Что такое эквивалентная площадь несплошности дефекта

Ручной ультразвуковой контроль (УЗК) сварных соединений сосудов и трубопроводов из сталей перлитных классов и мартенситно-ферритных классов

Дата публикации: 24.09.2015

Аннотация: Данная статья посвящена вопросу области применения ручного ультразвукового контроля (УЗК) сварных соединений сосудов и трубопроводов из сталей перлитных классов и мартенситно-ферритных классов, кроме литых деталей.

Ключевые слова: ультразвуковой контроль, неразрушающий контроль, эхо-метод, электронное сканирование, линейное сканирование, секторное сканирование.

Ручной ультразвуковой контроль (УЗК) сварных соединений, рассмотренный в настоящей статье, может использоваться при диагностике сосудов и трубопроводов из сталей перлитных классов и мартенситно-ферритных классов, кроме литых деталей.

УЗК контроль обеспечивает обнаружение и оценку допустимости несплошностей с эквивалентной площадью, предусмотренной нормами, регламентированными Ростехнадзором.

Описанная в данной статье методика контроля может быть применена при выполнении ультразвукового контроля оборудования основного металла и сварных соединений технических устройств, применяемых на опасном производственном объекте.

В сварных соединениях контролю и одинаковой оценке качества подлежит металл сварного шва и околошовной зоны. Ширина контролируемой околошовной зоны основного металла определяется в соответствии с требованиями Таблицы 1.

Таблица 1 – Размер околошовной зоны основного металла, оцениваемой по нормам для сварных соединений

Ширина контролируемых участков околошовной зоны определяется от граничной поверхности его разделки, указанной в конструкторской документации.

В сварных соединениях деталей различной толщины ширина указанной зоны определяется отдельно для каждой из сваренных деталей.

Ультразвуковой контроль проводят после исправления дефектов, обнаруженных при визуальном и измерительном контроле, при температурах окружающего воздуха и поверхности изделия в месте проведения контроля от + 5 до + 40 °C. Поверхности сварных соединений, включая зоны термического влияния и зоны перемещения ПЭП, должны быть очищены от сварочного грата, пыли, грязи, окалины, ржавчины. С них должны быть удалены забоины, отслаивающаяся окалина по всей длине контролируемого участка. При подготовке поверхности сканирования, ее шероховатость должна быть не хуже Rz=40 мкм.

Ширина подготовленной под контроль зоны должна быть не менее:

Проведение контроля предусматривает использование следующего оборудования, материалов и инструментов:

Выбор наклонных совмещенных преобразователей и прямых преобразователей проводится с учетом толщины контролируемого сварного соединения по Таблицам 2 и 3.

Таблица 2 – Выбор наклонных совмещенных преобразователей

Процедура ультразвукового контроля включает следующие операции:

Результаты контроля оцениваются с точки зрения соответствия измеренных характеристик максимально допустимым значениям, установленным в нормативных документах. По тем же нормам оценивают качество околошовной зоны, размеры которой указаны в таблице 1.

Нормативы качества по результатам УЗК определяются по действующей на момент проведения контроля руководящей нормативно-технической документацией (РД, ПКД, ТУ, ПК). Если специальные нормативы для конкретного контролируемого сварного узла отсутствуют, допускается руководствоваться нормами, приведенными в Таблице 4.

Качество сварных соединений оценивается по двухбалльной системе:

Источник

Эквивалентная площадь дефекта

Эквивалентная площадь дефекта

Площадь торца плоскодонного сверления, расположенного в испытательном образце на глубине, ближайшей к глубине залегания дефекта, и дающего эхо-сигнал, равный по амплитуде сигналу от дефекта

Эквивалентная площадь дефекта

Площадь круглого плоского отражателя с зеркальной поверхностью, ориентированной нормально к акустической оси преобразователя и расположенной на той же глубине, что и дефект, максимальная амплитуда эхосигнала от которого равна максимальной амплитуде эхосигнала от дефекта

Полезное

Смотреть что такое «Эквивалентная площадь дефекта» в других словарях:

эквивалентная площадь отражателя — Площадь плоскодонного искусственного отражателя, расположенного на том же расстоянии от поверхности ввода, что и дефект, при которой значения сигнала акустического прибора от дефекта и отражателя равны. [ГОСТ 23829 85] Тематики контроль… … Справочник технического переводчика

Пособие к СНиП III-18-75: Пособие по методам контроля качества сварных соединений металлических конструкций и трубопроводов, выполняемых в строительстве — Терминология Пособие к СНиП III 18 75: Пособие по методам контроля качества сварных соединений металлических конструкций и трубопроводов, выполняемых в строительстве: Акустическая ось Геометрическое место точек максимальной интенсивности поля в… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 24507-80: Контроль неразрушающий. Поковки из черных и цветных металлов. Методы ультразвуковой дефектоскопии — Терминология ГОСТ 24507 80: Контроль неразрушающий. Поковки из черных и цветных металлов. Методы ультразвуковой дефектоскопии оригинал документа: АРД диаграмма Система графиков, связывающих амплитуду эхо сигнала с расстоянием до дефекта и его… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

комнатная температура — 3.84 комнатная температура: Температура до 50 °С. Источник: ГОСТ Р 51365 99: Оборудование нефтепромысловое добычное устьевое. Общие технические условия … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 54786-2011: Крепежные изделия для разъемных соединений атомных энергетических установок. Технические условия — Терминология ГОСТ Р 54786 2011: Крепежные изделия для разъемных соединений атомных энергетических установок. Технические условия оригинал документа: 3.7 виток резьбы: Часть выступа резьбы, соответствующая одному полному обороту точек винтовой… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

РД 08.00-60.30.00-КТН-046-1-05: Неразрушающий контроль сварных соединений при строительстве и ремонте магистральных нефтепроводов — Терминология РД 08.00 60.30.00 КТН 046 1 05: Неразрушающий контроль сварных соединений при строительстве и ремонте магистральных нефтепроводов: 1.4.15 Бригада сварщиков группа аттестованных в установленном порядке сварщиков, назначенных… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Требования — 5.2 Требования к вертикальной разметке 5.2.1 На поверхность столбиков, обращенную в сторону приближающихся транспортных средств, наносят вертикальную разметку по ГОСТ Р 51256 в виде полосы черного цвета (рисунки 9 и 10) и крепят световозвращатели … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Технические характеристики цифровых фотоаппаратов — Эту статью следует викифицировать. Пожалуйста, оформите её согласно правилам оформления статей … Википедия

И-250 — (МиГ 13) И 250 сзади. Тип истребитель Разработчик ОКБ 155 Производитель Авиазавод № 381 (Москва) Первый полёт 3 марта 1945 Начало эксплуатации 1946 Конец эксплуа … Википедия

Источник

Контроль неразрушающий. Соединения сварные
Методы ультразвуковые

Non-destructive testing. Welded joints
Ultrasonic methods

Дата введения 01.07.2015

Ключевые слова: контроль неразрушающий, швы сварные, методы ультразвуковые.

6. Способы контроля, схемы прозвучивания и способы сканирования сварных соединений

Приложение А. Меры СО-2, СО-3, СО-3Р для проверки (настройки) основных параметров ультразвукового контроля

Приложение Б. Настроечные образцы для проверки (настройки) основных параметров ультразвукового контроля

Приложение В. Степени контролепригодности сварных соединений

Приложение Г. Сокращенное описание результатов контроля

Предисловие

1. Разработан Федеральным государственным предприятием «Научно-исследовательский институт мостов и дефектоскопии Федерального агентства железнодорожного транспорта» (НИИ мостов), Государственным научным центром РФ Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение «Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения» (ОАО НПО «ЦНИИТМАШ»), Федеральным государственным автономным учреждением «Научно-учебный центр «Сварка и контроль» при Московском государственном техническом университете им. Н.Э.Баумана».

2. Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 371 «Неразрушающий контроль».

3. Утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 8 ноября 2013г. №1410-ст.

1. Область применения

Настоящий стандарт устанавливает методы ультразвукового контроля стыковых, угловых, нахлесточных и тавровых соединений с полным проваром корня шва, выполненных дуговой, электрошлаковой, газовой, газопрессовой, электронно-лучевой, лазерной и стыковой сваркой оплавлением или их комбинациями, в сварных изделиях из металлов и сплавов для выявления следующих несплошностей: трещин, непроваров, пор, неметаллических и металлических включений.

Настоящий стандарт не регламентирует методы определения реальных размеров, типа и формы выявленных несплошностей (дефектов) и не распространяется на контроль антикоррозионных наплавок.

Необходимость проведения и объем ультразвукового контроля, типы и размеры несплошностей (дефектов), подлежащих обнаружению, устанавливаются в стандартах или конструкторской документации на продукцию.

2. Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:

— ГОСТ 12.1.001-89 Система стандартов безопасности труда. Ультразвук. Общие требования безопасности;

— ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности;

— ГОСТ 12.1.004-91 Система стандартов безопасности труда. Пожарная безопасность. Общие требования;

— ГОСТ 12.2.003-91 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Общие требования безопасности;

— ГОСТ 12.3.002-75 Система стандартов безопасности труда. Процессы производственные. Общие требования безопасности;

— ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики;

— ГОСТ 15467-79 Управление качеством продукции. Основные понятия. Термины и определения;

— ГОСТ 18353-79 Контроль неразрушающий. Классификация видов и методов;

— ГОСТ 18576-96 Контроль неразрушающий. Рельсы железнодорожные. Методы ультразвуковые;

— ГОСТ 20911-89 Техническая диагностика. Термины и определения;

— ГОСТ 23829-85 Контроль неразрушающий акустический. Термины и определения;

— ГОСТ Р ИСО 5577-2009 Контроль неразрушающий. Ультразвуковой контроль. Словарь;

— ГОСТ Р 55725-2013 Контроль неразрушающий. Преобразователи ультразвуковые. Общие технические требования;

— ГОСТ Р 55808-2013 Контроль неразрушающий. Преобразователи ультразвуковые. Методы испытаний.

3. Термины и определения

3.1 В настоящем стандарте применены следующие термины:

[ГОСТ Р ИСО 5577-2009, пункт 2.13.1]

3.1.2 акустическая ось: Линия, соединяющая точки максимальной интенсивности акустического поля в дальней зоне преобразователя и ее продолжения в ближней зоне.

[ГОСТ 23829-85, статья 57]

3.1.3 АРД-диаграмма: Графическое изображение зависимости амплитуды отраженного сигнала от глубины залегания плоскодонного искусственного отражателя с учетом его размера и типа преобразователя.

[ГОСТ 23829-85, статья 69]

3.1.4 боковое цилиндрическое отверстие: Цилиндрический отражатель, расположенный параллельно поверхности ввода.

[ГОСТ Р ИСО 5577-2009, пункт 2.7.5]

3.1.5 дефект: Каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям.

[ГОСТ 15467-79, статья 38]

3.1.6 иммерсионный способ: Акустический контакт через слой жидкости, толщиной больше пространственной длительности акустического импульса для импульсного излучения или нескольких длин волн для непрерывного излучения.

[ГОСТ 23829-85, статья 75]

3.1.7 контактный способ: Акустический контакт через слой вещества толщиной менее половины длины волны.

[ГОСТ 23829-85, статья 73]

3.1.8 контролепригодность: Свойство объекта, характеризующее его пригодность к проведению диагностирования (контроля) заданными средствами диагностирования (контроля).

[ГОСТ 20911-89, статья 14]

3.1.9 мера (калибровочный образец): Образец из материала определенного состава с заданными чистотой обработки поверхности, режимом термообработки, геометрической формой и размерами, предназначенный для калибровки (поверки) и определения параметров ультразвукового прибора неразрушающего контроля.

[ГОСТ Р ИСО 5577-2009, пункт 2.7.1]

3.1.10 мертвая зона: Область, прилегающая к поверхности ввода, в пределах которой не регистрируются эхо-сигналы от несплошностей.

[ГОСТ Р ИСО 5577-2009, пункт 2.6.2]

3.1.11 настроечный образец: Образец, изготовленный из материала, аналогичного материалу объекта контроля, содержащий определенные отражатели; используется для настройки амплитудной и (или) временной шкалы ультразвукового прибора.

[ГОСТ Р ИСО 5577-2009, пункт 2.7.3]

3.1.12 несплошность: Нарушение однородности материала.

[ГОСТ Р ИСО 5577, пункт 2.1.12]

3.1.13 плоскодонный отражатель: Плоский отражатель, имеющий форму диска.

[ГОСТ Р ИСО 5577-2009, пункт 2.7.2]

3.1.14 преобразователь: Электроакустическое устройство, имеющее в своем составе один или более активных элементов и предназначенное для излучения и (или) приема ультразвуковых волн.

[ГОСТ Р ИСО 5577-2009, пункт 2.5.21]

3.1.15 стрела преобразователя: Расстояние от точки выхода луча наклонного преобразователя до его передней грани.

[ГОСТ 23829-85, статья 59]

3.1.16 точка выхода луча: Точка пересечения акустической оси преобразователя с его рабочей поверхностью.

[ГОСТ 23829-85, статья 58]

3.1.17 щелевой способ: Акустический контакт через слой жидкости, толщиной порядка длины волны.

[ГОСТ 23829-85, статья 74]

3.1.18 электромагнитоакустический преобразователь; ЭМА-преобразователь: Преобразователь, принцип действия которого основан на явлении магнитной индукции (эффекте Лоренца) или магнитострикции материала объекта контроля, при котором электрические колебания преобразуются в звуковую энергию или наоборот.

[ГОСТ Р ИСО 5577-2009, пункт 2.5.9]

3.1.19 SKH-диаграмма: Графическое изображение зависимости коэффициента выявляемости от глубины залегания плоскодонного искусственного отражателя с учетом его размера и типа преобразователя.

3.1.20 браковочный уровень чувствительности: Уровень чувствительности, при котором принимается решение об отнесении выявленной несплошности к классу «дефект».

3.1.21 дифракционный способ: способ ультразвукового контроля методом отражений, использующий раздельные излучающий и приемный преобразователи и основанный на приеме и анализе амплитудных и/или временных характеристик сигналов волн, дифрагированных на несплошности.

3.1.22 контрольный уровень чувствительности (уровень фиксации): Уровень чувствительности, при котором производят регистрацию несплошностей и оценку их допустимости по условным размерам и количеству.

3.1.23 опорный сигнал: Сигнал от искусственного или естественного отражателя в образце из материала с заданными свойствами или сигнал, прошедший контролируемое изделие, который используют при определении и настройке опорного уровня чувствительности и/или измеряемых характеристик несплошности.

3.1.24 опорный уровень чувствительности: Уровень чувствительности, при котором опорный сигнал имеет заданную высоту на экране дефектоскопа.

3.1.25 погрешность глубиномера: Погрешность измерения известного расстояния до отражателя.

3.1.26 поисковый уровень чувствительности: Уровень чувствительности, устанавливаемый при поиске несплошностей.

3.1.27 предельная чувствительность контроля эхо-методом: Чувствительность, характеризуемая минимальной эквивалентной площадью (вмм 2 отражателя, который еще обнаруживается на заданной глубине в изделии при данной настройке аппаратуры.

3.1.28 угол ввода: Угол между нормалью к поверхности, на которой установлен преобразователь, и линией, соединяющей центр цилиндрического отражателя с точкой выхода луча при установке преобразователя в положение, при котором амплитуда эхо-сигнала от отражателя наибольшая.

3.1.29 условный размер (протяженность, ширина, высота) дефекта: Размер в миллиметрах, соответствующий зоне между крайними положениями преобразователя, в пределах которой фиксируют сигнал от несплошности при заданном уровне чувствительности.

3.1.30 условное расстояние между несплошностями: Минимальное расстояние между положениями преобразователя, при которых амплитуды эхо-сигналов от несплошностей фиксируются при заданном уровне чувствительности.

3.1.31 условная чувствительность контроля эхо-методом: Чувствительность, которую определяют по мере СО-2 (или СО-3Р) и выражают разностью в децибелах между показанием аттенюатора (калиброванного усилителя) при данной настройке дефектоскопа и показанием, соответствующим максимальному ослаблению (усилению), при котором цилиндрическое отверстие диаметром 6мм на глубине 44мм фиксируется индикаторами дефектоскопа.

3.1.32 шаг сканирования: Расстояние между соседними траекториями перемещения точки выхода луча преобразователя на поверхности контролируемого объекта.

3.1.33 эквивалентная площадь несплошности: Площадь плоскодонного искусственного отражателя, ориентированного перпендикулярно акустической оси преобразователя и расположенного на том же расстоянии от поверхности ввода, что и несплошность, при которой значения сигнала акустического прибора от несплошности и отражателя равны.

3.1.34 эквивалентная чувствительность: Чувствительность, выражаемая разностью в децибелах между значением усиления при данной настройке дефектоскопа и значением усиления, при котором амплитуда эхо-сигнала от эталонного отражателя достигает заданного значения по оси ординат развертки типа A.

4. Обозначения и сокращения

4.1 В настоящем стандарте применены следующие обозначения:

4.1.1 излучатель; И.

4.1.2 приемник; П.

4.1.7 чувствительность предельная; S _п.

4.2 В настоящем стандарте применены следующие сокращения:

4.2.1 боковое цилиндрическое отверстие; БЦО.

4.2.2 настроечный образец; НО.

4.2.3 пьезоэлектрический преобразователь; ПЭП.

4.2.4 ультразвук (ультразвуковой); УЗ.

4.2.5 ультразвуковой контроль; УЗК.

4.2.6 электромагнитоакустический преобразователь; ЭМАП.

5. Общие положения

5.1 При УЗК сварных соединений применяют методы отраженного излучения и прошедшего излучения по ГОСТ 18353, а также их сочетания, реализуемые способами (вариантами методов), схемами прозвучивания, регламентированными настоящим стандартом.

5.2 При УЗК сварных соединений используют следующие типы УЗ волн: продольные, поперечные, поверхностные, продольные подповерхностные (головные).

5.3 Для УЗК сварных соединений используют следующие средства контроля:

— меры и/или НО для настройки и проверки параметров дефектоскопа.

Дополнительно могут быть использованы вспомогательные приспособления и устройства для соблюдения параметров сканирования, измерения характеристик выявленных дефектов, оценки шероховатости и др.

5.4 Дефектоскопы с преобразователями, меры, НО, вспомогательные приспособления и устройства, используемые для УЗК сварных соединений, должны обеспечивать возможность реализации методов и способов УЗК из числа содержащихся в настоящем стандарте.

5.5 Средства измерений (дефектоскопы с преобразователями, меры и др.), используемые для УЗК сварных соединений, подлежат метрологическому обеспечению (контролю) в соответствии с действующим законодательством.

5.6 Технологическая документация на УЗК сварных соединений должна регламентировать: типы контролируемых сварных соединений и требования к их контролепригодности; требования к квалификации персонала, выполняющего УЗК и оценку качества; необходимость УЗК околошовной зоны, ее размеры, методику контроля и требования к качеству; зоны контроля, типы и характеристики дефектов, подлежащих выявлению; методы контроля, типы применяемых средств и вспомогательного оборудования для контроля; значения основных параметров контроля и методики их настройки; последовательность проведения операций; способы интерпретации и регистрации результатов; критерии оценки качества объектов по результатам УЗК.

6. Способы контроля, схемы прозвучивания и способы сканирования сварных соединений

6.1. Способы контроля

При УЗК сварных соединений применяют следующие способы (варианты методов) контроля: эхо-импульсный, зеркально-теневой, эхо-теневой, эхо-зеркальный, дифракционный, дельта (рисунки 1-6).

Источник

Эквивалентный размер дефекта

Амплитуду эхо-сигнала в ультразвуковой дефектоскопии определяют относительным методом, который заключается в сравнении эхо-сигнала от дефекта с каким-либо опорным сигналом, полученным тем же преобразователем от отражателя известной величины и геометрической формы. Относительный метод позволяет отказаться от необходимости расчета коэффициентов преобразования электрической энергии в механическую. Размер дефекта в этом случае может быть выражен через некоторую стандартизированную величину, воспроизводимую при любых измерениях. В ультразвуковой дефектоскопии в качестве унифицированной единицы измерения используют эквивалентный размер (эквивалентную площадь) дефекта.

Эквивалентный размер дефекта – размер такого плоскодонного отражателя, который расположен в том же материале на идентичной глубине и дает такую же амплитуду эхо-сигнала, что и реальный дефект. Эквивалентный размер дефекта не равен реальному. Реальный размер, как правило, больше.

Коэффициент выявляемости дефектов определяется формулой

. (3.5)

Применяют два способа измерения эквивалентной площади дефектов: с помощью испытательных образцов и по АРД-диаграммам. Первый способ состоит в том, что эхо-сигнал от дефекта последовательно сравнивается с сигналами от плоскодонных отверстий различной величины. Необходимо найти отверстие, эхо-сигнал от которого равен сигналу от дефекта.

Недостатком способа является необходимость изготовления большого числа образцов с широким набором плоскодонных отражателей по диаметру и глубине расположения.

АРД-диаграмма

Соотношение амплитуд отраженного от дефекта и зондирующего сигналов может быть представлено как функция параметров: расстояния от преобразователя до отражателя, отношения диаметра диска к диаметру преобразователя и величины ближней зоны.

Для оценки эквивалентного размера дефекта применяют так называемые АРД-диаграммы (Амплитуда – Расстояние – Диаметр).

На обобщенных диаграммах (рис. 3.7) по оси абсцисс отложено расстояние между ПЭП и отражателем, нормированное на размер ближней зоны излучателя. По оси ординат отложено ослабление в отрицательных децибелах.

Рис. 3.7. Безразмерная АРД-диаграмма для эхо-метода: – расстояние до дефекта, нормированное на величину ближней зоны, – эквивалентный размер дефекта, нормированный на диаметр диска преобразователя

На поле АРД-диаграммы нанесена серия кривых, каждая из них соответствует своему диаметру (или площади) эквивалентного отражателя, отнесенного к диаметру (площади) пьезоэлемента. Самая верхняя кривая соответствует донному сигналу.

Рабочую АРД-диаграмму строят для конкретных параметров контроля: материала изделия, частоты упругих колебаний, радиуса преобразователя, угла ввода луча. В качестве основного сигнала можно использовать эхо-сигнал от бокового цилиндрического отражателя или отражение от бесконечной плоскости (донного сигнала).

Каждую обобщенную диаграмму можно перевести в рабочую.

Способы получения АРД-диаграмм:

1) расчет по формулам акустического тракта;

2) экспериментальный способ: исследование образца, изготовленного из материала контролируемого объекта, с множеством отверстий, расположенных на различной глубине. Недостаток данного метода состоит в сложности изготовления такого образца.

В действующей нормативно-технической документации АРД-диаграммы приводятся в виде таблиц. В комплект дефектоскопов входят АРД-шкалы, которые представляют собой трафарет. Они позволяют быстро определять все необходимые параметры (глубина залегания, размер дефекта).

АРД-диаграммы могут использоваться для определения эквивалентных размеров и для настройки чувствительности. АРД-диаграммы используются при контроле в дальней зоне. В ближней зоне диаграммы размываются. Измерение эквивалентных размеров становится неточным.

Контрольные вопросы

1. Какова основная задача акустического контроля?

2. Дайте определение акустического тракта. Какие эффекты определяют ослабление сигнала в акустическом тракте?

3. Какие модели дефектов используются при расчете акустического тракта? Какие искусственные дефекты они моделируют?

4. Что такое эквивалентный размер дефекта и как он связан с реальным размером?

5. Чему равен коэффициент выявляемости дефекта? Запишите выражение, поясните все обозначения.

6. Чем отличаются искусственные дефекты для наклонного преобразователя?

7. Для чего используются стандартные образцы? Какие СО вы знаете?

8. Какие требования предъявляются к стандартным образцам предприятия?

9. Что такое АРД-диаграмма? Назовите основные типы АРД-диаграмм.

Источник