Ультразвуковой метод контроля

Содержание

1. Принцип проведения УЗК
2. Подготовка к процессу
   
3. Методы ультразвукового контроля
4. Виды выявляемых браков
5. Преимущества и недостатки УЗК

Эффективным способом обнаружения дефектов в материалах и изделиях является ультразвуковой метод. Он основан на применении чувствительных ультразвуковых волн, проникающих внутрь объекта. Отражаясь от внутренних изъянов или границы раздела сред, они возвращаются обратно, позволяя выявить повреждения с точностью до миллиметра.

В различных отраслях промышленности применяется данный способ:

1. Так, в авиации он используется для обнаружения ошибок в структурах двигателей, самолётов, благодаря высокой чувствительности.
2. В нефтегазовой промышленности – для обнаружения неисправностей в трубопроводах и емкостях. 
3. В машиностроении – для осуществления контролирования сварных соединений и деталей машин. 
4. Наиболее популярная сфера применения – медицина: с помощью УЗК обнаруживаются заболевания внутренних органов. 
5. В строительстве УЗК используется для определения качества бетона, поиска скрытых изъянов.

Принцип проведения УЗК

Распознавание дефектов осуществляется путём анализа отражённых сигналов. Сигналы для точного определения характеристик ошибок могут быть трансформированы или дифрагированы. Также анализу подвергаются фазо-частотная характеристика отражённых сигналов и амплитудно-частотная. С целью определения расположения неисправности используется визуализация акустических полей.

Процесс включает перечень технологических операций. Ознакомимся с ними детальнее.

1. Первый этап – подготовка. Производится очистка поверхности изделия от окислов, загрязнений, которые создают помехи на пути волны. Очень важно учитывать тип контактирующей жидкости, применяемой при проведении контроля. Она влияет на качество полученных результатов.
2. Основной этап – непосредственно контроль, для осуществления которого применяются определённые методы.
3. Затем осуществляется анализ, интерпретация и обработка полученных данных с последующей фиксацией.

Подготовка к процессу

Стоит уделить внимание детальному ознакомлению с принципами подготовки. 

Процесс включает следующие этапы.

1. Определение области, которая проверяется, с помощью ультразвука. Для выявления области контроля используются спецификации, чертежи или схемы изделия.
2. Выбирается система, которая соответствует требованиям: ручной ультразвуковой аппарат или автоматизированная система контролирования.
3. Производится тщательная очистка поверхности объекта от масел, загрязнений, жиров, прочих инородных веществ. Для этого используются специальные растворы или средства.
4. Производится настройка параметров аппарата: 

• амплитуда; 
• частота; 
• скорость распространения колебаний. 

Это действие направлено на получение максимального качества изображения для эффективного поиска дефектов.

5. Датчик или аппарат перемещаются по поверхности объекта с постоянной скоростью, отправляя ультразвуковые сигналы и принимая их. Полученная информация проходит этапы обработки и анализа.

Методы ультразвукового контроля

Выделяют перечень способов, принцип действия которых стоит рассмотреть детальнее.

1. Теневой – базируется на измерении интенсивности прошедшей колебании после прохождения через объект. Если на пути есть граница раздела сред или изъян, то прошедшая волна будет полностью затенена или ослаблена.
2. Зеркально-теневой метод – применяется для обнаружения мелких плоских неполадок. Под определённым углом на поверхность объекта падает ультразвуковая колебания, впоследствии отражаясь. Если на поверхности есть изъян, то отраженная волна будет изменена.
3. Эхо-зеркальный метод – применяется для поиска недостатков внутри толстых объектов. Излучение падает на заднюю поверхность объекта, отражаясь. При наличии отраженная волна изменяется.
4. Дельта-метод учитывает изменения амплитуды отраженного луча в зависимости от глубины. Амплитуда отраженной волны тем меньше, чем глубже находится неисправность.

Виды выявляемых браков

Ультразвуковой метод контроля обладает значительной чувствительностью и способен выявлять различные недочеты: 

• включения; 
• трещины;
• вздутия; 
• закрытые каналы и т.д. 

Они выявляются до миллиметра путём анализа отражённых сигналов, измерения условных размеров дефектов. Для этого применяются вариативные схемы измерения относительным и абсолютным способами.

Рассмотрим перечень недочетов, которые могут быть выявлены.

1. Включения, поры – это пустоты, микротрещины, которые образуются вследствие деформации или неправильного литья.
2. Зернистость: вызвана неправильным прокаливанием или охлаждением, неравномерной структурой материала. 
3. Пустоты: полые области – результат неправильного смешивания или недостаточного контроля формовки.
4. Трещины: повреждения в виде линейных разрывов, возникающие вследствие усталости материала, механического напряжения, влияния внешних факторов.
5. Недостаточная сварка, вызывающая отслаивание/разрушение сварного шва.
6. Разрушение структуры материала под влиянием механической нагрузки, температура, химических реакций.

Все перечисленные примеры опасны, приводят к поломкам, снижению прочности материала, отказу в работе изделия.

Преимущества и недостатки УЗК

Чувствительный ультразвуковой метод контроля имеет ряд преимуществ.

1. Высокая разрешающая способность, точность до миллиметра, что позволяет обнаружить даже мелкие дефекты.
2. Возможность успешно работать с различными материалами: металлы, комбинированные материалы, пластик и т.д.
3. Принадлежит к методам неразрушающего контроля: изделия могут быть проверены без повреждения.
4. Дает возможность производить контролирование в труднодоступных местах.

Конечно же, процесс имеет и некоторые недостатки, которые тоже стоит изучить заранее.

1. Может подвергаться влиянию внешних помех: вибрации, шумы.
2. Высокие требования к качеству поверхности объекта, от чего напрямую зависит качество результатов: любые неровности, покрытия искажают отражённые сигналы.
3. Сложности в интерпретации: обработка результатов требует опыта, квалификации.

Ультразвуковой метод контроля – важный инструмент в современной промышленности. Он позволяет без помех обнаружить дефекты в различных материалах, изделиях, что способствует повышению безопасности и качества продукции.