Методику контроля регламентирует документ [181]. Полнота проработки во­проса в этом ОСТе делает целесообраз­ным распространение этой методики на другие отрасли. Изложены также вопросы измерения толщины антикоррозионной наплавки.

Средства измерения. Для контроля монометаллов и биметаллов применяют ручной ультразвуковой толщиномер груп­пы Б и дефектоскопы как с блоком цифро­вого отсчета (БЦО), так и без этого блока. Диапазоны измерения по минимальным геометрическим размерам (толщинам сте­нок и кривизне) определяются параметра­ми конкретного прибора или устанавли­ваются экспериментально.

Приборы должны проходить обяза­тельную проверку в соответствии с ГОСТ. Если характеристики ОК не соответству­ют регламентным (например, радиус кри­визны ОК меньше, чем оговорено в пас­порте прибора, но фактически измерение

Рис. 6.8. СОП Т1 для настройки дефектоскопа и толщиномера иа скорость звука

Рис. 6.9. Варианты СОП Т2 для настройки дефектоскопа и тощииомера при контроле монометалла. Варианты а и б равнозначны; Я = (1 + 0,1)Я0, где Я0 - номинальная толщина контролируемого изделия

возможно), то предприятием, осуществ­ляющим контроль, должна быть выполне­на аттестация методики измерения.

Применяют прямые и РС-преобразо- ватели на частоты 2 ... 10 МГц с жестким протектором. Для особо точных измере­ний толщин менее 10 мм применяют вы - сокодемпфированные преобразователи на частоты 10 ... 15 МГц.

В качестве контактных жидкостей используют вещества, рекомендованные в разд. 2.2.4.9 с корректировкой их свойств в зависимости от степени неровности, на­клона поверхности ОК и температуры.

Рис. 6.10. СО ТБ1 для настройки дефектоскопа и тощиномера при контроле биметалла: 1 - основной металл; 2 - антикоррозионное покрытие; Я= (1 ± 0,1)Яо, Яом = (1 ± 0,1)ЯОМ 0, Я„ = Я„ min + 2 мм, где Я0, Яом о - номинальные значения толщин биметалла и основного металла соответственно; ЯНШ1П - минимальная толщина антикоррозионного покрытия

Для настройки и проверки приборов пользуются СОП. Желательно их изготов­ление из того же материала, что и контро­лируемое изделие. СОП аттестует метро­логическая служба предприятия на шеро­ховатость поверхности ввода, донной по­верхности и на расстояние между этими поверхностями. Толщина образца должна быть измерена с погрешностью, не более ± 0,01 мм.

Операции по настройке прибора до­пускается проводить по участку изделия, доступного прямому измерению с по­грешностью, не превышающей ± 0,05 мм.

Образец Т1 (рис. 6.8) применяют для настройки скорости развертки дефекто­скопа при измерении толщины мономе­талла, а для дефектоскопов без БЦО - также при измерении толщины биметалла. Образец Т2 (рис. 6.9) применяют для на­стройки дефектоскопа или толщиномера при измерении толщины монометалла. Образец ТБ1 (рис. 6.10) применяют для настройки дефектоскопа или толщиноме­ра при измерении толщины биметалла.

В образце ТБ1 1 - основной металл, 2 - плакировка. Толщина образца Я долж­на отличаться от номинального значения толщины всего биметалла не более чем на ±10 %, Толщина основного металла об­разца Яом должна отличаться от номи­нального значения толщины основного металла также не более чем на ± 10 %. Толщина плакировки (наплавки) Я„ долж­на быть на 2 мм толще минимально до­пустимого значения. В образце Т2 толщи­на Я должна отличаться от номинального значения основного металла также не бо­лее чем на ± 10 %.

При измерении толщины плоских из­делий и изделий с радиусом кривизны более 100 мм применяют плоские СОП. При измерении толщин труб и гибов труб с наружным диаметром менее 100 мм СОП выполняют в виде фрагментов этих изделий (рис. 6.11). Допустима настройка по прямолинейному участку трубы, но при этом погрешность измерения увели­чивается на +0,1 мм.

Рис. 6.11. СОП в виде фрагментов изделий: а - отрезка трубы; б - участка гиба трубы

Настройка прибора. Как отмечалось ранее, настройка прибора включает две операции: настройку на скорость звука и установку нуля или настройку задержки развертки. Рекомендуемый далее способ настройки соответствует второму из ре­комендованных выше вариантов.

Настройку на скорость звука при контроле монометаллических изделий производят по Т1. Она заключается в том, чтобы расстояние между импульсами от ступеней образца 10 и 20 мм составляло 10 мм. Настройку на скорость звука при контроле биметаллических изделий про­изводят по ТБ1. Она заключается в том, чтобы расстояние между первым и вторым донными сигналами составляло Я мм, т. е. соответствовало толщине образца.

Установка нуля толщиномера, за­держки начала отсчета времени дефекто­скопа с БЦО или настройка задержки на­чала развертки дефектоскопа без БЦО вы­полняется для монометаллов - по образцу Т2, а биметаллов - по образцу ТБ1. На­стройка состоит в том, чтобы получить правильное значение толщины образцов.

После окончания настройки ее следу­ет проверить на том же образце или в кон­трольной точке на изделии. Толщина, по которой осуществляют проверку, не должна отличаться от настроечной более чем на 10 %. Если при этом будет получе­но отклонение от фактической толщины более чем на величину дискретности из­мерения для приборов с цифровой инди­кацией или более чем на половину цены деления для приборов без БЦО, то на­стройку следует повторить. По окончании настройки положение органов регулиров­ки необходимо зафиксировать.

Отметим некоторые особенности на­стройки и измерения толщины с помощью дефектоскопов. При настройке и измере­нии высота измеряемых импульсов долж­на находиться в пределах 0,2 ... 0,5 высо­ты экрана и должна быть одинаковой с погрешностью не более 5 мм по экрану дефектоскопа. Если форма измеряемого импульса существенно отличается от формы настроечного импульса, то путем вращения или небольшого перемещения преобразователя следует получить иден­тичный импульс. Форма импульсов может быть оптимизирована введением отсечки или другими способами, реализовать ко­торые позволяет данный тип дефектоско­па. Положение оптимизирующих регули­ровок в режимах настройки и измерения не должны отличаться.

Для дефектоскопов без БЦО отсчет положения измеряемого импульса прово­дится по точке пересечения его фронта с горизонтальной линей развертки. На­стройка задержки начала развертки вы­полняется так, чтобы измеряемые импуль­сы занимали положение в пределах сред­ней части линии развертки.

Подготовка и проведение измерений. На измерение толщины составляют техно­логическую карту, которая должна содер­жать данные об ОК, указание номиналь­ных толщин с допускаемыми отклонения­ми и разметку изделия для измерения толщины.

Разметку переносят на ОК так, чтобы она не мешала измерению и не стиралась (например, разметка фломастером). На местах, где будут выполняться измерения, подготавливается площадка размером 30 х 30 мм2 с центром в точке измерения. Подготовка поверхности предусматривает очистку участков поверхности от шулу- шащихся слоев краски, окалины, продук­тов коррозии. Шероховатость поверхно­сти ввода в месте измерений должна быть не более Ra = 6,3 мкм. Допускается не удалять лакокрасочные покрытия и слой оксида, если их наличие не препятствует проведению измерений, но тогда точност­ные характеристики должны быть уста­новлены экспериментально.

Измерение толщины выполняется дискретно - в отдельных точках. На каж­дом из заранее отмеченных участков сле­дует выполнить однократное измерение толщины. Если при выполнении измере­ний произошла грубая ошибка, т. е. по­грешность измерения существенно пре­взошла ожидаемую в данных условиях, то этот результат отбрасывается и выполня­ются три измерения взамен ошибочного. В этом случае за результат измерений при­нимается среднеарифметическое значение.

При измерении толщины трубопро­водов экран, разделяющий призмы РС - преобразователя, должен быть ориентиро­ван перпендикулярно образующей трубы. Допускается проводить измерение толщи­ны сосудов, наполненных водой.

Считывание результата измерений проводят после получения устойчивого и достоверного показания. Для цифровых приборов оно характерно либо одним зна­чением, либо двумя, изменяющимися в пределах дискретности прибора. В по­следнем случае записывается значение, ближайшее к границе допуска на размер.

Измерение остаточной толщины в местах зачистки поверхностных дефек­тов может быть осуществлено как со сто­роны выборки, так и (если преобразова­тель в выборке не устанавливается) с про­тивоположной поверхности. В последнем случае должно быть выполнено 3 ... 5 из­мерений в районе с предполагаемой ми­нимальной толщиной. За результат изме­рения принимается минимальное показа­ние прибора. Во всех случаях необходимо в максимально возможной степени обес­печить плоскую площадку для установки преобразователя.

Если выборка имеет крутой профиль и обеспечить плоскую площадку для уста­новки преобразователя не представляется возможным, следует измерить толщину в точках вокруг выборки. Глубина выборки измеряется микрометрическим или инди­каторным глубиномером. Толщина ОК в месте выборки находится как разница ме­жду минимальной его толщиной в окрест­ностях выборки по данным измерений ультразвуком и максимальной глубиной выборки по результатам измерений мери­тельным инструментом. Погрешность из­мерений толщины в этом случае принима­ется равной погрешности измерений ультразвуком.

Измерение остаточной толщины ОК в местах коррозионных повреждений. Пе­ред измерением целесообразно осмотреть эти места визуально, с помощью оптиче­ских инструментов или радиографическим контролем. Желательно зачистить под­вергнутую коррозии поверхность. При проведении контроля без зачистки необ­ходимо экран преобразователя установить перпендикулярно линиям текстуры. Уста­новив преобразователь, следует повра­щать его вокруг оси, добиваясь макси­мальной амплитуды донного сигнала и устойчивых показаний прибора. В местах пятнистой и язвенной коррозии измерения выполняют с шагом не более 3 мм, делают не менее трех измерений. За результат измерения принимается минимальное по­казание прибора.

При толщине изделия до 20 мм при контроле со стороны, противоположной коррозии, прибор обычно не фиксирует уменьшение толщины, связанное с нали­чием одиночных язв сферической формы диаметром до 2,5 мм. Резкие изменения толщины, происходящие на расстоянии порядка длины ультразвуковой волны и меньше, при УЗ-измерений толщины не фиксируются. Наименьший радиус кри­визны углублений в месте наименьшей остаточной толщины должен быть более

1,5 мм.

При отсутствии сведений о характере коррозионных повреждений изделия они могут быть ориентировочно получены при установке преобразователя в заранее на­меченном районе изделия на основе сле­дующих рекомендаций:

1. Прибор стабильно показывает зна­чение толщины, равное номинальной толщине, с учетом погрешности измере­ний. Изделие коррозии не подвергнуто.

2. Прибор стабильно показывает зна­чение толщины, меньше номинальной толщины (частным случаем является ста­бильное нулевое показание). Изделие под­вергнуто равномерной коррозии.

3. При перестановке преобразователя прибор показывает различные значения толщины, в том числе нулевую толщину, номинальную толщину изделия, толщину больше и меньше номинальной. Изделие подвергнуто пятнистой коррозии.

4. Прибор показывает номинальное значение толщины, а при дальнейшей пе­рестановке преобразователя на ограни­ченном участке - нулевое или нестабиль­ное значение и значение меньше номи­нального. Изделие подвергнуто язвенной коррозии (нулевое или нестабильное пока­зания прибора преобразователя над ско­сом язвы).

Если результат измерения сущест­венно отличается от ожидаемого и не свя­зан с грубой ошибкой измерения, целесо­образно проконтролировать эти участки универсальным дефектоскопом, так как причиной уменьшения толщины могут быть нарушения сплошности металла.

Погрешность измерений определяет­ся при доверительной вероятности Р = 0,95. При измерении толщины Н изде­лий более 20 мм (как монометаллических так и биметаллических) погрешность при­нимается равной ± 0,01Н, но не менее ша­га дискретности цифровой шкалы прибора или половины цены деления дефектоскопа без БЦО. При измерении монометалличе­ских изделий толщиной < 20 мм погреш­ность принимается равной ± 0,2 мм. При измерении толщины плакировки листов и изделий, изготовленных из плакирован­ных листов, погрешность принимается равной + 0,2 мм. При изготовлении СОП непосредственно из контролируемой заго­товки погрешность принимается равной шагу дискретности цифровой шкалы при­бора или половине цены деления дефекто­скопа без БЦО.

Методика определения погрешности измерения. Погрешность при Р = 0,95 мо­жет быть меньше указанных выше значе­ний, если это доказано экспериментально. Также экспериментально определяется погрешность при доверительной вероят­ности выше 0,95. Методика эксперимен­тальной проверки рассмотрена далее.

Погрешность измерений должна оп­ределяться для каждого диапазона изме­рений прибора. Она определяется на двух - трех образцах, для которых опре­делена действительная толщина /гд с по­грешностью, не превышающей 20 % пла­нируемой погрешности.

На подготовленных участках образ­цов выполняют 50 измерений толщины. Вычисляют систематическую составляю­щую погрешности измерений

где h, - результат /-го измерения толщины ультразвуковым прибором; п - число из­мерений.

Вычисляют среднее квадратичное от­клонение а случайной составляющей по­грешности измерений

Интервал, в котором с установленной доверительной вероятностью Р находится

6.3. Определение безразмерной функции К по вероятности Р

р	К
0,683	1,0
0,866	1,5
0,955	2,0
0,988	2,5

суммарная погрешность измерений Л в данных конкретных условиях, прибли­женно определяется неравенством

5-ЛТст<Л<5 + ЛТ0,

где К - безразмерная функция вероятно­сти Р, определяемая по таблице 6.3.

Если систематическая погрешность измерения не превышает 1/3 среднего квадратичного значения случайных по­грешностей, то ею при вычислении сум­марной погрешности измерения можно пренебречь. Количество К не должно быть более двух.

Оформление результатов измерений. Результаты измерений толщины регистри­руют в специальном журнале с соблюде­нием единой системы нумерации точек, обеспечивающей привязку результатов к изделию. В журнале также указывают данные об изделии и средствах контроля, заключение о соответствии требованиям нормативного документа, фамилию кон­тролера.

Результат измерения представляется в виде: толщина h, нижняя и верхняя гра­ницы погрешности измерения Дн и Дв, Р - вероятность, с которой погрешность изме­рения находится в этих границах. Напри­мер, "(3,8 ± 0,1) мм, Р = 0,93". Значение доверительной вероятности допускается не указывать, если Р = 0,95.

Оценка годности изделия по факти­ческим показаниям прибора (без учета погрешности) проводится, если выполня­ется одно из следующих условий:

В конструкторской документации (КД) указаны предельные значения изме­ряемой величины и погрешность измере­ния.

Погрешность измерений не превы­шает 35 % половины поля допуска на кон­тролируемый размер. При одностороннем допусковом контроле (отдельно по ниж­нему или верхнему отклонению) погреш­ность измерений не превышает 35 % соот­ветствующего предельного отклонения. Например, это условие удовлетворяется, если допуск на контроль - 0,1 мм, а по­грешность измерений - 0,03 мм.

Если установленная погрешность из­мерения превышает указанные выше зна­чения и нет возможности применить более точное средство измерения, то назначают­ся сокращенные приемочные границы, смещение которых Д определяется по фор­муле

Д = |8|-0,35-0,5-(дн +ДВ).

Если указанные выше условия не вы­полняются, а также в случаях, когда КД предусматривают факультативное измере­ние толщины УЗ-методом, или метод из­мерения не указан, оценка годности изде­лия не проводится.