Основное средство контроля - уни­версальный импульсный УЗ-дефектоскоп, имеющий устройства для измерения ам­плитуд (с точностью около 1 дБ) и рас­стояний (с точностью около 2 %), снаб­женный комплектом преобразователей. Разработаны также специальные дефекто­скопические устройства и преобразовате­ли, рассматриваемые далее. Контроль нельзя выполнять без государственных стандартных образцов и стандартных об­разцов предприятия. Весьма полезны, а иногда необходимы, вспомогательные приспособления и устройства для соблю­дения параметров сканирования и измере­ния характеристик выявляемых дефектов.

ГОСТ 14782-86 содержит описание государственных стандартных образцов, в нем указаны допустимые отклонения от размеров и свойств материалов образцов, перечислены параметры контроля, опре­деляемые по ним. Эти вопросы рассмот­рен в разд. 2.2.1.3 и 2.2.4.

В ГОСТе установлены некоторые точностные критерии в отношении УЗ - аппаратуры: частота ультразвуковых ко­лебаний, излучаемых наклонным преоб­разователем, не должна отличаться от но­минального значения более чем на 10 % в диапазоне свыше 1,25 МГц, более чем на 20 % в диапазоне до 1,25 МГц; по­ложение метки на преобразователе, соот­ветствующей точке выхода луча, не долж­но отличаться от действительного более чем на ± 1 мм и др.

Время пробега продольной волны по высоте СО-2 (нужное для настройки за­держки начала отсчета времени пробега при контроле прямым преобразователем, разд. 2.2.4.4) указано 20 мкс. Время пробе­га поперечной волны по радиусу СО-3 (нужное для настройки задержки начала отсчета времени пробега при контроле наклонным преобразователем) принято 33,7 мкс. Это время соответствует скоро­сти поперечных волн в стали 3,26 мм/мкс. По нашим измерениям скорость попереч­ных волн 3,23 мм/мкс, поэтому в разд.

2.2.4.4 указано время пробега 34,1 мкс. Дополнительные требования к аппаратуре сформулированы в Европейских стандар­тах EN 12668-1, EN 12668-2, EN 12668-3, которые далее рассматриваются.

5.1.1.1. Схема контроля

Схема прозвучивания является осно­вой любой методики контроля. Эффектив­ность применения схемы прозвучивания к сварному соединению определяется: раз­мером прозвучиваемой площади попереч­ного сечения сварного соединения, отне­сенной к общей площади поперечного

сечения сварного соединения, подлежа­щей прозвучиванию (полнотой прозвучи - вания); вероятностью обнаружения наибо­лее потенциально опасных дефектов (тре­щин, непроваров); вероятностью появле­ния ложных сигналов от конструктивных элементов соединения (неблагоприятная геометрия, конструктивные зазоры, нали­чие приварных элементов) [350]. Основ­ной способ контроля стыковых сварных соединений - наклонным преобразовате­лем, поперечной волной. Преобразователь перемещается по ровной поверхности ос­новного металла. Валик шва (он, как пра­вило не удаляется) ограничивает прибли­жение преобразователя к сварному шву.

На рис. 5.1, а показана схема контро­ля стыкового сварного соединения, вы­полненного дуговой сваркой. Дефекты Д2 и Д5 в нижней части шва выявляются
прямым лучом, а дефекты в верхней части Д1 и Д6 выявляются однократно (однаж­ды) отраженным лучом. Дефект в средней части шва ДЗ может быть выявлен как прямым, так и однократно отраженным лучом.

Для проверки всего металла соедине­ния преобразователь перемещают поперек и вдоль шва (рис. 5.1, 6). Его направляют перпендикулярно оси шва, а затем кон­троль повторяют, поворачивая преобразо­ватель на угол 10 ... 15° влево и вправо. В некоторых методиках рекомендуется пово­рачивать преобразователь во время его движения, но при этом возрастает вероят­ность пропуска дефектов. ГОСТ 14782 до­пускает также прозвучивание многократно отраженным лучом (т. е. лучом, отражен­ным 2-3 раза от поверхностей основного металла), однако при этом способе трудно

отличить отражения от дефектов и от не­ровностей поверхности сварного шва.

В корневой части сварного шва воз­можно возникновение ложного сигнала, связанного с отражением от недостаточ­ного проплавления (утяжины) или повы­шенного проплавления (провисания) корня. Утяжина часто квалифицируется как не­допустимый дефект, поскольку уменьшает поперечное сечение шва. Провисание на прочность шва не влияет и при небольших размерах дефектом не является.

Шов контролируют слева и справа (на рис. 5.1 показан контроль справа). Та­ким образом, ультразвуковые лучи прохо­дят через шов в четырех направлениях {контроль в полном объеме). Это повыша­ет вероятность выявления различно ори­ентированных дефектов. Если конструк­ция сварного соединения затрудняет кон­троль в четырех направлениях, допускает­ся выполнять контроль швов с одной сто­роны или контроль только прямым лучом, но про такой контроль говорят, что он выполнен в неполном объеме, а такие сварные соединения называют ограничен­но контроледоступными.

На рис. 5.2 показана номограмма для выбора параметров преобразователя в за­висимости от толщины и конструкции соединения, обеспечивающая значение полноты прозвучивания, близкое к еди­нице [350]. Точка на пересечении линий координат толщина сварного соединения - ширина выпуклости шва указывает на прямую, соответствующую параметрам рекомендуемого преобразователя. Если точка расположена между прямыми, сле­дует выбирать левую прямую. Если точка расположилась левее прямой I, то это зна­чит, что контроль преобразователями, ко­торым соответствуют прямые, в полном объеме невозможен.

Дополнительный способ контроля - на поперечные трещины Д4 (см. рис. 5.1), т. е. трещины, расположенные поперек шва. Такие тещины возникают только при грубом нарушении технологии сварки, появляются довольно редко, поэтому кон­троль на такие дефекты часто не преду­сматривается. Чаще всего контроль на поперечные трещины осуществляют на­клонным преобразователем по снятому валику шва. Далее рассмотрены также другие схемы выявления таких дефектов.

При зачистке валика некоторые ру­ководства рекомендуют выполнять кон­троль также прямым или РС-преобра - зователем наплавленного металла и око - лошовной зоны. Другие руководства тре­буют выполнять контроль околошовной зоны (зоны термического влияния) на­клонным преобразователем по той же схеме, что и контроль наплавленного ме­талла.

На направление излучения при кон­троле сварных соединений влияет воз­можное изменение скорости звука в ос­новном металле. Например, в металле труб магистральных трубопроводов ско­рость поперечных волн может изменяться на 10 % под влиянием технологических факторов. Это обстоятельство может при­вести к ошибкам при контроле из-за не­правильного определения координат де­фектов, возникновения поверхностных волн.

При контроле околошовной зоны прямым или PC-преобразователем воз­можно обнаружение полупрозрачных де­фектов типа расслоений, ослабляющих чувствительность контроля наплавленного металла. Часто такие дефекты признаются недопустимыми. Некоторые методические руководства допускают такие дефекты, но рекомендуют оценить возникающее ос­лабление чувствительности. Значение, на которое нужно повысить чувствитель­ность, определяют зеркально-теневым методом двумя наклонными преобразова­телями по схеме рис. 3.5, в, сравнивая донные сигналы на бездефектном участке и участке с расслоениями. На образце фиксируют максимальный донный сигнал и определяют расстояния между преобра­зователями, а на основном металле ОК фиксируют донный сигнал при том же расстояния между преобразователями. Разница сигналов (в дБ) показывает, на сколько нужно увеличить чувствитель­ность при контроле сварного соединения.

Если после сварки швов предусмот­рена их термообработка, то приемо­сдаточный УЗ-контроль проводят после термообработки. Термообработка способ­ствует раскрытию трещин, т. е. увеличе­нию количества выявленных дефектов. Кроме того, при термообработке сварных соединений измельчаются зерна металла и его структура становится более однород­ной, что уменьшает затухания УЗК в шве и околошовной зоне и улучшает условия контроля особенно толстых сварных со­единений. УЗ-контроль до предусмотрен­ной термообработки проводят только фа­культативно как технологический.