Ультразвуковой неразрушающий контроль

Перед эксплуатацией металлические изделия должны получить сертификат соответствия ГОСТам, свидетельствующий об отсутствии внутренних дефектов. И если внешние повреждения можно уловить визуальным анализом, то для скрытых применяют различные методы, включая рентген. Однако наиболее распространённой диагностикой является ультразвуковая дефектоскопия благодаря её точности, скорости и безопасности. Используя приборы, издающие ультразвуковые волны, специалист получает дефектограмму о состоянии трубы или сварного шва. Это позволяет отобрать брак на стадии проверки или выявить преждевременный износ до катастрофических поломок или аварий. Поэтому УЗК - необходимая часть регулярного техосмотра в различных сферах промышленности.

Преимущества УЗК

Принцип работы ультразвукового контроля основан на излучении волн, проходящих через толщу изделия. Сталкиваясь с инородными включениями, трещинами, расслоениями или очагами коррозии, они отражаются и изменяют свои показатели. Датчик улавливает их на выходе, при помощи преобразователя интерпретирует в дефектограмму, показывающую координаты. В результате специалист получает точную локализацию и степень распространения внутреннего дефекта.

Из преимуществ ультразвукового контроля выделим:

• скорость. УЗК требует минимальной подготовки, сокращая время процедуры в сравнении с рентгеном и другими методами неразрушающего контроля. Её выполняют в лаборатории или портативно, используя автоматические дефектоскопы;
• точность. Современные дефектоскопы обладают высокой точностью, позволяя определить координаты, глубину залегания, тип и широту распространения дефекта. Это предотвращает несчастные случаи и аварии на производстве и помогает найти первопричину такого дефекта в виде неправильной эксплуатации или особенностей окружающей среды;
• универсальность. УЗК можно применять в любых условиях при соответствующей настройке прибора. Дефектоскопы используют для контроля труб, сварных швов в лабораториях или на выезде. Специальные модели способны выдерживать агрессивные среды ядерных и химических реакторов, контролируя степень их износа;
• экономию. Неразрушающий УЗК стоит недорого ввиду распространённости и доступности процедуры. Главным условием является специалист с сертификацией, способный подтвердить результаты измерения. Поэтому дефектоскопы широко используются на производстве или в сторонних компаниях.
• безопасность. Рентгеновский контроль требует защиты от излучения и остановку всех рабочих процессов. УЗК позволяет не прерывать работу и полностью безопасен для оператора и окружающих.

Ультразвуковая дефектоскопия имеет и определённые ограничения. Сложности возникают при диагностике предметов сложной геометрической формы, либо неоднородных материалов - в этих случаях требуется особая настройка или модель дефектоскопа. Компенсировать недостатки поможет опыт специалиста.

Виды ультразвукового неразрушающего контроля

Существует несколько методов УЗК для различных целей:

• прохождение - определение глубинных нарушений вроде расслоения;
• отражение - локализация и построение координат дефектов, их размеров и природы;
• импеданс - подходит для тонкостенных труб и аналогичных изделий, позволяет прозвучивать клеевые соединения; 
• вынужденные колебания - применяются для определения толщины изделия, так называемой толщинометрии;
• акустико-эмиссионный - подходит для поиска трещин, развивающихся и потенциальных слабых мест.

В зависимости от типа проверки, особенностей среды, нормативов ГОСТа, применяется один из перечисленных методов.

УЗК достаточно универсален - его используют во многих сферах промышленности. В транспортной и машиностроении он помогает находить дефекты железнодорожных путей, двигателей и комплектующих, в энергетической дефектоскопами следят за состоянием труб, при строительстве ими проверяют надёжность железобетонных конструкций. Несмотря на его первичное предназначение контроля качества сварных швов, сегодня УЗК применяют повсеместно, и особенно на объектах повышенной опасности, вроде ядерных или химических реакторов.

Как проводится

Схема работы зависит от типа изделия и метода ультразвукового анализа. Чаще всего объект делят на зоны, которые последовательно сканируют дефектоскопом. Для этого металлическую поверхность или шов очищают от жира и грязи, покрывают техническим маслом и устанавливают излучатель. Он посылает ультразвуковые волны в приёмник, затем прибор перевод и в электросигналы и создаёт дефектограмму.