Ультразвуковой дефектоскоп и приборы ультразвукового контроля сварных соединений

Что представляет собой УЗК

УЗК называют неразрушающий метод контроля сварных соединений с просвечиванием проверяемого стыковочного участка ультразвуком, для выявления внутренних дефектов сварки, отклонений химического состава металла от норм, установленных действующими стандартами.

Такая дефектоскопия может выявить шлаковые включения, воздушные полости, наличие неметаллических компонентов, химическую неоднородность в структуре металла.

Принцип УЗК основан на свойстве акустических волн сохранять прямолинейность при прохождении через однородную среду. Излучение с частотой свыше 20 кГц беспрепятственно пронизывает сварочный шов. При наличии дефектов, лучи отражаются от поверхностей внутренних пустот, изменяют траекторию вследствие неоднородного состава вещества.

Отклонения фиксируют специальным оборудованием. На мониторе дефектоскопист видит показания, полученные на основе значений амплитуды принятого сигнала, количества времени, необходимого для преодоления импульсом заданного расстояния. В результате можно довольно точно определить характер, расположение и размеры дефектов.

Выбор редакции

При выборе ультразвуковых и вихретоковых дефектоскопов мы рекомендуем обратить внимание на продукцию НПЦ «Кропус». Предприятие имеет многолетний опыт в сфере разработки приборов и веществ для неразрушающего контроля. Это российская компания, поэтому можно рассчитывать на адекватное соотношение цены и качества.

Для проведения радиографического контроля в полевых условиях лучше подойдет аппарат Арион-300. Тоже российского производства. Отличается компактными размерами и высокой точностью обнаружения дефектов. Диаметр фокусного пятна составляет 2,3 мм, что позволяет получать четкое изображение дефектов аналогичного размера. При этом аппарат способен просвечивать изделия из стали толщиной 60 мм.

В сфере магнитопорошкового и капиллярного контроля практически нет равной английской компании MAGNAFLUX. Ее приборы и расходники доступны по цене и поставляются в широком ассортименте.

Устройство и принцип работы ультразвукового дефектоскопа

Все приборы для ультразвуковой диагностики предусматривают схожее конструктивное устройство, поскольку их работа основана на общем принципе. Комплекс оборудования, применяемого для проведения УЗК сварных соединений, состоит из:

• Излучателя;
• Усилителя;
• Приемного блока.

Дефектоскопист задает модуляцию импульсов, с учетом характеристик металла, особенностей выявляемых нарушений технологии сварки. Звуковые волны преобразуются прибором в электромагнитные импульсы, отображаемые на дисплее осциллографа. Чтобы граница сред меньше искажала получаемый сигнал, поверхность шва обрабатывают специальным гелем.

По параметрам ультразвука на выходе, можно определить глубину расположения, размеры дефектов. Выполнение работ требует привлечения обученных и аттестованных специалистов, получивших квалификацию экспертов и умеющих работать со специализированным диагностическим оборудованием.

Вектор-50 (НПЦ «Кропус»)

по цене от 280 000 руб.

Вектор-50 – модель вихретокового дефектоскопа из постоянно обновляемой линейки от НПЦ «Кропус». Это крупнейший российский производитель оборудования для НК, поэтому его продукция не могла не попасть в наш обзор.

Особенности модели

Прибор универсальный, т.к. поддерживает любые вихретоковые и импедансные преобразователи. Это позволяет оценивать состояние металлических, углепластиковых и композитных изделий, выявлять в них поверхностные и подповерхностные трещины, нарушений сплошности. Прибор может применяться в качестве толщиномера и для определения электропроводности цветных металлов.

Кроме своих компактных размеров (200×225×80 мм) и малой массы (1,5 кг) оборудование имеет цветной дисплей с разрешением 640×480 пикселей, подключается к компьютеру через USB. В памяти устройства можно сохранить 100 настроек и 500 протоколов контроля.

Среди особенностей отображение сигнала на дисплее в двух плоскостях: комплексной и амплитудно-временной. Доступны различные режимы визуализации сигнала. Также имеется возможность отдельного усиления по оси абсцисс и ординат. Прибор может использоваться с роторными преобразователями для контроля отверстий.

Дефектоскоп питается от сети 220В или аккумулятора. Во втором случае максимальное время автономной работы составляет 10 часов.
Технические характеристики* Вектор-50

*полный перечень смотрите на официальном сайте.

Посмотрите как работает этот дефектоскоп в паре с роторным датчиком для обнаружения поверхностных трещин в болтовых технологических отверстиях:

Область и возможности применения методики

Методика УЗК достаточно универсальна и позволяет точно идентифицировать дефекты сварки при различных условиях проведения проверки. Но необходимо учитывать определенные рамки, ограничивающие возможности указанной дефектоскопии.

Ультразвук применяют для выявления следующих нарушений технологии сварочных работ:

• пор;
• непроваров;
• трещин по швам и в околошовной зоне;
• несплавлений металла;
• расслоения структуры;
• свищей;
• провисаний металла на оборотной стороне потолочных швов;
• коррозионных включений;
• отклонений по химическому составу;
• нарушений геометрии швов.

УЗК проверяют качество сварных соединений из легированных и аустенитных сталей, меди, чугуна и прочих материалов, плохо проводящих ультразвуковые волны.

Предусмотрены следующие допуски по геометрическим характеристикам, при которых возможно использование ультразвуковой дефектоскопии:

• расстояние от датчика до сварного шва не более 10 м;
• минимальная глубина шва составляет 3 – 4 мм;
• наименьшая толщина стыка – от 8 до 10 мм (с учетом характеристик применяемого оборудования);
• предельная толщина металлического элемента – от 500 до 800 мм.

Ультразвук применяют для проверки таких видов соединений:

• плоских;
• продольных;
• кольцевых;
• тавровых;
• стыковых;
• трубных.

УЗК востребован в различных областях промышленного производства, в строительстве, для контроля должного качества изготовления, монтажа и ремонта следующих объектов:

• трубопроводов;
• опор энергетических коммуникаций;
• несущих металлоконструкций зданий и сооружений;
• корпусов котельного и насосного оборудования;
• ферм и балок грузоподъемных кранов;
• литых изделий;
• деталей и узлов железнодорожных транспортных средств, воздушных и водных судов, автомобилей, в других сферах.

Ультразвуковая дефектоскопия входит в обязательный состав работ при приемке и отгрузке оборудования, экспертизе промышленной безопасности, проведении технических освидетельствований.

Особенно актуально проведение УЗК при сложном доступе к объекту, на высотных отметках, в условиях замкнутого пространства.

USM-Go+ (GE Sensing)

по цене от 370 000 руб.

Модель USM-Go+ пришла на смену популярной мобильной версии УЗ дефектоскопа USM-Go производства GE Sensing & Inspection Technologies, продолжающей дело немецкой фирмы Krautkramer. Официальный дистрибьютор на территории РФ – НПФ «АВЭК».

Особенности модели

Новый прибор получился легким – всего 845 г, легко помещается в одной руке, подходит как для правшей, так и для левшей. Корпус выполнен из прочного литого пластика, прибор имеет степень защиты IP67. Дисплей диагональю 5” защищен от бликов, разрешение 800×480 пикселей.

При этом устройство оснащено начинкой, обеспечивающей полноценный НК в полевых условиях. Прибор адаптирован для проверки штампованных деталей и сварных швов по требованиям ГОСТ Р 55724-2013. В нем реализована технология ослабления донного эха для выявления мельчайших дефектов.

Обеспечивает возможность контроля пластиковых, металлических и композитных материалов. Можно задавать 2 строба для получения точных измерений в идентичных условиях, генерировать А- и В-развертки.

Передача данных на внешние устройства через USB или SD-карты памяти. Отчеты выводятся в расширении JPG, для их изучения не нужно специальное ПО. В режиме А-скан можно создавать видеоотчеты длительностью 8 минут. Максимальное время работы от аккумулятора 5,5 часов.
Технические характеристики* USM-Go+

*полный перечень смотрите на официальном сайте.

Обязательно посмотрите подробный обзор устройства, в котором демонстрируется его калибровка. Знание английского приветствуется, в крайнем случае, включите субтитры.

Виды ультразвуковой дефектоскопии

В соответствии с положениями ГОСТ 23829-85, предусмотрено 16 разновидностей ультразвуковой диагностики, из которых наибольшая популярность отмечается у следующих методов:

• теневого – с обеих сторон стыка устанавливают преобразующие устройства, расположенные к поверхности металла под углом 90 градусов; один модуль излучает, второй – принимает сигнал. Глухая зона указывает на изменение структуры и присутствие дефекта;
• эхо-импульсного – наиболее популярный способ, предполагающий использование одного прибора, излучающего и принимающего волны, отражающиеся от обратной стороны шва. Нарушения внутренней структуры определяют по фиксации эхо-сигнала. Привлекательность способа в том, что для его применения не требуется двусторонний доступ к соединению, но для получения качественного сигнала поверхность необходимо тщательно зачистить, а при контактном варианте – нанести специальную жидкость;
• эхо-зеркального – предполагает расположение приемного и излучающего устройства с одной стороны проверяемого элемента, а излучение проводят под углом. Методика особенно эффективна для выявления полостей, расположенных вертикально по отношению к поверхности металла;
• зеркально-теневого – разновидность теневой технологии, при одностороннем расположении излучателя и приемника, фиксирующего отраженный сигнал;
• дельты – сложная и не слишком распространенная методика, предусматривающая тщательную настройку диагностического оборудования и высокую квалификацию специалистов, необходимую для расшифровки полученных результатов. Несмотря на недостатки, способ позволяет выявить дефекты, недоступные для определения другими методами, особенно при вертикальном расположении пустот или зон непроваров;
• велосиметрического – включает фиксацию и анализ данных по скорости прохождения сигнала через диагностируемую зону. Часто применяют для проверки стыков из разных металлов;
• ревербационно-сквозного – также используют при композиционных соединениях, многослойной структуре материала. Излучающее и принимающее устройство располагают с одной стороны поверхности; импульсы многократно отражаются, в процессе прохождения. Устойчивый сигнал указывает на хорошее качество сварки, а по отклонениям можно определить наличие дефектов.

В зависимости от особенностей и условий диагностики, возможно применение других, менее популярных методов.

ВД-70 (НПК «Луч»)

по цене от 220 000 руб.

ВД-70 – простая и относительно доступная модель вихретокового дефектоскопа, позволяющая определить местоположение поверхностных трещин и оценить их глубину. Подходит для исследования только металлических изделий.

Особенности модели

Это очень легкий прибор (0,5 кг), заключенный в прочный алюминиевый корпус со степенью защиты IP63. Дисплей имеет разрешение 320×240 пикселей и занимает половину площади фронтальной части корпуса.

В устройстве предусмотрена память на 1000 исследований и 300 настроек программ. Производитель предлагает несколько версий поставки: общую, локомотивную, вагонную, для депо ТР-2 и ТР-3.

ВД-70 работает от встроенного аккумулятора, емкости которого хватает на 8 часов.
Технические характеристики* ВД-70

*полный перечень смотрите на официальном сайте.

** зависит от типа преобразователя.

В ролике ниже приведена комплектация предыдущей версии прибора. Она не изменилась, а вот сам дефектоскоп стал компактнее и эргономичнее:

Порядок проведения УЗК

Ультразвуковой контроль сварных соединений проводят в таком порядке:

1. обеспечивают доступ специалистов к месту диагностики;
2. шов и прилегающую зону на расстоянии до 70 мм с обеих сторон стыка зачищают, удаляя краску и следы коррозии;
3. на поверхность металла наносят гель или смазку, для лучшего прохождения ультразвуковых волн;
4. размещают и подключают оборудование, проводят необходимые настройки, с учетом особенностей материала, толщины сваренных элементов;
5. излучают ультразвук, перемещая датчик по зигзагообразной траектории вдоль контролируемого участка, фиксируют полученные результаты.

По итогам проверки, эксперт составляет протокол, описывающий наличие, расположение и характер выявленных дефектов.

Если УЗК не позволяет точно идентифицировать нарушения сварки, дополнительно используют другие методы.

Настроечные образцы

под заказ

Мера (калибровочный образец) СО-1Стандартный образец для определения условной чувствительности, проверки разрешающей способности и погрешности глубиномера ультразвукового дефектоскопа.

148 €

под заказ

Купить

148 €

Купить

на складе

Мера (калибровочный образец) СО-2Стандартный образец для определения условной чувствительности, мертвой зоны, погрешности глубиномера, угла ввода луча, ширины основного лепестка диаграммы направленности, импульсного коэффициента преобразования предельной чувствительности.

65 €

на складе

Купить

65 €

Купить

на складе

Мера (калибровочный образец) СО-3Стандартный образец для определения условной чувствительности и точки ввода луча.

65 €

на складе

Купить

65 €

Купить

Перейти к разделу (15)

Преимущества и недостатки

Популярность ультразвуковой дефектоскопии сварных швов объясняется следующими преимуществами данной методики:

• высокой чувствительностью приборов, позволяющих точно идентифицировать и описать характеристики выявленных отклонений от технологии сварки;
• удобством применения, вследствие компактности используемого оборудования;
• минимальными затратами – дефектоскопы стоят относительно недорого, при отсутствии расходных материалов для проверки;
• сохранением целостности соединения в ходе диагностики;
• широким спектром применения, с возможностью контроля структуры металла на большую толщину;
• возможностью проверки оборудования, без длительного вывода из эксплуатации;
• безопасностью для здоровья человека, чего нельзя сказать о радиографическом методе.

Но не стоит забывать о недостатках. УЗК сложно применять при крупнозернистой структуре металла. Диагностика требует предварительной подготовки шва. Использование методики ограничено определенными допусками по геометрическим размерам соединения.

Испытательная лаборатория «Микро» предлагает услуги по ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений. Работы проводят квалифицированные эксперты, с использованием современного оборудования, что гарантирует полную достоверность результатов.

УД2-70 (НПК «ЛУЧ»)

по цене от 247 000 руб.

В 2014 году НПК «Луч» выпустил четвертое поколение УД2-70, что говорит о востребованности и постоянном совершенствовании этой модели. От прошлых разработок остался алюминиевый корпус, простота освоения и использования прибора.

Особенности модели

Прибор разработан для НК металлических, полимерных и композитных изделий на предмет отклонения в однородности структуры материала, нарушения его сплошности. Модель позволяет определить расположение дефекта, подходит для исследования готовой продукции и сварных швов.

Устройство легкое – всего 2,2 кг. При этом поставляется в прочном корпусе со степенью защиты IP64. В предыдущей версии были проблемы с долговечностью ручки, теперь они исправлены – надежность конструкции повышена.

В новой версии аккумулятор съемный и для его замены нужно открутить всего 4 винта. Время непрерывной работы составляет 14 часов. Есть подключение к сети. Изменили и клавиатуру, теперь она имеет более строгий вид.

При заказе оборудования есть возможность приобрести версию с АРД-диаграммами. Работа осуществляется с двумя независимыми стробами АСД. Встроенная память позволяет сохранять 400 настроек и изображений развертки типа А, а также 4000 значений глубиномера.

Помимо версии общего назначения, производитель предлагает версии «локомотивная», «вагонная», «метрополитен ТР-2» и «метрополитен ТР-3» с расширенной комплектацией для повышения эффективности проведения специфических работ.
Технические характеристики* УД2-70

*полный перечень смотрите на официальном сайте.

Посмотрите небольшой видеообзор этого ультразвукового дефектоскопа: