Механизированный УЗК

Металлические и неметаллические изделия могут содержать скрытые дефекты, которые нельзя определить визуальным способом. Скрытые дефекты можно выявить при помощи систем ультразвукового неразрушающего контроля. В этой статье мы рассмотрим особенности этих систем и какие методики при этом используются.

Что такое механизированный УЗК

Главной задачей ультразвукового контроля является выявление скрытых дефектов внутри объекта исследования, как правило, металлического. Для этого применяют ультразвуковые колебания, которые, проникая в толщу материала, отражаются обратно от пустот, трещин и неоднородностей. Возвращаясь в противоположном направлении, они улавливаются прибором - дефектоскопом, который интерпретирует сигналы понятным для человека образом, составляя карту дефектов. Таким образом, можно с высокой точностью определить:

• глубину залегания дефекта;
• его локализацию по координатам;
• тип и размеры;
• потенциальную опасность
• остаточный ресурс.

Ультразвуковой контроль применяют при проверке сварных швов и основного металла. Также, УЗК применяется для анализа бетона, пластмасс, полимеров, композита и других подобных материалов с высокой однородностью.

Когда применяют механизированный УЗК

Ультразвуковой контроль широко применяется при производстве и эксплуатации изделий с высокой степенью прочности и надежности. С помощью методик УЗК осуществляют неразрушающий контроль на предмет скрытых дефектов в таких объектах контроля, как - авиационные двигатели, детали самолётов, железнодорожные рельсы, трубопроводы, реакторные установки. Объекты, выход из строя которых может привести к колоссальным аварийным последствиям, проверяют при помощи ультразвука.

УЗК - не единственная методика неразрушающего контроля, однако наиболее надёжный и точный способ из всех существующих на сегодняшний день. К основным преимуществам ультразвукового контроля относятся:

• высокая чувствительность - ультразвук тонко реагирует на дефекты любого размера и глубины залегания, точно выдавая координаты всех непроваров трещин, инородных включений и отслоений;
• безопасность для оператора - использование ультразвукового прибора не требует защитных мер, как в случае дефектоскопии с использованием рентгеновских лучей;
• экономия - дефектоскопы и процесс измерения сравнительно недорогой;
• удобство - контроль прибором ведётся без необходимости подготовки отдельных процедур. Его проводят прямо на рабочем месте, не прерывая другие процессы;
• надёжность - в отличие от других методов дефектоскопии, при сканировании ультразвуком объект не повреждается и остается целым;
• универсальность - УЗК хорошо показывает себя при работе с различными материалами, как металлом, так и полимерами.

Однако механизированный ультразвуковой контроль имеет и ряд ограничений. Например, этот метод недостаточно эффективен при неразрушающем контроле материалов, имеющих зернистую структуру. Пустоты и неоднородные образования в металле рассеивают волны, приводя к их быстрому затуханию. Уровень шероховатости поверхности объекта контроля также влияет на эффективность контроля.

Механизированный неразрушающий контроль осуществляется с помощью дефектоскопа, который отображает результаты контроля. Далее эти результаты расшифровывает инженер-дефектоскопист. Такой подход требует высокой квалификации, поскольку любая ошибка в расчётах приведёт к катастрофическим последствиям.

Какое оборудование используется

Дефектоскоп - портативный прибор, который используется для проведения УЗК с помощью методики импульсов ультразвуковых колебаний и регистрации интенсивности и времени прихода эхосигналов, отражённых от несплошностей (дефектов). Механизированные модели выполняют это в автоматизированном режиме, оставляя оператору необходимость рассчитывать координаты через специальное ПО.

Существуют два типа УЗ дефектоскопов - одно- и многоканальные. Первые более распространены, проще в обращении и имеют встроенный сканер, улавливающий сигналы. Многоканальные же более продуктивные - к ним подключают сразу несколько сканеров. Таким образом устройство покрывает большую площадь за один цикл работы, значительно ускоряя процесс.

Где применяется

Ультразвуковая дефектоскопия - универсальная процедура, которую применяют во многих сферах промышленности:

• строительство - для контроля железобетонных изделий, балок, мостов, соединений;
• нефтехимическая и газовая промышленность - контроль качества труб, их несущих конструкций и хранилищ-резервуаров;
• машиностроение - сканирование кузовов, элементов машин, 
• атомная энергетика - неразрушающий контроль атомных реакторов.

Основной сферой применений УЗК является неразрушающий контроль сварочных швов и основного металла.

Как проводится механизированный УЗК

Ультразвуковой контроль осуществляется при помощи нескольких блоков - генератора сигналов и приёмника, устройства регистрации и индикации, а также преобразователя.

Алгоритм работы следующий:

1. В объект вводится ультразвуковой сигнал в виде полны, распространяясь по его структуре до встречи с трещиной или иным выбивающимся дефектом.
2. Трещина, наслоение, неметаллическое включение и другие дефекты отражают волну, которую улавливает приёмник и передаёт в преобразователь.
3. Преобразователь конвертирует ультразвук в электрический сигнал, который передаётся на экран в виде эхо-импульса.
4. Из полученных данных специалист получает всю информацию о структуре объекта, глубине и ширине залегания дефекта.

УЗК - наиболее эффективный и простой способ неразрушающего контроля объектов различного типа.