2.3.6. Ультразвуковой контроль
Ультразвуковой контроль применяют при проверке стыков сварных соединений барабанов, камер, стыков и гибов трубопроводов, труб поверхностей нагрева и шпилек. Этот метод основан на отражении ультразвуковых волн от дефектов. В качестве источника колебаний используют пьезоэлектрические излучатели - пластинки, изготовленные из титаната бария. Если к поверхности пластинки подвести переменное напряжение, то она начнет изменять свои размеры в зависимости от частоты напряжения. В то же время при механическом многократном сжатии и растяжении пластинки на ее поверхностях появляются электрические разряды - пьезоэффект обратим.
Щуп для ультразвукового контроля состоит из плексигласовой оправы с вмонтированной в нее пластинкой титаната бария. Звуковые колебания передаются трубе от щупа через тонкий слой машинного масла. Ультразвуковой луч направленно пронизывает трубу и перемещается по ней до тех пор, пока не встретит на пути границу отражения, которой могут быть подкладное кольцо сварного шва, неровности нижнего корневого валика при сварке труб без подкладных колец, дефекты в сварном шве или в самой трубе. Отразившись от границы раздела, луч возвращается в излучатель и вызывает колебание пластинки титаната бария. Возникает обратный пьезоэлектрический эффект, а именно: механические колебания пластинки преобразовываются в электрические и передаются в приемный усилитель, а затем поступают на экран электронно-лучевой трубки, где отраженные лучи фиксируются в виде импульсов. По величине, форме и расположению импульсов на оси развертки составляется заключение о наличии или отсутствии в сварном соединении дефекта, а также о его размерах и характере. Ось развертки электронно-лучевой трубки служит осью времени, на которой откладывается время пробега ультразвукового луча от излучателя до отражающей границы и обратно. Для определения места отражения луча необходимо провести сравнение с эталонным образцом.
Непосредственно по осциллограмме нельзя определить характер дефекта шва: непровар, шлаковое включение или трещина. Для определения характера дефекта необходимо учитывать особенности конструкции контролируемого объекта и отдельных его элементов, а также различия в обычном расположении отдельных групп дефектов в сварном шве. Картина, возникающая на экране дефектоскопа при прозвучивании контролируемого сварного шва, сравнивается с картиной, полученной при прозвучивании сварного шва эталонного образца с искусственным дефектом.
Ультразвуковой контроль сварных стыков производится в соответствии с #M12291 1200001359ГОСТ 14782-86#S[34] и ОП № 501 ЦД-75 [97].
2.3.7. Просвечивание
Просвечивание рентгеновскими или гамма-лучами применяют для контроля стыковых и угловых сварных соединений барабанов и камер, а также соединений труб поверхностей нагрева, стыковых сварных соединений литых элементов с трубопроводами и между собой. Просвечиванием рентгеновскими или гамма-лучами можно определить внутренние дефекты сварных соединений: раковины, поры, шлаковые включения, трещины и непровары.
Источником рентгеновских лучей служит рентгеновская трубка, а источником гамма-лучей - ампула с радиоактивным изотопом. Для просвечивания металлов и сварных соединений часто применяют радиоактивные изотопы кобальта и цезия.
Гамма-лучи из ампулы, находящейся в контейнере, или рентгеновские лучи от трубки проходят через деталь и попадают на фотопленку, помещенную в кассете (рис. 2.6). При прохождении гамма-лучей через деталь из-за поглощения металлом интенсивность их потока уменьшается. Интенсивность потока, прошедшего через дефект, выше, чем на соседних участках. Пленка засвечивается прошедшими лучами. Дефекты на пленке получаются темными. Когда сварной шов выполнен хорошо и в металле шва дефекты отсутствуют, то после просвечивания рентгеновскими лучами и обработки пленки на темном фоне получается светлая полоса. Она соответствует металлу шва, так как толщина шва с усилением больше толщины стенок основного металла. Небольшие трещины и маленький непровар на снимке не обнаруживаются; они лучше выявляются ультразвуком. Правила просвечивания сварных соединений изложены в #M12291 1200001358ГОСТ 7512-82#S[25].
Рис. 2.6. Схема контроля сварных швов методом просвечивания: I - просвечивание гамма-лучами: а - принципиальная схема контроля; б - просвечивание стыка труб через две стенки; 1 - ампула с изотопом; 2 - гамма-лучи; 3 - рентгеновская пленка; 4 - усиливающий экран; 5 - сварной шов; II - просвечивание рентгеновскими лучами: а - принципиальная схема контроля; б - просвечивание одновременно четырех стыков труб поверхностей нагрева; 1 - рентгеновская трубка; 2 - рентгеновские лучи; 3 - рентгеновская пленка; 4 - усиливающий экран; 5 - сварной шов