Контроль биметаллических материалов, покрытий, наплавки, плакировки и сварных соединений с наплавкой

Здесь рассмотрены вопросы контроля покрытий из металлов. Контроль покры­тий из неметаллов (краски, лака, стекла, пластика) изложен в разд. 7.13

Контроль биметаллических мате­риалов. Биметаллические материалы со­стоят из двух разнородных металлов. Их обычно получают прокаткой или сваркой взрывом.

Один из вариантов методики контро­ля биметаллических материалов малой толщины (0,15 ... 0,3 мм) разработали Ж. Г. Никифоренко и др. Контроль реко­мендуется выполнять иммерсионным спо­собом короткими импульсами на частоте, соответствующей четвертьволновой час­тоте по толщине верхнего слоя. При каче­ственном соединении листов (их общая

Контроль биметаллических материалов, покрытий, наплавки, плакировки и сварных соединений с наплавкой

Рис. 5.39. Контроль тонких биметаллических листов:

а - схема контроля; 1 - преобразователь;

2 - иммерсионная жидкость; 3 - свариваемые листы; 4 - пьезоэлемент; 5 - сварное соединение; 6 - генератор и приемник;

7 - усилитель; 8 - регистратор; 9 - монитор; 6 - форма отраженного импульса при качественном и в - при некачественном соединении листов

толщина близка к полуволновой) форма отраженного импульса изменяется; его длительность становится больше исходно­го более чем в 2 раза. При некачественном соединении листов форма отраженного импульса остается подобной излученному (рис. 5.39). Закономерность изменения формы импульса подтверждается теорети­чески.

Н. В. Виноградовым и В. А. Бобровым предложена методика контроля прочности соединения слоев биметалла, изготовлен­ного сваркой взрывом. При этом способе сварки возникает волнобразная граница, причем параметры волнообразности (пе­риод, амплитуда) характеризуют качество соединения. Волнообразность границы вызывает дифракцию отраженной ультра­звуковой волны с появлением дифракци­онных лепестков.

Один из вариантов методики контро­ля прочности соединения основан на из­мерении отношения амплитуды одного из дифракционных лепестков к амплитуде сигнала, отраженного от дна ОК. Другой вариант использует корреляционную связь амплитуды сигнала, прошедшего через граничную зону биметалла, с прочностью соединения. Коэффициент корреляции равен 0,92. Согласно второму варианту выполняется измерение иммерсионным методом амплитуды донного сигнала и по тарировочной кривой определяется проч­ность. На частоте 2,5 МГц возможен контроль прочности в диапазоне 100 ... 150 Н/мм2, на 5 МГц - в диапазоне 0 ... 250 Н/мм2.

Контролю отслоений оболочек от ос­нования из материала с большим волно­вым сопротивлением благоприятствует то обстоятельство, что при отражении от ка­чественного соединения и от зазора им­пульс изменяет фазу на обратную. Это означает, что первый полупериод колеба­ний в импульсе будет либо положитель­ным, либо отрицательным. Для четкого определения полярности эхосигнала пред­ложен дефектоскоп с апериодическим преобразователем, генерирующий очень короткие ультразвуковые импульсы.

Контроль антикоррозионных по­крытий и наплавки. Антикоррозионное покрытие, в том числе наплавка, служит для предохранения основного материала от воздействия агрессивной среды. Анти­коррозионное покрытие иногда называют плакировкой. Его толщина 4 ... 15 мм.

Наплавку на поверхность основного металла производят не только с целью защиты от коррозии (антикоррозионная наплавка), но также перед сваркой на кромках свариваемых заготовок для улуч­шения сплавления (наплавка на кромках или силовая наплавка).

Наплавку на поверхность осуществ­ляют ленточным (антикоррозионную) или штучным электродами. В. И. Радько

и др. установили, что между покрытием и основным металлом имеется переходная зона, обладающая повышенным затухани­ем ультразвука [277]. Для наплавки лентой или электродами толщина переходной зоны 2 мм и более, она имеет нерегуляр­ную волнистую поверхность. В биметал­лических материалах, изготовленных

взрывом, переходная зона значительно тоньше, поверхность волнистая с изме­няющимся шагом. При изготовлении би­металлических материалов прокаткой пе­реходная зона имеет наименьшую толщи­ну и параллельна поверхности покрытия.

В расчетах на прочность многих кон­струкции антикоррозионное покрытие не учитывается. В этих случаях контроль на дефекты внутри наплавки не проводится. Контролируется соединение наплавки с основным металлом, так как от него, на­пример, зависит теплоотвод от конструк­ции. Наличие шлаковых включений на границе наплавки с основным металлом снижает сопротивление усталости в 2 ... 3 раза, а непровары - в меньшей степени [286]. Контролируется также толщина на­плавки (см. разд. 6.1.5.3). Опасный дефект- трещины в основном металле под наплав­кой, выявление которых необходимо.

Методика контроля наплавки изло­жена в [321]. Антикоррозионное покрытие и качество его соединения с основным металлом контролируют РС-преобразова - телем со стороны основного металла, а в случае невозможности - со стороны на­плавки при толщине основного металла менее 50 мм. При толщине основного ме­талла 50 мм и более контролируют РС- преобразователем со стороны наплавки или прямым преобразователем со стороны основного металла, если номинальная толщина наплавки не менее 6 мм.

Если при контроле со стороны на­плавки на уровне фиксации обнаружены

дефекты, то дефектные участки должны быть проверены со стороны основного металла, при этом оценку допустимости дефекта выполняют по максимальной ам­плитуде эхосигнала. Чувствительность (уровень браковки) устанавливают по плоскодонному отверстию площадью 20 мм2.

Возможен также контроль соедине­ния наплавки с основным металлом двумя наклонными преобразователями. Наблю­дают донный сигнал и эхосигнал от на­плавки. Их разность уменьшается на 20 дБ и более при увеличении угла ввода от 40 до 60°.

М. В. Розиной и др. предложена мето­дика контроля, основанная на сравнении коэффициентов трансформации при отра­жении продольных Ru и поперечных R, i волн на границах сталь-воздух и сталь - шлак [286]. Для этих двух пар сред коэф­фициент Rh изменяется не более чем на 6 дБ для угла падения [3/ = 40°, а коэффи­циент R, i - на 16 ... 18 дБ при сопряжен­ном угле падения Р/ = 20° (sin 4075,9 « sin2073,2).

Схема контроля (рис. 5.40) преду­сматривает использование излучателя 4 и приемника 5 с углами плексигласовых призм 17°, благодаря чему возбуждаются продольная волна с углом ввода а/ = 40° и поперечная волна с углом ввода а, = 20°. Для плоскопараллельного ОК углы ввода равны углам падения на границу наплав­ки. Преобразователи закрепляют на постоянном расстоянии L друг от друга

Ь = Н( tgaz +tga,),

где Н - толщина основного металла OK 1 до наплавки 2.

Пару преобразователей перемещают по поверхности ОК в направлении от из­лучателя к приемнику. При некачествен­ном соединении наплавки с основным ме­таллом сначала приходит сигнал попереч­ной волны Ап, затем после перемещения на расстояние /, = #(tga; - tga,) сигнал продольной волны Att. Измеряют разность

Контроль биметаллических материалов, покрытий, наплавки, плакировки и сварных соединений с наплавкой

Рнс. 5.40. Схема контроля наплавки по отражению продольных / и поперечных t волн

амплитуд сигналов Д = А/, - А,/, дБ. При Д > 12 дБ считают, что граница основной металл-наплавка твердая (шлак), при Д < 12 - свободная (непровар).

Далее определяют эквивалентную площадь дефекта. Если граница свобод­ная, считают, что эквивалентная площадь равна площади плоскодонного отражате­ля. Если границе твердая, то эквивалент­ную площадь умножают на 0,5 - таково приближенно отношение коэффициентов отражения продольной волны от шлака и непровара. Рекомендовано использовать в качестве модели искусственного дефекта полосу (плоскодонный паз), которая луч­ше имитирует форму реальных дефектов, чем плоскодонное отверстие.

Методика контроля наплавки го­ловными волнами. Методика регламен­тирует порядок контроля зоны сплавления антикоррозионной аустенитной наплавки толщиной не более 12 мм с основным ме­таллом в целях выявления трещин, пер­пендикулярных зоне сплавления. Методи­ка разработана в ЦНИИТмаш Н. П. Разы - граевым [321].

Контроль выполняют любым дефек­тоскопом с преобразователем головных волн типа ИЦ-70 (дуэт) на частоте

1,8 МГц. Схема контроля показана на рис. 5.41. Допускается проводить кон­троль преобразователем типа ИЦ-61 (тан­дем), если он обеспечивает выявление ис-

Контроль биметаллических материалов, покрытий, наплавки, плакировки и сварных соединений с наплавкой

Рис. 5.41. Схема контроля наплавки головными волнами:

1 - излучатель; 2 - наплавка; 3,4 - головные волны; 5 - трещина; 6 - боковая волна;

7 - приемник; 8 - основной металл

кусственного дефекта с превышением уровня помех на 6 дБ. Преобразователи изготовляет ЦНИИТмаш. Настройку де­фектоскопа проводят по отражению го­ловных волн от прямого угла изделия или СОП. СОП (рис. 5.42) изготовляют из тех же сталей (основной металл) и по той же технологии, что и контролируемое изде­лие. Толщина наплавки образца не должна отличаться от наплавки изделия более чем на + 0,5 мм. Шероховатость контактной СОП должна соответствовать шерохова­тости контактной поверхности изделия, но не должна быть грубее Rz = 40 мкм.

Поверхность наплавки не должна иметь углублений между валиками и не­ровностей размером более 0,8 мм. По­верхность должна быть зачищена от брызг металла, грязи и флюса. Перед началом контроля поверхность наплавки рекомен­дуется разметить на участки размером приблизительно 200 х 200 мм. Поверх­ность перед контролем покрывается кон­тактной смазкой.

Настройку скорости развертки де­фектоскопа проводят по отражению го­ловных волн от прямого угла (боковой поверхности ОК, перпендикулярной по­верхности ввода) или СОП в следующей последовательности. Устанавливают пре­образователь на образец так, чтобы его передняя грань совпадала с плоскостью торца образца. Поднимают чувствитель­ность дефектоскопа до появления на экра­не эхосигнала, соответствующего отраже­нию от торца образца. При этом эхосигнал на боковой поверхности должен прощу­пываться на глубине 5 ... 10 мм от по­верхности ввода пальцем, смоченным кон­тактной жидкостью. Стробируют эхосиг­нал, как показано на рис. 5.42, а.

Настройку чувствительности прово­дят в следующей последовательности. Устанавливают преобразователь на обра­зец так, чтобы его передняя грань и дно отверстия в образце находились в одной плоскости. Увеличивают чувствитель­ность дефектоскопа до появления эхосиг­нала от дна отверстия в строб-импульсе и, перемещая преобразователь, находят его максимум.

Устанавливают браковочный уровень чувствительности. Для этого доводят вы­соту эхосигнала на экране до 20 мм над линией развертки (рис. 5.42, а). Устанав­ливают поисковый уровень чувствитель­ности аттенюатором на 6 дБ выше брако­вочного уровня.

Поиск несплошностей проводят пу­тем плавного построчного сканирования с шагом не более половины диаметра пьезо­элемента преобразователя (9 мм) со ско­ростью 30 ... 50 мм/с. Сканирование про­водят по поверхности наплавки в направ­лении, перпендикулярном и параллельном ходу наплавочной ленты или наплавочно­го электрода. При этом прозвучивание

Подпись: ^0,05/1 ОбіБІ б> Рис. 5.42. СОП для контроля Экран наплавки головными волнами. Схема настройки скорости развертки (а) и чувствительности (б) при контроле наплавки
Подпись: а)

осуществляют в двух взаимно противопо­ложных направлениях. В процессе скани­рования преобразователь поворачивают вокруг вертикальной оси на 30°, как пока­зано на рис. 5.43. При контроле по разме­ченным участкам перекрытие границ уча­стков должно быть не менее шага скани­рования.

Для наблюдения за акустическим контактом PC-преобразователя рекомен­дуется следить за сигналами, проходящи­ми от излучателя на приемник через на­плавку по кратчайшему расстоянию. Эти сигналы образуют шумовой фон, уровень которого обычно на 16 ... 20 дБ ниже бра­ковочного уровня чувствительности. С учетом этого рекомендуется использовать дефектоскопы с большим динамическим диапазоном по экрану. Для облегчения обнаружения несплошностей используют систему звуковой и световой сигнализации.

В Берлинском институте ВАМ про­водилось сравнение выявляемости трещин под наплавкой двумя преобразователями: PC продольных волн с углом ввода 70° на частоту 2 МГц (подобным ИЦ-70) и PC продольно-поперечным преобразователем с углом ввода 50° на частоту 2,25 МГц (см. разд. 2.2.1.2, рис. 2.19) [417]. Первый преобразователь обеспечивает значитель­но большее отношение сигнал/помеха.

Контроль наплавки на кромках.

Наплавку на кромки под сварку выполня­ют либо из перлитной, либо из аустенит­ной стали. Она должна обладать необхо­димой прочностью. Требования по отсут­ствию дефектов такие же, как к остально­му металлу соединения. Контроль такой силовой наплавки обычно осуществляют дважды: после нанесения наплавки (до сварки) и после сварки как единого свар­ного соединения. Проверяют сплошность перлитной наплавки, включая слой основ-

Контроль биметаллических материалов, покрытий, наплавки, плакировки и сварных соединений с наплавкой

Рис. 5.43. Траектория сканирования поверх­ности наплавки при контроле головными волнами. Стрелками показано направление перемещения преобразователя

Подпись: Рис. 5.44. Схема контроля и И-развертка при контроле спрейного покрытия: а - для высококачественного покрытия; б - для некачественного покрытия: 1 - спрейное покрытие; 2 - преобразователь; 3 - основной металл; 4 - расслоение; в - экспериментальные частотные спектры донного сигнала: - нет отслоения покрытия; - отслоение покрытия; по оси ординат - амплитуда Л, линейные единицы; по оси абсцисс - частота/, МГц

ного металла толщиной 2 мм, а аустенит­ной - оценивают сплошность зоны сплав­ления наплавки с основным металлом [321].

Перед первым контролем поверх­ность наплавки выравнивают механиче­ской обработкой, если методика контроля предусматривает перемещение по ней преобразователя. Требования к качеству поверхности такие же, как к поверхности ввода при контроле обычных сварных со­единений.

Контроль ведут на частоте 2 ... 5 МГц. Наплавку из перлитной стали при толщи­не основного металла менее 20 мм кон­тролируют PC-преобразователем со сто­роны наплавки или наклонным преобразо­вателем со стороны основного металла. При толщине основного металла 20 мм и более контроль выполняют только со сто­роны наплавки.

Наплавку из аустенитной стали кон­тролируют как PC-преобразователем со
стороны наплавки, так и наклонным пре­образователем со стороны основного ме­талла при толщине основного металла менее 20 мм. Направление акустической оси должно быть перпендикулярным гра­нице сплавления.

В труднодоступных местах вместо PC-преобразователя на частоту 2,5 МГц применяют PC-преобразователи на часто­ту 5 МГц. При толщине контролируемого металла (наплавки или основного) более 10 мм вместо PC-преобразователя допус­кается применять прямой.

Настройку чувствительности при контроле силовой наплавки выполняют по образцам с плоскодонными отверстиями. Ось отверстия должна совпадать с направ­лением акустической оси преобразователя. Браковочный уровень задается норматив­ными документами. Обычно он соответст­вует площади отверстия 4 мм2 для перлит­ной наплавки и площади 7 мм2 для аусте­нитной наплавки. Также как при контроле

Подпись: чз fN сварных соединений, устанавливают уро­вень фиксации, на котором обеспечивает­ся регистрация эхосигналов с амплитуда­ми в два раза ниже уровня браковки (т. е. чувствительность на 6 дБ выше) и поиско­вый уровень, соответствующий чувстви­тельности, на 6 дБ выше уровня фиксации.

Контроль по поверхности наплавки также выполняют преобразователем го­ловных волн (типа дуэт). При толщине наплавки более 15 мм вместо контроля головными волнами выполняют контроль наклонным преобразователем с углом ввода 50°. Для более надежного обнару­жения различно ориентированных дефек­тов контроль наклонным преобразовате­лем и преобразователем головных волн выполняют дважды с разворотом преобра­зователя на 90°.

Методика контроля головными вол­нами, разработанная Н. П. Разыграевым, предусматривает использование РС-пре- образователей по схеме тандем [321]. Скорость развертки и положение строб- импульса устанавливают по отражению от вертикальной грани прямого двугранного угла. Начало соответствует положению, когда преобразователь придвинут вплот­ную к грани, а конец - когда преобразова­тель отодвинут от нее на 30 ... 50 мм. При этом сигнал от грани проверяется пальпи­рованием. Чувствительность устанавли­вают по плоскодонному отверстию диа­метром 4 мм на глубине, соответствующей границе сплавления.

Контроль других типов покрытий. В [425, с. 387/501] рассмотрены прибор и методика контроля спрейного покрытия. Такое хромоникелевое покрытие наносят плазменным способом, например, на по­верхности котлов для предотвращения коррозии и эрозии. Дефектами покрытия могут быть поверхностные трещины, уменьшения толщины покрытия, отслое­ния, ухудшения адгезии, которые сопро­вождаются уменьшением механических напряжений в пограничном слое.

Контроль выполняют ЗТ-методом (рис. 5.44, а, 6) по спектру донного сигна­ла основного металла. На рис. 5.44, в по­казаны спектры донных сигналов. При частичном или полном отслоении покры­тия спектр смещается в низкочастотную область. Коррозионное повреждение дон­ной поверхности вызывает необходимость использовать другой способ. Измеряют отношение интенсивности в полосе частот 6 ... 10 МГц к интенсивности в полосе 1 ... 15 МГц, которое изменяется в зави­симости от качества адгезии. Для измере­ния толщины покрытия, волновое сопро­тивление которого близко к волновому сопротивлению основного металла, ис­пользуют вейвлетный анализ (см. разд.

2.2.4.5) .

В [425, с. 262/639] по неразрушаю­щему контролю литых лопаток турбин самолетов говорится, что используются вихретоковый, радиационный и УЗ-ме - тоды. Представляет интерес методика контроля толщины (около 3 мм) хромоа - люминиево-иттриевого покрытия на теле лопатки по скорости распространения вы­текающих рэлеевских волн. С уменьшени­ем толщины покрытия скорость возраста­ет. Контроль выполняют методом прохо­ждения на частоте 12 МГц. Одновременно выявляются поверхностные дефекты глу­биной 50 мкм и более.

Сварные соединения биметалличе­ских материалов контролируют предпоч­тительно со стороны основного металла [321]. Настройку чувствительности произ­водят по СОП, представляющим собой образцы контролируемого соединения. Вид и место расположения отражателя выбирают в зависимости от схем прозву - чивания. Наиболее распространенные спо­собы настройки показаны на рис. 5.45.

При завышенной чувствительности возможно появление сигналов, отражен­ных от границы между основным и плаки­рующим слоями шва, имеющей волни­стую форму, поэтому для повышения точ­ности определения координат отражате­лей рабочий участок развертки на экране дефектоскопа размечают соответственно зонам сварного шва: основной металл, переходная зона, плакирующий слой. Следует иметь в виду, что наиболее веро­ятно образование дефектов в шве именно на границах основного и плакирующего слоев.

В. Г. Щербинским исследовано влия­ние антикоррозионной наплавки на чувст­вительность контроля однажды отражен­ным лучом со стороны основного металла [346]. Исследовались наплавки проволоч­ным, ленточным электродами и наплавка на браму (заготовку) с последующей про­каткой. Первый слой - сталь 07Х25Н13, последующие слои - сталь 08Х19Н10Г2Б. Толщина образцов основного металла бы­
ла 120 ... 130 мм. Исследования велись на частотах 1,25 ... 2,5 МГц прямыми и на­клонными преобразователями продольных и поперечных волн с углами ввода от 0 до 50°. Значения амплитуд нормировались по образцу без наплавки толщиной 120 мм. Результаты представлены на рис. 5.46 в функции от безразмерного параметра 2<7/(/Vcosa), где d - толщина наплавки, X - длина продольной или поперечной волны, a - угол ввода. Эти результаты следует учитывать при контроле через наплавку или при контроле однажды от­раженным лучом, если чувствительность настраивали по образцу без наплавки.

Пример 5.3

Контролируется объект через наплавку толщиной d = 4 мм поперечными волнами с час­тотой /= 1,8 МГц преобразователем с углом ввода а = 45°. Определить необходимое повышение чувствительности по сравнению с отсутствием наплавки.

Определим длину волны: X = ct/f =

= 3,23/1,8 = 1,8 мм. Определим параметр по оси абсцисс: 2d/(>. cos a) = 2-4/(1,8 •cos45°)= 6,3. По графику находим Л « 5 дБ. При настройке чувст­вительности по образцу без наплавки необходимо увеличить чувствительность на 5 дБ.

Ослабление поперечных волн в на­плавке при прозвучивании со стороны основного металла существенно отличает­ся от ослабления при прозвучивании со стороны наплавки: на частоте 1,25 МГц амплитуда изменяется от - 0,7 до + + 6,1 дБ, а на частоте 1,8 МГц от + 5,5 до + 12,3 дБ. По-видимому, это объясняет­ся различием волновых сопротивлений основного и наплавленного металлов и разным согласованием призмы с метал­лом.

При сварке плакированных труб обычно используют технологию, при ко­торой антикоррозионную наплавку вос­станавливают после окончания сварки. При этом предъявляют разные требования по дефектности в разных зонах. Например, в перлитном металле уровень фиксации (по площади плоскодонных отверстий) 4 мм2, в зоне сплавления 7 мм2, сплош-

Подпись:ность наплавки контролю не подлежит. По данным В. Е. Белого [25], наибольшее от­ношение сигнал/помеха при контроле с наружной поверхности трубы достигается на частоте 4 МГц для наплавленного ме­талла при углах ввода 45 и 60°, а для зоны сплавления - 45°. При контроле с внут­ренней поверхности трубы рекомендуется применять малогабаритные преобразова­тели на 2 МГц с углом ввода 70°.

Фактическую глубину расположения зоны сплавления рекомендовано опреде­лять, измеряя координаты структурных помех, возникающих в результате рассея­ния на этой границе. При использовании частоты 4 МГц точность измерения не хуже 1 мм.

Методика контроля способом кор­невой тандем. Методика дополняет ульт­развуковой контроль сварных соединений с восстановленной наплавкой. Она пред­назначена для обнаружения вертикально­ориентированных трещин (в том числе усталостных, возникающих в процессе эксплуатации) под наплавленным анти­коррозионным покрытием на сварное со­единение на расстоянии 0 ... 20 мм от зо­ны сплавления с наплавкой. В частности, она применяется при контроле трубопро­вода главного циркуляционного контура Ду-850 энергоблока ВВЭР-1000. Методика разработана в ЦНИИТмаш Н. П. Разыграе - вым [321].

Контроль биметаллических материалов, покрытий, наплавки, плакировки и сварных соединений с наплавкой

Рис. 5.47. Дефектоскопия корня шва способом корневой тандем:

1 - преобразователь; 2, 3 - соответственно излучающий и приемный пьезоэлементы; 4 - направление распространения лучей; 5 - трещина под наплавкой;

6 - антикоррозионное покрытие

МУ

Способ корневой тандем основан на использовании специализированных на­клонных PC-преобразователей (см. разд. 2.2.5.1). Точка пересечения акустических осей преобразователей (прямого и одно­кратно отраженного лучей, точка фокуса) расположена на определенном расстоянии от донной поверхности так, чтобы обеспечивался контроль корневой части сварного соединения с учетом наличия антикоррозионной наплавки (рис. 5.47).

Контроль осуществляется при руч­ном сканировании контактным способом. Преобразователь перемещается по наруж­ной поверхности. Для контроля применя­ют преобразователи типа ПЦ-45-1,2 КТ с углом ввода поперечных волн 45° и часто­той 1,2 МГц (изготовитель ЦНИИТмаш).

Для настройки параметров контроля используют СОП (рис. 5.48). Ширина об­разца - 30 мм (минимальная), длина об­разца - 140 мм (минимальная) СОП изго­товляют из отрезка трубы, идентичного контролируемому трубопроводу. Кон­тактная поверхность испытательного об­разца должна иметь параметр шерохова­тости Rz = 40 мкм - такой же, как поверх­ность ОК. Отверстие диаметром 5 мм должно иметь плоское дно.

Преобразователь подключают к де­фектоскопу по раздельной схеме. Вклю­чают полное усиление дефектоскопа и

Контроль биметаллических материалов, покрытий, наплавки, плакировки и сварных соединений с наплавкой

Контроль биметаллических материалов, покрытий, наплавки, плакировки и сварных соединений с наплавкой

*)

 

 

г) д)


рассматривают изображение на экране. При исправно работающей системе пре - образователь-кабель-дефектоскоп после зондирующего импульса должен наблю­даться импульс, соответствующий прохо­ждению УЗ от излучающего пьезоэлемен­та к приемнику через щель под акустиче­ским экраном преобразователя. Этот им­пульс изменяет свою амплитуду при про­щупывании пальцем участка под экраном.

Настройку скорости развертки про­водят по отражению поперечной волны от прямого двугранного угла СОП. Находят максимум этого сигнала (рис. 5.49, а). Подтверждают соответствие сигнала от­ражению от угла пальпированием: ампли­туда его при прикосновении пальцем к
образцу должна уменьшаться. Измеряют расстояние хо- Устанавливают длину строб-импульса на развертке 5 ± 1 мм и помещают его в такое положение, чтобы эхосигнал от угла располагался в середине строб-импульса.

Точность расположения эхосигнала от угла проверяют с помощью двух пре­образователей ПЦ-45-1,2 КТ, включенных навстречу друг другу по зеркально­теневой схеме (рис. 5.49, 6) При отклоне­нии толщины контролируемой трубы от толщины СОП больше чем на 1,5 мм не­обходимо провести корректировку поло­жения строб-импульса.

Настройку чувствительности прово­дят по амплитуде эхосигнала от плоского
дна отверстия в СОП (рис. 5.49, в). Уста­навливают браковочный и поисковый уровни чувствительности. При браковоч­ном проводится оценка допустимости об­наруженной несплошности по амплитуде сигнала. Он равен максимальной ампли­туде эхосигнала от плоского дна отверстия в СОП. На поисковом проводится поиск несплошностей. Поисковый уровень чув­ствительности на 6 дБ ниже браковочного.

Настройку браковочного уровня чув­ствительности проводят следующим обра­зом Устанавливают преобразователь на поверхности ввода СОП перпендикулярно оси отверстия соосно с ним и находят максимальное значение амплитуды им­пульса. Регулятором усиления устанавли­вают высоту сигнала, равную половине (или 2/5) высоты экрана дефектоскопа (рис. 5.49, г). Поисковый уровень чувстви­тельности устанавливают добавлением 6 дБ к браковочному уровню (рис. 5.49, с)).

Контроль сварного соединения про­водят с обеих сторон шва, перемещая пре­образователь по поверхности сварных элементов параллельно оси сварного шва с одновременным возвратно-поступатель­ным перемещением перпендикулярно его оси (рис. 5.50). Ширина и положение зоны сканирования должны обеспечить полное прозвучивание всей прикорневой и око- лошовной зон сварного соединения в со­ответствии с требованиями ПК, как пока­зано на рис. 5.50. В процессе перемещения преобразователя его поворачивают отно­сительно собственной вертикальной оси на 10 ... 15° .

При обнаружении несплошности с амплитудой сигнала, равной или большей поискового уровня, расположенного в ра­бочей зоне развертки дефектоскопа, опре­деляют ее координаты, амплитуду сигнала (эквивалентную площадь) и условную протяженность.

Глубину залегания дефекта опреде­ляют, отключая от дефектоскопа заднюю призму преобразователя и переключая дефектоскоп на работу в совмещенном режиме. Координату определяют по поло-

Контроль биметаллических материалов, покрытий, наплавки, плакировки и сварных соединений с наплавкой

Рис. 5.50. Схема сканирования при контроле способом корневой тандем

жению максимального эхосигнала от де­фекта, которое находят сканированием поверхности изделия преобразователем, как обычно при измерении координат. Если эхосигнал не наблюдается (это воз­можно при обнаружении вертикальной трещины), то принимают глубину залега­ния отражателя равной 12 ± 3 мм от внут­ренней поверхности трубы, что соответст­вует положению фокуса РС-преобразо - вателя. Координата определяет место рас­положения несплошности вдоль продоль­ной оси шва.

При необходимости определения ко­ординаты эпицентра несплошности отно­сительно оси сварного соединения посту­пают следующим образом. Фиксируют положение преобразователя в момент максимальной амплитуды сигнала и отме­ряют расстояние, равное х0, перед преоб­разователем (см. рис. 5.49). В этой точке располагается эпицентр несплошности. Далее следует протравить поверхность сварного соединения, установить положе­ние границ сплавления и зафиксировать относительное положение эпицентра не­сплошности.

Амплитуду сигнала измеряют в де­цибелах по отношению к амплитуде сиг-

Контроль биметаллических материалов, покрытий, наплавки, плакировки и сварных соединений с наплавкой

Контроль биметаллических материалов, покрытий, наплавки, плакировки и сварных соединений с наплавкой

Рис. 5.51. Схема обнаружения объемных несплошностей при контроле способом корневой тандем

нала Ад от плоскодонного отверстия диа­метром 6 мм (браковочный уровень). Если амплитуда сигнала превосходит брако­вочный уровень на N децибел, то записы­вают значение амплитуды Ад + N. Если амплитуда сигнала меньше браковочного уровня на М децибел, то записывают зна­чение амплитуды Ад ~ М.

Идентификацию сигналов выполня­ют по следующим признакам. Сигнал от вертикальной трещины в корне над на­плавкой на экране дефектоскопа распола­гается в строб-импульсе (см. рис. 5.49, г). Сигнал от объемной несплошности (шла­кового включения, поры и т. п.) в корне сварного соединения и под аустенитной наплавкой располагается перед строб - импульсом, так как время распростране­ния эхоимпульса при этом меньше, чем при выявлении трещины (рис. 5.51). В некоторых случаях на экране наблюда­ются вместе два импульса: обычный эхо - сигнал и эхосигнал, полученный по схеме тандем. Амплитуда последнего обычно больше.

Условную протяженность измеряют как расстояние между крайними положе­ниями преобразователя при перемещении его вдоль несплошности. Крайними поло­жениями преобразователя считают те, при которых амплитуда эхосигнала уменьша­ется до поискового уровня чувствительно­сти.

Оценку допустимости несплошно­стей, обнаруженных по схеме корневой тандем, проводят следующим образом. Несплошность, амплитуда сигнала от ко­торой равна или превышает амплитуду сигнала от плоскодонного отверстия диа­метром 6 мм в СОП, является недопусти­мой (см. рис. 5.48). Несплошность, ампли­туда сигнала от которой равна или больше поискового уровня, но меньше браковоч­ного уровня, а ее условная протяженность больше условной протяженности плоско­донного отверстия диаметром 6 мм в СОП, также является недопустимой. Не­сплошность с амплитудой ниже поисково­го уровня должна быть обследована до­полнительно прямым и наклонными пре­образователями и оценена по совокупно­сти полученных результатов контроля.

Оставить комментарий