Ультразвукова́я дефектоскопи́я — метод, предложенный С. Я. Соколовым в 1928 году и основанный на исследовании процесса распространения ультразвуковых колебаний с частотой 0,5 — 25 МГц в контролируемых изделиях с помощью специального оборудования — ультразвукового преобразователя и дефектоскопа.
Процесс обнаружения (выявления) и описания характера дефекта, определения его величины и причины происхождения называется дефектацией.
Дефектация судовых механизмов производится в предремонтный и ремонтный периоды. Предремонтная дефектация выполняется в период эксплуатации и технического обслуживания. Она позволяет в некоторой степени сократить объемы заводской дефектации.
Ремонтная дефектация проводится по полной программе в период ремонтов механизмов и включает процесс разборки механизма и дефектацию отдельных его деталей. В этот период оценивается качество отремонтированных или изготовленных деталей. Дефектация проводится также в процессе сборки и испытания отремонтированных механизмов.
По месту расположения на детали дефекты делятся на поверхностные, подповерхностные (глубиной до 2 мм) и внутренние, а по своей конфигурации могут быть плоскостными или объемными. В зависимости от характера дефекта применяются различные методы контроля, каждый из которых имеет ограниченное применение.
Методы дефектации разделяются на разрушающие и неразрушающие. К разрушающим методам контроля относят: механические испытания деталей или образцов (статические, динамические, усталостные, на загиб, сплющивание, отбортовку, твердость, срез и др.), гидравлические и воздушные испытания под давлением; металлографический и химический анализы материалов деталей.
Неразрушающим методам контроля уделяется особое внимание. Они делятся по способам дефектации, использующим какое-либо общее физическое явление или свойство, положенное в основу метода и конструкции средства дефектоскопии.
При ультразвуковом контроле используется один из трех методов про-звучивания: теневой (рис. 1), отражения (рис. 2) или резонансный (в зависи-мости от условий дефектации и конструкции прибора).
Рис.1 Схема контроля ультразвуковым теневым методом дефектации
Рис.2 Схема контроля ультразвуковым методом дефектации по принципу отражения
На рис.1 в детали 2 дефект 3 обнаруживается ультразвуком, который посылается излучателем 1 и улавливается приемником 4 (если в детали есть дефект, то в этом случае ультразвуковая энергия, улавливаемая приемником 4, уменьшается или исчезает).
На рис. 2 приемник 4, расположенный на одной поверхности с излучателем 1, улавливает отраженные ультразвуковые волны от дефекта 3 детали 2. Ультразвуковая дефектация позволяет обнаруживать дефекты на глубине от 3 мм и более. В судоремонтной и судостроительной практике широко применяются ультразвуковые дефектоскопы.
Процедура проведения дефектоскопии
Удаляется краска и ржавчина со сварочных швов и на расстоянии 50 — 70 мм с двух сторон.
Для получения более точного результата УЗД требуется хорошее прохождение ультразвуковых колебаний. Поэтому поверхность металла около шва и сам шов обрабатываются трансформаторным, турбинным, машинным маслом или солидолом, глицерином.
Прибор предварительно настраивается по определенному стандарту, который рассчитан на решения конкретной задачи УЗД. Контроль:
толщины до 20 мм — стандартные настройки (зарубки);
свыше 20 мм — настраиваются АРД-диаграммы;
качества соединения — настраиваются AVG или DGS-диаграммы.
Искатель перемещают зигзагообразно вдоль шва и при этом стараются повернуть вокруг оси на 10-150.
При появлении устойчивого сигнала на экране прибора в зоне проведения УЗК, искатель максимально разворачивают. Необходимо проводить поиск до появления на экране сигнала с максимальной амплитудой.
Следует уточнить: не вызвано ли наличие подобного колебания отражением волны от швов, что часто бывает при УЗД.
Если нет, то фиксируется дефект и записываются координаты.
Контроль сварных швов проводится согласно ГОСТу за один или два прохода.
Тавровые швы (швы под 90 0) проверяются эхо-методом.
Все результаты проверки дефектоскопист заносит в таблицу данных, по которой можно будет легко повторно обнаружить дефект и устранить его.
Рамки применения данной методики при выявлении дефектов
Контроль сварочных швов, основанный на УЗД довольно четкий. И при правильно проведенной методике испытания шва дает полностью исчерпывающий ответ по поводу имеющегося дефекта. Но рамки применения УЗК так же имеет.
С помощью проведения УЗК возможно выявить следующие дефекты:
Трещины в околошовной зоне;
поры;
непровары шва;
расслоения наплавленного металла;
несплошности и несплавления шва;
дефекты свищеобразного характера;
провисание металла в нижней зоне сварного шва;
зоны, пораженные коррозией,
участки с несоответствием химического состава,
участки с искажением геометрического размера.
Подобную УЗД возможно осуществить в следующих металлах:
чугун;
медь;
аустенитные стали;
легированные стали;
и в металлах, которые плохо проводят ультразвук.
УЗД проводится в геометрических рамках:
На максимальной глубине залегания шва — до 10 метров.
На минимальной глубине (толщина металла) — от 3 до 4 мм.
Минимальная толщина шва (в зависимости от прибора) — от 8 до 10 мм.
Максимальная толщина металла — от 500 до 800 мм.
Проверки подвергаются следующие виды швов:
плоские швы;
продольные швы;
кольцевые швы;
сварные стыки;
тавровые соединения;
сварные трубы.