Neexistuje prakticky žiadny priemyselvšade, kde sa vykonávajú zváracie práce. Prevažná väčšina kovových konštrukcií je zostavená a navzájom spojená pomocou zvarových švov. Samozrejme, nielen spoľahlivosť budovy, konštrukcie, stroja alebo akejkoľvek jednotky, ktorá sa má postaviť, závisí od kvality tohto druhu práce v budúcnosti, ale aj bezpečnosť ľudí, ktorí budú s týmito štruktúrami nejako interagovať. Preto sa na zabezpečenie správnej úrovne výkonu takýchto operácií používa ultrazvukové testovanie zvarov, vďaka ktorému je možné identifikovať prítomnosť alebo neprítomnosť rôznych defektov na spoji kovových výrobkov. Tejto pokročilej metóde riadenia sa budeme venovať v našom článku.
Ultrazvuková detekcia chýb ako taká bolavyvinuté v 30. rokoch. Prvé skutočne funkčné zariadenie však vzniklo až v roku 1945 vďaka Sperry Products. V priebehu nasledujúcich dvoch desaťročí si najnovšia riadiaca technológia získala celosvetové uznanie a počet výrobcov takýchto zariadení sa dramaticky zvýšil.
Ultrazvukový detektor chýb, ktorého cena jednes začína od 100 000 - 130 000 tisíc rubľov, spočiatku v podstate obsahoval vákuové trubice. Takéto zariadenia boli objemné a ťažké. Fungovali výlučne zo zdrojov striedavého prúdu. Ale už v 60. rokoch, s príchodom polovodičových obvodov, sa chybné detektory výrazne zmenšili a boli schopné pracovať na batérie, čo nakoniec umožnilo používať prístroje aj v teréne.
V počiatočných fázach sa používali opísané zariadeniaspracovanie analógového signálu, kvôli ktorému boli rovnako ako mnohé iné podobné zariadenia v čase kalibrácie náchylné na drift. Ale už v roku 1984 spoločnosť Panametrics uviedla na trh prvý prenosný digitálny defektoskop EPOCH 2002. Od tej doby sa digitálne zostavy stali vysoko spoľahlivým zariadením, ideálne poskytujúcim potrebnú stabilitu kalibrácie a meraní. Ultrazvukový detektor chýb, ktorého cena priamo závisí od jeho technických charakteristík a značky výrobcu, dostal aj funkciu zaznamenávania údajov a schopnosť prenášať údaje do osobného počítača.
V moderných podmienkach čoraz viacZaujímavé sú systémy s fázovými poľami, ktoré využívajú sofistikovanú technológiu založenú na viacprvkových piezoelektrických prvkoch, ktoré generujú smerové lúče a vytvárajú priečne obrazy podobné lekárskemu ultrazvukovému zobrazovaniu.
Metóda ultrazvukového testovania sa používa v akomkoľveksmer priemyslu. Jeho aplikácia ukázala, že sa dá rovnako efektívne použiť na kontrolu takmer všetkých typov zváraných spojov v stavbách, ktoré majú hrúbku zváraného základného kovu viac ako 4 milimetre. Okrem toho sa metóda aktívne používa na kontrolu spojov plynovodov a ropovodov, rôznych hydraulických a vodovodných systémov. A v takých prípadoch, ako je kontrola silných švov získaných v dôsledku zvárania elektrickým prúdom, je jedinou prijateľnou metódou kontroly ultrazvuková detekcia chýb.
Konečné rozhodnutie o tom, či je časť alebo zvar vhodný na prevádzku, sa prijíma na základe troch základných ukazovateľov (kritérií) - amplitúdy, súradníc, bežných rozmerov.
Všeobecne je ultrazvukové testovanie presne tou metódou, ktorá je najplodnejšia z hľadiska formovania obrazu v procese štúdia švu (detail).
Popísaná metóda riadenia pomocouDobré na ultrazvuku je, že má oveľa vyššiu citlivosť a spoľahlivosť indikácií v procese zisťovania chýb vo forme trhlín, nižšie náklady a vysokú bezpečnosť v procese používania v porovnaní s klasickými metódami rádiografickej kontroly. Dnes sa ultrazvukové testovanie zváraných spojov používa pri 70 - 80% kontrol.
Bez použitia týchto zariadení je ultrazvukové nedeštruktívne testovanie jednoducho nemysliteľné. Zariadenia sa používajú na generovanie excitácie a tiež na príjem ultrazvukových vibrácií.
Agregáty sú rôzne a sú klasifikované podľa:
Vo svete technológií a priemyslu všetko vedieGOST. Ultrazvukové skúšky (GOST 14782-86) tiež nie sú v tejto veci výnimkou. Norma stanovuje, že chyby sa merajú podľa nasledujúcich parametrov:
Nedeštruktívne testovanie, čo jeultrazvukový, má svoj vlastný spôsob použitia, ktorý uvádza, že hlavným meraným parametrom je amplitúda echo signálu prijatého priamo z defektu. Na rozlíšenie echo signálov podľa ich amplitúdy je stanovená takzvaná úroveň citlivosti odmietnutia. To je zase nakonfigurované pomocou Enterprise Standard (SOP).
Začiatok činnosti detektora chýb je sprevádzanýnastavovať to. Z tohto dôvodu je vystavená odmietavá citlivosť. Potom sa v procese ultrazvukových vyšetrení porovná prijatý echo signál z detekovaného defektu s pevnou úrovňou odmietnutia. V prípade, že nameraná amplitúda prekročí úroveň odmietnutia, experti rozhodnú, že takáto chyba je neprijateľná. Potom je šev alebo výrobok odmietnutý a odoslaný na revíziu.
Najčastejšie chybyzvárané povrchy sú: nedostatok penetrácie, neúplná penetrácia, praskanie, pórovitosť, troskové inklúzie. Práve tieto porušenia sú efektívne detekované detekciou chýb pomocou ultrazvuku.
Postupom času bol proces overenia prijatýniekoľko účinných metód na štúdium zváraných spojov. Ultrazvukové testovanie poskytuje pomerne veľké množstvo možností akustického výskumu uvažovaných kovových konštrukcií, ale najobľúbenejšie sú:
Najčastejšie v priemysle a na železnicitransport využíva metódu echo-pulzu. Vďaka nemu je diagnostikovaných viac ako 90% všetkých defektov, čo je možné vďaka registrácii a analýze takmer všetkých signálov odrazených od povrchu defektu.
Samotná táto metóda je založená na sondovaní kovového produktu pulzmi ultrazvukových vibrácií s ich následnou registráciou.
Výhody metódy sú:
- možnosť jednosmerného prístupu k produktu;
- skôr vysoká citlivosť na vnútorné chyby;
- najvyššia presnosť pri určovaní súradníc zistenej chyby.
Existujú však aj nevýhody, medzi ktoré patria:
- nízka odolnosť proti rušeniu povrchových reflektorov;
- silná závislosť amplitúdy signálu od miesta poruchy.
Z opísanej detekcie chyby vyplývaodoslanie produktu na hľadanie ultrazvukových impulzov. Signál odozvy prijíma on alebo druhý hľadajúci. V tomto prípade môže byť signál odrazený tak priamo od defektov, ako aj od opačného povrchu časti, produktu (švu).
Je založená na podrobnej analýze amplitúdyultrazvukové vibrácie prenášané z vysielača do prijímača. V prípade, že tento indikátor klesne, signalizuje to prítomnosť poruchy. V takom prípade, čím väčšia je veľkosť samotného defektu, tým menšia je amplitúda signálu prijatého prijímačom. Na získanie spoľahlivých informácií by mali byť vysielač a prijímač umiestnené koaxiálne na opačných stranách študovaného objektu. Za nevýhody tejto technológie možno považovať nízku citlivosť v porovnaní s metódou echa a obtiažnosť orientácie sondy (piezoelektrické meniče) vzhľadom na centrálne lúče smerového obrazca. Existujú však aj výhody, ktorými sú vysoká odolnosť proti rušeniu, malá závislosť amplitúdy signálu od miesta poruchy a absencia mŕtvej zóny.
Táto kontrola kvality ultrazvuku častejšiecelkovo sa používa na kontrolu zváraných výstužných spojov. Hlavným znakom zistenia poruchy je oslabenie amplitúdy signálu, ktorý sa odráža od opačného povrchu (najčastejšie sa nazýva spodná časť). Hlavnou výhodou metódy je jasná detekcia rôznych defektov, ktorých dislokáciou je zvarový koreň. Metóda sa tiež vyznačuje možnosťou jednostranného prístupu k švu alebo k časti.
Najúčinnejšia možnosť vertikálnej detekcielokalizované vady. Kontrola sa vykonáva pomocou dvoch sond, ktoré sa pohybujú po povrchu v blízkosti švu na jednej jeho strane. V takom prípade sa ich pohyb uskutočňuje tak, že sa jedna sonda zafixuje signálom emitovaným z inej sondy a dvakrát sa odráža od existujúcej chyby.
Hlavná výhoda metódy:s jeho pomocou je možné odhadnúť tvar defektov, ktorých veľkosť presahuje 3 mm a ktoré sa líšia vo vertikálnej rovine o viac ako 10 stupňov. Najdôležitejšie je použiť sondu s rovnakou citlivosťou. Táto verzia ultrazvukového výskumu sa aktívne používa na kontrolu hrubostenných výrobkov a ich zvarov.
Špecifikovaná ultrazvuková kontrola zváraných švovvyužíva ultrazvukovú energiu opätovne emitovanú defektom. Priečna vlna, ktorá dopadne na defekt, sa čiastočne zrkadlovo odráža, čiastočne sa prevedie na pozdĺžnu vlnu a tiež znova vyžaruje rozptýlenú vlnu. Vďaka tomu sa zachytia požadované vlny PEP. Nevýhodou tejto metódy je čistenie švu, pomerne veľká zložitosť dekódovania prijatých signálov pri kontrole zvarových spojov s hrúbkou do 15 milimetrov.
Kontrola zvarových spojov pomocou zvukuvysoká frekvencia je v skutočnosti nedeštruktívne testovanie, pretože takáto metóda nie je schopná spôsobiť žiadne poškodenie skúmanej oblasti výrobku, ale celkom presne určuje prítomnosť chýb. Osobitnú pozornosť si zaslúžia aj nízke náklady na vykonanú prácu a ich vysoká rýchlosť vykonania. Je tiež dôležité, aby bola metóda absolútne bezpečná pre ľudské zdravie. Všetky štúdie kovov a zvarov založené na ultrazvuku sa uskutočňujú v rozmedzí od 0,5 MHz do 10 MHz. V niektorých prípadoch je možné vykonávať práce pomocou ultrazvukových vĺn s frekvenciou 20 MHz.
Analýza zváraného spoja pomocouultrazvuk musí byť nevyhnutne sprevádzaný celým komplexom prípravných opatrení, ako je čistenie skúmaného švu alebo povrchu, nanášanie špecifických kontaktných kvapalín (špeciálne gély, glycerín, strojový olej) na kontrolované miesto. To všetko sa deje na zabezpečenie správneho stabilného akustického kontaktu, ktorý v konečnom dôsledku poskytuje požadovaný obraz na zariadení.
Ultrazvukové testovanie je úplne iracionálnepoužíva sa na kontrolu zváraných spojov kovov s hrubozrnnou štruktúrou (napríklad liatina alebo austenitický zvar s hrúbkou viac ako 60 milimetrov). A to všetko preto, že v takýchto prípadoch dochádza k pomerne veľkému rozptylu a silnému útlmu ultrazvuku.
Tiež nie je možné jednoznačne charakterizovať detegovaný defekt (inklúzia volfrámu, inklúzia trosky atď.).
