерялась;

- цифрой, определяющей наибольшую глубину залегания дефекта, мм;

- цифрой, определяющей условную протяженность дефекта, мм;

- цифрой, определяющей условную ширину дефекта, мм;

- цифрой, определяющей условную высоту дефекта, мм или мкс*.
________________
* Текст документа соответствует оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.


Для сокращенной записи должны применяться следующие обозначения:

А - дефект, эквивалентная площадь (амплитуда эхо-сигнала) и условная протяженность которого равны или менее допустимых значений;

Д - дефект, эквивалентная площадь (амплитуда эхо-сигнала) которого превышает допустимое значение;

Б - дефект, условная протяженность которого превышает допустимое значение;

Г - дефект, условная протяженность которого ;

Е - дефект, условная протяженность которого ;

В - группа дефектов, отстоящих друг от друга на расстояниях ;

Т - дефект, который при расположении преобразователя под углом менее 40° к оси шва вызывает появление эхо-сигнала, превышающего амплитуду эхо-сигнала при расположении преобразователя перпендикулярно к оси шва, на величину, указанную в технической документации на контроль, утвержденной в установленном порядке.

Условную протяженность для дефектов типов Г и Т не указывают.

В сокращенной записи числовые значения отделяют друг от друга и от буквенных обозначений дефисом.

Библиография

УДК 621.791.053:620.169.16:006.354
Ключевые слова: контроль неразрушающий, швы сварные, методы ультразвуковые

Электронный текст документа
подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:
официальное издание
М.: Стандартинформ, 2019

В последнее время государственными органами РФ декларируется «разворот на Восток» и потенциальное тесное сотрудничество российских производителей/заказчиков с китайскими. Для качественной совместной работы с представителями КНР необходимо говорить с ними на одном языке, и в частности ориентироваться в используемой обеими сторонами терминологии и стандартной нормативной документации. В данной статье мы хотели бы обобщить наш опыт взаимодействия с коллегами из Китайской Народной Республики по одному локальному вопросу - диагностированию обсадных колонн, и на его примере рассмотреть сходство и отличия нормативной документации РФ и КНР.

Обсадные трубы применяются для крепления нефтяных и газовых скважин в процессе их строительства и эксплуатации. Между собой обсадные трубы соединяются при помощи муфтовых или безмуфтовых (интегральных) резьбовых соединений. На месте строительства всегда проводится многостадийный контроль качества строительства, состоящий из следующих операций: контроль наличия сопроводительной документации (сертификата); проверка соответствия данных сертификата маркировке труб; визуальный контроль; инструментальный контроль; неразрушающий контроль; контроль оправкой; гидравлическое испытание.

Все работы по контролю качества должны определяться инструкциями изготовителя, которые должны включать соответствующую методику и количественные или качественные критерии приемки. Инструкции по неразрушающему контролю должны соответствовать требованиям настоящих технических условий и требованиям национальных и международных стандартов, выбранных изготовителем.

На территории Российской Федерации в данный момент действуют основные ГОСТ 632-1980 и ГОСТ 53366-2009 (Отменен, с 01.01.2015 пользоваться ГОСТ 31446-2012. По приказу Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22.10.2014 № 1377-ст - восстановлен на территории РФ с 01.01.2015 до 01.01.2017), регламентирующие требования к неразрушающему контролю и уровни контроля бесшовных и электросварных труб. Все обсадные трубы должны быть проверены на наличие дефектов по всей длине (от торца до торца) методами неразрушающего контроля.

Обсадные трубы не должны иметь дефектов, которые по ГОСТ Р 53366-2009 относятся к недопустимым дефектам, и должны соответствовать требованиям, установленным в этом стандарте. Стандартные методы неразрушающего контроля труб являются традиционными проверенными методами и предусматривают процедуры неразрушающего контроля, широко применяемые для контроля трубных изделий во всем мире. Допускается, однако, применение других методов и процедур неразрушающего контроля, способных выявлять дефекты, например, для применения труб в скважинах со специальными условиями эксплуатации. В таких случаях рекомендуется использовать другие методы неразрушающего контроля, которые позволяют подтвердить необходимое качество труб и их пригодность для спуска в скважину.

Рассмотрим методы неразрушающего контроля для обсадных колонн, используемые на территории РФ и КНР:

1) Ультразвуковой контроль (ультразвуковой метод)

Ультразвук распространяется по всей окружности материала. Акустические характеристики материала и внутренние структурные изменения отражаются на распространении ультразвуковых волн. Регистрация сигнала и его анализ дает представление о степени поврежденности материала. В ГОСТе 53366-2009 указаны только международные стандарты, в соответствии с которыми должны быть инспектированы обсадные колонны: ИСО 9303, ИСО 9503 и АСТМ Е 213. Однако в ГОСТе 13680-2011 для выявления расслоений, площадь проекции которых на наружную поверхность составляет не более 260 мм 2 , предлагается действовать в соответствии с ИСО 10124:1994 (Таблица 1).

В то же время на территории России действуют стандартные методы ультразвукового неразрушающего контроля: ГОСТ Р ИСО 10332-99 «Трубы стальные напорные бесшовные и сварные (кроме труб, изготовленных дуговой сваркой под флюсом)», ГОСТ 12503-75 «Сталь. Методы ультразвукового контроля. Общие требования», ГОСТ 14782-86 «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые» (Утратил силу на территории РФ с 01.07.2015. Пользоваться ГОСТ Р 55724-2013), ГОСТ Р ИСО 10893-12-2014 «Трубы стальные бесшовные и сварные. Часть 12. Ультразвуковой метод автоматизированного контроля толщины стенки по всей окружности», однако, для выявления дефектов обсадных колонн они не применяются. В основном используются международные стандарты ультразвукового метода неразрушающего контроля, перечисленные выше, в то время как на территории КНР контроль целостности труб обсадных колонн выявляют в соответствии с международными и/или собственными стандартами 1 .

В таблице 1 представлены важнейшие стандарты ультразвукового контроля обсадных колонн, из стандартных методов неразрушающего контроля трубы, применяемые как в России, так и в КНР.

Таблица 1

Номер стандарта	Название стандарта	Номер стандарта	Название стандарта
			Трубы стальные бесшовные и сварные (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) напорные. Ультразвуковой контроль всей периферийной поверхности для обнаружения продольных несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-10:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 10. Автоматический ультразвуковой контроль по всей окружности бесшовных и сварных стальных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов
			Стандартный метод ультразвукового контроля металлических трубопроводных труб
	Обозначение заменяющего: ISO 10893-10:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 10. Автоматический ультразвуковой контроль по всей окружности бесшовных и сварных стальных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов		Трубы стальные бесшовные напорные. Ультразвуковой контроль всей периферийной поверхности для обнаружения поперечных несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-10:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 10. Автоматический ультразвуковой контроль по всей окружности бесшовных и сварных стальных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов
	Трубы стальные напорные бесшовные и сварные (кроме труб, изготовленных дуговой сваркой под флюсом). Ультразвуковой метод контроля для обнаружения слоистых несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-8:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 8. Автоматический ультразвуковой контроль бесшовных и сварных стальных труб для обнаружения дефектов расслоения		Неразрушающий контроль стальных труб. Автоматизированный ультразвуковой контроль стальных бесшовных и сварных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) на герметичность
			Неразрушающий контроль. Ультразвуковой контроль. Общие принципы
		ISO 10893-3:2011
			Трубы стальные, полученные электрической контактной сваркой и индукционной сваркой, напорные. Ультразвуковой контроль сварного шва для обнаружения продольных несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-11:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 11. Автоматический ультразвуковой контроль шва сварных стальных труб для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов
		ISO 10893-10:2011	Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 10. Автоматический ультразвуковой контроль по всей окружности бесшовных и сварных стальных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов
			Стандартный метод ультразвукового контроля зоны сварки сварных трубопроводных и насосно-компрессорных труб
			Трубы стальные бесшовные. Метод ультразвукового контроля (Аналог: ISO 9303-1989 Трубы стальные бесшовные и сварные (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) напорные. Ультразвуковой контроль всей периферийной поверхности для обнаружения продольных несовершенств)
		SY/T 6423.6-1999	Нефтяная и газовая промышленность. Стальные трубы напорные, методы неразрушающего контроля. Трубы стальные бесшовные и сварные (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом), ультразвуковой метод контроля слоистых несовершенств (Аналог ISO 10124-1994 Трубы стальные напорные бесшовные и сварные (кроме труб, изготовленных дуговой сваркой под флюсом) Обозначение заменяющего: SY/T 6423.4-2013 Нефтеная и газовая промышленность. Методы неразрушающего контроля - Часть 4: Автоматический ультразвуковой контроль слоистых несовершенств бесшовных и сварных стальных труб
		SY/T 6423.7-1999	Нефтяная и газовая промышленность. Трубы стальные напорные, методы неразрушающего контроля. Трубы стальные бесшовные и сварные, ультразвуковой метод контроля концов труб для обнаружения слоистых несовершенств (Аналог: ISO 11496-1993 Трубы стальные бесшовные и сварные напорные. Ультразвуковой контроль концов труб для обнаружения слоистых несовершенств) Обозначение заменяющего: SY/T 6423.4-2013 Нефтяная и газовая промышленность. Методы неразрушающего контроля - Часть 4: Автоматический ультразвуковой контроль слоистых несовершенств бесшовных и сварных стальных труб

2) Магнитный контроль (метод рассеяния магнитного потока)

Следующим методом неразрушающего контроля, которым рекомендуется пользоваться в соответствии с требованиями ГОСТ 53366-2009, является метод рассеяния магнитного потока.

Магнитная дефектоскопия труб обсадных колонн методом рассеянного потока основана на обнаружении магнитных потоков рассеяния в ферромагнитном материале с высокой магнитной проницаемостью путем измерения изменяемых характеристик после намагничивания изделия. После намагничивания магнитный поток, распространяясь по исследуемому объекту и встречая на своем пути дефект, огибает его вследствие того, что магнитная проницаемость дефекта значительно ниже магнитной проницаемости основного металла. В результате этого часть магнитно-силовых линий вытесняется дефектом на поверхность, образуя местный магнитный поток рассеяния.

Методами магнитного контроля не могут быть обнаружены дефекты, которые вызывают возмущение в распределении силовых линий магнитного потока без образования местного потока рассеяния. Возмущение потока зависит от величины и формы дефекта, глубины его залегания и его ориентации относительно направления магнитного потока. Поверхностные дефекты, расположенные перпендикулярно магнитному потоку, создают значительные потоки рассеяния; дефекты, ориентированные вдоль направления магнитных силовых линий, практически не вызывают появления потоков рассеяния. Наличие продольных и поперечных дефектов приводит к необходимости проводить двойной контроль с использованием комбинированного намагничивания.

В таблице 2 представлены стандарты магнитной дефектоскопии методом рассеяния магнитного потока. В таблице 2 не представлены стандартные методы неразрушающего контроля, действующие в РФ: ГОСТ Р 55680-2013 «Контроль неразрушающий. Феррозондовый метод» (действующий с 01.07.2015, заменяющий ГОСТ 21104-75); ГОСТ Р ИСО 10893-3-2016 «Трубы стальные бесшовные и сварные. Часть 3. Автоматизированный контроль методом рассеяния магнитного потока по всей поверхности труб из ферромагнитной стали для обнаружения продольных и (или) поперечных дефектов» (дата введения в действие 01.11.2016).

Таблица 2

Стандарты, действующие на территории РФ		Стандарты, действующие на территории КНР
Номер стандарта	Название стандарта	Номер стандарта	Название стандарта
			Трубы стальные бесшовные и сварные (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) напорные. Испытание труб из ферромагнитной стали методом рассеяния по всей окружности флюса с помощью магнитного преобразователя для обнаружения продольных дефектов Обозначение заменяющего: ISO 10893-3:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 3. Автоматический контроль методом рассеяния магнитного потока по всей окружности бесшовных и сварных труб из ферромагнитной стали (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов
			Стандартный метод контроля ферромагнитных трубных изделий рассеянием магнитного потока
	Обозначение заменяющего: ISO 10893-3:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 3. Автоматический контроль методом рассеяния магнитного потока по всей окружности бесшовных и сварных труб из ферромагнитной стали (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов		Трубы стальные бесшовные напорные. Контроль всей периферийной поверхности труб из ферромагнитной стали путем исследования магнитных полей рассеяния для обнаружения поперечных несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-3:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 3. Автоматический контроль методом рассеяния магнитного потока по всей окружности бесшовных и сварных труб из ферромагнитной стали (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов
			Стальная труба - Метод рассеяния магнитного потока
		ISO 10893-3:2011	Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 3. Автоматический контроль методом рассеяния магнитного потока по всей окружности бесшовных и сварных труб из ферромагнитной стали (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов

3) Вихретоковый контроль (вихретоковый метод)

Контроль вихретоковым методом - это формируемое ферромагнитной катушкой, находящейся вблизи поверхности контролируемого объекта, поле вихревых токов; анализ изменения электромагнитного поля вихревых токов под действием тех или иных дефектов. Метод применим только для проводящего материала. Вихретоковый контроль может быть использован для тестирования труб, сварного шва и трещин в поверхностном слое наплавки, и косвенного измерения длины дефекта.

В таблице 3 представлены стандарты тестирования вихретоковым методом, российские и китайские специализированные стандарты для дефектоскопии обсадных колонн данным методом отсутствуют. Однако на территории Российской Федерации действует ряд стандартов: ГОСТ 24289-80 «Контроль неразрушающий вихретоковый. Термины и определения», ГОСТ Р ИСО 15549-2009 «Контроль неразрушающий. Контроль вихретоковый. Основные положения», ГОСТ Р ИСО 12718-2009 «Контроль неразрушающий. Контроль вихретоковый. Термины и определения», ГОСТ Р 55611-2013 «Контроль неразрушающий вихретоковый. Термины и определения». На территории Китайской Народной Республики данный метод стандартизирован только для труб других классов (сортамента).

Таблица 3

Стандарты, действующие на территории РФ		Стандарты, действующие на территории КНР
Номер стандарта	Название стандарта	Номер стандарта	Название стандарта
			Трубы стальные бесшовные и сварные (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) напорные. Контроль методом вихревых токов для обнаружения несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-2:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 2. Автоматический метод вихретокового контроля стальных бесшовных и сварных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения дефектов
			Стандартный метод контроля вихревыми токами стальных трубных изделий с применением магнитного насыщения
		ISO 10893-2:2011	Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 2. Автоматический метод вихретокового контроля стальных бесшовных и сварных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения дефектов
			Неразрушающий контроль. Контроль вихревыми токами. Словарь
			Неразрушающий контроль. Испытание вихревыми токами. Общие принципы
		BS-EN -0246-3-2000	Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 3. Автоматический метод контроля вихревыми токами стальных бесшовных и сварных (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) труб для обнаружения дефектов
			Стальная труба - Контроль вихретоковым методом (Аналог: ISO 9304-1989 Трубы стальные бесшовные и сварные (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) напорные. Контроль методом вихревых токов для обнаружения несовершенств)
		GB/T 12604.6-2008	Неразрушающий контроль. Терминология. Вихретоковый метод
			Неразрушающий контроль. Импульсный вихретоковый метод
		JB/T 4730.6-2005	Неразрушающий контроль оборудования под давлением - Часть 6: Вихретоковый метод Обозначение заменяющего: NB/T 47013.6-2015 Неразрушающий контроль оборудования под давлением - Часть 6: Вихретоковый метод

4) Магнитный контроль (магнитопорошковый метод)

Магнитопорошковый контроль - использование магнитного порошка, который адсорбируется в местах дефектов, образуя «магнитную метку» - валики черного магнитного порошка, контроль осуществляется визуально. Метод отражает поверхностные и внутренние дефекты, при этом чувствительность метода не зависит от окраски и металлизации поверхности. Магнитопорошковый метод предпочтительнее для ферромагнитных материалов по сравнению с методом проникающих веществ, так как более оперативен и прост в применении. Главный недостаток - ограниченный доступ к ферромагнитному материалу, для того чтобы полностью обследовать поверхность необходимы специальное оборудование и источник питания. После проведения испытаний наблюдается остаточная намагниченность, которую затруднительно устранить. В таблице 4 приведены международные стандарты по магнитопорошковому методу контроля обсадных колонн, китайские стандарты контроля данным методом, применяемые в машиностроении: контроль качества оборудования под давлением магнитопорошковым методом. В таблицу 4 так же не вошли стандарты, действующие на территории России, т.к. на них не было ссылок в определяющем ГОСТе 53366-2009: ГОСТ Р 56512-2015 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. Типовые технологические процессы» (дата введения в действие 01.11.2016), ГОСТ Р ИСО 9934-1-2011 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. Часть 1. Основные требования», ГОСТ Р ИСО 9934-2-2011 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод. Часть 2. Дефектоскопические материалы», ГОСТ 21105-87 «Контроль неразрушающий. Магнитопорошковый метод», ГОСТ Р ИСО 10893-5-2016 «Трубы стальные бесшовные и сварные. Часть 5. Магнитопорошковый контроль труб из ферромагнитной стали для обнаружения поверхностных дефектов» (дата введения в действие 01.11.2016).

Таблица 4

Стандарты, действующие на территории РФ		Стандарты, действующие на территории КНР
Номер стандарта	Название стандарта	Номер стандарта	Название стандарта
			Трубы стальные напорные бесшовные и сварные. Контроль тела трубы магнитопорошковым методом для обнаружения поверхностных несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-5:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 5. Метод магнитопорошкового контроля бесшовных и сварных труб из ферромагнитной стали для обнаружения поверхностных дефектов
			Руководство по магнитопорошковому контролю
	Трубы стальные напорные бесшовные и сварные. Контроль концов труб магнитопорошковым методом для обнаружения слоистых несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-5:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 5. Метод магнитопорошкового контроля бесшовных и сварных труб из ферромагнитной стали для обнаружения поверхностных дефектов	ISO 10893-5:2011	Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 5. Метод магнитопорошкового контроля бесшовных и сварных труб из ферромагнитной стали для обнаружения поверхностных дефектов
		GB/T 12604.5-2008	Неразрушающий контроль. Терминология. Магнитопорошковый метод
		JB/T 4730.4-2005	Неразрушающий контроль оборудования под давлением - Часть 4: Магнитопорошковый метод Обозначение заменяющего: NB/T 47013.4-2015 Неразрушающий контроль оборудования под давлением - Часть 4: Магнитопорошковый метод

5) Контроль проникающими веществами (капиллярная дефектоскопия)

Метод проникающих веществ основан на проникновении специальной жидкости - пенетранта - в полости поверхностных и сквозных несплошностей объекта контроля, с последующим извлечением пенетранта из дефектов. Наиболее распространенным методом является капиллярный способ, который подходит для диагностики объектов, изготовленных из металлов и керамики. Продолжительность дефектоскопии зависит от физических свойств жидкости, характера обнаруживаемых дефектов и способа заполнения жидкостью полостей дефектов. В течение получаса можно обнаружить поверхностную усталость, коррозионное растрескивание под напряжением и дефект сварного шва, метод позволяет определить размер трещины.

В ГОСТе 53366-2009 не указаны стандарты капиллярного метода контроля, выявления дефектов обсадной колонны, но в данным стандартом допускается применение других методов и способов неразрушающего контроля. В то же время ГОСТ Р ИСО 13680-2011 рекомендует пользоваться ИСО 12095 или АСТМ Е 165, которые приведены в таблице 5. Внутренние Российские стандарты неразрушающего контроля методом проникающих жидкостей разработаны и действуют, однако до настоящего момента для инспектирования обсадных колонн не применялись: ГОСТ Р ИСО 3059-2015 «Контроль неразрушающий. Проникающий контроль и магнитопорошковый метод. Выбор параметров осмотра» (дата введения в действие 01.06.2016), ГОСТ Р ИСО 3452-1-2011 «Контроль неразрушающий. Проникающий контроль. Часть 1. Основные требования», ГОСТ Р ИСО 3452-2-2009 «Контроль неразрушающий. Проникающий контроль. Часть 2. Испытания пенетрантов», ГОСТ Р ИСО 3452-3-2009 «Контроль неразрушающий. Проникающий контроль. Часть 3. Испытательные образцы», ГОСТ Р ИСО 3452-4-2011 «Контроль неразрушающий. Проникающий контроль. Часть 4. Оборудование», ГОСТ Р ИСО 12706-2011 «Контроль неразрушающий. Проникающий контроль. Словарь», ГОСТ 18442-80 «Контроль неразрушающий Капиллярные методы Общие требования».

В таблице 5 представлены относящиеся к данному методу диагностики обсадных колонн стандарты. Внутренние Китайские стандарты контроля методом проникающих жидкостей обсадных колонн отсутствуют.

Таблица 5

Стандарты, действующие на территории РФ		Стандарты, действующие на территории КНР
Номер стандарта	Название стандарта	Номер стандарта	Название стандарта
	Трубы стальные сварные и бесшовные напорные. Испытание методом проникающих жидкостей Обозначение заменяющего: ISO 10893-4:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 4. Контроль методом проникающих жидкостей стальных бесшовных и сварных труб для обнаружения поверхностных дефектов	ISO 10893-4:2011	Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 4. Контроль методом проникающих жидкостей стальных бесшовных и сварных труб для обнаружения поверхностных дефектов
	Стандартная методика для капиллярного контроля. Общая промышленность	GB/T 12604.3-2005	Неразрушающий контроль. Терминология. Капилярный метод (Аналог: ISO 12706-2009 Контроль неразрушающий. Капиллярный контроль. Словарь) Обозначение заменяющего： GB/T 12604.3-2013 Неразрушающий контроль. Терминология. Капилярный метод
		GB/T 18851.1-2012	Неразрушающий контроль - Капиллярный метод - Часть 1: Общие принципы (Аналог: ISO 3452-1-2008 Неразрушающий контроль. Метод проникающих жидкостей. Часть 1. Общие принципы)
		JB/T 4730.5-2005	Неразрушающий контроль оборудования под давлением - Часть 5: Метод проникающих жидкостей Обозначение заменяющего： NB/T 47013.5-2015 Неразрушающий контроль оборудования под давлением - Часть 5: Метод проникающих жидкостей

6) Рентгеновский контроль (радиографический метод)

Рентгенографический метод предусматривает использование рентгеновского излучения, проходящего через металл шва и создающего на рентгенографической пленке изображение, отображающее наличие различных дефектов. Степень засвечивания пленки будет больше в местах расположения дефектов.

В соответствии с ГОСТ ИСО 3183-2012 «Трубы стальные для трубопроводов нефтяной и газовой промышленности. Общие технические условия» рентгенографическому контролю на расстоянии не менее 200 мм от торца трубы должен быть подвергнут сварной шов каждого из концов труб. Этому методу контроля подвергаются трубы:

• с одним или двумя продольными швами или одним спиральным швом, полученными способом сочетания дуговой сварки металлическим электродом в среде защитного газа и дуговой сварки под флюсом;
• с одним или двумя продольными швами или одним спиральным швом, полученными способом дуговой сварки под флюсом.

В таблице 6 представлены соответствующие стандарты, относящиеся к радиографическому контролю сварного шва обсадной колонны. Часть стандартов по контролю сварных швов труб не указана.

Таблица 6

Стандарты, действующие на территории РФ		Стандарты, действующие на территории КНР
Номер стандарта	Название стандарта	Номер стандарта	Название стандарта
	Трубы стальные напорные, полученные дуговой сваркой под флюсом. Радиографический контроль сварного шва для обнаружения несовершенств Обозначение заменяющего: ISO 10893-6:2011 Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 6. Радиографический контроль шва сварных стальных труб для обнаружения дефектов	ISO 10893-6:2011	Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 6. Радиографический контроль шва сварных стальных труб для обнаружения дефектов
	Руководство по рентгенографическому тестированию	ISO 10893-7:2011	Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 7. Цифровой радиографический контроль шва сварных стальных труб для обнаружения дефектов
		JB/T 4730.2-2005	Неразрушающие методы контроля оборудования под давлением - Часть 2: Рентгеновское излучение Обозначение заменяющего: NB/T 47013.2-2015 Неразрушающие методы контроля оборудования под давлением - Часть 2: Рентгеновское излучение
		GB/T 12604.2-2005	Неразрушающий метод контроля. Терминология. Радиографический контроль (Аналог: ISO 5576:1997 Контроль неразрушающий. Промышленная радиология с использованием рентгеновских и гамма-лучей. Словарь)

1. В РФ и КНР при обследовании труб обсадных колонн на наличие дефектов различными неразрушающими методами контроля в основном ориентируются на международные стандарты ISO и АSТМ.
2. Неразрушающий контроль обсадных труб проводится в соответствии с, как минимум, одним и тем же международным стандартом как в России так и в Китае.
3. Основными методами неразрушающего контроля обсадных колонн по ГОСТ 632-1980 и ГОСТ 53366-2009 являются: ультразвуковой метод, метод рассеяния магнитного потока, вихретоковый метод и магнитопорошковый метод.
4. На территории Российской Федерации и Китайской Народной Республики разработаны внутренние стандарты неразрушающего контроля, которые не используются для выявления дефектов труб обсадных колонн, но используются в других промышленных областях.
5. В действующих внутренних стандартах и вновь принятых можно встретить ссылки на отмененные или устаревшие (существуют заменяющие) версии международных и внутренних стандартов.
6. Радиографический метод неразрушающего контроля применяется только для дефектоскопии сварных швов труб обсадных колонн.

XU Jin-long, CAO Biao, HONG Wu-xing, LU Shan-sheng, FENG Jun-han, HUA Bin, YANG Shu-jie Внутренние и международные стандарты методов неразрушающего контроля обсадных колонн / «Методы неразрушающего контроля» 2014 год, Vol 36, № 10, стр. 72-77

Тэги: вихретоковый контроль, капиллярная дефектоскопия, контроль проникающими веществами, магнитный контроль, магнитопорошковый контроль, метод рассеяния магнитного потока, неразрушающий контроль, неразрушающий контроль обсадных труб, обсадная труба, радиографический контроль, рентгеновский контроль, ультразвуковой контроль

г^гштттшоо

2 (02), 2007/ U9

The methods of the non destructive testing of pipes during manufacture are considered. It is shown, that the ultrasonic method provides revealing all types of defects peculiar to seamless pipes. The ways of pipes automated testing realization of are determined.

А. Л. МАЙОРОВ, Я. П. ПРОХОРЕНКО, ГНУ «ИПФ HAH Беларуси»

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ БЕСШОВНЫХ ТРУБ В УСЛОВИЯХ ПРОИЗВОДСТВА

Производственные дефекты труб определяются технологией их изготовления. Наибольшее распространение получило несколько технологий. В первую очередь это производство электросварных труб. В этом случае основное внимание уделяется продольному сварному шву и дефектам листа, из которого труба формируется. Горяче- и холодно-деформированным бесшовным трубам присущи в первую очередь дефекты металлургического происхождения, образовавшиеся еще в заготовке, из которой изготавливается труба. Кроме того, могут возникать и дополнительные дефекты, связанные, например, с недостаточным или неравномерным нагревом во время прокатки или протяжки. Особняком стоят чугунные трубы, полученные центробежным литьем. В любом случае в условиях производства существует возможность осуществления 100%-ного автоматизированного контроля труб. Потребитель труб имеет, как правило, возможность выборочного контроля в ручном и механизированном режиме для проверки труб в состоянии поставки. Методика контроля и в том и в другом случае одинакова. При исследовании труб в процессе эксплуатации возникают дополнительные дефекты, связанные с коррозионным поражением и дефектами поперечных сварных швов. Для их выявления используются другие методики и первичные преобразователи.

Рассмотрим основные подходы к разработке средств неразрушающего контроля бесшовных труб в условиях их производства. Условно для целей контроля трубы можно разделить на особо толстостенные, если толщина их стенки 5 составляет больше 10% от диаметра Б: 5>0,1Д толстостенные с толщиной стенки 5=(0,05-0,1)Д тонкостенные трубы с толщиной стенки Л-(0,025--0,05)0 и особо тонкостенные с толщиной стенки 5<0,025П.

Магнитные методы контроля могут быть использованы для контроля поверхностных дефек-

тов или дефектов тонкостенных труб из магнитных материалов. Токовихревой контроль также может быть применен для поверхностных дефектов или особо тонкостенных труб. Кроме того, в этих случаях дефекты могут быть выявлены визуальными методами. При контроле труб с толстыми стенками наибольший интерес представляют ультразвуковые методы. С их помощью можно определять дефекты как на внутренней и внешней поверхностях, так и внутри стенки трубы .

С позиций ультразвукового контроля необходимо различать трубы большого диаметра, т.е. диаметра, при котором нельзя провести контроль по всей окружности трубы с одной установки преобразователя. Это диаметр примерно от 400 мм. Далее следуют трубы диаметром примерно от 20 до 400 мм. В этом случае можно уверенно принимать импульс, обегающий весь периметр трубы. При контроле труб диаметром менее 20 мм, т.е. с внешним периметром менее 60-65 мм, более эффективным становится контроль лучом, который распространяется вдоль трубы по спирали. В этом случае появляется возможность одновременно контролировать поперечные дефекты (конечно, в тех случаях, когда технологически возможно их появление, например, при центробежном литье). Причем волны могут возбуждаться под несколькими углами одновременно, что повышает надежность контроля и позволяет выявлять дефекты с отклонением от продольной или поперечной ориентации.

Итак, на наш взгляд, контроль при производстве бесшовных труб необходимо начинать на стадии изготовления заготовки. Как правило, внутренние дефекты - это дефекты, возникшие при отливке. Затем после прокатки или волочения они приобретают форму продольных расслоений. Внутренние дефекты могут возникнуть и из-за недостаточного прогрева заготовки перед прокаткой. В любом случае эти дефекты имеют осевую ориен-

I 2 (42). 2007 -

тацию и могут быть обнаружены путем прозву-чивания в направлении, перпендикулярном оси. Кроме того, на поверхности могут появляться надрывы и отслоения. Они ориентированы под малыми углами к оси, поэтому также могут выявляться при поперечном прозвучивании.

Схема контроля и количество преобразователей определяется диаметром заготовки. На рис. 1 показана схема для выявления внутренних дефектов заготовки. Обычным, традиционным методом является использование прямых преобразователей 2. Для того чтобы избежать вращения заготовки, можно расположить несколько преобразователей под углами 90° и напротив друг друга. Прямые преобразователи в эхо-режиме обеспечивают высокую чувствительность контроля, обеспечивая выявление дефектов с раскрытием в единицы квадратных миллиметров. Учитывая, что дефекты в виде пор в прокатанной заготовке отсутствуют, данная чувствительность является достаточной. Следует учитывать, что на границе раздела жидкость - заготовка (в иммерсионном варианте контроля) происходит расфокусирование акустического луча. Поэтому путем выбора размера излучателя можно всегда обеспечить контроль определенной области заготовки. При диаметрах заготовки менее -25 мм контроль прямым преобразователем в иммерсионном варианте становится малоэффективным. Это вызвано тем, что часть полезного сигнала маскируется за счет преобразования на границе раздела. В этом случае удобно использовать раздельно-совмещенный преобразователь (3 на рис. 1). Граница между излучателями должна быть ориентирована параллельно оси заготовки. Дефекты выявляются в области пересечения диаграмм направленности (область 5 на рис. 1). Схема с раздельно-совмещенным преобразователем эффективно работает до диаметров -200 мм. В случае прямого и раздельно-совмещенного преобразователей имеется возможность следить за акустическим контактом, например, по донному сигналу. Частота следования импульсов определяется скоростью движения заготовки в зависимости от ширины диаграммы направленности преобразователя и требуемой чувствительности контроля.

Дефекты, которые возникают вблизи поверхности, могут быть выявлены с помощью наклонного ввода акустических колебаний с преобразованием продольных волн в поперечные, т.е. под углами между первым и вторым критическим. Схема контроля показана на рис. 2. Обычно отражения даже от небольших дефектов на поверхности при распространении поверхностной волны значительно превышают эхо-сигналы от внутренних дефектов для поперечных волн. В случае иммерсионного контроля возникающая поверхностная волна быстро затухает за счет излучения части энергии в иммерсионную среду. Угол ввода

/\ I > - - - \

I ............... . ^

Рис. 1. Схема проведения ультразвукового контроля внутренних дефектов цилиндрической заготовки: I - контролируемое изделие; 2 - прямой преобразователь; 3 - раздельно-совмещенный преобразователь; 4 - область контроля прямым преобразователем; 5 - область контроля раздельно-совмещенным преобразователем

а определяется техническими требованиями к контролируемому изделию. Чем ближе угол ко второму критическому, тем больше переотражений испытывает сигнал при распространении и тем ближе траектория распространения к внешней образующей заготовки. Следует учитывать, что при каждом отражении часть энергии рассеивается, поэтому при больших диаметрах заготовки (более -100 мм) необходимо использовать несколько преобразователей, расположенных по периметру образующей. Ширина диаграммы направленности зависит от размера излучателя. В случае широкой диаграммы получается, что ультразвуковой сигнал падает на поверхность заготовки под разными углами и одновременно возникает несколько типов волн, которые распространяются с разной скоростью. Поэтому в том случае, когда необходимо определить локализацию дефектов, следует использовать преобразователи с узкой диаграммой. Для того чтобы охватить контролем большую часть диаметра заготовки, надо использовать несколько преобразователей под разными углами (в случае узконаправленных преобразователей).

При контроле приповерхностных дефектов в заготовках диаметром менее -20 мм целесообразным является контроль ультразвуковым лучом, распространяющемся по спирали . Возбуждение и прием сигнала в этом случае осуществляются преобразователем, наклоненным по отношению к осевой линии под углом 0 (рис. 3). Угол наклона преобразователя 0 и соответственно шаг спирали зависят от ширины диаграммы направленности.

/ТТ^-г: ГгГ7ПЛЛ7ГГГГГТ / д|

Рис. 2. Схема проведения ультразвукового контроля приповерхностных дефектов цилиндрической заготовки: / - контролируемое изделие; 2 - преобразователь; 3 - область контроля; а12 - углы падения акустического луча; (3, 2 - углы ввода акустического луча; Л/] г - толщина контролируемой

Контроль труб на наиболее распространенные продольные дефекты осуществляется по аналогии с заготовкой, как это показано на рис. 2. В отличие от заготовки для поперечной волны в трубе создается своеобразный волновод. При своем распространении она испытывает ряд последовательных отражений. В этом случае достаточно эффективно выявляются все протяженные дефекты. Кроме того, на внутренней поверхности трубы создаются условия для возбуждения поверхностной волны, которая может давать значительные отражения от рисок на этой поверхности, не являющихся дефектами. Для устранения регистрации данных дефектов нами разработан специальный алгоритм обработки сигналов с использованием нескольких преобразователей. Схема контроля приведена на рис. 4. Каждый из преобразователей работает в режиме излучения - приема. Располагаются преобразователи таким образом, чтобы обеспечить разделение во времени сигнала поперечной волны, распространяющейся внутри стенки трубы от сигналов инициируемой поверхностной волны. Угол ввода и количество преобразователей определяются диаметром трубы и толщиной стенки. При использовании такой многоканальной системы отпадает необходимость во вращении трубы, так как весь объем контролируется за один проход. Контроль за наличием акустического контакта осуществляется либо по теневому сигналу, обежавшему всю трубу, либо в случае большого диаметра трубы за счет сигнала с преобразователя на преобразователь. Регистрация импульсов проводится в заданном временном интервале по амплитудному признаку. Обычно при таком способе контроля один дефект дает два или более отражений. Принятие решения о дефектности проводится программно на основе анализа времени прихода сигналов от дефектов на преобразователи. Как видно из рис. 4, сигналы от дефекта располагаются симметрично относительно сигнала, обежавшего весь периметр трубы по кругу. Причем разница во времени прихода сигналов от дефекта для разных преобразователей остается постоянной и зависит от шага расположения преобразователей по периметру трубы. Здесь / - порядковый номер преобразователя. При контроле проводится измерение времени распространения сигнала от дефекта?,к (к - номер, присваиваемый дефекту), вычисляются разности А1

к, проводится сравнение разно-

Рис. 3. Схема контроля заготовок малого диаметра с использованием ультразвукового сигнала, распространяющегося по спирали: 1 - контролируемое изделие; 2 - зона контроля; 3 - первичный преобразователь; 0 - угол наклона падающего ультразвукового луча

стей и принимается решение о наличии дефекта. Для последовательного переключения преобразователей используются два способа. Выбор способа определяется несколькими факторами. Во-первых, соотношением между чувствительностью и скоростью контроля, во-вторых, размером контролируемой трубы, а значит, количеством преобразователей. Один способ ~ это использование нескольких блоков генепяттим - -------

т.^г Г^ПШЧТГП

Рис. 4. Схема контроля трубы поперечными волнами с использованием нескольких преобразователей (а); вид результатов контроля на экране дефектоскопа (развертка типа А) (б): 1-5 - первичные преобразователи; б - дефект; 7 - поверхностная волна; 8 - поперечные волны; 9 - задающий импульс; 10 - теневой сигнал при прохождении волны по всему периметру; 11, 12 - сигналы от дефекта для преобразователя 7; 13, 14 - сигналы от дефекта для преобразователя 2

обработкой информации, второй - это разделение частоты следования импульсов управления, т.е. в этом случае, например при частоте следования импульсов с генератора 1 кГц, они направляются по циклу на разные преобразователи. Если преобразователей (излучателей - приемников) два, то каждый работает с частотой 500 Гц, если четыре,

то 250 Гц и т.д. Современная электронная элементная база позволяет реализовать этот процесс.

В ряде случаев, когда браковочный уровень дефектов составляет десятки квадратных миллиметров, процесс контроля и принятия решения может быть значительно упрощен. В этом случае анализируется теневой сигнал поперечной волны, распространяющейся в стенке трубы. Энергия, которая уходит на формирование поверхностной волны, остается постоянной и на величину теневого сигнала не оказывает влияния. При обнаружении дефекта и установлении места его локализации при необходимости может быть проведен дополнительный анализ его размеров эхо-методом. Кроме того, теневой метод является более чувствительным к дефектам типа расслоение, т.е. дефектам, которые возникли после прокатки и дают незначительный эхо-сигнал из-за своей ориентации. Дефекты расслоения могут быть выявлены прямым или раздельно-совмещенным преобразователем при вводе колебаний со стороны наружной поверхности, при толщинах стенки трубы, превышающей -10 мм. Эта процедура может быть совмещена с измерением толщины стенки трубы.

Контроль тонкостенных труб эффективно осуществлять не поперечными, а нормальными волнами (волны Лэмба). Это волны в пластинах, которые являются комбинацией продольных и поперечных волн . Дня их возбуждения необходимо осуществить ввод упругих колебаний под определенным углом к поверхности. Для каждой толщины пластины, или в нашем случае стенки трубы, существует угол ввода, при котором на данной частоте возбуждается определенная мода нормальной волны с соответствующей скоростью распространения. Существуют симметричные и несимметричные моды с соответствующими номерами. При распространении симметричной моды происходит изменение профиля стенки, несимметричной - изгиб. Трудность метода при использовании доя контроля труб состоит в том, чтобы возбудить волну заданной моды, а не целый спектр колебаний, в котором трудно разобраться. Связано это с конечностью размеров ультразвукового пучка. Получается, что он падает на поверхность трубы под разными углами и чем меньше диаметр трубы, тем разброс углов больше. Поэтому необходимым условием успешного контроля является фокусировка акустического луча .

Отдельно следует остановиться на особо толстостенных трубах, особенно когда толщина стенки превышает 20% диаметра. Связано это с тем,

что минимальный угол, под которым может быть возбуждена поперечная волна, находится в диапазоне 27-33°. Это зависит от материала трубы, точнее от скорости распространения звука в этом материале. Соответственно наступает момент (т.е. толщина стенки достигает определенного предела), при котором становится невозможно организовать внутреннее переотражение поперечных волн, для того чтобы они могли распространяться, как в волноводе. В этом случае возможно использование продольных волн при вводе до первого критического угла. Конечно, чувствительность уменьшается, но и технические требования к таким трубам тоже другие. В этом случае контроль организуется по тем же принципам, как показано на рис. 4, только с использованием преобразователей, возбуждающих продольные волны.

В любом случае при организации контроля труб в автоматизированном режиме, для достижения определенной техническими требованиями чувствительности и необходимой производительности общая концепция контроля должна привязываться к конкретному производству . Для этого должны быть исследованы условия возможного дефектообразования для данного процесса производства, в соответствии с этим определены схемы контроля. Проведена привязка к оборудованию, на котором производятся трубы и определена стадия процесса, на которой возможно проводить контроль исходя из технической и эконо-

мической целесообразности, т.е. каждая установка для контроля труб, несмотря на общие подходы, изготавливается индивидуально для данного производства. Во всех случаях в качестве иммерсионной среды для ввода акустических колебаний может быть использована СОЖ. Контроль может проводиться с полным и неполным погружением или струйным акустическим контактом, может быть совмещен с охлаждением. Измерение толщины стенки трубы совмещается с контролем дефектов или может быть выполнено в виде отдельного блока. При описанной организации контроля возможны разные способы представления результатов, начиная с красной лампочки или сирены в случае брака, до записи результатов в компьютер с привязкой к локализации дефектов по длине трубы и подачи сигнала на исполнительные устройства.

Литература

1. Крауткремер Й., Крауткремер Г. Ультразвуковой контроль материалов: Справ. М.: Металлургия, 1991.

2. Приборы для неразрушающего контроля качества материалов и изделий: Справ. / Под ред. В.В. Клюева. М.: Машиностроение, 1976.

3. Гурвич А.К., Кузьмина Л.И. Справочные диаграммы направленности ультразвуковых дефектоскопов. Киев: Техника, 1980.

4. Konovalov G., Mayorov A., Prohorenko P. The Systems for Automated Ultrasonic Testing // 7"" European Conference on NDT. Copenhagen, 1998.

Общие требования

Соответственно методическим положениям этого раздела на трубных системах и трубопроводах осуществляют УЗК на ступних сварных соединений, выполненных любым способом електродугового сварки и газовой сваркой:

а) стыковых кольцевых сварных соединений труб, штуцеров или патрубков с номинальной толщиной стенки 4 мм и больше на стальных подкладных кольцах;

б) стыковых кольцевых сварных соединений труб с номинальной толщиной стенки 2 мм и больше без подкладных колец;

в) замковых сварных соединений донышек с коллекторами.

УЗК сварных соединений по 6.1.1 выполняется прямым и одноразово отбитым или только прямым лучом.

Если во время контроля одноразово отбитым лучом прямой луч попадает на конусную часть внутреннего растачивания трубы, качество сварного соединения оценивают только за результатами контроля прямым лучом, о чем должна быть сделана соответствующая запись в «Заключительных выводах».

Для обеспечения возможности осуществления УЗК сварных соединений по всему пересечению длина цилиндровой части растачивания элементов трубных систем и трубопроводов должна быть не меньше 2Stgб + b + а

где S - толщина стенки в зоне растачивания

b - ширина усиления

а - ширина прилегающей зоны, что подлежит контролю

бы - угол введения.

Чистота обработки растачивания должна быть не худшее Rz=40 мкм.

Контроль сварных соединений с подкладными кольцами

Во время УЗК сварных соединений с подкладными кольцами используют покатых преобразователей с характеристиками, отмеченными в таблице 6.1

Таблица 6.1 - Характеристика преобразователей для контроля

сварных соединений с подкладными кольцами

Толщина стенки, мм		Угол введения, град		преобразователя при контроле
		Контроль	Контроль одноразово
От 4 до 5 включ.
Свыше 5 до 8 включ.
« 70 « 120 «
Примечание. При наличии проточки под подкладное кольцо настройки дефектоскопа и оценивания несуцільностей осуществляют для толщины сваренных элементов в зоне проточки, отмеченной в чертеже.

1 - зарубки для настройки скорости разворачивай и чувствительности дефектоскопа;

D - диаметр сварного соединения; S- толщина стенки

Рисунок 6.1 - СЗП для контроля стыковых сварных соединений

с номинальной толщиной стенки до 20 мм с подкладными кольцами

1 - отверстие глубиной не менее 15 мм для настройки скорости разворачивай

при толщине стенки 65 мм и больше при контроле прямым лучом;

D - диаметр; S - толщина стойки

Рисунок 6.2 - СЗП для настройки скорости разворачивай

при контроле сварных соединений изделий толщиной 20 мм и больше

с подкладными кольцами

При применении АВД-диаграмм для контроля товщин 8-20 мм для настройки скорости разворачивай можно использовать (при наличии) СЗП, приведенный на рисунку 6.1. При этом можно использовать любые отражатели, в том числе торцы образцов. При настройке скорости развертки для контроля сварных соединений толщиной более 20 мм допускается использование СЗ № 2, 2а та др.

Настройка чувствительности дефектоскопа осуществляется соответственно 5.5.6-5.5.8.

Для настройки чувствительности во время УЗК сварных соединений толщиной меньше чем 8 мм используются зарубки.

Для настройки чувствительности во время УЗК сварных соединений толщиной 8 мм и больше используется технология АВД-диаграмм (добавление И).

После настройки дефектоскопа контроль выполняется соответственно требованиям 5.6.

Нецельности, расположенные над корневым слоем (рисунок 6.3), могут быть выявлены прямым или одноразово отбитым лучом. В последнем случае возможное совпадание сигналов от подкладного кольца и нецельности.

Чтоб разделить эти сигналы и избежать ошибки во время оценивания качества сварного соединения, необходимо измерять линейкой расстояния Хк, X1 и Х2 от точки введения луча к середине усиления сварного соединения. Сигнал от подкладного кольца появляется при меньшем расстоянии между сварным соединением и преобразователем, чем сигнал от нецельности, расположенной выше корня сварного соединения. В процессе контроля необходимо периодически сравнивать эти расстояния с данными обмерки на СЗП.

Нецельность над корнем шва определяется не только за координатами, но и через очередность появления эхо-сигнала. При приближении к сварному соединению первым появляется сигнал от кольца, а затем - от нецельности.

Признаком нецельности является появление на экране дефектоскопа импульсов в зоне, ограниченной координатами сигналов 1 или 2 (рисунок 5.3) для сварных соединений толщиной менее 65 мм и сигналов 2 или 3 для сварных соединений элементов толщиной 65 мм и больше.

Следует помнить, что в результате возможной разницы между товщинами стенок трубы и СЗП существует вероятность за сигнал от нецельности ошибочно принять сигнал от усиления сварного соединения или от подкладного кольца. Поэтому перед контролем необходимо измерять реальную толщину стенки каждой трубы, сравнивать их с толщиной СЗП и вносить соответствующие поправки в настройку скорости развертки.

Если толщина стенки трубы является большей толщины СЗП, то при контроле со стороны этой трубы сигнал от подкладного кольца сместится вправо сравнительно с тем же сигналом, полученным на СЗП. Если труба является тоньше сравнительно с СЗП, то сигнал от подкладного кольца трубы сместится влево.

Разница толщины СЗП и элемента, что контролируется, должна быть не более чем ±10% толщины стенки.

Расположение несуцільностей по глубине определяется посредством глубиномера или путем сравнения с координатами сигналов от искусственных отражателей или углов в СЗП.

Чтоб определить, к которой из труб ближе расположенная нецельность в корне сварного соединения, руководствуются следующими признаками:

а) если нецельность в корне сварного соединения расположена ближе к линии сплавка с трубой, со стороны которой ведется контроль, то при медленном приближении преобразователя к сварному соединению на экране дефектоскопа первым появляется сигнал от нецельности, а затем, когда ультразвуковой луч пройдет над нецельностью, которая частично экранирует кольцо, на экране появляется сигнал от кольца;

б) во время контроля этого участка сварного соединения со стороны второй трубы на экране сначала появляется сигнал от подкладного кольца, а затем - от нецельности. Возможна также и одновременное появление сигналов.

Измеряемые характеристики несуцільностей определяют соответственно 5.6.10-5.6.16.

1 и 2 - координаты сигналов от зарубок; К - сигнал от подкладного кольца;

Д1 и Д2 - сигналы от сверхкорневой нецельности, выявленной прямым или

одноразово отбитым лучом; Хк, ХІ и Х2 - расстояния между серединой

сварного соединения и точкой введения преобразователя

Рисунок 6.3- Схемы выявления подкладного кольца и сверхкорневой

нецельности

Во время проведения контроля следует учитывать ряд особенных качественных признаков, которые помогают определять характер некоторых несуцільностей.

Трещины в корне шва при У-образний конструкции, как правило, начинаются от зазору, образованного краем трубы и подкладным кольцом. В процессе распространения трещины выходят в среднюю зону наплавленного металла. В связи с этим характерным признаком трещин в корне сварного соединения является то, что они частично или вполне экранируют сигнал от подкладного кольца только во время контроля со стороны той трубы, от которой они берут свое начало. Во время контроля сварного соединения из противоположной стороны трещина не экранирует подкладное кольцо и ультразвуковой луч свободно проходит у него. На экране дефектоскопа возникают два сигнала - от подкладного кольца и от трещины. Сигнал от подкладного кольца имеет приблизительно ту же амплитуду и пробег по экрану, что и на участках, где нецельность отсутствует. Трещины из этой стороны оказываются значительно хуже, а при небольшой высоте могут отнюдь не оказываться. На рисунку 6.4 показанная схема выявления корневой трещины высотой более 3 мм

Непровар, расположенный выше, чем корневой слой сварного соединения, в незначительной мере или отнюдь не экранирует сигнал от подкладного кольца. На экране во время контроля по обе стороны сварного соединения возникают сигналы от подкладного кольца и нецельности. Расстояние между этими сигналами несколько больше, чем в том случае, когда нецельности расположены в корне сварного соединения. В некоторых случаях от нецельности и подкладного кольца на экране наблюдаются несколько сигналов.

Для шлаковых включений или пор характерной имеется появление на экране дефектоскопа импульсов, которые быстро исчезают и появляются опять при незначительных перемещениях преобразователя в продольном или поперечном направлениях. Скопление мелких шлаковых включений или пор в наплавленном металле дают на экране один сигнал или группу близко расположенных сигналов.

а - схема выявления трещины; бы - отображение на экране при положении И

преобразователя; в - отображение на экране при положении II преобразователя;

Д - сигнал от нецельности; К - сигнал от подкладного кольца

Рисунок 6.4 - Схема выявления трещины в корне сварного соединения

Пропал подкладного кольца имеет некоторые характерные признаки, а именно: на экране дефектоскопа с левой стороны сигнала от подкладного кольца появляется сигнал от пропавшую. При этом амплитуда эхо-сигнала от кольца с опрометью меньше, чем от кольца без прожога. При перемещении преобразователя уздовж образовывающей трубы на экране дефектоскопа в зоне расположения сигнала от подкладного кольца появляется один сигнал с двумя верхушками или два сигнала в непосредственной близости один от другого. Этим пропал отличается от несуцільностей в наплавленном металле. Во время контроля из разных сторон сварного соединения форма и характер изменения сигналов от пропавшую аналогичные. Если прожог переходит в не провар наплавленного металла, то он оказывается как не провар.

Зазор между подкладным кольцом и основным металлом трубы сопровождается появлением на экране дефектоскопа сигнала в том же месте, что и сигнал от нецельности в корне сварного соединения (не провар, трещина) и поэтому может стать причиной ошибочного забракування сварного соединения. Характерными признаками зазору есть следующие. При плавном перемещении преобразователя вздовж образовывающей трубы к шву сначала появляется сигнал от подкладного кольца, а

потом от зазору. При этом сигнал от подкладного кольца имеет такую же амплитуду, как и в месте сварного соединения, где зазору нет. Следует также учитывать, что зазоры до 0,5 мм, как правило, не оказываются, а зазоры до 1 мм дают эхо-сигналы, меньше или уровни первому уровню браковщика.

Эхо-сигналы от зазору или наплыву металла (шлака) под кольцо при измерении координаты Дх отвечают более отдаленной от преобразователя половине усиления сварного соединения, при этом преобразователь находится впритык к усилению сварного соединения. Значение координаты Ду при этом равняется или на 2-3 мм больше толщине стенки. Местоположение отмеченных отражателей не подтверждается во время контроля из противоположной стороны усиления сварного соединения, что отличает их от трещин и не проваров в корне сварного соединения.

Сварные соединения оцениваются за такими критериями:

а) балл 1 - выявлено нецельности, измеряемые характеристики или количество которых больше, а коэффициент формы меньше значений, приведенных в таблице 6.2.

б) балл 2 - выявлено нецельности, измеряемые характеристики или количество которых равняется или меньше, а коэффициент формы больше значений, приведенных в таблице 6.2.

Контроль сварных соединений труб поверхностей теплообмена

Этот подраздел посвящен изложению порядка и методики контроля стыковых кольцевых сварных соединений труб поверхностей теплообмена котлов, изготовленных електродуговим , комбинируемым и газовым сваркой.

Этими положениями следует руководствоваться во время контроля УЗК:

а) стыковых кольцевых сварных соединений с толщиной стенки от 2 до 8 мм из сталей перлітного класса;

б) стыковых кольцевых сварных соединений с толщиной стенки от 4 до 8 мм из сталей аустенітного класса марок Х18Н12Т, Х18Н10Т, Х18Н9Т.

в) стыковых кольцевых сварных соединений элементов со сталей всех перечисленных структурных классов.

Во время контроля сварных соединений труб поверхностей теплообмена нецельности могут находиться на труднодоступных участках, для контроля которых преобразователь должен быть установлен между двумя близко расположенными трубами. Для возможности контроля этих зон следует «разводить» трубы на необходимое расстояние, если это позволяет конструкция.

Для контроля сварных соединений поверхностей теплообмена применяются преобразователи в соответствии с таблицей 6.3.

Таблица 6.3. – Характеристика преобразователей для контроля сварных соединений

труб поверхностей теплообмена

Толщина стенки трубы	Рабочая час- тота, Мгц	Угол введения пере-творювача, град		Максималь- на встретила преобразователя, мм
		Перлитни	Аустенитни
От 2 до 4 включ. Свыше 4 до 6 включ
Примечание. При контроле сварных соединений толщиной 2-3,5 м рекомендуется применение раздельно-совмещенных ПЕП на частоту 4 – 10 Мгц.

Перед настройкой дефектоскопа необходимо убедиться в возможности контроля корня сварного соединения прямым лучом по черточкам на СЗП (рисунок 6.5). Передняя грань преобразователя должна быть смещена вправо от черточки в положении преобразователя, что отвечает максимальной амплитуде эхо-сигнала от нижнего углового отражателя.

Настройка скорости развертки осуществляется по нижнему и верхнему угловым цилиндровым отражателям СЗП, конструкция которого показана на рисунку 6.5. При этом высоту эхо-сигнала от углового отражателя на экране дефектоскопа устанавливают на верхнюю горизонтальную линию (первый уровень браковщика). Зону появления эхо-сигнала от нецельности определяют по положению эхо-сигнала от соответствующей зарубки на экране дефектоскопа при перемещении преобразователя по поверхности СЗП (рисунок 6.6).

Для настройки чувствительности используют СЭП (рисунок 6.5).

После настройки дефектоскопа контроль следует вести соответственно положениям раздела 5.6.

При проведении контроля возможное появление в левой части екрана эхо-сигналов поверхностной волны, отбитой от усиления сварного соединения. Признаком принадлежности этого сигнала поверхностной волне имеется резкое уменьшение высоты сигнала на экране при промацуванні пальцем поверхности сварного соединения перед преобразователем.

Смещение краев соединяемых труб может быть ошибочно принято за нецельность в корне сварного соединения.

Таблица 6.2 - Предельное допустимые значения измеряемых характеристик и количества

дефектов в сварных соединениях трубопроводов с подкладными кольцами

Номинальная толщина стенки, мм

Амплитуда эхо-сигнала

Условная протяжность дефекта (ММ), расположенного на глубине, мм

Коэффициент формы Кф

Особенные признаки дефектов

Количество допустимых дефектов на любые 100мм длины шва, шт

Суммарная ум.довжина допуст.дефектів (ММ), расположенных на одной глубине, на 100мм длины шва, при глубине залегания дефектов (мм)

измерение Кф

3 измерением Кф

и больше

Мелких и больших в целом

браковщик

не измеряется то же самое

В соответствии

От 5 до 20 вкл.

Свыше 20 до 40 вкл.

« 65 « 100 «

уровень браковщика

« 100 « 120 «

Примечание 1 К мелким относятся точечные дефекты (5.6.21) К большим относятся дефекты, условная протяжность какие больше установленных для точечных дефектов, но не превышает значения, приведенные в колонках 4-6 (допустимые протяжные), а также все дефекты с позитивным коэффициентом формы и с амплитудой луна-сигнала меньше первого уровня браковщика. Примечание 2. При использовании данных колонок 4, 5, 6, 11 и 12 следует учитывать, что при контроле прямым лучом глубина залегания дефекта определяется как расстояние от внешней поверхности сварного соединения, а при контроле одноразово отбитым лучом – как сумма толщины стенки и расстояния от внутренней поверхности сварного соединения к дефекту. Примечание 3 . Если дефекты оказываются прямым и одноразово отбитым лучами, то оценку их условной протяжности и общей длины делают за результатами контроля прямым лучом.

Смещение труб может быть определено по появлению сигнала с одной стороны сварного соединения (рисунок 6.6, положение преобразователя 3) при условии, что во время контроля из второй стороны с

диаметрально противоположной точки (положение 2) будет также появляться сигнал, а в положениях преобразователя 1 и 4 сигналы отсутствуют.

1 - отрезок трубы; 2 и 3 - зарубки для настройки чувствительности и скорости

развертки; 4 - черточки, что отвечают границям усиления сварного

Рисунок 6.5- Стандартных образца предприятия для контроля

сварных соединений поверхностей теплообмена

Во время контроля сварных соединений труб с аустенітних сталей следует руководствоваться следующими характерными признаками несуцiльностей, которые позволяют отличать их от препятствий:

а) большой пробег по экрану, близкий к пробегу от искусственного отражателя;

б) нецельности оказываются из двух сторон сварного соединения;

в) положения максимумов эхо-сигналов от нецельности на экране дефектоскопа при контроле из двух сторон сварного соединения практически совпадают;

г) эхо-сигналы от несуцiльностей оказываются без осложнений, то есть при многократных измерениях результаты подтверждаются.

Во время контроля сварных соединений из сталей аустенітного класса для получения углов введения, аналогичных тем, что применяются во время контроля сталей перлітного класса, следует применять углы наклона призмы преобразователя выше на 3-60 (53-60 вместо 50-550). Это связано с отличием в скорости распространения ультразвуку у сталях отмеченных классов.

Рисунок 6.6- Определения смещения соединяемых труб

Контроль стыковых кольцевых сварных соединений труб из сталей разных структурных классов (композитных соединений) осуществляется со стороны трубы перлітного класса преобразователем и за методикой контроля сварных соединений труб перлітного класса, а со стороны трубы аустенітного класса преобразователем и за методикой контроля сварных соединений труб аустенітного класса.

СЗП для настройки скорости развертки и чувствительности контроля аустенітних и композитных стыков должен иметь сварное соединение и отвечать типорозміру и марке стали контролируемого сварного соединения для перлітної и аустенітної сталей соответственно.

Сварные соединения поверхностей теплообмена оценивают за такими критериями.

а) балл 1 - выявлено нецельности с амплитудой эхо-сигнала, которая превышает контрольный уровень чувствительности.

б) балл 2 - не выявлен несуцільностей с амплитудой эхо-сигнала, которая превышает контрольный уровень чувствительности.

Контроль сварных соединений трубопроводов с толщиной стенки менее 20 мм без подкладных колец

Соответственно методическим указаниям этого подраздела контролируются стыковые кольцевые сварные соединения труб и секторных отводов с толщиной стенки от 2 до 20 мм из сталей перлітного класса независимо от способа електродугового сварки.

Сварные соединения контролируют покатыми преобразователями, характеристики которых должны отвечать данным таблицы 6.4.

В сварных соединениях основная часть недопустимых несуцільностей расположена в корне сварного соединения. Поэтому во время контроля отмеченных сварных соединений основное внимание следует уделять корневой части. Кроме того, следует иметь в виду, что во время контроля надежнее оказываются наиболее опасные плоскостные нецельности в корне сварного соединения - трещины, непровари а менее надежно округлые - поры, свищи.

Примечание. Корневой частью сварного соединения следует считать слой толщиной 1/3 толщины стенки от внутренней поверхности сварного соединения.

Особенностью сварных соединений является наличие неравенств в корне - провисает металла и смещения краев. Отбитые от неравенств сигналы во время контроля прямым лучом совпадают по времени с сигналами, отбитыми от сверхкорневых несуцільностей, выявленных одноразово отбитым лучом.

Перед настройкой дефектоскопа необходимо убедиться в возможности контроля корня сварного соединения прямым лучом по черточкам на СЗП (рисунок 6.7). Передняя грань преобразователя должна быть из правой стороны черточки в таком положении преобразователя, которое отвечает максимальной амплитуде эхо-сигнала от искусственного отражателя.

Настройка скорости развертки дефектоскопа должна отвечать положением 5.5.1-5.5.4, а чувствительности - соответственно 5.5.6-5.5.8, конструкция СЗП которых показана на рисунку 6.7. Особенности настройки скорости развертки во время контроля сварных соединений толщиной меньше 20мм приведены в п. 6.4.7. При изготовленные новых СЗП согласно с рисунком 6.7 зарубки следует предусматривать для образцов с толщиной до 8 мм

На рисунку 6.8 предоставленная схема настройки скорости развертки дефектоскопа, а также схема выявления сверхкорневых несуцільностей и неравенств корня сварного соединения типа провисает во время контроля сварных соединений труб толщиной менее 20 мм Участок развертки «а» является зоной появления эхо-сигналов от несуцільностей, расположенных в корне. Участок «х» является зоной появления эхо-сигналов как от несуцільностей, расположенных непосредственно над корнем сварного соединения, так и от провисает. Участок «б» является зоной появления эхо-сигналов, отбитых от несуцільностей в верхней части сварного соединения. Возможная также появление сигналов от несуцільностей из левой стороны от сигнала Д1 в непосредственной близости от него.

Таблица 6.4 - Характеристика преобразователей для контроля сварных соединений

трубопроводов толщиной менее 20 мм без подкладных колец

Толщина стенки	Рабочая ча- стота, Мгц	Угол введения	Максимальная стрела преобразователя при контроли прямым лучом, мм
Свыше 5 до 8 включ.
Примечание. При контроле сварных соединений толщиной 2-3,5 мм рекомендуется применение раздельно-совмещенных ПЕП на частоту 5-Ю Мгц.

1 - отрезок трубы; 2 и 3 - зарубки для настройки чувствительности и скорости

разворачивай; 4 - черточки, что отвечают границям усиления сварного

соединение, для проверки максимального значения стрелы преобразователя

Рисунок 6.7 - СЗП для контроля сварных соединений трубопроводов

с толщиной менее 20 мм без подкладных колец

Эхо-сигнал от смещения труб можно отличить от эхо-сигнала от нецельности в корне сварного соединения за такими признаками:

а) эхо-сигнал от смещения располагается на экране в зоне «а»;

б) смещение через разную толщину труб характеризуется наличием сигнала во время контроля только из одной стороны сварного соединения по всему периметру или на большей его части. В этом случае следует измерять толщину стенок труб;

в) смещение соединяемых труб характеризуется появлением сигналов во время контроля из разных сторон сварного соединения в диаметрально противоположных точках (6.3.10);

а - настройку скорости разворачивай:

Д1 - сигнал от нижнего контрольного отражателя, Д2 -сигнал от верхнего;

бы - выявление сигнала от сверхкорневых несуцільностей и провисают:

Д - сигнал от нецельности, П - совпадающий с ним по координате сигнал

от провисает; в - развертка екрана после настройки скорости разворачивай

Рисунок 6.8- Схема контроля сварных соединений труб толщиной менее 20 мм

Провисает металла в корне сварного соединения отличают от нецельности за такими признаками:

а) эхо-сигнал от провисает располагается на экране в зоне «х»;

б) провисает обычно оказывается при меньшем расстоянии между преобразователем и сварным соединением, чем при выявлении сверхкорневых несуцільностей. Образование провисает наиболее вероятно на участках, выполненных сваркой в нижнем положении. В горизонтальных соединениях провисает располагаются более равномерно и образуются реже, чем в вертикальных соединениях;

в) эхо-сигналы от провисает имеют как разные координаты на экране, так и разные амплитуды во время контроля из разных сторон.

Сварные соединения секторных отводов контролируют при тех же параметрах, что и стыковые сварные соединения руб. Особенностью таких соединений является неперпендикулярность оси сварного соединения к образовывающей трубе и переменная ширина усиления. Во время контроля сварных соединений отводов диаметром более 160 мм следует перемещать преобразователя перпендикулярно к оси сварного соединения. Во время контроля соединения секторных отводов меньших диаметров следует перемещать преобразователя параллельно образовывающей трубы.

Сварные соединения трубопроводов оценивают за такими признаками:

а) балл 1 - выявленные нецельности не имеют признаков смещения и провисает по 6.4.8 и 6.4.9, измеряемые характеристики или количество выявленных несуцільностей превышают значения, приведенные в таблице 6.5;

б) балл 2 - выявленные нецельности не имеют признаков смещения и провисает по 6.4.8 и 6.4.9, измеряемые характеристики или количество выявленных несуцільностей равняются или ниже значений, приведенных в таблице 6.5.

Таблица 6.5 - Предельное допустимые значения измеряемых характеристик и количества несуцільностей в сварных соединениях трубопроводов толщиной менее 20 мм без подкладных колец

стенки, мм	Амплитуда луна- сигнала	Условная длина нецельности (мм), расположенной на глубине (мм)		Особенные признаки нецельности	Количество допустимых несуцільностей набудь-які 100мм длины сварного соединения		Суммарная условная длина допустимых несуцільностей расположенных на одной глубине на будь какие 100 мм длины сварного соединения, мм
					Мелких и больших, суммарно
	Первый уровень браковщика			По 6.4.8 и 6.4.9.
Примечание 1. К мелким относятся точечные нецельности (5.6.13). Большими считаются нецельности, условная длина какие больше значений, установленных для точечных несуцільностей, но не превышает значения, приведенные в графах 3,4 таблицы (допустимые протяжные). Примечание 2. Если нецельности оказываются прямым и одноразово отбитым лучами, то оценку их условной длины и суммарной условной длины осуществляют за результатами контроля прямым лучом.

Контроль сварных соединений трубопроводов с толщиной стенки 20 мм и больше без подкладных колец

УЗК сварных соединений трубопроводов с толщиной стенки 20 мм и больше без подкладных колец отличается от УЗК аналогичных соединений на подкладных кольцах лишь в части контроля корня сварного соединения. Контроль и оценка качества другой части сварного соединения отвечает требованиям раздела 6.2.

Для контроля корня сварного соединения используют преобразователей с характеристиками, приведенными в таблице 6.6.

Таблица 6.6 - Характеристики преобразователей для контроля корня сварных соединений трубопроводов толщиной 20 мм и больше без подкладных колец

УЗК сварных соединений трубопроводов с расточенной корневой частью или с использованием подкладных колец, что удаляются, выполняется в соответствии с 6.2.

Настройку скорости разворачивай и чувствительности должен отвечать 5.5.1-5.5.4 и 5.5.6-5.5.11.

Для настройки скорости развертки используют СЗП, изготовленный за рисунком 6.2.

После настройки дефектоскопа делают контроль сварного соединения соответственно положениям 5.6.

Особенностью сварных соединений без подкладных колец, имеется наличие неравенств в корне сварного соединения (главным образом, провисает металла), что приводит к появлению отбитых от них сигналов при контроле прямым лучом.

Провисает металла отличают от нецельности в корне сварного соединения за таким признаком: при прозвучуванні из одной стороны сварного соединения эхо-сигнал от провисает имеет амплитуду, что отличается от амплитуды эхо-сигнала при прозвучуванні с другой стороны сварного соединения по крайней мере на 3 дБ для преобразователя с углом введения 65°.

Сварные соединения оцениваются таким способом:

а) балл 1 - выявлено нецельности, измеряемые характеристики которых больше, а коэффициент формы равняется или меньше значений, приведенных в таблице 6.7 при условии, что выявленные нецельности не имеют признаков провисает металла по 6.5.5.

б) балл 2 - выявлено нецельности, измеряемые характеристики или количество которых равняются или меньше, а коэффициент формы равняется или больше значений, приведенных в таблице 6.7.

Контроль сварных соединений донышек с коллекторами

Этот подраздел НД регламентирует порядок и методику УЗК замковых сварных соединений коллекторов с толщиной 4 мм и больше. Конструкция соединения и схемы контроля показаны на рисунках 6.9 и 6.10. Длина и качество проточенной части (размер «а» на рисунку 6.9) должна отвечать требованиям 6.1.3.

В то же время следует иметь в виду, что:

конструкция сварного соединения может не предусматривать проточки;

контроль со стороны коллектора одноразово отбитым лучом не всегда возможен.

Сварные соединения приварки донышек контролируют покатыми преобразователями, характеристики которых приведены в таблице 6.1.

Контроль корневой части сварного соединения осуществляют прямым лучом со стороны трубы коллектора и со стороны донышка, если на его поверхности имеется достаточный участок для работы преобразователем. Другую часть сварного соединения контролируют со стороны трубы коллектора одноразово отбитым лучом, если это позволяет конструкция.

Если во время контроля сварных соединений толщиной менее 65 мм недосягаемость и конструктивные особенности коллектора (наличие расположенных вблизи донышка штуцеров, малая длина растачивания и тому подобное) не дают возможности контролировать среднюю и верхнюю части сварного соединения отбитым лучом, то усиление сварного соединения должно быть удалено.

но и бы - разные варианты сварных соединений

Рисунок 6.9 - Контроль сварных соединений приварки донышек

к коллекторам

Настройку скорости разворачивай дефектоскопа должен отвечать требованиям 5.5.1-5.5.4 и 6.2.3.

При настройке чувствительности дефектоскопа, поиске несуцільностей и оценивании их измеряемых характеристик следует руководствоваться положениями 5.5.5-5.5.8, 6.2.5-6.2.9.

Оценка качества должна отвечать 6.2.13.

Таблица 6.7 - Предельное допустимые значения измеряемых характеристик и количества дефектов в сварных соединениях

трубопроводов 20 мм и больше без подкладных колец

Номинальная толщина стенки, мм

Амплитуда эхо-сигнала

Условная длина дефекта (мм), расположенного на глубине, мм

Коэффициент формы Кф

Особенные признаки дефектов

Количество допустимых дефектов на любые 100мм длины шва, мм

Суммарная ум.довжина допуст.дефектів (мм), расположенных на одной глубине, на 100мм длины шва, при глубине залегания дефектов (мм)

Без измерения Кф

С измерением Кф

От 20 до 65

65 и больше

Мелких и больших в целом

65 и больше

Первый уровень браковщика

Не измеряется

> 65 – 100

Второй уровень браковщика

Примечание 1 . К мелким относятся точечные дефекты (5.6.21). К большим относятся дефекты, условная протяжность какие больше установленных для точечных дефектов, но не превышает значения, приведенные в колонках 4-6 (допустимые протяжные), а также все дефекты с позитивным коэффициентом формы. Примечание 2. При использованные данных колонок 4, 5, 6, 11 и 12 следует учитывать, что при контроле прямым лучом глубина залегание дефекта определяется как расстояние от внешней поверхности сварного соединения, а при контроле одноразово отбитым лучом - как сумма толщины стенки и расстояния от внутренней поверхности сварного соединения к дефекту. Примечание 3. Если дефекты оказываются прямым и одноразово отбитым лучами, то оценку их условной протяжности и общей длины делают по результатам контроля прямым лучом.

Конструкции сварных соединений, выполненные с отклонением от действующих стандартов, имеют ряд особенностей, без учета которых возможное ошибочное забракування сварного соединения или пропуск несуцільностей.

Перед проведением контроля таких сварных соединений необходимо убедиться в соответствии имеющейся конструкции соединения чертежу, для чего:

а) через отверстия для приваривания колпачка к штуцеру или донышку к коллектору визуально и «промацуванням» обследовать внутреннюю поверхность сварного соединения;

б) с целью определения конфигурации, глубины и длины проточки измерять толщину стенки коллектора в непроточенной части и в зоне возможного расположения проточки.

Если после проведения отмеченных операций конструкцию сварного соединения установить не удалось, следует провести контроль прямым преобразователем со стороны торцевой поверхности донышка. Если и этого недостаточно, то рекомендуется вырезать и осмотреть одно из донышек, которое дает во время контроля типичную картину эхо-сигналов на экране дефектоскопа.

Контроль сварных соединений плоских донышек коллекторов (камер) конструкция которых не отвечает требованиям современных нормативных документов

Для проведения контроля таких сварных соединений необходимо предварительно установить фактическую конструкцию сварного соединения и на этом основании составить рисунок, один из вероятных вариантов которого приведен на рисунку 6.10.

Для этого необходимо:

а) провести измерение внешних размеров изделия, толщины стенки и составить основу рисунка со сварным соединением в разрезе;

б) путем прозвучування прямым лучом на частоте 5МГц провести измерение толщины и нанести на рисунок внутреннюю конструкцию изделия, при этом толщину донышка следует измерять ближе к его середине (поз. 1);

в) путем перемещения преобразователя по радиусу донышка от центра к краю определить наличие разгрузочной канавки и ее размеры (поз. 2-4);

г) последующим перемещением преобразователя от середины к краю донышка зафиксировать конец выступающей части внутренней поверхности донышка (поз. 5), что входит в растачивание трубного элемента (камера, коллектор);

д) удалить усиление на одном из участков сварного соединения и путем измерения толщины из подготовленной в этом месте поверхности на участке от середины сварного соединения в направлении трубного элемента установить наличие в нем проточки, осуществить измерение ее размеров и толщины сварного соединения (поз. 6-8);

е) следует помнить, что между проточкой и внутренней поверхностью трубного элемента конструкцией может быть предусмотрен переход в виде конуса, который определяется перемещением преобразователя на расстояние 80-100 мм от края трубного элемента.

Рисунок 6.10 – Конструкция сварного з"єднанння

Контроль сварного соединения из цилиндровой поверхности донышка осуществляется малогабаритным преобразователем на частоту 5 Мгц. Цилиндровая поверхность донышка (торец донышка) должна быть подготовлена для контроля. При этом ширина зачищенной поверхности должна быть на 10-15 мм больше толщины сварного соединения.

Настройка уровня чувствительности выполняется по плоскодонному отверстию диаметром 3 мм в СЗ на глубине, что равняется расстоянию от середины пересечения сварного соединения к торцу донышка. В случае выявления дефекта место его расположения определяется вне положения преобразователя и показов глибиновимірювача.

Схемы выявления несуцільностей в корне сварного соединения призматическим преобразователем приведены на рисунку 6.11.

Качество сварного соединения оценивается по амплитуде эхо-сигналу и условной протяжности.

Рисунок 6.11 - схемы выявления несуцільностей

Контроль на наличие поперечных трещин

В этом подразделе идет речь о порядке и методике УЗК сварных соединений трубопроводов диаметром 465 мм и меньше с толщиной стенки 25 мм и больше с целью выявления поперечных трещин, расположенных в верхней трети сварного соединения.

Контроль на поперечные трещины осуществляют перемещением преобразователя вдоль сварного соединения непосредственно по поверхности наплавленного металла. Усиление шва при этом удаляется.

Рисунок 6.12 - Схемы выявления корневых несуцільностей при контроле сварных соединений

приварки донышек покатыми преобразователями

Для контроля используют преобразователей на рабочую частоту 1,25-2МГц. При толщине стенки более 40 мм и диаметре 325 мм и меньше следует применять преобразователей с углом введения 50°, а при толщине стенки менее 40 мм или диаметре более 325 мм - преобразователи с углом введения 65°.

Преобразователи должны притереть по поверхности трубы. Притирку преобразователя делают по разметке (рисунок 6.13). Рабочую поверхность преобразователя притирают путем перемещения преобразователя по наждаковому бумаге, наложенной на контролируемую трубу.

Скорость развертки и чувствительность (первый уровень браковщика по 5.5.7) настраивают по пропилу высотой 10% толщины, но не более 2 мм

Грань пропилу, что отбивает, должна быть расположена в плоскости, образованной радиусом и образовывающей трубы.

От нецельности «а», расположенной в верхней части сварного соединения, можно получить эхо-сигнал при двух положениях преобразователя - 1 и 2 (рисунок 6.13).У положении 1 сигнал на экране будет расположен в правой половине развертки (Д{), а в положении 2-у левей (Д2). Нецельности оказываются лучше, когда преобразователь находится в положении 1, а эхо-сигналы расположенные в правой части развертки.

Рисунок 6.13 - Разметка преобразователя для контроля на поперечные трещины

Координаты выявленных несуцільностей определяют таким способом:

а) если эхо-сигнал от нецельности появляется в зоне эхо-сигнала от зарубки, то такие нецельности находятся вблизи внешней поверхности и их расположение определяют «промацуванням», как показано на рисунку 6.14. Следует иметь в виду, что место, где «прощупывается» сигнал от под поверхностной нецельности не отвечает действительному его расположению по периметру. Это объясняется тем, что лучи, отбитые от нецельности, попадают на прилегающую

участок сварного соединения (точка В, рисунок 6.14), что и поддается «промацуванню»;

б) если нецельность не «прощупывается», определяют только ее местоположение по периметру сварного соединения. Для этого фиксируют положение преобразователя, которое отвечает максимальным эхо-сигналам от нецельности при прозвучуванні из противоположных сторон. Середина участка между двумя отмеченными положениями преобразователя отвечает местоположению нецельности.

Рисунок 6.14 – Настройка скорости развертки и схема контроля на поперечные трещины

Контроль стыковых сварных соединений аустенітних сталей с толщиной элементов 10-40 мм

Эта специализированная методика содержит технологические рекомендации относительно УЗК сварных соединений аустенітних сталей без конструктивного непровару с одинаковой толщиной свариваемых элементов.

Для 100%-ного прозвучування наплавленного металла валик усиления желательно удалять. Минимальный радиус кривизны поверхности рядом со сварным соединением, по которой в процессе УЗК может перемещаться преобразователь, должен быть не менее 500 мм, за исключением кольцевых сварных соединений, которые можно контролировать при радиусах кривизны не менее 200 мм

Перед началом контроля в 2-3 местах определяется амплитуда сигнала, который прошел через наплавленный металл сварного соединения и через основной металл изделия, соответственно схеме рисунку 6.15. Проведение УЗК возможно в случае, если амплитуда сигнала в сварном соединении (рисунок 6.15, а) отличается от амплитуды сигнала в основном металле изделия (рисунок 6.15, бы) не более, чем на 20 дБ.

При разнице амплитуд сигналов в сварных соединениях изделия и СЗП, больше 3 дБ, при оценивании допустимости несуцільностей следует откорректировать чувствительность.

СЗП для УЗК аустенітних сварных соединений должны быть сварены пластины или участки сваренных труб. Материал, размер и технология сварки СЗП должен быть таким же

самими, которые применены для контролируемого изделия. Использование в качестве СЗП металлических пластин без сварных соединений не допускается.

1 - приемник; 2 – излучатель

Рисунок 6.15 - Схемы измерения амплитуды сигнала

ультразвуковых колебаний при прозвучуванні сварного соединения (а)

и основного металла (б) раздельно-совмещенными преобразователями

Размеры СЗП в направлении, перпендикулярном к оси шва, должны обеспечивать возможность перемещения преобразователя с целью полного прозвучування металла сварного соединения.

В металле СЗП для УЗК аустенітних швов должны отсутствовать любые нецельности, что оказываются радиографией или ультразвуком на поисковом ровные чутли-вості.

Как искусственный отражатель в СЗП на торцах шва выполняют боковое отверстие (рисунок 6.16). Диаметры бокового отверстия приведены в Таблице 6.8.

Рисунок 6.16- СЗП для настройки чувствительности дефектоскопа

При толщине контролируемого сварного соединения д=10-20 мм боковое отверстие изготовляется вдоль оси сварного соединения на глубине h=0,55. При толщине д=20-40 мм - вдоль оси сварного соединения на глубине h=10 мм Длина отверстия L должна быть не менее 50 мм

Глубина бокового отверстия должна составлять не менее 25 мм, его поверхность должна быть изготовлена с чистотой обработки не ниже Rz =80 мкм.

Для контроля используются специально изготовленные преобразователи с параметрами, что удовлетворяют требованиям этого НД, или блок из двух серийных преобразователей с углом введения 40°, 45°, 50°,60°, 65°, 70°, у которых угол наклона призмы из органического стекла следует уменьшить к 24° путем удаления части призмы (рисунок 6.17) таким образом, чтоб угол введения продольных волн был в диапазоне 60-70°.

Угол восхождения акустических лучей излучателя и приемника составляет 14°, а расстояние между центрами преобразователей - 21 мм Размеры шаблонов для изготовления преобразователей приведены на рисунку 6.18. Диаметр п"єзоелемента преобразователя рекомендуется брать ровным 10-12 мм

Одновременно с сигналом продольной волны от нецельности на экране дефектоскопа может появляться сигнал поперечной волны, отбитый от поверхности один или два раза. При сканировании они перемещаются по экрану дефектоскопа синхронно.

Перед проведением УЗК аустенітних сварных соединений необходимо:

а) відюстировати посредством шаблонов (рисунок 6.18) преобразователь, а посредством СЗП (рисунок 6.16) настроить дефектоскоп на сигнал, отбитый от бокового отверстия. Рабочая частота дефектоскопа устанавливается ровной 2,5 Мгц;

б) определить зону перемещения преобразователя в направлении, перпендикулярном осе сваренного соединения, и выделить на экране дефектоскопа зону появления ожидаемой нецельности посредством строб-импульса.

Таблица 6.8 - Зависимость диаметра отверстия от толщины изделия

Толщина д сварного соединения, мм	Диаметр бокового отверстия, мм
От 10 до 15 включ.
Свыше 15 до 17 включ.

Рисунок 6.17 – Раздельно-совмещенный преобразователь

1 - точка пересечения акустических осей с поверхностью металла

Рисунок 6.18- Шаблона для настройки

Контроль аустенітних швов осуществляется за раздельной схемой раздельно-совмещенным преобразователем продольными волнами по возможности из двух сторон сварного соединения. Преобразователя необходимо перемещать по поверхности сканирования со скоростью 30-50 мм/с.

Шаг поперечного перемещения преобразователя должен быть не более половины диаметра п"єзопластини.

Устанавливаются два ровные чувствительности: пошукована 6 дБ выше той, что обеспечивает выявление боковых отверстий, и браковщик - амплитуда сигнала устанавливается відпо-

відно до 6.8.19.

Особенностью сварных соединений с толщиной стенки от 10 до 20 мм есть наличие повышенного проплавливания (провисает) металла в корне сварного соединения, которое отличается от нецельности следующими признаками:

а) повышенное проплавливание обычно оказывается при меньшем расстоянии между преобразователем и сварным соединением, чем при выявлении сверх корневых несуцільностей. Появление повышенного проплавливания наиболее вероятная на участках, что сваривались в нижнем положении. В горизонтальных сварных соединениях повышенное проплавливание образуется реже, чем у вертикальных;

б) сигналы от повышенного проплавливания имеют разные координаты и разные амплитуды при прозвучуванні из разных сторон сварного соединения.

Качество аустенітних сварных соединений оценивается за такими критериями:

а) амплитуда сигнала;

б) условная высота нецельности на уровне 6 дБ (по амплитуде);

в) условная ширина нецельности на уровне 6 дБ (по амплитуде);

г) условная длина нецельности на уровне 6 дБ по оси сварного соединения

Качество оценивается по двухбальной системе.

Сварное соединение оценивается баллом 1 как непригодное при наличии хотя бы одного из следующих признаков:

а) амплитуда сигнала от нецельности превышает амплитуду сигнала от бокового отверстия (контрольный уровень) больше, чем на 12 дБ;

б) амплитуда сигнала от нецельности превышает амплитуду сигнала от бокового отверстия больше, чем на 6 дБ, при этом условная ширина нецельности больше условной ширины бокового отверстия или условная длина его больше допустимой (6.8.20);

в) амплитуда сигнала от нецельности превышает амплитуду сигнала от бокового отверстия или равняется ему и условная высота нецельности больше условной высоты бокового отверстия;

г) амплитуда сигнала от нецельности больше на 6 -12 дБ от амплитуды сигнала от бокового отверстия, условная ширина и длина меньше, но количество дефектов превосходит 3 на длине 100 мм сварного соединения.

Значение допустимой условной длины нецельности составляет:

для д<15мм L<20мм;

для д=15...25мм L<30 мм;

для д=25...40мм L<40 мм

Ширина зоны сканирования равняется:

для д = 10...25мм 40-75 мм;

для д = 25... 40мм 80-90 мм