скрыть подразделы

Главная страница » Исследования возможности применения системы "Август" для ультразвукового контроля продольных сварных швов труб


Исследования возможности применения системы "Август" для ультразвукового контроля продольных сварных швов труб

Исследования возможности применения системы “Август” для ультрозвукового контроля продольных сварных швов труб

Введение

Цель работы: исследование возможности использования системы экспертного контроля типа «Авгур 4.2» для ультразвукового контроля продольных сварных швов в условиях технологического процесса ТЭСЦ-4.

Прибор должен иметь возможность:

  • обнаружения дефектов объёмного и плоскостного типов согласно нормам, действующим на Выксунском Металлургическом Заводе.
  • определения: координаты, глубины залегания, длины и высоты дефектов,
  • обеспечения отображения изображений на развертках типа А, В, С и D- типов.

В работе использовалась система «Авгур 4.2» предназначенная для ультразвукового автоматизированного контроля плоских конструкций и труб различного диаметра (включая, продольные швы), которая состояла из:

  • системного блока;
  • выносного электронного блока;
  • механизма сканирования;
  • комплекта пьезоэлектрических преобразователей (ПЭП).

Системный блок выполнен на базе промышленного компьютера. Он содержит блоки ультразвукового дефектоскопа. Системный блок соединяется с выносным блоком с помощью кабеля длиной до 96 м. и соединен с ним кабелем, длиною 5 м. В выносном блоке размещается блок питания и элементы автоматики для управления двигателями сканирующего механизма.

Механизм сканирования состоит из сканирующего устройства (сканера), обеспечивающего перемещения ПЭП вдоль сварного шва (ось Y) и в поперечном направлении (ось X) и продольного трека длиной 690 мм, по которому перемещается сканер. Перемещения вдоль оси Х могут выполняться с шагом 0,1 - 0,5 мм (это необходимо для получения голографических изображений). Механизмы сканирования в зависимости от решаемой задачи имеют разные исполнения, обеспечивая различную апертуру перемещения ПЭП по Х: 90, 120 и 150 мм.

Комплект ПЭП включал в себя наклонные (углы ввода от 40° до 70°) и прямые ПЭП.

Калибровка ПЭП производилась на стандартном образце СО-2 с помощью специальной программы калибровки входящей в ПО системы «Авгур 4.2

Образцы продольных сварных швов труб для проведения исследований

Для проведения исследований Выксунским Металлургическим Заводом в НПЦ «Эхо+» были поставлены пять образцов сварных соединений, вырезанных из труб Ø720 мм, из углеродистой стали с толщиной стенки 8-9 мм. Один из образцов (по нашей нумерации № 2) имел малые размеры » 160х160 мм, что не позволило использовать его для контроля с помощью автоматизированной установки.

Результаты ультразвукового контроля

1) Результаты контроля сварного образца №1.

В сварном образце № 1 толщиной 9,2 - 9,4 мм были выполнены модели дефектов в виде надрезов максимальной высотой ≈ 1 мм (см. таблицу № 1). Толщина фрезы составляла ≈ 1мм. Длина надрезов на нижней и верхней поверхностях шва составляла 55 - 70мм. С торцов образцов были выполнены боковые отверстия Ø4мм (по центру шва слева и справа). Кроме того, в образце имелись поперечные надрезы (см. рис. 1).


Рис. 1. Сварной образец № 1 с моделями дефектов.

Ультразвуковой контроль осуществлялся с помощью ПЭП, работающих на частоте 2,5 МГц с углами ввода луча 55-65°. Контроль осуществлялся одновременно четырьмя ПЭП (по два с каждой стороны). Схема проведения контроля показана на рис. 2.

Результаты контроля в обзорном режиме (поиск дефектов) представлены на рис. 4. Сопоставление реальной длины надрезов с величинами, измеренными по А-сканам представлены в таблице № 1. Видно, что модели дефектов выявляются практически всеми ПЭП. Выявлены оба боковых отверстия (отверстие 2 – справа - лишь частично). Поперечные надрезы (Y = 105мм, Y = 595мм) также были зафиксированы на обзорных изображениях. На обзорных изображениях видны также и поперечные надрезы (Y = 105мм, Y = 595мм).

Рис.2. Схема контроля сварных образцов Выксунского металлургического завода.

Сопоставление реальных координат и длины надрезов приводится в таблице № 1. Видно, что измеренные размеры надрезов и их координаты хорошо коррелируют реальными величинами. Погрешность измерения указанных выше величин не превышала величины шага сканирования при обзорном контроле (3-4мм).

При анализе результатов контроля используются проекции типа В, С и D, что дает возможность измерить размеры в сечениях шва, прежде всего высоту дефекта. Длину дефекта обычно определяют непосредственно по А-сканам в нижней и верхней частях шва показаны на Рис.3 – 4.

Рис. 3. Изображение надреза № 4 в нижней части шва.

Рис. 4. Изображение надреза № 2 в верхней части шва.

Оценка высоты пропилов по полученным изображениям показала то, что указанная величина лежит в пределах разрешающей способности голографического метода на выбранной частоте. Для частоты 2,5МГц разрешающая способность голографического метода - ≈ 1мм. Достаточно эффективное измерение высоты дефекта с погрешностью ±1мм возможно, начиная высоты 1,5-2мм. Измеренная глубина дефекта в этом случае соответствует действительной высоте 4 мм. Следует отметить, что боковое отверстие значительно лучше выявляется на многократно отражённом луче (сравнить верхнее и нижнее изображения), причём в последнем случае более точно отображается длина дефекта.

Таблица № 1. Сопоставление реальной длины надрезов и измеренных их значений по результатам обзорного УЗ контроля.

№ надреза

Глубина залегания / максима льная глубина пропила, мм

Реальные координаты

Реальная длина, мм

Измеренные значения координат

Измеренная длина, мм

Примечание

Начало, мм

Конец, мм

Начало, мм

Конец, мм

1

18/0,75

160

215

55

160

214

54

Отражен ный луч

2

20/0,8

217

285

68

219

283

64

Отражен ный луч

3

18/0,8

289

344

55

288

342

54

Отражен
ный луч

4

9/0,75

357

412

55

356

410

54

Прямой
луч

5

10/0,8

413

481

68

415

480

65

Прямой
луч

6

9/0,7

490

545

55

489

543

54

Прямой
луч

2) Результаты контроля образца № 3.

Сварной образец№ 3 имеет размеры 530х420х7,9мм.

В данном образце было выявлены пять дефектов (см. таблицу № 2).

Длина выявленных дефектов от 10 до 30мм, высота дефектов от 1,5 до 3мм. Тип дефектов – плоскостной.

Таблица № 2. Дефекты, выявленные в образце № 3.

№ надреза

Координаты вдоль шва

Протяжённость, ΔY, мм

Глубина залегания, Zсредн., мм

Максимальная высота дефекта, мм

Начало, Y1, мм

Конец, Y2, мм

1

142

172

30

6-9

2,5

2

329

341

12

4-5

2

3

333

345

12

4-5

2

4

384

395

11

7,5

1,5

5

444

360

16

2,5

3,5

В качестве примера, на рис. 5 представлено изображение дефекта № 1 таблицы 2.

Рис. 5. Образец № 3. Дефект № 1 в нижней части шва по границе сплавления.

3) Результаты контроля образца № 4.

Сварной образец № 4 имел размеры 160х330х 8,8 мм.

В образце с помощью толщиномера обнаружено расслоение, охватывающее более половины стыкуемой части образца.

Был выявлен один дефект плоскостного характера длиной 32 мм (рис. 6). Высота дефекта составляла – 3 мм.

Рис. 6. Изображение дефекта, выявленного в образце № 4.

4) Результаты контроля образца № 5.

Сварной образец № 5 имел размеры 660х410х 7,8 мм (последнее значение – размер по хорде).

Установлено, что выявленные небольшие дефекты соответствуют цепочке точечных (не имеющих развития по высоте и длине) дефектов в нижней части шва.

Выводы

  1. Проведены исследования возможности применения системы «Авгур 4.2» с линейным сканером для ультразвукового контроля продольных сварных швов труб 720х8(9) мм.
  2. Показана возможность надёжного выявления реальных и искусственных дефектов в образцах сварных соединений предоставленных Выксунским металлургическим заводом.
  3. Погрешность измерения длины дефектов не превышает выбранного шага санирования вдоль сварного шва (3-4 мм).
  4. Точность измерения высоты дефекта составляет при выбранной частоте контроля 2,5 МГц 1-1,5мм

Просмотров: 3859    Создан: 2012-09-09    Источник: Трубные технологии

Оцените статью: 1 2 3 4 5


Система Orphus