В сфере строительства используются трубы диаметром от 28 до 1420 мм с толщиной стенки от 3 до 30 мм. По дефектоскопичности весь диапазон диаметров труб можно условно разбить на три группы:

1. 28...100 мм и Н = 3...7 мм
2. 108...920 мм и Н= 4...25 мм
3. 1020...1420 мм и Н= 12...30 мм

Проведенные специалистами МГТУ им. Н.Э. Баумана исследования показывают, что необходимо учитывать анизотропию упругих свойств материала при разработке методик ультразвукового контроля сварных стыков труб.

Особенности анизотропии трубной стали.

Предполагается, что скорости распространения поперечных волн не зависят от направления прозвучивания и постоянны по сечению стенки трубы. Но при ультразвуковом контроле сварных соединений магистральных газопроводов, выполненных из зарубежных и российских труб, выявлены значительный уровень акустических шумов, пропуск крупных корневых дефектов, а также неправильная оценка их координат.

Установлено, что при соблюдении оптимальных параметров контроля и соблюдении процедуры его проведения основной причиной пропуска дефекта является наличие заметной анизотропии упругих свойств основного материала, что оказывает влияние на скорость, затухание, отклонение от прямолинейности распространения ультразвукового пучка.

Прозвучив металл более чем 200 труб по схеме, представленной на рис. 1, выявлено, что среднеквадратичное отклонение скорости волны при данном направлении распространения и поляризации составляет 2 м/с (для поперечных волн). Отклонения скоростей от табличных на 100 м/с и более не случайны и связаны скорее всего с технологией производства проката и труб. Отклонения в таких масштабах значительно влияют на распространение поляризованных волн. Помимо описанной анизотропии, выявлена неоднородность скорости звука по толщине стенки трубы.

Рис. 1. Обозначения наплавлений в металле трубы: X, Y, Z.- направления распространения ультразвука: х. у.z:- направления поляризации; Y- направление проката: Z- перпендикуляр к плоскости трубы

Листовой прокат обладает слоистой текстурой, представляющей собой в волокна металла и неметаллических включений, вытянутые в процессе деформации. Неодинаковые по толщине зоны листа подвержены различным деформациям в результате воздействия на металл термомеханического цикла прокатки. Это ведет к тому, что на скорость звука дополнительно влияет глубина залегания прозвучиваемого слоя.

Контроль сварных швов труб различного диаметра.

Трубы диаметром 28...100 мм.

Сварные швы у труб диаметром от 28 до100 мм и высотой от 3 до 7 мм имеют такую особенность как образование провисаний внутри трубы, это при контроле прямым лучом приводит к появлению на экране дефектоскопа ложных эхо-сигналов, которые совпадают по времени с эхо-сигналами, отраженными от надкорневых дефектов, которые обнаруживаются однократно отраженным лучом. Так как эффективная ширина пучка соразмерна с толщиной стенки трубы, то отражатель обычно не удается найти по местоположению искателя относительно валика усиления. Также имеет место также наличие неконтролируемой зоны в центре шва из-за большой ширины валика шва. Все это ведет к тому, что вероятность обнаружения недопустимых объемных дефектов невелика (10-12%), но недопустимые плоскостнные дефекты определяются гораздо надежнее (~ 85 %). Главные параметры провисания (ширина, глубина и угол смыкания с поверхностью изделия) считаются случайными величинами для данного типоразмера труб; средние значения параметров составляют 6,5 мм; 2,7 мм и 56°30" соответственно.

Прокат ведет себя как неоднородная и анизотропная среда с достаточно сложными зависимостями скоростей упругих волн от направления прозвучивания и поляризации. Изменение скорости звука близко симметрично относительно середины сечения листа, причем вблизи этой середины скорость поперечной волны может значительно (до 10 %) уменьшаться относительно окружающих областей. Скорость поперечной волны в исследуемых объектах меняется в диапазоне 3070...3420 м/с. На глубине до 3 мм от поверхности проката вероятно незначительное (до 1 %) увеличение скорости поперечной волны.

Помехоустойчивость контроля значительно усиливается при использовании наклонных раздельно-совмещенных ПЭП типа РСН (рис. 2), названных хордовыми. Они были созданы в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Особенность контроля состоит в том, что при выявлении дефектов не нужно поперечноге сканирование, оно нужно только по периметру трубы при прижатии к шву передней грани преобразователя.

Рис. 2. Наклонный хордовый РСН-ПЭП: 1- излучатель: 2 - приемник

Трубы диаметром 108...920 мм.

Трубы диаметром 108-920 мм и с Н в диапазоне 4-25 мм также совершают односторонней сваркой без обратной подварки. До последнего времени контроль над этими соединениями контролировались совмещенными ПЭП по методике, изложенной для труб диаметром 28-100 мм. Но известная методика контроля предполагает наличие существенно большой зоны совпадений (зоны неопределенности).Это ведет к незначительности достоверности оценки качества соединения. Совмещенные ПЭП обладают высоким уровнем реверберационных шумов, осложняющих расшифровку сигналов, и неравномерность чувствительности, которую не всегда получается компенсировать имеющимися средствами. Использование хордовых раздельно-совмещенных ПЭП для контроля данного типоразмера сварных соединений не эффективно в связи с тем, что из-за ограниченности значений углов ввода ультразвуковых колебаний с поверхности сварного соединения габариты преобразователей несоразмерно увеличиваются, увеличивается и площадь акустического контакта.

Созданные в МГТУ им. Н.Э. Баумана наклонные ПЭП с выравненной чувствительностью используются для контроля сварных стыков диаметром более 10 см. Выравнивание чувствительности добиваются выбором угла разворота 2 так, чтобы середина и верхняя часть шва прозвучивались центральным однократно отраженным лучом, а нижняя часть обследовалась прямыми периферийными лучами, падающими на дефект под углом Y, от центрального. На рис. 3. изображен график зависимости угла ввода поперечной волны от угла разворота и раскрытия диаграммы направленности Y. Здесь в ПЭП падающая и отраженная от дефекта волны горизонтально поляризованные (SН -волна).

Рис. 3. Изменение угла ввода альфа, в пределе половины угла раскрытия диаграммы направленности РСН-ПЭП в зависимости от угла разворота дельта.

Из графика видно, что при контроле изделий Н =25 мм неравномерность чувствительности РС-ПЭП может составлять до 5 дБ, а для совмещенного ПЭП она может достигнуть 25 дБ. РС-ПЭП обладает повышенным уровнем сигнала и имеет повышенную абсолютную чувствительность. РС-ПЭП четко выявляется зарубка площадью 0,5 мм2 при контроле сварного соединения толщиной 1 см как прямым, так и однократно отраженным лучом при отношении полезный сигнал/помеха 10 дБ. Процесс проведения контроля рассмотренными ПЭП аналогичен процедуре проведения совмещенным ПЭП.

Трубы диаметром 1020...1420 мм.

Для выполнения сварных стыков труб диаметром от 1020 и 1420 мм с Н в диапазоне от 12 до30 мм используют двустороннюю сварку или сварку с подваркой обратного валика шва. В швах, сделанных двусторонней сваркой чаще всего ложные сигналы от задней кромки валика усиления имеют меньшую помеху, чем в односторонних швах. Они меньше по амплитуде из-за более плавных очертаний валика и дальше по развертке. В связи с этим для дефектоскопии это наиболее удобный типоразмер труб. Но проведенные в МГТУ им. Н.Э. Баумана исследования показывают, что металл этих труб характеризуется наибольшей анизотропией. В целях минимизации влияния анизотропии на выявляемость дефектов лучше всего использовать ПЭП на частоту 2,5 МГц с углом призмы 45°, а не 50°, как советуется в большинстве нормативных документов на контроль подобных соединений. Более высокая достоверность контроля достигнута при применении ПЭП типа РСМ-Н12. Но в отличие от способа, изложенного для труб диаметром 28-100 мм, при контроле данных соединений нет зоны неопределенности. В остальном принцип контроля остается таким же. При применении РС-ПЭП настройку скорости развертки и чувствительности рекомендуется производить по вертикальному сверлению. Настройка скорости развертки и чувствительности наклонных совмещенных ПЭП должна производится по угловым отражателям соответствующего размера.

Осуществляя контроль сварных швов необходимо помнить что в околошовной зоне могут случаться расслоения металла, которые усложняют определение координат дефекта. Зону с найденным наклонным ПЭП дефектом необходимо проверить прямым ПЭП для уточнения особенностей дефекта и выявления истинного значения глубины дефекта.

В нефтехимической промышленности, атомной энергетике для производства трубопроводов, сосудов нашли широкое применение плакированные стали. В качестве плакировки внутренней стенки таких конструкций берутся аустенитные стали наносимые методом наплавки, прокатки или взрыва толщиной в 5-15 мм.

Метод контроля данных сварных соединений предуполагает оценку сплошности перлитной части сварного шва, в том числе и зоны сплавления с восстановительной антикоррозионной наплавкой. Сплошность тела самой наплавки контролю не подлежит.

Но из-за отличия акустических качеств основного металла и аустенйтной стали от границы раздела при узи контроле появляются эхо-сигналы, образующие помехи обнаружению таких дефектов, как отслоений плакировки и поднаплавочных трещин. Наличие плакировки значительно влияет на параметры акустического тракта ПЭП.

В связи с этим для проведения контроля толстостенных сварных швов плакированных трубопроводов стандартные технологические решения не дают должного результата.

Многолетний исследования ряда специалистов: В.Н. Радько, Н.П. Разыграева, В.Е. Белого, В.С. Гребенника и др позволили определить главные особенности акустического тракта, разработать рекомендации по оптимизации его параметров, создать технологию узи контроля сварных швов с аустенитной плакировкой.

В работах специалистов установлено, что при переотражении пучка ультразвуковых волн от границы перлит-аустенитная плакировка диаграмма направленности почти не именяется в ситуации плакировки прокаткой и значительно деформируется в случае осуществления плакировки наплавкой. Ее ширина резко возрастает, а в пределах главного лепестка появляются осцилляции в 15-20 дБ в зависимости от типа наплавки. Имеет место быть значительное смещение точки выхода отражения от границы плакировки пучка по сравнению с его геометрическими координатами и перемена скорости поперечных волн в переходной зоне.

С учетом этих особенностей технология контроля сварных соединений плакированных трубопроводов предполагает предварительное обязательное измерение толщины перлитной части.

Лучшего нахождения плоскостных дефектов (трещин и несплавлений) достигается при помощи применения ПЭП с углом ввода 45° и на частоты 4 МГц. Лучшая выявляемость вертикально ориентированных дефектов на угле ввода 45° по сравнению с углами 60 и 70° обусловлена тем, что при прозвучивании последними угол встречи пучка с дефектом близок к 3-му критическому, при котором коэффициент отражения поперечной волны является наименьшим.

На частоте 2 МГц при прозвучивании снаружи трубы эхо-сигналы от дефектов экранируются интенсивным и длительным сигналом шума. Помехоустойчивость ПЭП на частоту 4 МГц в среднем на 12 дБ выше, а значит полезный сигнал от дефекта, располагающегося в непосредственной близости от границы наплавки, станет лучше разрешаться на фоне помех.

При прозвучивании изнутри трубы через наплавку максимальная помехоустойчивость устанавливается при настройке ПЭП на частоту 2 МГц.

Метод контроля сварных швов трубопроводов с наплавкой регламентируется руководящим документом Госатомнадзора РФПНАЭГ-7-030-91.

Ультразвуковому контролю подвергаются технологические трубопроводы (в объеме согласно категории трубопровода), трубопроводы тепловых сетей (в зависимости от условий прокладки трубопровода и требований эксплуатирующей организации), пожарные трубопроводы, газопроводы, паропроводы, бурильная и насосно компрессорная труба и т.д.

Ультразвуковой контроль труб - это диагностика трубопровода на предмет наличия внутренних дефектов. Контролю может подвергаться как само тело трубы так и сварной шов. Данный вид дефектоскопии возможно произвести как в специально оборудованной лаборатории на территории нашего предприятия (если габариты изделия не превышают 2000 мм в длинну и 500 мм в диаметре и вес изделия не более 150 кг), так и по фактическому меcту нахождения объекта.

В случае если трубопровод действующий, ультразвуковой контроль производится после дренирования (удаления) транспортирующейся среды. Проведение ультразвукового контроля возможно без остановки технологического процесса, без остановки производства (в отличие от рентгеновского контроля).

Проведение ультразвукового контроля необходимо осуществлять не только при вводе трубопроводов в эксплуатацию, при проведении процедуры сертификации труб, но и на регулярной основе в целях предотвращения преждевременного износа труб и возникновения аварийных ситуаций.

Процедура ультразвуковой дефектоскопии трубопроводов состоит из следующих мероприятий:

подготовка сварных соединений к проведению контроля (зачистка). Осуществляется силами заказчика или силами лаборатории по договоренности.

маркировка сварных швов

непосредственно контроль трубопроровода - контроль сварных швов или сплошной контроль металла трубопровода, толщинометрия при необходимости.

разметка дефектных участков в случае возможности ремонта

составление схемы трубопровода и заключения по результатам контроля

Как Вы уже убедились, ультразвуковой контроль труб - весьма эффективный метод дефектоскопии. Кроме того, данный вид контроля зарекомендовал себя еще и как наиболее точный, оперативный, низкозатратный и безопасный для человека.

Обратитесь в и мы организуем Вам весь комплекс работ по ультразвуковому контролю трубопроводов, выявим слабые места объектов, имеющиеся дефекты, дадим полную информацию об их размерах и местонахождении относительно поверхности изделия, исследуем сварные швы и соединения также в целях контроля их качества. Именно благодаря проведению подобных проверок Вы обеспечиваете долговременную бесперебойную, и самое важное безопасную работу оборудования.

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

КОНТРОЛЬ НЕРАЗРУШАЮЩИЙ.

СВАРНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ТРУБОПРОВОДОВ

Ультразвуковой метод

ОСТ 36-75-83

ОТРАСЛЕВОЙ СТАНДАРТ

Приказом Министерства монтажных и специальных строительных работ СССР от 22 февраля 1983 г. № 57 срок введения установлен

Настоящий стандарт распространяется на стыковые кольцевые сварные соединения технологических трубопроводов на давление не более 10 МПа (100 кгс/см 2), диаметром от 200 мм и более и толщиной стенки от 6 мм и более из низкоуглеродистых и низколегированных сталей, выполненных всеми видами сварки плавлением и устанавливает требования к неразрушающему контролю ультразвуковым методом. Стандарт разработан с учетом требований ГОСТ 14782-76, ГОСТ 20415-75, а также рекомендаций СЭВ PC 4099-73 и PC 5246-75. Необходимость применения ультразвукового метода контроля его объем и требования к качеству сварных соединений устанавливаются нормативно -технической документацией на трубопроводы. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ ПРИКАЗОМ Министерства монтажных и специальных строительных работ СССР от 22 февраля 1983 г. № 57 ИСПОЛНИТЕЛИ: ВНИИмонтажспецстрой Попов Ю.В., канд. техн. наук (руководитель темы), Григорьев В.М., ст. н. с. (ответственный исполнитель), Корниенко A . M ., ст. инженер (исполнитель) СОИСПОЛНИТЕЛИ: УкрПТКИмонтажспецстрой Цечаль В.А., руководитель базовой сварочной лаборатории (ответственный исполнитель) ВНИКТИстальконструкция (Челябинский филиал) Власов Л.А., зав. сектором (ответственный исполнитель), Неустроева Н.С., ст. инженер (исполнитель) Центральная сварочная лаборатория треста "Белпромналадка" Воронцов В.П., руководитель группы (ответственный исполнитель) СОГЛАСОВАН: Министерство пищевой промышленности СССР А.Г. Агеев Министерство здравоохранения РСФСР Р.И. Халитов Министерство монтажных и специальных строительных работ СССР Союзстальконструкция В.М. Воробьев В/О "Союзспецлегконструкция" А.Н. Секретов Главстальконструкция B . C . Конопатов Главметаллургмонтаж Ф.Б. Трубецкой Главхиммонтаж В.Я. Курдюмов Главнефтемонтаж К.И. Гонитель Главтехмонтаж Д.С. Корелин Главлегпродмонтаж А.З. Медведев Главное техническое управление Г.А. Сукальский Замдиректора института по научной работе, к. т. н. Ю.В. Соколов И.о. зав. отделом стандартизации, к. т. н. В.А. Карасик Руководитель темы, зав. лабораторией, к. т. н. Ю. B . Попов Ответственный исполнитель, ст. научный сотрудник, и.о. зав. сектором В.М. Григорьев Исполнитель, ст. инженер А.М. Корниенко СОИСПОЛНИТЕЛИ: Директор института УкрПТКИМонтажспецстрой В.Ф. Назаренко Заведующий отделом сварочных работ и трубопроводов Н.В. Выговский Главный конструктор проекта Г.Д. Шкуратовский Ответственный исполнитель, руководитель базовой сварочной лаборатории В.А. Цечаль Директор института ВНИКТИстальконструкция (Челябинский филиал) М.Ф. Чернышев Ответственный исполнитель, зав. сектором Л.А. Власов Начальник центральной лаборатории треста "Белпромналадка" Л.С. Денисов Ответственный исполнитель, руководитель группы В.П. Воронцов

1. НАЗНАЧЕНИЕ МЕТОДА

1.1. Ультразвуковой контроль предназначен для выявления в сварных швах и околошовной зоне трещин, непроваров, несплавлений, пор, шлаковых включений и других видов дефектов без расшифровки их характера, но с указанием координат, условных размеров и количества обнаруженных дефектов. 1.2. Ультразвуковой контроль проводится при температуре окружающего воздуха от +5°С до +40°С. В случаях подогрева контролируемого изделия в зоне перемещения искателя до температур от +5°С до +40°С разрешается проведение контроля при температурах окружающего воздуха до минус 10°С. При этом должны применяться дефектоскопы и искатели, сохраняющие работоспособность (по паспортным данным) при температурах от минус 10°С и ниже. 1.3. Ультразвуковой контроль проводят при любых пространственных положениях сварного соединения.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ДЕФЕКТОСКОПИСТАМ И УЧАСТКУ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

2.1. Требования к дефектоскопистам по ультразвуковому контролю. 2.1.1. Ультразвуковой контроль должен проводиться группой из двух дефектоскопистов. 2.1.2. К проведению ультразвукового контроля допускаются лица, прошедшие теоретическую и практическую подготовку на специальных курсах (в учебном комбинате) в соответствии с программой, утвержденной в установленном порядке, имеющие удостоверение на право проведения контроля и выдачи заключения о качестве сварных швов по результатам ультразвукового контроля. Дефектоскописты должны проходить переаттестацию не реже одного раза в год, а также при перерыве в работе более 6 месяцев и перед допуском к работе после временного отстранения за низкое качество работ. Для проведения переаттестации по месту работы рекомендуется следующий состав аттестационной комиссии: главный сварщик треста, начальник сварочной лаборатории треста, начальник учебных курсов, руководитель группы или старший инженер по ультразвуковой дефектоскопии, инженер по технике безопасности. Результаты переаттестации оформляются протоколами и фиксируются в удостоверении дефектоскописта. 2.1.3. Руководство работами по ультразвуковому контролю должны осуществлять инженерно-технические работники или дефектоскописты не ниже 5 разряда, имеющие стаж работы по данной специальности не менее трех лет. 2.2. Требования к участку ультразвукового контроля сварочной лаборатории. 2.2.1. Участок ультразвукового контроля должен иметь производственные площади, обеспечивающие размещение рабочих мест дефектоскопистов, оборудования и принадлежностей. 2.2.2. На участке ультразвукового контроля размещают: ультразвуковые дефектоскопы с комплектом стандартных искателей; распределительный щит от сети переменного тока частотой 50 Гц напряжением 220 В ± 10%, 36 В ± 10%, переносные колодки сетевого питания, заземляющие шины; стандартные и испытательные образцы, вспомогательные устройства для проверки и настройки дефектоскопистов с искателями; наборы слесарного, электромонтажного и измерительного инструмента, принадлежности (мел, цветные карандаши, бумага, краски); контактную жидкость, масленку, обтирочный материал, фальцевую кисть; рабочие столы и верстаки; стеллажи и шкафы для хранения дефектоскопов с комплектом искателей, образцов, материалов и документации.

3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

3.1. При работе с ультразвуковыми дефектоскопами необходимо выполнять требования безопасности и производственной санитарии в соответствии с ГОСТ 12.2.007.0-75; СНиП III-4-80, "Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей", утвержденными Госэнергонадзором СССР 12.04.1969 г. с внесенными дополнениями и изменениями и "Санитарными нормами и правилами при работе с оборудованием, создающим ультразвук, передаваемый контактным путем на руки работающих № 2282-80", утвержденными Министерством здравоохранения СССР. 3.2. При питании от сети переменного тока ультразвуковые дефектоскопы должны быть заземлены медным проводом сечением не менее 2,5 мм 2 . 3.3. Подключение дефектоскопов к сети переменного тока осуществляют через розетки, установленные электриком к специально оборудованным постам. 3.4. Дефектоскопистам запрещается вскрывать подключенный к источнику питания дефектоскоп и производить его ремонт, ввиду наличия блока с высоким напряжением. 3.5. Запрещается проведение контроля вблизи мест выполнения сварочных работ без ограждения светозащитными экранами. 3.6. Запрещается применять масло в качестве контактной жидкости при проведении ультразвукового контроля вблизи мест кислородной резки и сварки, а также в помещениях для хранения баллонов с кислородом. 3.7. При проведении работ по высоте, в стесненных условиях рабочие места должны обеспечивать дефектоскописту удобный доступ к сварному соединению при соблюдении условий безопасности (сооружение лесов, подмостей, использование касок, монтажных поясов, спецодежды). Запрещается проведение контроля без устройств защиты от воздействия атмосферных осадков на дефектоскописта, аппаратуру и место контроля. 3.8. Дефектоскописты не реже одного раза в год должны проходить медицинские осмотры в соответствии с приказом Министерства здравоохранения СССР № 400 от 30 мая 1969 г. и "Лечебно-профилактическими мероприятиями по улучшению состояния здоровья и условий труда операторов ультразвукового контроля", утвержденными Министерством здравоохранения СССР 15 марта 1976 г. 3.9. К работам по ультразвуковой дефектоскопии допускаются лица в возрасте не моложе 18 лет, прошедшие инструктаж по технике безопасности с регистрацией в журнале по установленной форме. Инструктаж должен проводиться периодически в сроки, установленные приказом по организации (трест, монтажное управление, завод). 3.10. Администрация организации, проводящей ультразвуковой контроль, обязана обеспечить выполнение требований техники безопасности. 3.11. При нарушении правил техники безопасности дефектоскопист должен быть отстранен от работы и вновь допущен к ней после дополнительного инструктажа.

4. ТРЕБОВАНИЯ К АППАРАТУРЕ И МАТЕРИАЛАМ

4.1. Для контроля рекомендуется использовать ультразвуковые импульсные дефектоскопы УДМ-1М и УДМ-3, выпущенные не ранее 1975 года, ДУК-66П (ДУК-66ПМ), УД-10П, УД-10УА, УД-24, специализированный комплект "ЭХО" ("ЭХО-2") или другие дефектоскопы, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 14782-76. Основные технические характеристики дефектоскопов приведены в справочном приложении 1. 4.2. Для проведения контроля качества сварных швов в труднодоступных местах (в стесненном пространстве, на высоте) на строительных или монтажных площадках рекомендуется использовать облегченные малогабаритные дефектоскопы: комплект "ЭХО" ("ЭХО-2") или другие аналогичные приборы. 4.3. Дефектоскопы должны быть укомплектованы типовыми или специальными наклонными искателями с углами призм для оргстекла 30°, 40°, 50°, 53°, 54° (55°) на частоты 1,25 (1,8); 2,5; 5,0 МГц и прямыми искателями на частоты 2,5 и 5,0 МГц. Допускается применение искателей других типов с призмами из других материалов. При этом углы призм искателей выбирают такими, чтобы соответствующие им углы ввода были равны углам ввода искателей с призмами из оргстекла. 4.4. Для проверки основных параметров дефектоскопов и искателей, а также параметров контроля в состав комплекта аппаратуры должны быть включены стандартные образцы №№ 1, 2, 3 - по ГОСТ 14782-76 или комплект контрольных образцов и вспомогательных устройств (КОУ-2) по ТУ 25-06.1847-78. Помимо этого должны быть изготовлены испытательные образцы с искусственными отражателями для настройки дефектоскопов. 4.5. Для оценки работоспособности дефектоскопов и искателей на участке ультразвукового контроля следует периодически проверять их основные параметры на соответствие паспортным данным, о чем делают запись в документации на прибор. Вновь полученные дефектоскопы и искатели, у которых параметры не проверены, использовать при контроле не разрешается. 4.6. Условную чувствительность, погрешность глубиномера и линейность развертки, если координаты определяются по шкале экрана ЭЛТ, проверяют на соответствие их значений паспортным данным не реже двух раз в год. 4.7. Условную чувствительность и погрешность глубиномера проверяют по стандартным образцам №№ 1, 2 (черт. 1, 3). Линейность развертки проверяют по методике, изложенной в рекомендуемом приложении 2. 4.8. В искателях, не реже одного раза в неделю проверяют соответствие метки на боковой поверхности призмы точке выхода "О" ультразвукового луча по стандартному образцу № 3 (черт. 2), а угол призмы по стандартному образцу № 1 (черт. 1). 4.9. Дефектоскопы считаются пригодными к работе, если значения проверенных параметров (п. 4.6.) соответствуют значениям, указанным в паспорте на прибор. 4.10. Искатели следует считать пригодными к работе, если значения проверенных параметров (п. 4.8.) не превышают допустимых значений отклонений, указанных в разделе 1 ГОСТ 14782-76. 4.11. Дефектоскопы и искатели, у которых результаты проверки значений параметров оказались неудовлетворительными, подлежат ремонту или замене новыми. Ремонт дефектоскопов, за исключением неисправностей, оговоренных инструкцией по эксплуатации прибора, должен производиться специалистами завода-изготовителя или в специализированных мастерских.

Стандартный образец №3

1 - максимальная амплитуда отраженного сигнала; 2 - точка выхода ультразвукового луча; n - стрела искателя

Стандартный образец №2

1 - шкала; 2 - блок из стали марки 20 ГОСТ 1050-74 в нормализованном состоянии с величиной зерна балла 7 или более по ГОСТ 5839-65; 3 - винт; 4 - отверстие для определения угла ввода луча; 5 - отверстие для проверки мертвой зоны.

5. ПОДГОТОВКА К КОНТРОЛЮ

5.1. Основанием для проведения первичного контроля, а также повторного контроля после устранения дефектов в сварном шве является заявка, подписанная заказчиком. Заявку, форма которой приведена в рекомендуемом приложении 3, регистрируют в сварочной лаборатории в журнале (рекомендуемое приложение 4). 5.2. Контролю подлежат только сварные соединения, принятые по результатам внешнего осмотра и удовлетворяющие требованиям ГОСТ 16037-80. 5.3. Запрещается производить контроль сварных соединений трубопроводов, заполненных жидкостью. 5.4. Рабочие места для выполнения ультразвукового контроля должны быть подготовлены заблаговременно. Для работы в труднодоступных местах и на высоте в помощь дефектоскопистам должен быть выделен вспомогательный персонал. 5.5. Выбор способа прозвучивания, типа искателя, контактной жидкости, схемы контроля. 5.5.1. В зависимости от толщины свариваемых элементов (ГОСТ 16037-80) выбирают такой способ прозвучивания, который позволяет обеспечить контроль сечения всего наплавленного металла (табл. 1). 5.5.2. Расстояние В, на которое по обе стороны от валика усиления шва должна быть подготовлена поверхность зоны перемещения искателя типа ИЦ, выбирается по табл. 1 или в случаях применения других типов искателей вычисляется по формулам:

B 1 = d × tg a -l/2+d+m (1)

При прозвучивании прямым лучом

B 2 =2 d × tg a +d+m (2)

При прозвучивании прямым и однократно отраженным лучом

B 3 =3 d × tg a -l/2+d+m (3)

При прозвучивании однократно и двукратно отраженным лучом

Таблица 1

Параметры ультразвукового контроля

Толщина свариваемых элементов по ГОСТ 16037-80 , мм	Способ прозвучивания*)	Угол призмы искателя, град.	Рабочая частота искателя, МГц	Зона перемещения искателя, мм	Зона зачистки В**, мм	Предельная чувствительность S п (первый браковочный уровень), мм 2	Площадь и линейные размеры вертикальной грани углового отражателя
							площадь S мм 2	ширина b мм	высота h мм
от 6 до 7,5 вкл.	Прямым и однократно отраженным лучем
свыше 7,5 до 10 вкл.

Примечания: *) В случае невозможности прозвучивания всего сечения шва прямым и однократно отраженным лучами, допускается прозвучивание однократно- и двукратно-отраженными лучами. **) При прозвучивании швов двукратно отраженным лучом зона зачистки B вычисляется по формуле (3) п. 5.5.2
Схема, поясняющая указанные формулы для определения зоны зачистки, приведена на черт. 4. 5.5.3. Поверхности на расстояние В в обе стороны от усиления шва должны быть очищены от брызг металла, отслаивающейся окалины, ржавчины, грязи и краски. Очищенные поверхности не должны иметь вмятин, неровностей и забоин. Сильно коррелированная поверхность (глубина коррозии более 1 мм) должна подвергаться механической обработке до получения ровной и гладкой поверхности. Для зачистки рекомендуется применять металлические щетки, зубила и шлифмашинки с абразивным кругом. После механической обработки поверхности шероховатость ее должна быть не более R z =40 мкм по ГОСТ 2789-73 . 5.5.4. Зачистка поверхности и удаление контактной жидкости после проведения контроля в обязанности дефектоскописта не входят. 5.5.5. После зачистки сварное соединение размечают на участки и нумеруют так, чтобы можно было однозначно устанавливать место расположения дефекта по длине шва согласно схеме, приведенной на черт. 5 . 5.5.6. Для создания акустического контакта используют трансформаторное масло по ГОСТ 982-80, глицерин - по ГОСТ 6259-75, жидкости, разработанные Таганрогским заводом "Красный котельщик" и Черновицким машиностроительным заводом (рекомендуемое приложение 5). При температурах выше 25 ° С или диаметрах свариваемых элементов менее 300 мм с вертикальным расположением используют в качестве контактных жидкостей автолы 6, 10, 12, 18, солидол - по ГОСТ 4366-76 или другие минеральные масла, аналогичные указанным по вязкости.

Схема определения зон зачистки поверхности около шва сварного соединения

D - толщина свариваемых элементов, мм; a - угол ввода, град; d - расстояние от точки ввода до задней грани искателя, мм; - половина ширины валика усиления шва, мм; B 1 , B 2 , B 3 , - зоны зачистки поверхности при прозвучивании прямым, однократно и двукратно отраженным лучом, мм; m =20 мм

Разметка кольцевого сварного соединения трубопровода на участки и их нумерация

1. Сварное соединение должно быть разделено на 12 равных участков по окружности свариваемых элементов. 2. Границы участков нумеруются цифрами от 1 до 12 по ходу часовой стрелки с указанным направлением движения продукта в трубопроводе. 3. Участки нумеруются двумя цифрами: 1-2, 2-3 и т.д. 4. Граница между участками 11-12 и 12-1 должна проходить через клеймо сварщика, перпендикулярно шву.

5.6. Частоту и угол призмы искателя выбирают, исходя из толщины свариваемых элементов и способа прозвучивания по табл. 1. 5.7. Прозвучивание швов следует выполнять путем поперечно-продольного перемещения искателя по подготовленной в соответствии с п.п. 5.5.2 , 5.5.3 , 5.5.5 поверхности с одновременным поворотом его на угол 3-5 ° в обе стороны от направления поперечного перемещения. Величина шага перемещения искателя должна составлять не более половины диаметра пьезопластины преобразователя (табл. 2). 5.8. Проверка основных параметров контроля. 5.8.1. Перед настройкой дефектоскопа на контроль конкретного изделия должны быть проверены следующие основные параметры контроля в соответствии с требованиями ГОСТ 14782-76: стрела искателя; угол ввода ультразвукового луча в металл; мертвая зона; предельная чувствительность; разрешающая способность. 5.8.2. Стрелу искателя и угол ввода ультразвукового луча проверяют не реже одного раза в смену. 5.8.3. Стрелу искателя определяют по стандартному образцу № 3 по ГОСТ 14782-76 и она не должна быть меньше значений, указанных в табл. 2. 5.8.4. Угол ввода ультразвукового луча определяют по стандартному образцу № 2 по ГОСТ 14782-76 и он не должен отличаться от номинального значения более, чем на ± 1°. Номинальные значения угла ввода для искателей с различными углами призмы приведены в таблице 2.

Таблица 2

ПАРАМЕТРЫ ИСКАТЕЛЯ

Угол призмы (b) искателя, град.	Рабочая частота (f), МГц	Диаметр преобразователя, мм	Стрела искателя, мм	Угол ввода (a) ультразвукового луча (оргстекло-сталь), град.

Примечание: Параметры даны для искателей типа ИЦ (ТУ 25.06.1579-73 - искатели разборные с призмами из оргстекла). 5.8.5. "Мертвую зону" проверяют по стандартному образцу № 2 ГОСТ 14782-76 и при работе наклонными искателями с углами призм от 50° до 55° она не должна превышать 3 мм, а при работе искателями с углами призм 30° и 40° - не должна превышать 8 мм. В стандартном образце должны быть выполнены отражатели типа "боковое сверление" диаметром 2 мм на глубине 3 и 8 мм от поверхности перемещения искателя до центра отверстия (черт. 3). 5.8.6. Предельную чувствительность определяют площадью (мм 2) плоского дна отверстия, сегментного или углового отражателей. Плоское дно отверстия и плоскость сегмента должны быть ориентированы перпендикулярно акустической оси искателя. Амплитуды эхо-сигналов от сегментного отражателя и плоского дна отверстия с одинаковыми площадями будут равны при условии, что высота h сегмента больше длины поперечной волны, а отношение высоты h и ширины b сегмента не менее 0,4. Амплитуды эхо-сигналов от углового отражателя и плоского дна отверстия (или сегментного отражателя) будут равны при условии, что ширина b и высота h вертикальной грани углового отражателя больше длины поперечной волны, отношение h / b удовлетворяет неравенству:

4,0> h / b >0,5,

А площади S п плоского дна отверстия (или сегмента) и S 1 вертикальной грани углового отражателя связаны соотношением:

S п = NS 1 , где

N - коэффициент, определяемый по графику (черт. 6). 5.8.7. Предельную чувствительность проверяют на испытательных образцах с искусственными отражателями, площадь которых выбирается из табл. 1 в зависимости от толщины свариваемых элементов и типа выбранного искателя.

Зависимость коэффициента N от угла a ввода луча

5.8.8. Материал испытательных образцов по акустическим свойствам и чистоте поверхности должен быть аналогичен контролируемому изделию. В испытательных образцах не должно быть дефектов (кроме искусственных отражателей), выявляемых эхо-импульсным методом. 5.8.9. Отражатель типа "отверстие с плоским дном" выполняют в испытательном образце таким образом, чтобы центр отражающей поверхности дна отверстия располагался на глубине d , равной толщине свариваемых элементов (черт. 7). 5.8.10. Испытательные образцы с угловыми или сегментными отражателями должны иметь тот же радиус кривизны, что и контролируемое изделие, если внутренний диаметр свариваемых элементов менее 200 мм. При внутреннем диаметре свариваемых элементов 200 мм и более применяют испытательные образцы с плоскопараллельными поверхностями (черт. 8, 9). Способ изготовления сегментных отражателей приведен в справочном приложении 6. Угловой отражатель в испытательном образце выполняют с помощью приспособления из комплекта КОУ-2. 5.8.11. Результаты проверки предельной чувствительности считают удовлетворительными, если амплитуда сигнала от искусственного отражателя имеет величину не менее 30 мм по экрану ЭЛТ. 5.8.12. Разрешающую способность проверяют по стандартному образцу № 1 по ГОСТ 14782-76. Разрешающую способность считают удовлетворительной, если на экране ЭЛТ четко различимы сигналы от трех концентрически расположенных цилиндрических отражателей диаметрами 15А 7 , 20А 7 , 30А 7 , выполненных в стандартном образце № 1 (черт. 1).

Образец с отражателем типа: "отверстие с плоским дном" для настройки чувствительности дефектоскопа

Испытательный образец с угловым отражателем для настройки чувствительности, определения координат дефектов и выставления зоны контроля дефектоскопа

Где n - число отражений

Испытательный образец с сегментным отражателем для настройки чувствительности, определения координат дефектов и выставления зоны контроля дефектоскопа

Длина испытательного образца определяется по формуле:

L ¢ =(n+1) d × tg a +d+m+25; m=20,

Где n - число отражений

5.9. Настройка дефектоскопа для проведения контроля. 5.9.1. Подключают к дефектоскопу искатель с параметрами, выбранными по табл. 1 в соответствии с толщиной свариваемых элементов, акустическими свойствами металла и геометрией сварного соединения. 5.9.2. Подготавливают дефектоскоп к работе в соответствии с требованиями инструкции по эксплуатации, а затем производят его настройку на контроль конкретного изделия в следующей последовательности (основные операции): устанавливают длительность развертки; настраивают глубиномерное устройство; устанавливают предельную чувствительность (первый браковочный уровень); выравнивают чувствительность с помощью системы временной регулировки чувствительности (ВРЧ); устанавливают поисковую чувствительность; устанавливают длительность и положение строб-импульса. 5.9.3. Устанавливают длительность развертки таким образом, чтобы обеспечить возможность наблюдения на экране ЭЛТ сигнала от максимально удаленного отражателя согласно выбранным параметрам контроля. 5.9.4. Устанавливают строб-импульс таким образом, чтобы его передний фронт находился вблизи зондирующего импульса, а задний - в конце экрана ЭЛТ по линии развертки. 5.9.5. Настраивают глубиномерное устройство дефектоскопа согласно инструкции по эксплуатации. Если в дефектоскопе отсутствует глубиномерное устройство, то необходимо произвести градуировку шкалы экрана ЭЛТ в соответствии с толщиной контролируемого изделия. Методика определения координат по шкале экрана ЭЛТ для комплекта "ЭХО" приведена в рекомендуемом приложении 7. Методика проверки шкалы глубиномера дефектоскопа ДУК-66П приведена в рекомендуемом приложении 8. 5.9.6. Для настройки глубиномерного устройства рекомендуется использовать испытательные образцы с искусственными отражателями типа "боковое сверление" в случае контроля сварных соединений с толщиной стенки более 15 мм (рекомендуемое приложение 8) и образцы с сегментными или угловыми отражателями для сварных соединений с толщиной стенки 15 мм и менее (черт. 8 и 9). 5.9.7. Устанавливают предельную чувствительность (первый браковочный уровень). Значения площади отражателя, соответствующей первому браковочному уровню для конкретного контролируемого изделия определяют по табл. 1. 5.9.8. Настройку дефектоскопа на первый браковочный уровень осуществляют с помощью регуляторов "ослабление" или "чувствительность", "отсечка", "мощность" и ВРЧ так, чтобы высота эхосигнала от искусственного отражателя была равна 30 мм независимо от схемы контроля при отсутствии шумов на рабочем участке развертки. 5.9.9. Устанавливают уровень срабатывания системы автоматической сигнализации дефектности (АСД). 5.9.10. Значения второго браковочного уровня предельной чувствительности устанавливают выше первого на 3 дБ. 5.9.11. Для настройки дефектоскопа на второй браковочный уровень регулятор "ослабление" (дефектоскопов с аттенюатором) поворачивают на 3 дБ влево (против часовой стрелки) или регулятор "чувствительность" (для дефектоскопов без аттенюатора) на 1 деление вправо по часовой стрелке по отношению к первому браковочному уровню. 5.9.12. Устанавливают поисковую чувствительность. Значения уровня поисковой чувствительности устанавливают выше первого браковочного уровня на 6 дБ. 5.9.13. Для настройки дефектоскопа на поисковую чувствительность регулятор "ослабление" поворачивают на 6 дБ влево (против часовой стрелки) или регулятор "чувствительность" на 2 деления вправо (по часовой стрелке) по отношению к значению первого браковочного уровня. 5.9.14. Устанавливают длительность и положение строб-импульса в соответствии с контролируемой толщиной и способом прозвучивания по методике, изложенной в рекомендуемом приложении 9.

6. ПРОВЕДЕНИЕ КОНТРОЛЯ

6.1. Проведение контроля включает операции прозвучивания металла шва и околошовной зоны и определения измеряемых характеристик дефектов. 6.2. Прозвучивание швов выполняют способом поперечно-продольного перемещения искателя, изложенным в п. 5.7. Скорость перемещения искателя должна быть не более 30 мм/с. 6.3. Акустический контакт искателя с поверхностью, по которой он перемещается, обеспечивают через контактную жидкость легким нажатием на искатель. О стабильности акустического контакта свидетельствует уменьшение уровней амплитуд сигналов на заднем фронте зондирующего импульса, создаваемых акустическими шумами искателя, по сравнению с их уровнем при ухудшении или отсутствии акустического контакта искателя с поверхностью изделия. 6.4. Прозвучивание сварных соединений производят на поисковой чувствительности, а определение характеристик выявленных дефектов - на первом и втором браковочных уровнях. Анализируют только те эхо-сигналы, которые наблюдаются в строб-импульсе и имеют высоту не менее 30 мм на поисковой чувствительности. 6.5. В процессе контроля необходимо не реже двух раз в смену проверять настройку дефектоскопа на первый браковочный уровень. 6.6. На первом браковочном уровне дефекты оценивают по амплитуде, а на втором браковочном уровне оценивают условную протяженность, условное расстояние между дефектами и количество дефектов. 6.7. Швы сварных соединений прозвучивают прямым и однократно отраженным лучами с двух сторон (черт. 10). При появлении эхо-сигналов около заднего или переднего фронтов строб-импульса следует уточнить, не являются ли они следствием отражения ультразвукового луча от усиления или провисания в корне шва (черт. 11). Для этого замеряют расстояния L 1 и L 2 - положение искателей (I), при которых эхо-сигнал от отражателя имеет максимальную амплитуду, и затем располагают искатель с другой стороны шва на тех же расстояниях L 1 и L 2 от отражателя, - положение искателей (II). При отсутствии дефектов под поверхностью валика усиления или в корне шва эхо-сигналы на краях строб-импульса наблюдаться не будут. Если эхо-сигнал вызван отражением от усиления шва, то при прикосновении к нему тампоном, смоченным контактной жидкостью, амплитуда эхо-сигнала будет изменяться в такт с прикосновением тампона. Необходимо учитывать, что допустимые подрезы также могут быть причиной появления ложных эхо-сигналов. В этом случае рекомендуется зачистить участок шва, дающий отражение, заподлицо с поверхностью основного металла и затем произвести повторный контроль. При отсутствии дефектов эхо-сигналы на краях строб-импульса наблюдаться не будут.

Схемы прозвучивания швов с симметричной разделкой кромок

А - со скосом двух кромок, б - с криволинейным скосом двух кромок

Схема расшифровки ложных эхо-сигналов

А - от провисания в корне шва; б - от валика усиления шва

6.8. Стыковые соединения со скосом одной кромки при толщине стенки более 18 мм рекомендуется кроме прозвучивания с двух сторон по методике для симметричной разделки дополнительно прозвучивать искателями с углом призмы 54° (53°) со стороны кромки без скоса (черт. 12). При этом, зону перемещения искателя и зону зачистки вычисляют по формулам п. 5.5.2 , а предельную чувствительность (первый браковочный уровень) устанавливают равной 6 мм 2 . 6.9. Когда половина ширины усиления шва l /2 не превышает расстояние L 1 от передней грани искателя до проекции предполагаемого дефекта в корне шва на поверхности сварного соединения, прозвучивание нижней части шва выполняют прямым лучом (черт. 13а), а когда l /2 превышает L 1 нижнюю часть шва прозвучивают двукратно отраженным лучом (черт. 13б). 6.10. Для сравнения значений величин l /2 и L 1 рекомендуется экспериментальным путем определять расстояние L 1 (черт. 14). Искатель устанавливают у торца контролируемой трубы или испытательного образца, используемого для настройки дефектоскопа на первый браковочный уровень. Перемещая искатель перпендикулярно торцу, фиксируют положение искателя, при котором эхо-сигнал от нижнего угла будет максимальным, а затем замеряют расстояние L 1 . 6.11. При одностороннем доступе ко шву его прозвучивают только с одной стороны (черт. 15). Если толщина свариваемых элементов не более 18 мм, шов следует дополнительно прозвучивать искателями с углом призмы 54° (53°) по методике, изложенной в п. 6.8. В заключении и в журнале контроля должна быть сделана соответствующая запись о том, что прозвучивание производилось только с одной стороны шва.

Схемы прозвучивания швов с несимметричной разделкой кромок

А - со скосом одной кромки; б - с криволинейным скосом одной кромки; в - со ступенчатым скосом одной кромки; a 2 > a 1 ; a 2 =54°(53°)

Схема прозвучивания нижней части шва.

А - размер l /2 менее L 1 на такую величину, что зона перемещения искателя, равная L 1 - l /2 позволяет полностью прозвучивать корень шва прямым лучом; б - зона перемещения искателя, равная L 1 - l /2 позволяет прозвучивать только часть корня шва прямым лучом, а остальную часть двукратно отраженным лучом

Схема экспериментального определения расстояния

Схема прозвучивания шва при одностороннем доступе

Схема прозвучивания шва с разной толщиной стенки стыкуемых элементов

6.12. Если стыкуемые элементы имеют разную толщину без скоса стенки большей толщины, то прозвучивание следует выполнять согласно п. 6.7. При появлении сигнала около заднего фронта строб-импульса необходимо учитывать, что при расположении искателя со стороны большей толщины стенки элемента на расстоянии L 1 = tg a от оси шва, сигнал от нижнего угла стенки и сигнал от дефекта в корне шва (черт. 16) могут наблюдаться в виде одного сигнала. Чтобы определить от какого отражателя наблюдается сигнал необходимо установить искатель со стороны меньшей толщины стенки элемента на расстоянии L 1 от оси шва. При этом, если сигнал около заднего фронта строб-импульса не наблюдается, дефект отсутствует, если же сигнал наблюдается, то обнаружен дефект в корне шва. 6.13. Если стыкуемые элементы имеют разную толщину со скосом стенки большей толщины, то со стороны меньшей толщины прозвучивание выполняют согласно п. 6.7, а со стороны большей толщины стенки элемента - согласно схемам изображенным на черт. 17, 18. Толщину стенок стыкуемых труб и фактическую границу (длину) скоса определяют прямым искателем согласно рекомендуемому приложению 10. 6.14. Основными измеряемыми характеристиками выявленных дефектов являются: амплитуда эхо-сигнала от дефекта; координаты дефекта; условная протяженность дефекта; условное расстояние между дефектами; количество дефектов на любом участке шва длиной 100 мм. 6.15. Амплитуду в дБ эхо-сигнала от дефекта определяют по показаниям регулятора "ослабление" (аттенюатора).

Схемы прозвучивания швов прямым и однократно отраженным лучом со стороны элемента большей толщины

Интервалы перемещения искателя при прозвучивании шва: а - прямым лучом от L " до L ", где L "= l /2 + n ; L "= d × tg a ; б - однократно отраженным лучом от до , где =5(d 1 - d)+10+ d 1 × tg a , =2 d 1 × tg a + l /2 ; L =5(d 1 - d).

Схема прозвучивания швов двукратно отраженным лучом со стороны элемента большей толщины

Интервал перемещения искателя от до , где =2 d 1 × tg a + l /2 ; =(2 d 1 + d) tg a

6.16. Координаты дефекта - расстояние L от точки ввода луча до проекции дефекта на поверхность сварного соединения и глубину залегания Н - определяют в соответствии с требованиями инструкций по эксплуатации дефектоскопов (черт. 19) 6.17. Координаты дефекта определяют при максимальной амплитуде отраженного сигнала. Если эхо-сигнал выходит за пределы экрана, то регуляторами "ослабление" или "чувствительность" уменьшают его амплитуду таким образом, чтобы максимум сигнала был в пределах от 30 до 40 мм. 6.18. Условную протяженность дефекта и условное расстояние между дефектами определяют по ГОСТ 14782-76. При измерении этих характеристик крайними положениями искателя следует считать такие, при которых амплитуда эхо-сигнала от дефекта составляет 0,2 от размера по вертикали рабочего поля экрана ЭЛТ.

7. ОБРАБОТКА И ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ КОНТРОЛЯ

7.1. Оценка качества швов сварных соединений. 7.1.1. Измеренные характеристики дефектов швов сварных соединений оценивают в соответствии с требованиями настоящего стандарта и действующей нормативно-технической документации. Предельно допустимые значения измеряемых характеристик дефектов, установленные с учетом требований СНиП III -31-78, приведены в табл. 3. 7.1.2. Качество швов сварных соединений оценивают по результатам контроля по принципу: "годен" - "негоден". Термином "годен" оценивают швы сварных соединений без дефектов или с дефектами, измеряемые характеристики которых не превышают норм, указанных в табл. 3. Термином "негоден" оценивают швы сварных соединений, если в них обнаружены дефекты, измеряемые характеристики которых превышают нормы, указанные в табл. 3.

Определение координат дефектов

Таблица 3

ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЕ ЗНАЧЕНИЯ ИЗМЕРЯЕМЫХ ХАРАКТЕРИСТИК И КОЛИЧЕСТВА ДЕФЕКТОВ В ШВАХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

Номинальная толщина свариваемых элементов, мм	Оценка по амплитуде	Оценка по условной протяженности, условному расстоянию между дефектами и количеству дефектов	Условная протяженность (мм) дефекта, расположенного на глубине, мм		Количество допустимых по измеряемым характеристикам дефектов на любых 100 мм длины шва	Суммарная условная протяженность (мм) допустимых дефектов на любые 100 мм длины шва, расположенных на глубине, мм
от 6,0 до 20,0 вкл.	Первый браковочный уровень	Второй браковочный уровень
свыше 20,0 до 40,0 вкл.
свыше 40,0 до 50,0 вкл.

Примечание: Два соседних дефекта при условном расстоянии между ними менее условной протяженности меньшего дефекта считаются за один дефект с условной протяженностью равной сумме протяженностей первого дефекта, расстояния между дефектами и второго дефекта. 7.2. Оформление результатов контроля. 7.2.1. Результаты контроля каждого сварного соединения должны быть зафиксированы в журнале и в заключении. 7.2.2. Регистрация результатов контроля в журнале должна производиться дефектоскопистом, проводившим контроль, а правильность оформления указанных данных должна контролироваться лицом, ответственным за оформление документации. 7.2.3. Формы журнала и заключения, а также примеры записей в них приведены в рекомендуемых приложениях 11 и 12. 7.2.4. Журнал контроля и копии заключений должны храниться на предприятии, проводившем контроль, не менее 5 лет после сдачи объекта в эксплуатацию. 7.2.5. Сокращенное описание дефектов в журнале контроля и в заключении должно выполняться в соответствии с ГОСТ 14782-76. 7.2.6. На швы с недопустимыми дефектами, кроме заключения, должны составляться дефектограммы. Форма дефектограммы приведена в рекомендуемом приложении 13.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рабочие частоты, МГц

Динамический диапазон аттенюатора, ДБ

Максимальная глубина прозвучивания (по стали), мм

Наличие глубиномера

Размеры рабочей части экрана ЭЛТ, мм

Рабочий диапазон температур, ° К(° С).

Габариты, мм

Масса, кг

Напряжение питания, В

Тип питания

УДМ-1М

0,80; 1,80; 2,50; 5,00

70 диаметр

278-303 (от +5 до +30)

220 × 335 × 423

УДМ-3

0,60; 1,80; 2,50; 5,00

ДУК-66П

125; 2,50; 5,00; 10,00

(от минус 10 до +40)

260 × 160 × 425

ДУК-66ПМ

260 × 170 × 435

220, 127, 36, 24

УД-10П

0,60; 1,25; 2,50; 5,00

50 (ступенями через 2дБ)

278-323 (от +5 до +50)

345 × 195 × 470

От сети переменного тока частотой 50 Гц; аккумуляторы

40 (плавно)

УД-24

1,25; 2,50; 5,00; 10,00

263-323 (от минус 10 до +50)

130 × 255 × 295

То же УД-10УА

500 (по алюминию)

278-424 (от +5 до +50)

520 × 490 × 210

От сети переменного тока частотой 50 Гц Специализированный ультразвуковой комплект "ЭХО"** ("ЭХО-2"***)

258-313 (от минус 15 до +40)

140 × 240 × 397

От сети переменного тока частотой 50 Гц; аккумуляторы Примечания: *Определение координат дефектов осуществляется по шкале экрана ЭЛТ. **Комплект "ЭХО" ("ЭХО-2") выпускает Свердловский опытный завод Главмонтажавтоматики, остальные дефектоскопы - завод "Электроточприбор"ПО "ВОЛНА" г. Кишинев. ***Комплект "ЭХО-2" имеет систему ВРЧ и снабжен цифровым индикатором ИКД-1 для определения координат дефектов.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЛИНЕЙНОСТИ РАЗВЕРТКИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКТА "ЭХО"

Линейность линии развертки определяют следующим образом: 1. Подключают прямой искатель к гнезду 1 дефектоскопа. 2. Тумблер переключателя "род работ" устанавливают в положение 1. 3. Устанавливают переключатели аттенюаторов "точно" и "грубо" в положение "0". 4. Регулятором "отсечка шума" при необходимости убирают шумы с линии развертки. 5. Регулятором " " убирают строб-импульс за пределы экрана. 6. Переключатель "развертка грубо" устанавливают в положение "5". 7. Регулятор "развертка плавно" устанавливают в крайнее правое положение. 8. Устанавливают искатель на поверхность стандартного образца № 2 ГОСТ 14782-76. 9. Добиваются на экране максимального числа отраженных донных сигналов так, чтобы они были распределены по всей линии развертки. 10. Измеряют по шкале на экране ЭЛТ расстояние между передними фронтами отраженных сигналов. 11. Линейность считают удовлетворительной, если расстояния между импульсами не отличаются друг от друга более чем на 10%. 12. Аналогичным образом проверяют линейность на остальных диапазонах развертки.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Наименование организации, выдававшей заявку ЗАЯВКА № на ультразвуковой контроль швов сварных соединений 1. Заявку составил ________________________________________________________ (инициалы и фамилия) 2. Наименование объекта __________________________________________________ 3. Наименование и краткая характеристика контролируемого изделия ____________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ (Т - температура, º К (º С); Р - давление (кгс/см 2); ________________________________________________________________________ 4. Номер чертежа _________________________________________________________ 5. Схема расположения контролируемых участков, их нумерация, эскиз поперечного сечения шва с указанием геометрии разделки, толщины свариваемых элементов и ширины усиления шва. 6. Номер участка шва или стыка ____________________________________________ 7. Количество стыков (шт.), подлежащих контролю ____________________________ 8. Объем контроля (%) от периметра стыка ___________________________________ 9. Первичный или повторный контроль ______________________________________ ________________________________________________________________________ (если ранее проводился контроль, то необходимо указать ________________________________________________________________________ метод и дату проведения контроля) 10. Внешний и внутренний диаметр (мм) свариваемых элементов ________________ 11. Вид (способ) сварки ___________________________________________________ ________________________________________________________________________ 12. Марка металла свариваемых элементов ___________________________________ 13. Марка электрода ______________________________________________________ 14. Инициалы, фамилия и клеймо сварщика __________________________________ 15. Дата сварки __________________________________________________________ 16. Степень подготовленности рабочего места под проведение контроля согласно требованиям ОСТ ________________________________________________________ ________________________________________________________________________ Заявка подана " " 19 г.

ПРИЛОЖЕНИЕ 4

ФОРМА ЖУРНАЛА РЕГИСТРАЦИИ ЗАЯВОК

ПРИЛОЖЕНИЕ 5

КОНТАКТНЫЕ ЖИДКОСТИ

Контактная жидкость Таганрогского завода "Красный котельщик"

Легкосмывающаяся ингибиторная контактная жидкость имеет следующий состав: вода, л................................................................................................................... 8 нитрит натрия (технический), кг....................................................................... 1,6 крахмал (картофельный), кг............................................................................... 0,24 глицерин (технический), кг............................................................................... 0,45 кальцинированная сода (техническая), кг........................................................ 0,048

Способ приготовления

Соду и нитрит натрия растворяют в 5 л холодной воды и кипятят в чистой посуде. Крахмал растворяют в 3 л холодной воды и вливают в кипящий раствор нитрита натрия и соды. Раствор кипятят 3-4 мин., после чего в него вливают глицерин, затем раствор охлаждают. Контактную жидкость используют при температурах от +3 до +38 º С.

Контактная жидкость Черновицкого машзавода

Контактная жидкость представляет собой водный раствор полиакриламида и нитрита натрия в следующем соотношении: полиакриламид в % ............................................................................................. от 0,8 до 2 нитрит натрия в % ............................................................................................... от 0,4 до 1 вода в % ............................................................................................................ от 98,8 до 97

Способ приготовления

В стальной бачок емкостью 3 литра, снабженный мешалкой при числе оборотов 800-900 об/мин., загружают 500 г технического (8%) полиакриламида и 1,3 л воды, перемешивают в течение 10-15 мин. до получения однородного раствора нитрита натрия. В бункер загружается соответствующее количество полиакриламида, раствора нитрита натрия и воды. Затем включается мотор и содержимое бункера в течение 5-10 мин. многократно перекачивается до получения однородной массы. При использовании насоса производительностью 12,5 л/мин. применяется электромотор мощностью 1 квт.

ПРИЛОЖЕНИЕ 6

Справочное

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕГМЕНТНЫХ ОТРАЖАТЕЛЕЙ

Сегментные отражатели изготавливают на поверхности испытательного образца путем фрезерования на координатно-расточном станке по схеме (черт. 1). Диаметр фрезы выбирают в зависимости от требуемой площади сегментного отражателя. Глубину Н фрезерования выбирают по графикам (черт. 2, 3). Угол α наклона фрезы устанавливают равным углу ввода ультразвуковых колебаний. Допускается изготовление сегментных отражателей на фрезерных станках. Глубину Н фрезерования измеряют индикатором с игольчатым нутромером.

Способ изготовления сегментных отражателей

График зависимости глубины фрезерования "Н" от площади сегмента " S " для искателей с разными углами призм (диаметр фрезы 3 мм)

График зависимости глубины фрезерования "Н" от площади " S " для искателей с разными углами призм (диаметр фрезы 6 мм)

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КООРДИНАТ ДЕФЕКТОВ КОМПЛЕКТОМ "ЭХО" ПРИ КОНТРОЛЕ ШВОВ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

1. Общие указания

1.1. Координаты "Н" и " L " определяют непосредственно по шкале экрана ЭЛТ. 1.2. Для определения координат по шкале выполняют следующие операции: выбирают рабочий диапазон развертки; выставляют положение и длительность строб-импульса в соответствии с зоной контроля шва сварного соединения и проводят градуировку шкалы применительно к толщине свариваемых элементов, вычисляют масштабные коэффициенты К Н и К L . 1.3. Настройку комплекта "ЭХО" проводят по испытательному образцу, который используется для настройки чувствительности при контроле. 1.4. Для удобства вычислений принимают значение малого деления шкалы по горизонтали равным 0,2. 1.5. Регулятором " Y " совмещают линию развертки с нижней горизонтальной линией шкалы, а регулятором "X" совмещают максимум амплитуды зондирующего импульса с первой слева вертикальной линией шкалы экрана. 1.6. Устанавливают переключатель "развертка грубо" в положение "5", а регулятор " " в крайнее правое положение. 1.7. Устанавливают регулятором " " передний фронт строб-импульса вблизи заднего фронта зондирующего импульса (ЗИ), а регулятором " " делают длительность строб-импульса такой, чтобы его задний фронт располагался в конце шкалы.

2. Методика определения координат дефектов при прозвучивании швов сварных соединений прямым лучом

2.1. В соответствии с толщиной 6 свариваемых элементов по табл. 1 определяют масштабный коэффициент К Н.

Таблица 1

2.2. В соответствии с толщиной δ " (частью толщины) шва сварного соединения, контроль которой возможен прямым лучом, равной расстоянию от центра отражателя 1 (типа "боковое сверление") до дна испытательного образца (черт. 1) по формуле определяют число делений, которое необходимо установить между передними фронтами сигналов (1)и (2). 2.3. Перемещая искатель по поверхности испытательного образца (черт. 1) последовательно добиваются максимальных амплитуд сигнала (2) от отражателя 2, находящегося на максимальной глубине и сигнала (1) от отражателя 1. 2.4. Регуляторами "развертка грубо", " " и " " добиваются расстояния между передними фронтами максимальных амплитуд сигналов (2) и (1), равного N больших делений, методом последовательного приближения, (в рассматриваемом на черт. 1 примере N=4,4).

Пример градуировки шкалы при прозвучивании швов сварных соединений прямым лучом

2.5. Совмещают регулятором " " передний фронт строб-импульса с положением переднего фронта сигнала (1). 2.6. Совмещают регулятором " " задний фронт строб-импульса с положением переднего фронта сигнала (2). 2.7. Для определения координат дефекта выставляют максимальную амплитуду сигнала от отражателя, обнаруженного в зоне контроля (например, сигнала (3) от отражателя 3, черт. 1). Затем подсчитывают число делений N i от заднего фронта строб-импульса до переднего фронта сигнала от дефекта в зоне контроля и определяют глубину (H) залегания дефекта по формуле:

H= δ -N i К Н;

В примере на черт. 1 N i = 2,6. 2.8. Расстояние L определяют по формуле:

3. Методика определения координат дефектов при прозвучивании швов сварных соединений прямым и однократно отраженным лучом

3.1. В соответствии с толщиной δ свариваемых элементов по табл. 2 определяют масштабный коэффициент K H .

Таблица 2

3.2. Определяют число делений N п, которое устанавливают между положениями передних фронтов сигналов от отражателей 2 и 4 при прозвучивании однократно отраженным лучом (черт. 2) по формуле:

N п = δ / K H .

3.3. Определяют число делений, которое устанавливают между положениями передних фронтов сигналов (1) и (2) от отражателей 1 и 2 при прозвучивании прямым лучом (черт. 2) по формуле:

N л = δ "/ K H .

3.4. Перемещая искатель по испытательному образцу, добиваются максимальной амплитуды сигнала (4) от отражателя 4 (черт. 2), находящегося на максимальном расстоянии от точки ввода луча при прозвучивании однократно отраженным лучом. 3.5. Устанавливают переключателем "развертка грубо" и регулятором " " сигнал (4) между 8 и 9 большими делениями горизонтальной шкалы. 3.6. Регуляторами " " и " " методом последовательных приближений совмещают передний фронт максимальной амплитуды сигнала (2) от отражателя 2 с серединой шкалы, а передний фронт максимальной амплитуды сигнала (4) от отражателя 4 располагают на расстоянии равном N п делений (п. 3.2 .) от середины шкалы вправо. 3.7. Устанавливают регулятором " " передний фронт строб-импульса на расстоянии равном N л делений (п. 3.3.) от середины шкалы влево, соответствующем положению переднего фронта максимальной амплитуды сигнала (1) от отражателя 1. 3.8. Совмещают регулятором " " задний фронт строб-импульса с положением переднего фронта максимальной амплитуды сигнала (4) от отражателя 4 (п. 3.6.).

Пример градуировки шкалы при прозвучивании швов сварных соединений прямым и однократно отраженным лучом

3.9. Считают все сигналы, обнаруженные в пределах длительности выставленного строб-импульса от его переднего фронта до середины шкалы, выявленными прямым лучом, а от середины шкалы до заднего фронта - однократно отраженным лучом. 3.10. Глубины залегания (Н л, Н п) обнаруженных дефектов в зоне прозвучивания прямым лучом определяют по формуле:

Н л = δ - N л i К Н;

Где N л i - число делений шкалы, отсчитанных от середины до переднего фронта сигнала от дефекта, - а в зоне прозвучивания однократно отраженным лучом определяют по формуле:

Н п = δ - N п i К Н;

Где N п i - число делений шкалы, отсчитанных от заднего фронта строб-импульса до переднего фронта сигнала от дефекта. 3.11. Определяют расстояние L л в зоне прозвучивания прямым лучом по формуле:

L л =Н л · tg α ;

А однократно отраженным лучом по формуле:

L п =(2 δ -Н п) · tg α ;

3.12. Методика настройки комплекта "ЭХО" для определения координат дефектов при одновременном прозвучивании швов сварных соединений однократно- и двукратно отраженным лучами аналогична вышеизложенной. При этом, координаты Н и L определяют по формулам:

Н= N л i К Н;

Где К Н увеличивается в 3 раза по сравнению со значениями табл. 1.

L п =[(n +1) δ -Н п ] · tg α .

ПРИЛОЖЕНИЕ 8

МЕТОДИКА ПРОВЕРКИ ПОГРЕШНОСТИ ГЛУБИНОМЕРА ДЕФЕКТОСКОПА ДУК-66П

1.1. Устанавливают шкалу, выбранную в соответствии с рабочей частотой и углом призмы искателя. 1.2. Перемещают искатель по поверхности испытательного образца и при получении сигнала максимальной амплитуды от каждого из трех отверстий (см. чертеж), измеряют координаты Н и L с помощью глубиномерного устройства. 1.3. Сопоставляют определенные по глубиномеру координаты с координатами, измеренными метрическими средствами непосредственно на образце. 1.4. При превышении допустимой погрешности (по паспорту на дефектоскоп), полученной по результатам вышеуказанного сопоставления рекомендуется направлять прибор на поверку.

Испытательный образец с отражателями типа "боковое сверление" для проверки и корректировки шкалы глубиномера дефектоскопа типа ДУК-66П

ПРИЛОЖЕНИЕ 9

МЕТОДИКА УСТАНОВЛЕНИЯ ДЛИТЕЛЬНОСТИ И ПОЛОЖЕНИЯ СТРОБ-ИМПУЛЬСА

1.1. Длительность и положение строб-импульса устанавливают в соответствии с выбранным способом прозвучивания (прямым, однократно или двукратно отраженным лучом). 1.2. Настройку дефектоскопа осуществляют по испытательному образцу с отражателями, используемому для выставления предельной чувствительности (первый браковочный уровень). 1.3. В дефектоскопах УДМ-1М, УДМ-3, ДУК-66П, ДУК-66ПМ, за исключением комплекта "ЭХО", методика выставления строб-импульса аналогична. 1.4. Методика выставления длительности и положения строб-импульса для комплекта "ЭХО" непосредственно связана с методикой определения координат и изложена в рекомендуемом приложении 7. 1.5. При прозвучивании шва сварного соединения прямым и однократно отраженным лучом, передний фронт строб-импульса выставляют по переднему фронту сигнала с максимальной амплитудой, отраженного от нижнего отражателя (углового или сегментного), а задний фронт строб-импульса - по заднему фронту, сигнала с максимальной амплитудой, отраженного от верхнего отражателя - углового или сегментного (черт. 1). При такой настройке эхо-сигналы, появляющиеся в начале строб-импульса указывают на наличие дефектов в нижней части шва, а эхо-сигналы в конце строб-импульса - на наличие дефектов в верхней части шва.

Схема определения длительности и положения строб-импульса при прозвучивании шва прямым и однократно отраженным лучом

L " вычисляется в зависимости от δ , α и от схемы прозвучивания по формуле: L "=(n +1) d × tg a + d + m +25, где n - число отражений

1.6. При прозвучивании шва сварного соединения двукратно и однократно отраженным лучом, передний фронт строб-импульса выставляют по переднему фронту сигнала с максимальной амплитудой, отраженного от верхнего отражателя, а задний фронт строб-импульса - по заднему фронту максимального сигнала с максимальной амплитудой, отраженного от нижнего отражателя. При такой настройке эхо-сигналы в начале строб-импульса указывают на наличие дефектов в верхней части шва, а эхо-сигналы в конце строб-импульса - на наличие дефектов в нижней части шва (черт.2) 1.7. Положение строб-импульса выставляют регулятором "смещение по X" симметрично относительно середины шкалы экрана ЭЛТ для всех дефектоскопов за исключением комплекта "ЭХО".

Схема определения длительности и положения строб-импульса при прозвучивании шва однократно и двукратно отраженным, лучом

вычисляется в зависимости от δ , α и от схемы прозвучивания по формуле: =(n +1) d × tg a + d + m +25, где n - число отражений

ПРИЛОЖЕНИЕ 10

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ СТЕНКИ СВАРИВАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТОВ И ФАКТИЧЕСКОЙ ГРАНИЦЫ (ДЛИНЫ) СКОСА ПРЯМЫМ ИСКАТЕЛЕМ

1.1. Искатель устанавливают на предварительно подготовленную под контроль с двух сторон шва и покрытую контактной жидкостью поверхность свариваемых элементов на расстоянии не менее 40 мм от линии перехода шва в основной металл. При диаметре свариваемых элементов менее 300 мм указанную поверхность зачищают до получения ровной плоскости шириной большей диаметра прямого искателя (см. чертеж). 1.2. По глубиномерному устройству, настроенному для измерения прямым искателем согласно инструкции к дефектоскопу, определяют толщину стенок свариваемых элементов. 1.3. Для определения фактической границы (длины L ск) скоса искатель перемещают по поверхности элемента, имеющего большую толщину, в сторону шва до появления резкого увеличения расстояния между зондирующим и ближайшим отраженным импульсами по сравнению с расстоянием между остальными многократно отраженными сигналами. Отметив найденное таким образом положение искателя (см. поясняющую схему на чертеже), линейкой измеряют расстояние L ск от осевой линии шва до положения метки на поверхности элемента.

Схема прозвучивания стенок свариваемых элементов прямым искателем для определения их толщины и длины скоса

ЗИ - зондирующий импульс; 1,2,3... сигналы отраженные от противоположной стороны стенки свариваемых элементов

ПРИЛОЖЕНИЕ 11

ЖУРНАЛ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

Номер заключения и дата его выдачи

Дата проведения контроля

Наименование объекта контроля и его адрес

Объем контроля

Характеристика сварного соединения

Параметры контроля

Результаты контроля

Оценка качества шва сварного соединения

Сведения о повторном контроле

Фамилия дефектоскописта

Подпись дефектоскописта

Примечание

Тип соединения

Индекс (номер) шва по чертежу

Диаметр и толщина свариваемых элементов, мм

Марка стали

Способ сварки

Тип дефектоскопа и его номер

Рабочая частота, МГц

Тип и гол призмы искателя, град

Площадь предельно допустимого эквивалентного дефекта

Номер участка сварного соединения

Сокращенное описание обнаруженных дефектов

Кол-во обнаруженных дефектов на 100 мм длины шва

Условная протяженность дефектов на 100 мм длины шва, мм

ПРИЛОЖЕНИЕ 12

(наименование объекта)			(наименование организации, проводившей контроль-
Линия №			монтажное управление треста, лаборатория)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ №___ по проверке качества швов стыковых сварных соединений трубопроводов ультразвуковым методом Чертеж (формуляр, монтажная схема) № ____________________________________________________________________________ Фамилия, имя, отчество и номер клейма сварщика ____________________________________________________________________ Тип дефектоскопа и его заводской номер ____________________________________________________________________________ Начальник лаборатории _______________________________________________________ подпись (фамилия, имя, отчество) Дефектоскопист по ультразвуковому контролю ___________________________________ подпись (фамилия, имя, отчество)

Примечание: 1. Номер заключения должен являться порядковым номером соответствующей записи в журнале ультразвукового контроля. 2. Схема контроля приведена на обороте.

ПРИЛОЖЕНИЕ 13

ДЕФЕКТОГРАММА №6 СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ №30 ЗАПИСЬ №21 В ЖУРНАЛЕ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

(пример заполнения)

Примечание: стрелка "+" указывает направление движения продукта от нас перпендикулярно плоскости чертежа

1. Назначение метода. 2 2. Требования к дефектоскопистам и участку ультразвукового контроля. 2 3. Требования безопасности. 3 4. Требования к аппаратуре и материалам.. 4 5. Подготовка к контролю.. 7 6. Проведение контроля. 14 7. Обработка и оформление результатов контроля. 19 Приложение 1 Рекомендуемые дефектоскопы и их основные технические характеристики. 21 Приложение 2 Методика определения линейности развертки специализированного комплекта " эхо" . 22 Приложение 3 Заявка на ультразвуковой контроль швов сварных соединений. 22 Приложение 4 Форма журнала регистрации заявок. 23 Приложение 5 Контактные жидкости. 23 Приложение 6 Способ изготовления сегментных отражателей. 23 Приложение 7 Методика определения координат дефектов комплектом " эхо" при контроле швов сварных соединений. 25 Приложение 8 Методика проверки погрешности глубиномера дефектоскопа дук-66п.. 28 Приложение 9 Методика установления длительности и положения строб-импульса. 29 Приложение 10 Определение толщины стенки свариваемых элементов и фактической границы (длины) скоса прямым искателем.. 30 Приложение 11 Журнал ультразвукового контроля. 32 Приложение 12 Заключение по проверке качества швов стыковых сварных соединений трубопроводов ультразвуковым методом.. 32 Приложение 13 Дефектограмма №6 сварного соединения №30 запись №21 в журнале ультразвукового контроля. 33

). Расширенный перечень нормативов касающихся УЗ ПЭП приведен в конце данной страницы. УЗ ПЭП можно условно классифицировать по следующим признакам:

По углу ввода колебаний различают:

• Прямые преобразователи вводят и (или) принимают колебания по нормали к поверхности объекта контроля в точке ввода.
• Наклонные преобразователи вводят и (или) принимают колебания в направлениях отличных от нормали к поверхности объекта контроля.

По способу размещения функций излучения и приема УЗ сигнала различают:

• Совмещенные ПЭП где один и тот же пьезоэлемент, работает как в режиме излучения так и в режиме приема.
• Раздельно-совмещенные преобразователи где в одном корпусе размещены два и более пьезоэлемента, один из которых работает только в режиме излучения, а другие в режиме приема.

По частоте колебаний

• Высокочастотные УЗ ПЭП условно можно ограничить диапазоном 4-5 МГц, такую частоту обычно применяют при контроле мелкозернистых заготовок небольшой толщины (обычно менее 100мм) и сварных соединений толщиной менее 20мм.
• Среднечастотные УЗ ПЭП с диапазоном частот 1,8-2,5 МГц. Преобразователи с данным диапазоном частот применяются для контроля изделий большей толщины и с большим размером частиц.
• Низкочастотные УЗ ПЭП с диапазоном частот 0,5-1,8 МГц, используются для контроля заготовок с крупнозернистой структурой и высоким коэффициентом затухания, например чугуна, бетона или пластика.

По способу акустического контакта

• Контактные ПЭП где рабочая поверхность соприкасается с поверхностью ОК или находится от нее на расстоянии менее половины длины волны в контактной жидкости .
• Иммерсионные которые работают при наличии между поверхностями преобразователя и ОК слоя жидкости толщиной больше пространственной протяженности акустического импульса.

По типу волны возбуждаемой в объекте контроля:

• Продольные волны - колебания которых происходит вдоль оси распространения;
• Сдвиговые (поперечные) волны - колебания которых происходит перпендикулярно оси распространения;
• Поверхностные волны (волны Реллея) - распространяющиеся вдоль свободной (или слабонагруженной) границы твердого тела и быстро затухающие с глубиной.
• Нормальные ультразвуковые волны (волны Лэмба) – ультразвуковые волны, которые распространяются в пластинах и стержнях. Существуют симметричные и антисимметричные волны.
• Головные волны – савокупность акустических волн возбуждаемых при падении пучка продольных волн на границу раздела 2 твердых сред под первым критически углом.

Смотрите так же статьи:

• Преобразователи для контроля дифракционно-временным методом TOFD

Выбор ультразвукового пьезоэлектрического преобразователя

Выбор преобразователя, зависит от параметров контролируемого объекта, таких как материал, толщина, форма и ориентация дефектов и т.д.

Выбор ПЭП по углу ввода (прямой или наклонный) выбирают исходя из схемы прозвучивания конкретного объекта. Схемы прозвучивания содержатся в государственных и ведомственных стандартах , а так же технологических картах контроля . В общем случае угол ввода выбирают таким образом, что бы обеспечивалось пересечение проверяемого сечения акустической осью преобразователя (прямым или однократно отраженным лучем). Выявление дефектов выходящих на поверхность наиболее эффективно обеспечивается при падении поперечной волны под углом 45 °±5° к этой поверхности.

Выбор ПЭП по схеме включения (совмещенный или РС) выбирается в зависимости от толщины изделия или расстояния зоны контроля от поверхности ввода. Прямые совмещенные ПЭП обычно применяют при контроле изделий толщиной более 50мм, а прямые РС ПЭП для контроля изделий толщиной до 50мм включительно, или приповерхностного слоя до 50мм.

Наклонные РС ПЭП в основном используются по совмещенной схеме включения. Наклонные РС ПЭП с поперечной волной используют преимущественно для контроля сварных соединений тонкостенных (до 9мм) труб диаметром не более 400мм (хордовые преобразователи). Наклонные РС ПЭП с продольной волной применяют для контроля соединений с крупнозернистой структурой и высоким уровнем шумов (аустенитные швы).

Выбор ПЭП по частоте колебаний , выбирается в основном исходя из толщины ОК и требуемой чувствительности контроля. Благодаря более короткой волне, высокочастотные преобразователи позволяют находить дефекты меньшего размера, тогда как УЗ волны низкочастотных ПЭП глубже проникают в материал, т.к. коэффициент затухания уменьшается с частотой. Низкочастотные ПЭП применяются при контроле крупнозернистых материалов и материалов с высоким коэффициентом затухания.

При выборе частоты надо учитывать, что ее увеличение вызывает:

• увеличение ближней зоны
• уменьшение мертвой зоны, связанное с уменьшением длительности свободных колебаний пьезоэлемента;
• улучшение лучевой и фронтальной разрешающей способности;
• сужение характеристики направленности;
• увеличение коэффициента затухания и связанное с ним падение чувствительности на больших толщинах
• увеличение уровня структурных шумов в крупнозернистых материалах; уменьшение уровня собственных шумов ПЭП, связанное с увеличением затухания звуковой волны в элементах ПЭП при возрастании частоты;

Подпишитесь на наш канал You Tube

П111 - Прямые совмещенные преобразователи

Преобразователи типа П111 используются для дефектоскопии и толщинометрии изделий продольными волнами. На практике, прямые совмещенные преобразователи применяются для контроля листов, плит, валов, отливок, поковок, а также для поиска локальных утонений в стенках изделий. Преобразователи П111 используются для выявления объемных и плоскостных дефектов – пор, волосовин, расслоений и т.д. Характеристики ПЭП типа П111 приведены в таблице:

Обозначение УЗ ПЭП	Эффективная частота, МГц		Диаметр отражателя, мм	Диаметр рабочей поверхности, мм	Габаритные размеры, мм
П111-1,25-К20	1,25 ± 0,125	15 - 180	3,2	22	Ø 32х43
П111-2,5-К12	2,5 ± 0,25	10 - 180	1,6	14	Ø 22х35
П111-2,5-К20	2,5 ± 0,25	25 - 400	1,6	22	Ø 32х43
П111-5-К6	5,0 ± 0,5	5 - 70	1,2	9	Ø 19х32
П111-5-К12	5,0 ± 0,5	15 - 200	1,2	14	Ø 22х35
П111-5-К20	5,0 ± 0,5	15 - 200	1,2	22	Ø 32х43
П111-10-К6	10,0 ± 1,0	5 - 30	1,0	9	Ø 19х32

П112 - прямые раздельно-совмещенные преобразователи

Контактные раздельно-совмещенные преобразователи , типа П112, как правило используются для применяются для определения остаточной толщины стенки изделий и для поиска дефектов, расположенных на относительно небольших глубинах под поверхностью. Толщина контролируемых П 112 объектов, как правило, находится в диапазоне от 1 до 30мм. Характеристики П112 приведены в таблице:

Обозначение УЗ ПЭП	Эффективная частота, МГц	Диапазон контроля по стали 40х13, мм	Диаметр отражателя, мм	Размеры рабочей поверхности, мм	Габаритные размеры, мм
П112-2,5-12	2,5 ± 0,25	2 - 30	1,6	Ø 16	Ø 24 х 43
П112-5-6	5,0 ± 0,5	1 - 25	1,2	Ø 9	Ø 21 х 40
П112-5-12	5,0 ± 0,5	2 - 30	1,2	Ø 16	Ø 24 х 43
П112-5-3x4	5,0 ± 0,5	1 - 25	1,2	10 х 15	Ø 32 х 12 х 28

П121 наклонные совмещённые преобразователи

Наклонные преобразователи , типа П121, широко применяются в задачах контроля сварных соединений, листов, штамповок, поковок и других объектов. Преобразователи П121 позволяют выявлять трещины, объемные дефекты, такие как неметаллические включения, поры, непровары, усадочные раковины и т.п. С помощью преобразователей типа П121, как правило, определяются характеристики вертикально ориентированных дефектов. Характеристики и возможная маркировка П 121 одного из производителей приведены в таблице:

Условное обозначение	Угол ввода по образцу СО-2, град	Диапазон контроля по стали, мм	Эффективная частота, МГц	Стрела, мм	Размер ПЭ, мм	Размер рабочей поверхности, мм	Габаритные размеры, мм
П121-1,8-40-М-002	40+-1,5	1…50	1,8+-0,18	9	8х10	24х12	33х16х25
П121-1,8-50-М-002	50+-1,5	1…50	1,8+-0,18	10	8х12	30х16	33х16х25
П121-1,8-65-М-002	65+-1,5	1…45	1,8+-0,18	12	8х12	32х16	33х16х24
П121-2,5-40-М-002	40+-1,5	0,7…50	2,5+-0,25	8	8х12	30х16	33х16х25
П121-2,5-45-М-002	45+-1,5	0,7…50	2,5+-0,25	8	8х12	30х16	33х16х25
П121-2,5-50-М-002	50+-1,5	0,7…50	2,5+-0,25	8	8х12	30х16	33х16х25
П121-2,5-65-М-002	65+-2	0,7…45	2,5+-0,25	10	8х12	32х16	33х16х25
П121-2,5-70-М-002	70+-2	0,7…35	5+-0,5	12	8х12	32х16	33х16х25
П121-5-40-М-002	40+-1,5	0,7…50	5+-0,5	5	5х5	20х16	20х16х16
П121-5-45-М-002	45+-1,5	0,7…50	5+-0,5	5	5х5	20х16	20х16х16
П121-5-50-М-002	50+-1,5	0,7…50	5+-0,5	5	5х5	20х16	20х16х16
П121-5-65-М-002	65+-2	0,7…40	5+-0,5	6	5х5	20х16	20х16х16
П121-5-70-М-002	70+-2	0,5…25	5+-0,5	7	5х5	20х16	20х16х16

П122 – наклонные раздельно-совмещенные преобразователи

Хордовые преобразователи типа П122 в основном применяют для контроля кольцевых сварных швов трубных элементов из сталей и полиэтилена диаметром от 14 до 219 мм. с толщиной стенки от 2 до 6 мм., используются контактные раздельно-совмещенные хордовые преобразователи. Применение преобразователей хордового типа особенно эффективно для контроля тонкостенных сварных швов от 2 до 4 мм.

Преобразователи типа П122 предназначены для контроля тонкостенных сварных швов, как правило из нержавеющих, малоуглеродистых сталей и сплавов алюминия Характерная особенность ПЭП – минимальная мертвая зона и фокусировка УЗ поля в определенном диапазоне толщин. Характеристики П 121 представлены в таблице:

Наименование	Угол ввода	Стрела	Фокусное расстояние по оси Y (глубина)	Фокусное расстояние по оси X	УЗК сварных швов толщиной
П122-5,0-65-М	65 о	7 мм	9 мм	13 мм	7 - 12 мм
П122-5,0-70-М	70 о	7 мм	5 мм	10 мм	5 - 9 мм
П122-5,0-75-М	75 о	7 мм	4 мм	9 мм	4 - 8 мм
П122-8,0-65-М	65 о	5 мм	6 мм	9 мм	5 - 7 мм
П122-8,0-70-М	70 о	5 мм	4 мм	8 мм	3 - 5 мм
П122-8,0-75-М	75 о	5 мм	3 мм	7 мм	2 - 4 мм

В строительстве применяют трубы Ø от 28 до 1420 мм с толщиной стенки от 3 до 30 мм. Весь диапазон диаметров по дефектоскопичности условно можно разделить на 3 группы:

1. Ø от 28 до 100 мм и Н от 3 до 7 мм
2. Ø от 108 до 920 мм и Н от 4 до 25 мм
3. Ø от 1020 до 1420 мм и Н от 12 до 30 мм

Согласно исследованиям, которые были проведены в МГТУ им. Н.Э. Баумана за последнее время, в процессе разработки методов ультразвукового контроля сварных соединений труб следует учитывать такой очень важный фактор, как анизотропию упругих характеристик материала труб.

Анизотропия трубной стали, ее особенности

Анизотропи́я - это различие свойств среды (к примеру, физических: теплопроводности, упругости, электропроводности и др.) в разных направлениях внутри данной среды.

В процессе УЗ-контроля сварных соединений магистральных газопроводов, собранных из труб отечественного и зарубежного производства, обнаружены пропуск серьезных корневых дефектов, неточная оценка их координат, существенный уровень акустических шумов.

Выяснилось, что при соблюдении оптимальных параметров контроля и во время его проведения главная причина пропуска дефекта - это наличие значительной анизотропии упругих свойств основного материала. Она влияет на скорость, затухание и отклонение от прямолинейности движения ультразвукового пучка.

Во время прозвучивания металла более 200 штук труб по схеме, изображенной на рис. 1, выяснилось, что среднеквадратичное отклонение скорости волны при таком направлении движения и поляризации равно 2 м/с (для поперечных волн). Отклонения скоростей от табличных величин на 100 м/с и более не являются случайными и связаны, вероятно, с технологией производства проката и труб. Такие отклонения оказывают сильное влияние на распространение поляризованных волн. Помимо указанной анизотропии, обнаружена также неоднородность скорости звука по толщине стенки трубы.

Рис. 1. Обозначения наплавлений в металле трубы: X, Y, Z.- направления распространения ультразвука: х. у.z:- направления поляризации; Y- направление проката: Z- перпендикуляр к плоскости трубы

Структура листового проката слоистая, представляющая собой вытянутые во время деформации волокна металла и прочих включений. Помимо того, из-за воздействия на металл термомеханического цикла прокатки, неравномерные по толщине участки листа подвергаются различным деформациям. Эти особенности становятся причиной того, что скорость звука дополнительно зависит от глубины нахождения прозвучиваемого слоя.

Особенности контроля сварных швов труб различного диаметра

Трубы Ø от 28 до 100 мм

Отличительной особенностью сварных швов труб Ø от 28 до 100 мм с Н от 3 до 7 мм является возникновение провисаний внутри трубы. Это становится причиной появления на экране дефектоскопа ложных эхо-сигналов от них во время контроля прямым лучом, которые совпадают по времени с эхо-сигналами, отраженными от надкорневых дефектов, найденных однократно отраженным лучом. В связи с тем, что эффективная ширина пучка сопоставима с толщиной стенки трубы, то отражатель крайне сложно идентифицировать по местонахождению искателя относительно валика усиления. В центре шва также имеется неконтролируемая зона по причине большой ширины валика шва. Все это является причиной низкой вероятности (10-12%) выявления недопустимых объемных дефектов, хотя недопустимые плоскостные дефекты обнаруживаются намного лучше (~ 85 %). Основные характеристики провисания - глубина, ширина и угол смыкания с поверхностью объекта - являются случайными величинами для этого типоразмера труб; средние значения равны соответственно 2,7 мм; 6,5 мм и 56°30".

Прокат себя ведет как анизотропная и неоднородная среда с довольно сложными зависимостями скоростей упругих волн от направления поляризации и прозвучивания. Скорость звука изменяется примерно симметрично по отношению к середине сечения листа, причем в районе этой середины скорость поперечной волны может сильно (до 10 %) уменьшаться по сравнению с окружающими областями. Скорость поперечной волны в контролируемых объектах изменяется в диапазоне от 3070 до 3420 м/с. На глубине до 3 мм от поверхности проката скорость поперечной волны может незначительно (до 1 %) увеличиться.

Помехоустойчивость контроля значительно повышается в случае использования наклонных раздельно-совмещенных ПЭП типа РСН (рис. 2), которые названы хордовыми. Они были сконструированы в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Особенностью контроля является то, что во время поиска дефектов нет необходимости в поперечном сканировании. Оно выполняется только по периметру трубы в момент прижатия к шву передней грани преобразователя.

Рис. 2. Наклонный хордовый РСН-ПЭП: 1- излучатель: 2 - приемник

Трубы Ø от 108 до 920 мм

Трубы Ø от 108 до 920 мм с Н от 4 до 25 мм также соединяют односторонней сваркой без обратной подварки. До недавнего времени контроль данных соединений выполняли с помощью совмещенных ПЭП по методике, составленной для труб Ø от 28 до 100 мм. Но для такой методики контроля требуется наличие довольно большой зоны совпадений (зоны неопределенности). Это значительно снижает точность оценки качества соединения. Помимо того, совмещенные ПЭП характеризуются высоким уровнем реверберационных шумов, которые затрудняют расшифровку сигналов, а также неравномерностью чувствительности, которую не всегда могут компенсировать доступные средства. Использование хордовых раздельно-совмещенных ПЭП с целью контроля этого типоразмера сварных соединений нецелесообразно, поскольку по причине ограниченности величин углов ввода ультразвуковых колебаний с поверхности сварного соединения габариты преобразователей существенно увеличиваются, становится большей и площадь акустического контакта.

В МГТУ им. Н. Э. Баумана созданы наклонные ПЭП с выровненной чувствительностью для выполнения контроля сварных стыков Ø от 100 мм. Выравнивание чувствительности обеспечивает такой выбор угла разворота 2, чтобы верхняя часть и середина шва прозвучивались центральным один раз отраженным лучом, а нижняя часть - прямыми периферийными лучами, которые падают на дефект под углом Y, от центрального. На рис. 3. показан график зависимости угла введения поперечной волны от угла разворота и раскрытия диаграммы направленности Y. В таких ПЭП падающая и отраженная от дефекта волны являются горизонтально поляризованными (SН -волна).

Рис. 3. Изменение угла ввода альфа, в пределе половины угла раскрытия диаграммы направленности РСН-ПЭП в зависимости от угла разворота дельта.

Из графиков ясно, что во время выполнения контроля объектов с толщиной стенки 25 мм неравномерность чувствительности РС-ПЭП достигает 5 дБ, вместе с тем как для совмещенного ПЭП она может достичь 25 дБ. РС-ПЭП характеризуется повышенным уровнем сигнал – помеха и исходя из этого повышенной абсолютной чувствительностью. К примеру, РС-ПЭП без проблем выявляет дефект площадью 0,5 мм2 в процессе контроля сварного соединения толщиной 10 мм как прямым, так и один раз отраженным лучом при отношении полезный сигнал/помеха 10 дБ. Порядок выполнения контроля данными ПЭП такой же, как и совмещенным ПЭП.

Трубы Ø от 1020 до 1420 мм

Сварные стыки труб Ø от 1020 до 1420 мм с Н от 12 до 30 мм выполняют двусторонней сваркой либо с подваркой обратного валика шва. В швах, которые выполнены двусторонней сваркой, обычно, ложные сигналы от задней кромки валика усиления дают не такую большую помеху, как в односторонних швах. Их амплитуда не так велика по причине более плавных очертаний валика. Кроме того, они дальше по развертке. По этой причине, для проведения дефектоскопии это самый подходящий типоразмер труб. Но результаты исследований, проведенных в МГТУ им. Н. Э. Баумана, показывают, что металл данных труб отличается наибольшей анизотропией. Чтобы снизить влияние анизотропии на обнаружение дефектов следует использовать ПЭП на частоту 2,5 МГц с углом призмы 45°, а не 50°, как указано в большинстве нормативных документов. Самую высокую точность контроля удалось получить при использовании ПЭП типа РСМ-Н12. В отличие от методики, составленной для труб Ø от 28 до 100 мм, при контроле данных соединений отсутствует зона неопределенности. В остальном способ контроля аналогичен. При использовании РС-ПЭП настройку скорости и чувствительности развертки также рекомендуется выполнять по вертикальному сверлению. Настройку скорости и чувствительности развертки наклонных совмещенных ПЭП следует производить по угловым отражателям соответствующего размера.

В процессе контроля сварных швов необходимо помнить, что в околошовной зоне бывают расслоения металла, которые затрудняют определение координат дефекта. Зону, в которой найден дефект наклонным ПЭП, необходимо дополнительно проконтролировать прямым ПЭП с целью уточнения характера дефекта и выявления точного значения глубины дефекта.

В атомной, нефтехимической промышленности и атомной энергетике при изготовлении трубопроводов, аппаратов и сосудов часто используют плакированные стали. Для плакировки внутренней стенки данных конструкций используют аустенитные стали, которые наносят методом наплавки, прокатки либо взрыва слоем от 5 до 15 мм.

Процесс контроля данных сварных соединений предусматривает анализ сплошности перлитной части сварного шва, а также зоны сплавления с восстановительной антикоррозионной наплавкой. При этом сплошность тела самой наплавки не контролируется.

Но по причине отличия акустических характеристик основного металла и аустенитной стали, от границы раздела во время проведения ультразвукового контроля появляются эхо-сигналы, препятствующие обнаружению дефектов, к примеру, отслоений плакировки и поднаплавочных трещин. К тому же, наличие плакировки и ее характеристики оказывают значительное влияние на параметры акустического тракта ПЭП.

По этой причине стандартные технологические решения являются неэффективными при контроле толстостенных сварных швов плакированных трубопроводов.

После многолетних исследований ученые выяснили основные особенности акустического тракта. Были получены рекомендации по оптимизации его характеристик и разработана технология выполнения ультразвукового анализа сварных швов с аустенитной плакировкой.

В частности, ученые установили, что при переотражении пучка ультразвуковых волн от границы перлит-аустенитной плакировки почти не меняется диаграмма направленности в случае плакировки прокаткой и значительно изменяется в случае нанесения плакировки наплавкой. Ее ширина существенно растет, а в пределах главного лепестка есть осцилляции в 15-20 дБ в зависимости от метода наплавки. Происходит значительное перемещение точки выхода отражения от границы плакировки пучка по сравнению с его местонахождением, а также изменяется скорость поперечных волн в переходной зоне.

При разработке технологии контроля сварных соединений плакированных трубопроводов учитывали все это. Данная технология предусматривает предварительное обязательное определение толщины перлитной части (глубины проплавления антикоррозионной наплавки).

Для более точного выявления плоскостных дефектов (несплавлений и трещин) лучше использовать ПЭП с углом ввода 45° и на частоту 4 МГц. Более точное обнаружение вертикально ориентированных дефектов на угле ввода 45° в отличие от углов 60 и 70° объясняется тем, что во время прозвучивания последними угол встречи пучка с дефектом близок к третьему критическому, при котором коэффициент отражения поперечной волны минимальный.
Во время прозвучивания трубы снаружи на частоте 2 МГц эхо-сигналы от дефектов экранирует интенсивный и длительный сигнал шума. Устойчивость к помехам ПЭП на частоту 4 МГц в среднем на 12 дБ выше. По этой причине полезный сигнал от дефекта, который находится в непосредственной близости от границы наплавки, будет лучше считываться на фоне помех. И наоборот, во время прозвучивания трубы изнутри через наплавку лучшую устойчивость к помехам обеспечат ПЭП на частоту 2 МГц.

Регламентирует технологию контроля сварных швов трубопроводов с наплавкой документ Госатомнадзора РФПНАЭГ-7-030-91.