Ультразвуковой контроль сварных соединений (УЗК)

Ультразвуковой метод контроля сварных соединений относится к категории неразрушающих методов проверки качества проведенной сварки металлических конструкций, трубопроводов и резервуаров. С помощью этой технологии выявляются дефекты швов, а именно внутренние полости, непровары, трещины.

Суть УЗК состоит в том, что волны звука в однородном металле проходят сквозь него, не искажаясь. Если на пути акустической волны встречается препятствие в виде включения инородного материала, трещины или воздушного пузыря, она изменяет свою траекторию или частоту, поскольку у металла, воздуха и инородных вкраплений разное акустическое сопротивление. Чем выше этот показатель, тем больших размеров изъян на пути.

Отражаясь от дефектов, волны возвращаются в дефектоскоп, и прибор делит их по частоте, направлению, скорости возврата и другим характеристикам. Так определяется, какой вид дефекта присутствует в сварном шве и где он расположен.

Когда применяется УЗК

На всех объектах – строящихся или сооружаемых, подвергающихся реконструкции или замене металлоконструкций, на эксплуатируемых, если есть сомнения в надежности, – требуется проведение ультразвукового контроля сварных соединений. В процессе проведения выявляются:

• тип дефектов, их размеры и количество;
• место расположения;
• ориентация в сварном шве.

Виды сварных соединений

В строительстве применяется четыре вида сварных соединений:

• стык-в-стык;
• угловое соединение;
• внахлест;
• тавровое.

Два последних имеют по две подгруппы, где сварка двух металлических элементов проводится по одной плоскости или по двум. Во втором случае конструкция более надежная.

Какие дефекты можно выявить с помощью ультразвука?

Ультразвуковой контроль качества сварных соединений может выявить все основные дефекты:

• непровары;
• поры;
• раковины;
• свищи;
• трещины;
• расслоения металла внутри шва;
• участки коррозии;
• разрывы внутри соединения.

Оборудование для ультразвукового контроля

Поверка и калибровка оборудования производится 1 раз в год

Дефектоскоп ультразвуковой УД2-70

Набор визуального и измерительного контроля

Ультразвуковой контроль сварных соединений проводится с помощью специального оборудования – дефектоскопа. Такие приборы делятся на ручные, механизированные и автоматизированные, могут быть прямыми, наклонными и поворотными, с раздельными или совмещенными пьезоэлектрическими преобразователями (ПЭП). Ручные дефектоскопы в строительстве используются чаще, потому что они легкие, удобные в применении и эффективны в достижении результата.

Также дефектоскопы бывают:

1. Одноканальные – с одним пьезоэлектрическим преобразователем.
2. Многоканальные – с несколькими ПЭП. Этот тип оборудования дает возможность ускорить процесс контроля за счет увеличения обследуемой площади сварного шва. При этом все измерения регистрируются на одном дефектоскопе.

В состав оборудования для проведения ультразвуковой дефектоскопии сварных швов входит резонатор. Он преобразует электрические колебания в звуковые волны частотой более 20 кГц, которые направляются в сварные соединения. Те из них, которые отразятся от дефектов, вернуться в дефектоскоп, где преобразуются в электрические колебания. Они будут измерены и записаны специальными устройствами, входящими в состав оборудования.

По параметрам отклонившихся волн можно понять, где и какой дефект сварного шва был найден. Например, потраченное время на прохождение через металл до изъяна показывает место расположения последнего. По частоте и амплитуде волн определяется размер дефекта.

Существует немало задач, которые ставятся перед ультразвуковым контролем, поэтому сегодня для проверки сварочных швов используют разные способы:

1. теневой;
2. зеркальный;
3. зеркально-теневой;
4. эхо-метод;
5. дельта-метод.

В современных дефектоскопах применяются практически все способы в разных комбинациях.

Из всех представленных чаще всего применяют эхо-метод. Его используют, если между собой соединяются металлы толщиной более 4 мм. Технология проста тем, что ультразвук направляется в сварной шов с одной стороны. Она безопасна, оборудование недорогое. Недостаток эхо-метода – его не применяют, если необходимо провести контроль качества шва между металлами, относящимися к категории крупнозернистых, например, деталями деталями из чугуна или из нержавеющей стали. Сложно использовать технологию, если проверяемая конструкция имеет маленькую и сложную форму или если шероховатость поверхности превышает показатель Rz40.

Преимущества и недостатки ультразвуковой дефектоскопии

К плюсам ультразвукового способа контроля сварных стыков можно отнести следующее:

• технология неразборная, то есть сварной шов не повреждается;
• способ быстрый, несложный и малозатратный;
• для людей испытания безопасны, если сравнивать с рентгенографией;
• дефектоскопы – компактные, мобильные приборы, весят немного, с ними удобно работать;
• этот способ используется для тестирования даже неметаллических материалов, например, сварных стыков полиэтиленовых труб.

Недостатки ультразвуковой дефектоскопии:

• сложно проводить тестирование сварных соединений, если исследуемый образец имеет сложную форму и маленькие размеры;
• если к месту проведения контроля сварочных стыков нет свободного и безопасного доступа, то работы не проводятся;
• важно тщательно провести очистку места тестирования, так как даже небольшое загрязнение или маленький участок коррозии металла приведет к искаженным результатам.

Порядок проведения ультразвуковой дефектоскопии

У металлоконструкций, которые требуют ультразвукового контроля, разные размеры и формы. И чем сложнее конструкция, тем сложнее провести УЗК. Причина – ультразвуку мешают ложные сигналы, например, отраженные от боковых стенок, или появление многократных отраженных колебаний.

Поэтому перед началом работ оценивают сложность проведения операции контроля. Она определяется двумя категориями:

1. Контролепригодность – УЗ-дефектоскопия возможна, когда сваркой соединены металлы с одинаковыми физико-химическими и технологическими свойствами.
2. Контроледоступность – сварочный шов должен находиться в свободном и безопасном доступе и иметь достаточную величину свободной околошовной зоны для перемещения по ней датчика.

Ультразвуковой контроль сварных швов трубопроводов, резервуаров и металлоконструкций проводится по простому алгоритму:

1. Очищается место соединения элементов с двух сторон от шва. Ширина участка очистки – по 5–10 см с каждой стороны сварного шва. Удаляется любой материал: краска, смазка, окалина, ржавчина и пр.
2. На очищенную плоскость наносится один из материалов: специализированный гель для УЗК (УЗИ), техническое вязкое минеральное масло, глицерин или солидол. Эти вещества проводят ультразвук в металл беспрепятственно. Между датчиком и основным металлом должен быть плотный акустический контакт без воздушных прослоек.
3. Излучатель дефектоскопа устанавливается с одной стороны сварного соединения.
4. Проводится настройка оборудования. Если проверка сварных швов ультразвуком проводится постоянно на металлах одной марки и одинаковой толщины, то настройку осуществляют один раз в начале первого проводимого анализа качества.
5. Излучатель аккуратно перемещается вдоль шва – только так можно точно определить ширину дефекта и протяженность волны.
6. Оператор отслеживает изменения амплитуды звуковой волны.
7. Результаты записываются в памяти оборудования, работник вносит их в специальный журнал.

Важно! Определить форму изъяна внутри сварного шва непросто. Для этого нужна высокая квалификация оператора, поэтому к работе допускаются только специалисты, которые прошли подготовку.

Строительная лаборатория «ОНТ Лаборатория» аккредитована для проведения ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений. Наши опытные специалисты готовы:

• выполнить любой объем работ в кратчайшие сроки без ущерба качеству заказа;
• гарантировать эффективность дефектоскопии вне зависимости от сложности работы;
• после проведения испытаний предоставить заказчику протокол результатов, который можно использовать в суде, если возникнут спорные ситуации.

Сроки проведения ультразвукового контроля сварных соединений, цена услуги зависят от исследуемой протяженности сварочных стыков, сложности и безопасности металлоконструкции. Для уточнения условий сотрудничества свяжитесь с нами по телефону, указанному на сайте, или закажите обратный звонок нашего менеджера.

ГОСТ Р 55724-2013 Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые

Стоимость проведения ультразвуковой дефектоскопии