Преимущества ультразвуковой диагностики сварных швов и соединений металлических конструкций

Все производственные и транспортные объекты, использующие сварные металлические соединения, требуют постоянного контроля над их состоянием. Основному диагностическому методу, дефектоскопии, должны в обязательном порядке подвергаться все швы, причем вне зависимости от срока их происхождения. Существует большое количество подобных методов контроля, в том числе с помощью радиосигналов, а также гамма дефектоскопия, рентгенодефектоскопия и т.д. Но, вот уже почти 85 лет наиболее популярным методом анализа сварных стыков и соединений является ультразвуковое обследование объекта. Популярность этого способа диагностирования металлических швов заключается в том, что даже при самой незначительной их неисправности или дефекте происходит уменьшение прочностных характеристик металла и разрушение свойств физического характера. Прибор в состоянии все это зафиксировать.

Технология проведения контроля посредством использования ультразвуковых волн, а точнее их проникновения в объект исследования и соответствующего отражения, эффективно применяется в различных методиках. Так, например, в медицинской промышленности подобная диагностика позволяет выполнить помимо основной функциональной задачи, еще и другую, не менее значимую, – не нанести никакого, даже самого мельчайшего, ущерба обследуемому оборудованию. Именно поэтому этот контроль и называется неразрушающим.

Но при использовании ультразвукового контроля (УЗК, — ред.) необходимо понимать, что он зависит от многих факторов, обеспечивающих качество его проведения. К ним относятся: выбор модели с техническими характеристиками, имеющими, соответствующую обследованию, калибровку и настройку устройства, а также опыт и квалификация специалиста, эксплуатирующего прибор. Согласно всем нормативным требованиям любой сварной шов, стык или соединение должен быть обследован на предмет качества исполнения. В противном случае, изделия, где они находятся, не допускаются к эксплуатации.

Преимущество УЗК заключается в том, что он в состоянии определить даже самый незначительный механический дефект в исследуемом объекте и мельчайшие отклонения в его химическом составе. Кроме того, устройство с поразительной точностью определит в сварных швах имеющиеся пустоты, а также различия в однородности структуры. Если в металле присутствуют неметаллические и шлаковые включения, то прибор это покажет.

Принцип функционирования ультразвукового устройства заключается в том, что колебания высокой частоты проникают внутрь исследуемой поверхности, и в случае обнаружения дефектов отражаются от них. Оператор на своих приборных панелях фиксирует изменение маршрута волны и дает свое заключение. Если отталкиваться от временных характеристик волнового движения, то он может определить расстояние до поврежденной части металла. А по амплитудным параметрам отражаемой волны у него есть возможность оценить относительную величину и объем повреждения.

В зависимости от получения необходимой информации и способов ее оценки, используются следующие виды ультразвукового контроля:

• теневой, основанный на уменьшающихся амплитудных характеристиках ультразвуковых волн и динамике его отражения;
• теневой, но зеркального типа, способный определить повреждения на основании затухающих отражающих волновых процессов;
• «тандемный» метод (эхо-зеркальный), состоящий из двух взаимосвязанных устройств, оценивающих дефект с разных сторон;
• метод «дельта», фиксирующий неисправность на основе ультразвуковых волн, которые переизлучились от повреждения;
• метод «эхо», регистрирующий отраженный от дефекта сигнал.

Отличительной особенностью этой диагностики является ее конкретность и четкость измерения соответствующих показателей обследуемого объекта. Главное – это правильное его использование. Тем не менее, прибор имеет свои ограничения. Существуют определенные дефекты, который он может диагностировать. Это:

• отклонения в химической структуре объекта;
• искажение размерных параметров;
• коррозионные процессы;
• нижнее провисание металлической поверхности сварного соединения;
• свищевые образования;
• недостаточная сплавленность шва и пустоты;
• непроваренность в стыках;
• наличие пор и трещин в зоне сварных соединений.

Ультразвуковая диагностика применима к чугунным и медным металлам, а также к легированной и аустенитной стали.

Этот метод используется при контроле металлов, имеющих следующие размерные характеристики:

• толщина сварного соединения в минимальных значениях – от 0,8 до 1,0 см;
• толщина металлической поверхности в максимальных значениях – от 50,0 до 80,0 см.;
• толщина металла на минимальной глубине – от 0,3 до 0,4 см.;
• глубина сварного соединения в максимальных значениях – 10 м.

Ультразвуковой диагностике подвергаются такие виды металлических конструкций как кольцевые, продольные, плоские швы, соединения таврового типа, а также сварные стыки и трубы.

Но, эта уникальная, отработанная временем, постоянно совершенствующаяся технология диагностических исследований имеет гораздо более широкую зону применения, чем анализ сварных соединений и швов. Ее используют при строительстве (реконструкции) зданий и сооружений, в нефтяной, газовой и химической промышленности, машиностроении, атомной и тепловой энергетике и т.д. УЗК проводится, когда необходимо провести диагностику различных агрегатов, узлов, труб (при износе трубопроводной сети), а также при осуществлении многочисленных работ в полевых и лабораторных условиях. Особенно востребована эта проверка при обследовании котлов и других механизмов, подвергающихся высоким температурам. Также, ультразвуковой контроль применяется при оценке качества сварных металлических швов, имеющих крупную структуру (крупнозернистую) и соединений сложной геометрии.

Таким образом, можно выделить следующие основные преимущества, присущие этому диагностическому устройству:

• низкая себестоимость, быстрота проведения и четкость показателей;
• абсолютная безопасность при применении;
• мобильность в использовании;
• удобство осуществления процедуры в сложных конструкциях;
• отсутствие дефектов после проведения диагностической процедуры.