Ультразвуковые дефектоскопы (УЗД) — это приборы неразрушающего контроля (НК), предназначенные для выявления трещин, дефектов сплавления, включений, пористости и внутренних дефектов в сварных швах, отливках, поковках, прокатных изделиях и других металлических изделиях. Они используют ультразвуковые импульсы (частоты 0,5–15 МГц), распространяющиеся через материал; отражения от внутренних дефектов собираются тем же или вторым преобразователем и анализируются для определения местоположения, размера и типа дефекта. Они используются при контроле сварных конструкций (мостов, сосудов под давлением, газопроводов), при приемочном контроле поковок и отливок, при периодических проверках промышленных предприятий и при квалификации персонала, занимающегося неразрушающим контролем.
Хотите помочь в выборе товара?
Принцип UT
Принцип основан на распространении высокочастотных упругих волн (ультразвука) в материале. Пьезоэлектрический преобразователь (обычно PZT) генерирует очень короткие ультразвуковые импульсы (десятые доли микросекунды), которые проникают в материал через контактную среду (гель, вода, масло для обеспечения акустической передачи между преобразователем и заготовкой). Волны распространяются с известной скоростью (например, 5920 м/с для продольных волн в стали) и отражаются от любых внутренних дефектов (трещин, включений) или от противоположной поверхности. Тот же преобразователь (в режиме импульсного эхо) или второй преобразователь (в режиме приема-передачи) регистрирует отражения, а электроника анализирует сигналы во временной области (А-сканирование).
Типы дефектоскопов
Современные дефектоскопы представляют собой компактные портативные приборы с A-сканированием в реальном времени, стробирующими окнами для автоматического обнаружения эхосигналов от дефектов, калибровкой вертикальной (амплитудной) и горизонтальной (время/расстояние) линейности, функциями коррекции амплитуды на расстоянии (DAC) для оценки дефектов на разных расстояниях от головки, функцией изменения усиления во времени (TVG) для компенсации затухания материала и функциями AVG/DGS для определения размеров дефектов. В самых передовых моделях интегрированы фазированная антенная решетка (с многоэлементными преобразователями и электронным сканированием луча), времяпролетная дифракция (TOFD), B-сканирование и C-сканирование для картирования дефектов.
Преобразователи и зонды
Ультразвуковые преобразователи различаются по следующим параметрам: частота (0,5-1 МГц для толстых, затухающих заготовок, таких как чугун; 2-5 МГц для стандартных применений на стали; 10-15 МГц для высокоточных измерений тонких материалов); геометрия (прямой контакт – монокристаллический, двухэлементный, двухлинейный; угловой – 45°, 60°, 70° для контроля сварных швов; погруженный в воду); размеры (от нескольких миллиметров до десятков миллиметров в диаметре); способ связи (контакт с контактной средой; погруженный в воду; воздушная связь для специальных применений). Выбор преобразователя зависит от материала, толщины, типа ожидаемых дефектов и метода контроля.
Применения
Области промышленного применения разнообразны: контроль сварных швов (проверка на наличие трещин, дефектов сплавления, шлаковых включений и пористости – в соответствии с отраслевыми стандартами, такими как EN 17640 для ультразвукового контроля сварных швов); приемка поковок и отливок (контроль центральной пористости, сегрегации); инспекция труб, сосудов под давлением и резервуаров на месте эксплуатации (для выявления усталостных трещин и локализованной коррозии); инспекция железнодорожных колес и осей для предотвращения катастрофических отказов; авиационная инспекция (испытание конструкционных элементов из легких сплавов); и исследования и разработки в области материалов.
Эталонные стандарты
Основные стандарты: ISO 9712 (квалификация персонала по неразрушающему контролю, уровни 1-2-3); ISO 17640 (УЗК сварки); ASTM E164 (УЗК контакта); EN 12668 (характеристика приборов УЗК); EN 583 (части 1-6, процедура УЗК). Специальная квалификация персонала для аэрокосмических применений соответствует стандарту NAS 410. Калибровка приборов УЗК выполняется с использованием эталонных блоков V1 (для линейности и базовой калибровки) и V2 (для применений с малым углом). Преобразователи проверяются с помощью специальных блоков на амплитуду, частоту и ширину импульса.
Критерии отбора
Выбор дефектоскопа зависит от следующих факторов: область применения (простой ультразвуковой контроль, фазированная решетка или времяпролетный детектор); диапазон толщин и материалов, подлежащих контролю; портативность (компактный для обслуживания на месте, настольный для лабораторий); отображение A-скана, B/C-скана и 3D-изображение; соответствие отраслевым стандартам (для аэрокосмической, энергетической, атомной промышленности); программное обеспечение для анализа и составления отчетов по стандарту ASNT/EN 17637; техническая поддержка и услуги по квалификации прибора.