Ультразвуковой дефектоскоп: современный способ неразрушающего контроля

Дефектоскоп – прибор для контроля и обнаружения деформаций в покрытиях и теле материала. Наибольшей популярностью пользуются устройства, использующие метод ультразвука. Диагностика ультразвуком относится к неразрушающему методу, то есть не портит внешний вид изделия, именно поэтому все больше отраслей берут на вооружение такие устройства.

Принцип работы ультразвукового дефектоскопа

Обнаружение дефектов и контроль пористости покрытий возможны благодаря природе звука. Такие параметры, как частота и длина звуковой волны в одинаковой среде тождественны, но в новой среде или при столкновении с инородным вкраплением изменяются. На этом свойстве звука основана работа УЗ дефектоскопа.

Почему именно ультразвук? Известно: чем выше частота звука, тем чувствительнее волны, соответственно, точнее результат. Поэтому в дефектоскопах используют ультразвук – его волны проходят сквозь исследуемый объект.

Учитывая особенности УЗ, для максимальной точности необходима подготовка исследуемых поверхностей:

• Очистить объект от ржавчины и краски на расстоянии 50 мм от места анализа.
• Увлажнить поверхность специальной контактной жидкостью или машинным маслом, солидолом, водой для хорошего проникновения волны.
• Обеспечить некую шероховатость поверхности.
• Провести настройку прибора.

Сфера использования

С помощью дефектоскопа можно обнаружить брак в металлах и их сплавах, пластмассе, композитных материалах, дереве, бетонных конструкциях, клеевых соединениях.

Такая универсальность обеспечивает востребованность уз-дефектоскопов в различных отраслях:

• Проверка сварочных соединений перед сборкой.
• Получение допуска к эксплуатации металлических конструкций.
• Контроль сплошности покрытий на наличие в них пор и микроотверстий перед покраской или нанесением защитного слоя.
• Обнаружение мест коррозийного и эрозийного поражения труб в нефтегазовой отрасли.
• Контроль приборов и труб, которые находятся под давлением, на предмет истончения.
• Отклонения в размерах готовой промышленной продукции.
• Наличие расслоений, микротрещин, воздушных пустот в строительстве.
• Нарушения химического состава сплавов в трубопрокате.
• Измерение толщины готовых изделий из различных материалов.

ГОСТ 14782-76, ГОСТ 20415-2, а также отраслевые стандарты регулируют использование уз-дефектоскопов.

Методы работы

Функционирование ультразвуковых дефектоскопов основано на трех методах:

Теневой

Прибор регистрирует ослабленный возвращенный сигнал. На наличие дефектов указывают пониженная интенсивность волны, а также изменение ее амплитуды. Устройство состоит из электронного блока, генератора ультразвука и приемника «звуковых теней». Существенный недостаток – передатчик и приемник должны быть установлены параллельно по обеим сторонам объекта, иначе возможны погрешности в исследовании.

Зеркальный

Заключается в анализе звуковой волны, отраженной от противоположной стенки объекта. Применяют для поиска мелких дефектов, например вертикальных трещин, в тандеме с другими ультразвуковыми импульсными методами. Прибор также имеет электронный блок, генератор и приемник ультразвука, но не требует размещения датчиков с двух сторон.

Эхо-методика

Наиболее популярные и максимально достоверные устройства. Внешне состоят из электронного блока и одного датчика, который посылает уз-волны и регистрирует эхо-признаки измененных структур. Поверхностные или внутренние дефекты отражают звуковую волну, а приемник регистрирует эхо от измененных структур, тем самым определяя расположение и размер дефектов.

Типы устройств

Ультразвуковые дефектоскопы бывают трех типов:

1. Совмещенные – генератор и приемник в одном устройстве.
2. Раздельный – один ультразвуковой пьезоэлектрический преобразователь излучает волну, а другой принимает отраженную.
3. Раздельно-совмещенный – в одном преобразователе совмещены два кристалла, один из которых генерирует, а другой – улавливает импульс.

Независимо от типа все дефектоскопы имеют электронный блок с дисплеем и пьезоэлектрический преобразователь – щуп.

Преимущества УЗ-дефектоскопа

Ультразвуковой метод выявления дефектов:

• Обладает высокой производительностью и точностью.
• Чувствителен даже к наименьшим дефектам (это свойство реализовано в эхо-методике).
• Безопасен для рабочего персонала и окружающей среды.
• Позволяет автоматизировать контроль и осуществлять диагностику движущихся предметов.