Параметры ультразвукового контроля угловых сварных соединений по наружной поверхности корпуса (по рд 64-047-87)

#G0 Толщина стенки корпуса, мм	Наибольший размер катета, мм	Зона перемещения преобразователя, мм	Ширина зоны зачистки, мм	Угол наклона акустической оси преобразователя, , град.
10	10	65	85	53
12	12	75	95	53
14	14	80	100	53
16	16	90	110	53
18	18	100	120	53
20	20	75	95	50
24	24	90	110	50
28	26	110	130	50
32	26	125	145	50
34	28	135	155	50
36	30	140	160	50
40	30	160	180	50
50	30	110	130	40
Примечание. Контроль производится прямым и однократно отраженным лучами по наружной поверхности корпуса.

В случае настройки предельной чувствительности на боковой цилиндрический отражатель диаметром 2 мм принимают поправку: минус 12 дБ для преобразователя с углом наклона акустической оси при контроле сварных соединений элементов сосудов с толщиной стенки 20-28 мм; минус 8 дБ - для преобразователя с углом и минус 10 дБ - для преобразователя с углом при контроле сварных соединений элементов сосудов с толщиной стенки 32-50 мм.

Для всех приведенных в табл. 1.4-1.7 параметров контроля стрела преобразователя не должна быть больше 10 мм. Контроль ведут преобразователями с рабочей частотой 2,5 МГц (по паспорту).

"Мертвая зона" (при контроле наклонным преобразователем) характеризуется минимальной глубиной расположения цилиндрического отражателя диаметром 2 мм, выполненного в стандартном образце № 2, эхо-импульс от которого можно отличить от зондирующего импульса и эхо-импульсов шумов, возвращающихся из призмы. Для преобразователей с углом наклона акустической оси 50 и 40° "мертвая зона" не должна превышать соответственно 3 и 8 мм, ее проверяют не реже одного раза в смену и при замене преобразователя.

Таблица 1.7

Зависимость угла наклона акустической оси преобразователя

От соотношения толщин стенок корпуса и патрубка при ультразвуковом

Контроле угловых сварных соединений по наружной поверхности

Патрубка (по рд 64-047-87)

#G0 Толщина стенки	Угол наклона акустической оси , град., при толщине стенки патрубка, мм
корпуса, мм	10	12	14	16	18	20	22	25	30	40
10	50
12		50
14			50
16				50
18					50
20						50
24	53						50	40
28
32		53
36			53							40
40
50

Ультразвуковой контроль сварных соединений производят по совмещенной схеме включения преобразователей. Зону перемещения искателя, определенную по табл. 1.4-1.7, наносят на контролируемую поверхность и разбивают на зоны сканирования прямым, однократно и двукратно отраженным лучом (рис. 1.3). Сварной шов проверяют по всей длине контролируемого участка продольно-поперечным сканированием преобразователя. Шаг сканирования принимают не более половины ширины пьезопластины преобразователя (4-6 мм). В процессе сканирования преобразователю придают непрерывное вращательное движение на угол от положения, при котором ось искателя нормальна к продольной оси шва (рис. 1.4). Для выявления поперечных трещин сварное соединение контролируют дополнительно наклонным преобразователем, установленым под углом 15-30° к продольной оси с обеих сторон шва. Схемы сканирования мест пересечений и сопряжения сварных швов приведены на рис. 1.5. Схема контроля углового сварного соединения приведена на рис. 1.6.

Рис. 1.3. Способы ультразвукового контроля сварных соединений: а - прямым лучом;

б - однократно отраженным лучом; в - двукратно отраженным лучом

Рис. 1.4. Схема сканирования при ультразвуковом контроле сварного шва

Контроль шва проводят поэтапно прямым, однократно и двукратно отраженным лучом в соответствии со способом контроля.

Контроль угловых сварных соединений патрубков (штуцеров) с корпусом сосуда по наружной поверхности патрубка возможен, если его высота не менее приведенной:

#G0Толщина стенки патрубка, мм	10	12	14	16	18	20	22	25	30	40
Высота патрубка, мм	155	170	183	165	175	180	190	200	220	260

Угол наклона акустической оси преобразователей в зависимости от соотношения толщины стенок патрубка и корпуса выбирают в соответствии с рекомендациями, приведенными в табл. 1.7.

Ультразвуковой контроль угловых сварных соединений может выполняться по поверхности корпуса сосуда или по наружной поверхности патрубка, причем последний производят в тех случаях, когда невозможно выполнить контроль по поверхности корпуса аппарата. Контроль с поверхности корпуса аппарата целесообразно производить прямым лучом - нижнюю (корневую) часть шва и однократно отраженным лучом - верхнюю часть шва.

Рис. 1.5. Схема сканирования при ультразвуковом контроле пересечений (а) и сопряжения (б) сварных швов

Рис. 1.6. Схема контроля углового сварного соединения: а - по наружной поверхности патрубка; б - по наружной поверхности корпуса

Контроль углового сварного соединения с наружной поверхности патрубка производят однократно отраженным лучом за один проход, осуществляя возвратно-поступательное перемещение преобразователя относительно линии шва с шагом 4-6 мм. Протяженность зоны перемещения преобразователя определяют по формулам:

где - величина катета верхней части шва, мм; - величина катета нижней части шва, мм; - толщина стенки патрубка, мм; - толщина стенки корпуса сосуда, мм; - максимальная зона перемещения преобразователя, мм; - начальное расстояние от катета шва до преобразователя, мм; - стрела преобразователя, мм.

Угловые сварные соединения приварки верхней горловины к корпусу аппарата контролируют наклонным преобразователем только со стороны цилиндрической части горловины с дополнительной проверкой, а в случае необходимости - цветной дефектоскопией.

При ультразвуковом контроле сварных соединений различают точечные и протяженные дефекты, а также цепочки дефектов. К точечным дефектам относят такие, условная протяженность которых не превышает условную протяженность искусственного отражателя в испытательном образце, определяемого на глубине, соответствующей глубине залегания дефекта в сварном шве изделия. К протяженным дефектам относят такие, условная протяженность которых превышает условную протяженность искусственного отражателя в испытательном образце, расположенного на глубине, соответствующей глубине залегания дефекта в сварном шве изделия.

Цепочкой дефектов считают совокупность дефектов, расстояние между которыми не превышает условной протяженности точечного дефекта. Выявленные в сварных швах дефекты оценивают по следующим характеристикам:

координатам и расположения отражателя;

амплитуде отраженного сигнала;

условной протяженности дефекта;

расстоянию между отдельными дефектами.

Эти характеристики определяют при настройке дефектоскопа на предельную чувствительность (браковочный уровень). Координаты и измеряют с помощью глубиномера при контроле сварных соединений элементов толщиной свыше 20 мм. Амплитуду сигнала (мм), отраженного от дефекта, определяют по шкале экрана и сравнивают с амплитудой сигнала от искусственного отражателя в испытательном образце. Амплитуду эхо-сигналов от дефектов оценивают по нижнему и верхнему угловым отражателям при толщине контролируемого изделия до 20 мм и боковому цилиндрическому отражателю при толщине контролируемого изделия 20-50 мм. Условную протяженность дефекта измеряют длиной участка перемещения преобразователя вдоль шва в обе стороны при амплитудах эхо-сигнала от дефекта, составляющих 0,5 и более амплитуды сигнала от искусственного отражателя, соответствующего предельной чувствительности на данной глубине.

Ультразвуковой контроль металла стенок корпуса проводят для выявления расслоений, кислотных разъеданий, несплошностей металла и определения толщины стенки. К нарушениям сплошности металла относят неоднородности в нем, вызывающие отражение или ослабление ультразвукового сигнала, достаточное для его регистрации при контроле с заданной чувствительностью.

Контроль сплошности металла производят с применением прямого (при толщине стенки более 20 мм) и наклонного с углом призмы 30 и 40° (при толщине стенки до 20 мм) раздельно-совмещенных преобразователей на частоте 2,5 МГц. Сканирование поверхности листа производят в продольном и поперечном направлениях по схеме, приведенной на рис. 1.7, а.

Рис. 1.7. Схема сканирования при контроле металла стенок корпуса:

а - направление сканирования; б - контроль на наличие расслоений;

в - контроль на кислотное разъедание

Предельную чувствительность настраивают по искусственному отражателю плоскодонного отверстия диаметром 5,0 мм, выполненного в испытательном образце на глубине, равной половине его толщины. Появление в процессе контроля дополнительного эхо-сигнала на линии развертки экрана дефектоскопа между зондирующим и донным импульсами либо исчезновение последнего свидетельствует о наличии в листе несплошности типа расслоения (рис. 1.7, б).

Характерным признаком кислотного разъедания внутренней поверхности стенки (рис. 1.7, в) является уменьшение амплитуды отраженного сигнала от противоположенной стенки корпуса и некоторое смещение его влево от положения донного сигнала на линии развертки экрана дефектоскопа. Выявленные прямым преобразователем кислотные разъедания уточняют контролем с применением наклонных преобразователей с углом призмы 30 и 40°.

Отличительным признаком при определении характера дефекта (кислотное разъедание или расслоение) является то, что расслоение не обнаруживается наклонным преобразователем. У каждой выявленной несплошности определяют условные размеры (условную площадь и глубину), причем на схеме контроля несплошности типа расслоения фиксируют, если их условная площадь более 10 см.

Условный размер нарушения сплошности определяется длиной участка перемещения преобразователя, в пределах которого амплитуда регистрируемого сигнала достигает величины, соответствующей заданной предельной чувствительности (20 мм). Условную площадь нарушения сплошности представляет участок листа мм, ограниченный условными размерами в направлениях наибольшего и наименьшего измерений несплошности.

В местах утонения стенки, установленных контролем прямым преобразователем, производят измерения толщины стенки корпуса с расположением точек измерений на расстоянии 20-25 мм друг от друга. Для измерения толщины стенки применяют ультразвуковые толщиномеры УТ-91 ("Кварц-15"), У9-92 с преобразователем РС на 2,5 МГц или другие с чувствительностью не меньше, чем у указанных приборов. Процесс измерения толщины стенки сводится к нанесению на контролируемую поверхность акустической контактной смазки, установки преобразователя на участок измерения и снятия показаний цифрового индикатора толщиномера.

Контроль наплавленного металла в местах выборок дефектов после ремонта производят внешним осмотром, цветной или магнитопорошковой дефектоскопией и ультразвуковой дефектоскопией, в объеме 100%. Ультразвуковой контроль качества наплавленного металла осуществляют раздельно-совмещенным наклонным преобразователем с углом наклона акустической оси 50°. Настройку предельной чувствительности при контроле раздельно-совмещенным преобразователем выполняют по плоскодонному отражателю испытательного образца. Оценку качества наплавленного металла в местах выборок дефектов осуществляют в соответствии с требованиями к качеству сварных соединений.

Качество сварных соединений сосудов по результатам ультразвуковой дефектоскопии оценивают по двухбалльной системе: балл 1 - неудовлетворительное качество; балл 2 - удовлетворительное качество.

В сварных соединениях не допускаются:

трещины всех видов и направлений, расположенные в металле шва, по линии сплавления и в околошовной зоне основного металла;

непровары (несплавления), расположенные в корне шва, на поверхности и по сечению сварного шва;

поры, расположенные в виде сплошной сетки;

наплывы (натеки);

свищи;

подрезы, прожоги и подплавления основного металла;

незаваренные кратеры.

В сварных соединениях сосудов по результатам ультразвукового контроля не допускаются следующие внутренние дефекты:

точечный, амплитуда сигнала от которого более амплитуды сигнала от искусственного отражателя в испытательном образце (20 мм);

протяженный, амплитуда эхо-сигналов от которого более 0,5 амплитуды (10 мм) эхо-сигнала от искусственного отражателя на заданной глубине в соответствии с указаниями на с. 54;

цепочка точечных дефектов, амплитуда сигналов от которых более 0,5 амплитуды (10 мм) сигнала от искусственного отражателя и условная протяженность более 1,5 толщины на участке шва, равном по длине десятикратной толщине.

В основном металле корпуса сосуда не допускаются дефекты типа трещин и кислотных разъеданий. При обнаружении в основном металле стенки корпуса сосуда несплошностей типа расслоений вопрос возможности дальнейшей эксплуатации гидролизного аппарата решается ИркутскНИИхиммашем. Результаты контроля фиксируют на карте контроля (рис. 1.8).

Рис. 1.8

Условные обозначения:

#G05	-	номер сварного шва;	34	-	толщина стенки корпуса;
Н/3	-	зона, не доступная для контроля;	25х40 --------- 17	-	расслоение металла: (25х40) - площадь, 17 - глубина;
Рис.	-	участки, проверенные УЗК;			кислотное разъедание:
Рис.	-	точечный дефект;	30х40 ----------- 22	-	(30х40) - площадь, 22 - минимальная толщина стенки.
_______	-	протяженный дефект;
Рис.	-	цепочка дефектов;

Рис. 1.8. Пример оформления карты контроля

Контроль заклепочных соединений гидролизных аппаратов и сульфито-варочных котлов регламентирован инструкцией [84].

Ультразвуковую дефектоскопию заклепочных соединений проводят для выявления возможных трещин и коррозионных разъеданий в не доступных для осмотра местах. На рис. 1.9 можно увидеть характерное направление развития трещин в заклепочных соединениях. Многочисленные исследования показали, что преимущественное развитие ориентировано параллельно оси заклепочного шва. При одностороннем доступе к заклепочному шву не обеспечивается полный контроль металла элементов сосуда и накладок при ультразвуковом контроле. На рис. 1.10 штриховкой выделены участки заклепочных соединений, надежно контролируемые ультразвуковой дефектоскопией.

Рис. 1.9. Характерное развитие трещин в заклепочных соединениях: а - наружная сторона обечайки под накладкой; б - средние ряды заклепок с внутренней стороны накладки; 1 - граница накладки; 2 - зона зачистки под ультразвуковой контроль заклепок первого ряда в обечайках под накладкой

#G0
Рис. 1.10	Рис. 1.11

Рис. 1.10. Зоны уверенного ультразвукового контроля заклепочных соединений (заштрихованные участки) при доступе с наружной поверхности стенки сосуда: а - соединения с одной накладкой (металл накладки и металл корпуса сосуда под накладкой в районе крайнего ряда заклепок); б - соединения с двумя накладками (металл наружной накладки и металл корпуса сосуда под накладкой в районе крайнего ряда заклепок); в - соединения внахлестку (металл наружного листа и металл внутреннего листа в районе крайнего внешнего ряда заклепок)

Рис. 1.11 Настройка скорости развертки для контроля накладок заклепочных соединений

Настройку скорости развертки дефектоскопа производят по отражению эхо-сигнала от образующей заклепочного отверстия или угла испытательного образца (рис.1.11), добиваясь расположения импульса отраженного сигнала на середине экрана.

Настройку контрольной чувствительности дефектоскопа осуществляют по испытательному образцу с "зарубкой" или "пропилом", выбираемыми в соответствии с контролируемой толщиной стенки сосуда по табл. 1.8.

Таблица 1.8