Ультразвуковая дефектоскопия
Ультразвуковая дефектоскопия
Ультразвуковая дефектоскопия представляет собой метод неразрушающего контроля, основанный на способности ультразвука распространяться направлено в однородной среде без существенных потерь энергии, а также на особенности его отражения на границе раздела различных сред, например, металла и воздуха. Это позволяет применять ультразвуковые колебания для выявления различных дефектов, таких как раковины, трещины, расслоения и т. д., в металлических деталях без их разрушения.
Процесс ультразвуковой дефектоскопии включает в себя излучение ультразвуковых колебаний в объект контроля, прием отраженных колебаний от внутренних дефектов и дальнейший анализ времени прихода, амплитуды, формы и других характеристик с помощью специального оборудования ультразвуковых дефектоскопов. В настоящее время ультразвуковая дефектоскопия, наряду с радиографическим контролем, является одним из наиболее распространенных методов неразрушающего контроля.
Первые попытки применения ультразвуковой волны для неразрушающего контроля были предприняты еще в 1930-х годах. За последующие два десятилетия ультразвуковой контроль качества сварных соединений стал наиболее популярным и широко распространенным методом по сравнению с другими методами контроля качества сварки, причем для некоторых изделий он стал обязательным.
Одним из наиболее распространенных способов возбуждения и приема ультразвуковых волн в контролируемом объекте является использование пьезоэлектрических преобразователей. Обратный и прямой пьезоэлектрические эффекты используются для возбуждения и приема волн соответственно. Для обеспечения контакта между объектом и преобразователем часто применяется контактная жидкость, поскольку наличие воздушного зазора между ними существенно снижает эффективность излучения и приема ультразвуковых волн из-за различий в акустическом сопротивлении воздуха и материала объекта.
Процесс ультразвуковой дефектоскопии включает в себя излучение ультразвуковых колебаний в объект контроля, прием отраженных колебаний от внутренних дефектов и дальнейший анализ времени прихода, амплитуды, формы и других характеристик с помощью специального оборудования ультразвуковых дефектоскопов. В настоящее время ультразвуковая дефектоскопия, наряду с радиографическим контролем, является одним из наиболее распространенных методов неразрушающего контроля.
Первые попытки применения ультразвуковой волны для неразрушающего контроля были предприняты еще в 1930-х годах. За последующие два десятилетия ультразвуковой контроль качества сварных соединений стал наиболее популярным и широко распространенным методом по сравнению с другими методами контроля качества сварки, причем для некоторых изделий он стал обязательным.
Одним из наиболее распространенных способов возбуждения и приема ультразвуковых волн в контролируемом объекте является использование пьезоэлектрических преобразователей. Обратный и прямой пьезоэлектрические эффекты используются для возбуждения и приема волн соответственно. Для обеспечения контакта между объектом и преобразователем часто применяется контактная жидкость, поскольку наличие воздушного зазора между ними существенно снижает эффективность излучения и приема ультразвуковых волн из-за различий в акустическом сопротивлении воздуха и материала объекта.
Ультразвуковая дефектоскопия сварных швов
Ультразвуковая дефектоскопия в сварных швах представляет собой наиболее широко применяемую область использования этого метода контроля. Это обеспечивается возможностью подвижности ультразвуковой установки, высокой продуктивностью контроля, точностью, чувствительностью к любым внутренним (таким как поры, металлические или неметаллические включения) и внешним дефектам (таким как подрезы, снижение валика усиления и другие) в сварных швах.
Принцип ультразвукового контроля сварных соединений и материалов основан на способности ультразвука распространяться в тестируемом объекте, отражаясь от границ материалов и внутренних дефектов. Звуковые волны в однородном материале остаются на своем пути без изменения. Дефекты, возникающие в металле в результате сварки или литья, как правило, представляют собой газовые включения. Поскольку газ обладает акустическим сопротивлением, значительно ниже, чем у металла, ультразвуковая волна практически полностью отражается от дефекта (при условии, что размер дефекта больше половины длины волны). Если размер дефекта меньше половины длины волны, то ультразвуковая волна обходит дефект, что приводит к явлению дифракции. Разрешающая способность ультразвуковой дефектоскопии, то есть минимальный размер дефекта, который можно обнаружить этим методом, зависит от длины волны. Для повышения разрешающей способности часто увеличивают частоту колебаний, используемую при контроле. Однако увеличение частоты снижает проникающую способность ультразвука. Поэтому выбор частоты требует нахождения определенного баланса между разрешающей способностью и глубиной проникновения.
В ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений преимущественно используется метод эхо-импульсов, хотя иногда применяются и другие методы, включая теневой метод.
Принцип ультразвукового контроля сварных соединений и материалов основан на способности ультразвука распространяться в тестируемом объекте, отражаясь от границ материалов и внутренних дефектов. Звуковые волны в однородном материале остаются на своем пути без изменения. Дефекты, возникающие в металле в результате сварки или литья, как правило, представляют собой газовые включения. Поскольку газ обладает акустическим сопротивлением, значительно ниже, чем у металла, ультразвуковая волна практически полностью отражается от дефекта (при условии, что размер дефекта больше половины длины волны). Если размер дефекта меньше половины длины волны, то ультразвуковая волна обходит дефект, что приводит к явлению дифракции. Разрешающая способность ультразвуковой дефектоскопии, то есть минимальный размер дефекта, который можно обнаружить этим методом, зависит от длины волны. Для повышения разрешающей способности часто увеличивают частоту колебаний, используемую при контроле. Однако увеличение частоты снижает проникающую способность ультразвука. Поэтому выбор частоты требует нахождения определенного баланса между разрешающей способностью и глубиной проникновения.
В ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений преимущественно используется метод эхо-импульсов, хотя иногда применяются и другие методы, включая теневой метод.
Методы ультразвуковой дефектоскопии
Существуют различные методы ультразвукового контроля, такие как эхо-импульсный, эхо-зеркальный, эхо-сквозной, дельта-метод (вариация эхо-зеркального), когерентный метод (вариация эхо-импульсного), теневой, и зеркально-теневой. Рассмотрим кратко некоторые из наиболее распространенных методов контроля.
1. Эхо-импульсный метод основан на направлении акустической волны на сварное соединение и регистрации отраженной волны от возможных дефектов. Один и тот же преобразователь действует как источник и приемник волн
2. Теневой метод использует два преобразователя, установленные на разных сторонах сварного соединения. Один преобразователь генерирует акустические волны (излучатель), в то время как другой регистрирует их (приемник). Признаком дефекта является пропадание ультразвуковых колебаний в области, где волна не преодолела дефект
3. Эхо-зеркальный метод также использует два преобразователя, но они располагаются с одной стороны сварного соединения. Отраженные ультразвуковые колебания регистрируются приемником. Этот метод широко применяется для поиска дефектов, расположенных перпендикулярно поверхности сварного соединения, например, сварных трещин
4. Зеркально-теневой метод, как и теневой, использует два преобразователя, но они располагаются на одной поверхности сварного соединения. Здесь регистрируется отраженный поток ультразвуковых волн от второй поверхности сварного соединения. Признаком дефекта является исчезновение отраженных колебаний
1. Эхо-импульсный метод основан на направлении акустической волны на сварное соединение и регистрации отраженной волны от возможных дефектов. Один и тот же преобразователь действует как источник и приемник волн
2. Теневой метод использует два преобразователя, установленные на разных сторонах сварного соединения. Один преобразователь генерирует акустические волны (излучатель), в то время как другой регистрирует их (приемник). Признаком дефекта является пропадание ультразвуковых колебаний в области, где волна не преодолела дефект
3. Эхо-зеркальный метод также использует два преобразователя, но они располагаются с одной стороны сварного соединения. Отраженные ультразвуковые колебания регистрируются приемником. Этот метод широко применяется для поиска дефектов, расположенных перпендикулярно поверхности сварного соединения, например, сварных трещин
4. Зеркально-теневой метод, как и теневой, использует два преобразователя, но они располагаются на одной поверхности сварного соединения. Здесь регистрируется отраженный поток ультразвуковых волн от второй поверхности сварного соединения. Признаком дефекта является исчезновение отраженных колебаний
Принцип ультразвукового контроля
Ультразвуковой контроль сварных соединений является одним из наиболее широко используемых методов контроля в сварочном производстве. Этот метод относится к группе неразрушающих методов контроля и базируется на использовании акустических ультразвуковых волн, способных проникать в глубь твердых материалов. При попадании на границу или дефект внутри материала, ультразвук отражается, поскольку он имеет измененные акустические свойства в этих областях.
При проведении ультразвукового контроля сварных соединений специальными ультразвуковыми дефектоскопами направляются ультразвуковые волны на область интереса и регистрируются отраженные сигналы. Полученные сигналы отображаются на экране дефектоскопа в виде импульсов, представляющих излученные и отраженные волны. Из анализа расположения и интенсивности этих импульсов можно сделать вывод о наличии дефектов, их размере и характере.
При осуществлении контроля сварных швов важно осуществить полное прозвучивание всего металла сварного шва. Существуют два основных способа прозвучивания прямая и отраженная волна. Прямая волна используется для прозвучивания нижней части шва, в то время как отраженная волна применяется для исследования верхней части шва.
При проведении ультразвукового контроля сварных соединений специальными ультразвуковыми дефектоскопами направляются ультразвуковые волны на область интереса и регистрируются отраженные сигналы. Полученные сигналы отображаются на экране дефектоскопа в виде импульсов, представляющих излученные и отраженные волны. Из анализа расположения и интенсивности этих импульсов можно сделать вывод о наличии дефектов, их размере и характере.
При осуществлении контроля сварных швов важно осуществить полное прозвучивание всего металла сварного шва. Существуют два основных способа прозвучивания прямая и отраженная волна. Прямая волна используется для прозвучивания нижней части шва, в то время как отраженная волна применяется для исследования верхней части шва.
Параметры оценки дефектов при ультразвуковом контроле
Чувствительность ультразвукового контроля определяется минимальным размером дефекта или эталонным отражателем, который возможно обнаружить. Обычно в роли эталонных отражателей выступают плоские отверстия, размещенные перпендикулярно направлению зондирования, а также боковые отверстия или выемки. Разрешающая способность метода эхо-контроля определяется минимальным расстоянием между двумя дефектами, при котором они могут быть определены как отдельные, а не как один.
При проведении ультразвукового контроля обнаруженные дефекты оцениваются по различным параметрам, таким как амплитуда ультразвуковой волны, длина, высота и ширина дефекта, а также его форма. Условную длину сварного дефекта определяют через расстояние, на которое необходимо переместить излучатель вдоль соединения для фиксирования эхо-сигнала, исходящего от дефекта. Аналогично при движении излучателя перпендикулярно сварному соединению можно определить условную ширину дефекта.
Условную высоту дефекта оценивают по разнице временных интервалов между излученной и отраженной волной от дефекта в крайних положениях излучателя. Определение точного размера сварного дефекта при ультразвуковом контроле часто представляет собой трудную задачу, поэтому чаще всего определяют его эквивалентные параметры, например, площадь или диаметр. Эквивалентной площадью дефекта считают площадь плоского отверстия в образце, амплитуда отраженной волны от которого равна амплитуде отраженной волны от дефекта в проверяемом шве. В большинстве случаев вычисленная эквивалентная площадь дефекта оказывается меньше его реальной площади.
При проведении ультразвукового контроля обнаруженные дефекты оцениваются по различным параметрам, таким как амплитуда ультразвуковой волны, длина, высота и ширина дефекта, а также его форма. Условную длину сварного дефекта определяют через расстояние, на которое необходимо переместить излучатель вдоль соединения для фиксирования эхо-сигнала, исходящего от дефекта. Аналогично при движении излучателя перпендикулярно сварному соединению можно определить условную ширину дефекта.
Условную высоту дефекта оценивают по разнице временных интервалов между излученной и отраженной волной от дефекта в крайних положениях излучателя. Определение точного размера сварного дефекта при ультразвуковом контроле часто представляет собой трудную задачу, поэтому чаще всего определяют его эквивалентные параметры, например, площадь или диаметр. Эквивалентной площадью дефекта считают площадь плоского отверстия в образце, амплитуда отраженной волны от которого равна амплитуде отраженной волны от дефекта в проверяемом шве. В большинстве случаев вычисленная эквивалентная площадь дефекта оказывается меньше его реальной площади.
Оставьте заявку
и получите коммерческое предложение + предварительную смету на услуги в течение 1 дня
и получите коммерческое предложение + предварительную смету на услуги в течение 1 дня
Нажимая на кнопку Вы даете согласие
на обработку персональных данных
на обработку персональных данных
Оставьте заявку
и получите коммерческое предложение + предварительную смету на услуги в течение 1 дня
и получите коммерческое предложение + предварительную смету на услуги в течение 1 дня
Нажимая на кнопку Вы даете согласие
на обработку персональных данных
на обработку персональных данных
Оставьте заявку
и получите коммерческое предложение + предварительную смету на услуги в течение 1 дня
и получите коммерческое предложение + предварительную смету на услуги в течение 1 дня
Нажимая на кнопку Вы даете согласие
на обработку персональных данных
на обработку персональных данных
Оставьте заявку
и получите коммерческое предложение + предварительную смету на услуги в течение 1 дня
Нажимая на кнопку, я соглашаюсь с политикой обработки персональных данных
Оставьте заявку
и мы свяжемся с Вами для уточнения деталей
Нажимая на кнопку, я соглашаюсь с политикой обработки персональных данных
