Лекция №5. Технология ультразвукового контроля. Основные схемы контроля

Ультразвуковой контроль сварных соединений проводится в соответствии с ГОСТ 14782-86. «Контроль неразрушающий. Соединения сварные. Методы ультразвуковые». Данный нормативный документ устанавливает методы ультразвукового контроля стыковых, угловых, нахлесточных и тавровых соединений, выполненных дуговой, электрошлаковой, газовой, газопрессовой, электронно-лучевой и стыковой сваркой оплавлением в сварных конструкциях из металлов и сплавов для выявления трещин, непроваров, пор, неметаллических и металлических включений.

Рассмотрим основные схемы ультразвукового контроля сварных соединений.

5.1. Эхо-метод контроля

Рис. 5.1. Схема эхо-метода ультразвукового контроля.

Эхо-метод УЗ-контроля основан на регистрации сигнала, отраженного от несплошности (дефекта) (рис. 5.1). Если дефект найден – на экране дефектоскопа появляется сигнал, если дефекта нет – нет и сигнала на экране прибора.

О величине дефекта судят по амплитуде принимаемого сигнала.

Преимущества: односторонний доступ, высокая чувствительность, высокая точность определения координат дефектов, возможность слежения за качеством акустического контакта, наличие одного ПЭП.

Недостатки: низкая помехоустойчивость, резкая зависимость амплитуды сигнала от ориентации дефекта. Этим методом контролируют около 90% сварных соединений толщиной 4мм и более.

5.2. Теневой метод

Рис. 5.2. Теневая схема ультразвукового контроля.

Теневая схема работает следующим образом: при отсутствии несплошности приемник устойчиво принимает сигнал от источника, если на пути следования луча появляется несплошность, то сигнал, который принимает приемник, резко ослабевает или исчезает полностью. Если есть дефект – нет сигнала, дефекта нет – сигнал присутствует (рис. 5.2.).

О величине дефекта судят по уменьшению амплитуды УЗ-колебаний от излучателя к приемнику. Чем больше размер дефекта, тем меньше амплитуда прошедшего сигнала. Излучатель и приемник расположены при этом соостно как противоположных поверхностях изделия. При этом методе можно контролировать изделия ограниченного сечения небольшой толщины.

Недостатки: сложность ориентации ПЭП относительно друг друга; более низкая чувствительность (10 – 20 раз) по сравнению с эхо-методом, неточность определения координат дефектов.

Преимущества: высокая помехоустойчивость сигнала от ориентации дефекта.

5.3. Зеркально-теневой метод контроля

Разновидностью теневого метода является зеркально-теневой метод контроля, основанный на уменьшении амплитуды УЗ-колебаний, зеркально-отраженных от нижней поверхности. Дополнительное преимущество – односторонний доступ и более надежное обнаружение корневого дефекта.

Рис. 5.3. Зеркально-теневая схема контроля.

5.4. Эхо-зеркальный метод (Тандем)

Эхо-зеркальный метод - наиболее достоверен при обнаружении плоскостных вертикально ориентированных дефектов.  Он реализуется при прозвучивании шва двумя ПЭП, которые перемещаются по поверхности околошовной зоны с одной стороны шва таким образом, чтобы фиксировать одним ПЭП сигнал, излученный другим ПЭП и дважды отразившийся от дефекта и противоположной поверхности изделия. Этим методом контролируют изделия с эквидистантными поверхностями, а если их толщина менее 40 мм, то необходимы специальные ПЭП.

Одно из основных преимуществ метода - возможность оценки формы дефектов размером 3 мм и более, которые отклонены в вертикальной плоскости не более чем на 10°. При оценке формы дефектов необходимым условием является использование ПЭП одинаковой чувствительности. Метод нашел широкое применение при контроле толстостенных изделий, когда требуется высокая надежность обнаружения вертикально-ориентированных плоскостных дефектов, а также при арбитражных оценках.

Рис. 5.4. Тандем метод УЗК