Ультразвуковой контроль

Сварные соединения трубопроводов контролируются для проверки соответствия требуемым параметрам при изготовлении и в процессе эксплуатации. Один из наиболее распространённых способов определения дефектов сварных швов трубопроводов - ультразвуковой контроль.

Сущность метода ультразвукового контроля

Сущность выявления дефектов ультразвуковым способом заключается в использовании свойств ультразвука при его распространении в металлической среде. Скорость звука в анизотропной (одинаковой во всех направлениях) среде постоянна. Однако, при наличии неоднородностей ультразвук значительно изменяет скорость распространения, кроме того, происходит отражение волн от границ раздела сплошной среды металла и неоднородностей.

По принципу осуществления разделяют два основных способа выявления дефектов с помощью ультразвука:

  • •  Теневой - излучатель и приёмник сигнала находятся по разные стороны от исследуемого образца, приёмник получает прямой сигнал, прошедший сквозь материал;
  • •  Эхо метод - излучатель и приёмник расположены по одну сторону контролируемого образца, приёмник получает отражённый сигнал от границ раздела внешней поверхности и внутренних дефектов.

Кроме основных способов, применяют зеркальный, зеркально-теневой и дельта способы. Все они предусматривают различное расположение излучателя относительно приёмника и направленность пучка излучаемого сигнала.

Приборы ультразвукового контроля сварных соединений

Существует несколько различных конструкций приборов для исследования дефектов сварных швов. Они различаются по принципу формирования сигнала, направленности ультразвука и многим другим параметрам. Есть приборы с несколькими режимами работы для разных конфигураций контролируемого объекта и искомых внутренних дефектов.

Длительный опыт применения ультразвуковой диагностики позволил автоматизировать операции поиска дефектов. Выпускаются роботизированные приборы и станции ультразвукового контроля. Как и портативные ручные приборы, они могут быть конструктивно предназначены для конкретной задачи, а могут быть и многофункциональными.

Диагностика сварных швов трубопроводов

Метод сварки - самый распространённый способ соединения стальных труб. Кроме того, некоторые типы труб изначально изготавливаются с применением сварки. Дефектация сварного шва методами неразрушающего контроля в процессе изготовления трубных деталей, а также при сборке и прокладке трубопровода - обязательное условие достижения требуемого уровня качества.

В процессе эксплуатации трубопроводов они подвергаются износу. Величины износа не одинаковы. Они зависят от многих факторов:

  • •  Температурный режим;
  • •  Агрессивность среды внутри и снаружи трубопровода;
  • •  Статические и динамические нагрузки;
  • •  Влияние электрических полей.

В силу различной степени влияния указанных факторов на различные участки трубопровода для увеличения длительности эксплуатации применяется диагностика методами неразрушающего контроля. Ультразвуковой способ выявления дефектов получил самое широкое распространение как наиболее универсальный и информативный метод.

Дефектоскопия трубопроводов имеет ряд особенностей:

  • •  Чаще всего отсутствует возможность расположения приёмника сигнала внутри трубы;
  • •  Трубы различного диаметра имеют существенно разные параметры кривизны поверхности, а также соотношение кривизны и толщины металла;
  • •  Трубы различного диаметра имеют различные характерные деформации под нагрузкой.
  • В силу указанных различий трубы для проведения диагностики ультразвуком разделяют на 3 категории по диаметрам:
  • •  От 20 до 100 мм;
  • •  От 100 до 920 мм;
  • •  От 920 до 1420 мм.

Для ультразвуковой диагностики сварных швов выпускаются штатные приборы, сконструированные с учётом особенностей каждой категории труб.

Преимущества УЗК для дефектоскопии сварных швов трубопроводов

Метод ультразвукового контроля при выявлении дефектов сварных соединений труб имеет ряд преимуществ перед другими способами:

  • •  Высокая скорость проведения диагностики;
  • •  Общая информативность;
  • •  Возможность выявления большинства существенных дефектов;
  • •  Безопасность проведения работ по дефектоскопии;
  • •  Низкая стоимость.

Недостатки ультразвукового метода

Как и любой другой метод контроля, УЗК имеет ряд недостатков:

  • •  Невозможность выявления нескольких видов неприемлемых дефектов;
  • •  Значительное влияние на результаты конструкции прибора и квалификации оператора.

Метод ультразвукового контроля не даёт на выходе прямой результат исследования. Интерпретация результатов зависит от многих факторов, конструкции прибора, условий проведения диагностических процедур. Поэтому при выполнении диагностики очень важную роль играет квалификация специалиста.

В современной практике довольно широкое распространение получают автоматизированные средства ультразвукового контроля, включая роботизированные станции. Однако, и они требуют настройки параметров, выполнения требований по установке и проведению контроля. Поэтому информативность и полнота получаемых результатов контроля даже при высокой автоматизации в большой степени зависит от уровня подготовки оператора.