Зачем при строительстве нужен ультразвуковой метод неразрушающего контроля?

Сварные соединения, трубопроводы и иные объекты нуждаются в контроле за их состоянием независимо от времени их установки. Проверка производится с использованием специальных методик, эффективной из которых является ультразвуковой контроль.

Преимуществом этого способа тестирования является выявление малейших отклонений от нормы. С практической точки зрения внутри швов могут быть дефекты, напрямую влияющие на качество соединения. Посредством ультразвуковой дефектоскопии звуковые волны отражаются от трещин, различных включений, благодаря чему проводится диагностика. Проведение ультразвукового контроля лучше всего доверять специалистам. Стоимость такой диагностики может варьироваться в зависимости от объекта исследования.

Принцип действия ультразвуковой волны

Ультразвук является основой для многих ультразвуковых методов. Несмотря на то, что колебания звуковой волны не воспринимаются человеком, дефектоскопия основана на проникновении и отражении волн от поверхности твердых материалов. Особую важность ультразвук имеет для тех отраслей, в которых основным условием является недопущение разрушения объекта и его порчи во время исследования.

Задачи ультразвукового контроля

Если поставить перед собой цель выявить внутренние недостатки материала, то задачами ультразвукового метода неразрушающего контроля можно считать:

• Обнаружение дефектов, отражающих звуковые волны;
• Анализ их расположения;
• Оценка размеров дефектов;
• Исследование свойств отражателей.

Специалисты для обозначения отражателей используют в своем лексиконе термин «несплошность», который означает дефект, обнаруженный в объекте контроля. Фактически, сделать вывод о наличии недостатка, влияющего на работу объекта, можно только после анализа, оценки несплошности и места ее расположения. После подтверждения недостатка, могут говорить о дефекте в объекте контроля.

Преимущества ультразвукового метода неразрушающего контроля

Ультразвуковой контроль – необходимая процедура в машиностроении, авиации и атомной энергетике. По сравнению с другими методами ультразвук обладает явными преимуществами:

• Повышенная чувствительность к серьезным дефектам. За счет чего удается обнаружить недостатки различной формы независимо от глубины их расположения;
• Низкая стоимость;
• Безопасное использование для человека. В отличие от рентгеновской дефектоскопии ультразвук не производит излучение и не накапливается в организме;
• Удаленный доступ, возможность контролировать технологический процесс, находясь на рабочем месте;
• Отсутствие повреждений объекта во время проведения контроля;
• Контроль объектов из различных материалов.

К недостаткам метода относится затрудненное определение точных размеров несплошности и их характера. Диагностика крупнозернистых материалов с помощью ультразвука затруднена из-за обширного рассеивания звуковых волн.

Алгоритм ультразвуковой дефектоскопии

Данная технология применяется в промышленности для тестирования паек, сварочных швов, сосудов и трубопроводов. Ярким примером проведения ультразвукового контроля является выполнение теневого метода, перечень шагов которого представлен в следующем алгоритме.

Исследуемые сварные швы, иные объекты контроля подлежат тщательному очищению. Для повышения точности исследования поверхность покрывается глицерином или иными материалами.

После настройки и калибровки запускают искатель, который сканирует объект исследования. О наличии повреждения на мониторе будет свидетельствовать сигнал с наибольшей амплитудой. После анализа и оценки повреждения, сведения о нем вносятся в протокол.

Ультразвуковой метод неразрушающего контроля применяется не только в сфере промышленного производства. Очень часто этот надежный и безопасный способ используют в процессе постройки или ремонта жилых и коммерческих объектов недвижимости.

Особенности анализа полученных результатов

От того, насколько чувствителен прибор, зависит качество диагностики, определение местоположения дефекта, его характеристики и свойства. Каждую обнаруженную несплошность оценивают по таким критериям, как величина колебания и длина звука и геометрические особенности дефекта.

Ультразвуковой метод неразрушающего контроля не может диагностировать реальные размеры дефектов. Для сопоставления и сравнения используют эталоны. Поэтому в реальности недостатки практически всегда превышают параметры, полученные путем применения формул.

Большое количество задач, стоящих перед ультразвуковой диагностикой привело к необходимости разработки различных методов. Их классифицируют на активные и пассивные. Большей популярностью пользуется импульсивный метод прохождения и отражения волны.

Особенности и виды импульсивных методов УЗК

В промышленности и других сферах распространен теневой, зеркально-теневой и эхо-метод. Теневой метод первым стал применяться для определения несплошностей в металлических изделиях. Вывод о состоянии диагностируемого объекта делается по уровню полученного сигнала. Если на пути ультразвуковой волны не встречается дефекта, то она, проникая сквозь объект, возвращается в приемник и выражается в максимальном уровне сигнала. Если же в изделии несплошность уровень сигнала падает и стремится к нулю.

Теневой метод устойчив к влиянию помех, и его амплитуда слабо зависит от угла расположения несплошности. Недостатком этого метода является наличие больших погрешностей при определении расположения дефекта. С помощью этого способа определить точные координаты несплошности не удается. Поэтому теневой метод не используется в диагностике деталей железнодорожного транспорта.

Зеркально-теневой метод

При зеркально-теневом методе признаком нахождения в объекте исследования дефекта является ослабление амплитуды сигнала, который отражается от противоположной стороны изделия.

По сравнению с теневым методом, зеркальный предполагает односторонний доступ и точную диагностику дефектов, располагающихся в корне шва. Поэтому такой способ нашел большую популярность при контроле сварных швов арматуры.

Эхо-зеркальный метод

Применяется для обнаружения плоскостных дефектов. Диагностика изделия заключается в проникновении звуковых волн, исходящих от двух преобразователей. Этот способ хорош тем, что максимально информативен. Благодаря ему можно с точностью оценить форму дефектов размером от 3 мм. Для того, чтобы достичь поставленных задач, исследователем должны быть использованы преобразователи одинаковой чувствительности.

Эхо-метод нашел широкое применение для исследования объектов с толстыми стенками, когда требуется высокая надежность обнаружения дефектов.

Ограничения ультразвукового контроля

Проведение ультразвукового контроля безопасно для исследуемого объекта и человека. Однако для достоверности полученной информации следует четко придерживаться алгоритма действий. На результат могут оказывать влияние внешние факторы, поэтому существуют своеобразные ограничения ультразвукового контроля:

1. Исследуемая поверхность объекта должна предполагать размещение датчика, чтобы пустить в действие звуковые волны.
2. Исследование изделий, размеры которых являются непостоянными, затруднительно. Прозвучивание может привести к образованию нескольких эхо-сигналов.
3. До начала исследования необходимо тщательно очистить поверхность изделия. На нем не должно оставаться отслаивающейся краски и посторонних загрязнений. Это требуется для хорошего контакта с объектом.
4. Чтобы обеспечить эффективное движение ультразвука между приемником и исследуемым объектом, должно быть сделано соединение посредством использования химических веществ.

Понятие ультразвукового контроля было введено в науку советским физиком Соколовым С.Я. в 1928 году. С тех пор, метод является одним из эффективных для неразрушающего контроля за состоянием исследуемых изделий. УЗК применяется для обнаружения глубинных дефектов, плоскостных нарушений, измерения толщины коррозийного повреждения, определения размеров и параметров несплошностей.

УЗК проводят только сертифицированные специалисты, прошедшие аттестацию в независимом учреждении. Компетентный и квалифицированный персонал использует метод, который поможет изучить объект исследования и выявить несплошности. Тем самым предупреждаются опасные последствия в случае не обнаружения дефекта.