در ساخت و ساز از لوله هایی با Ø از 28 تا 1420 میلی متر با ضخامت دیواره از 3 تا 30 میلی متر استفاده می شود. کل محدوده قطرها با توجه به تشخیص عیب را می توان به 3 گروه تقسیم کرد:
طبق مطالعاتی که در MSTU انجام شد. N.E. اخیراً باومن، در فرآیند توسعه روش هایی برای آزمایش اولتراسونیک اتصالات لوله های جوش داده شده، باید عامل بسیار مهمی مانند ناهمسانگردی ویژگی های الاستیک مواد لوله را در نظر گرفت.
ناهمسانگردی- این تفاوت در خواص یک محیط (به عنوان مثال، فیزیکی: هدایت حرارتی، کشش، هدایت الکتریکی، و غیره) در جهات مختلف در یک محیط معین است.
در فرآیند آزمایش اولتراسونیک اتصالات جوشی خطوط لوله گاز اصلی مونتاژ شده از لوله های تولید داخلی و خارجی، حذف عیوب جدی ریشه، ارزیابی نادرست مختصات آنها و سطح قابل توجهی از نویز صوتی کشف شد.
مشخص شد که در صورت رعایت پارامترهای کنترل بهینه و در حین اجرای آن، دلیل اصلی عدم وجود نقص، وجود ناهمسانگردی قابل توجه در خواص الاستیک ماده پایه است. بر سرعت، تضعیف و انحراف از صافی پرتو اولتراسونیک تأثیر می گذارد.
در طول صداگذاری فلز، بیش از 200 قطعه لوله مطابق با طرح نشان داده شده در شکل 1. 1، مشخص شد که انحراف استاندارد سرعت موج با این جهت حرکت و قطبش برابر با 2 متر بر ثانیه (برای امواج عرضی) است. انحراف سرعت از مقادیر جدولی به میزان 100 متر بر ثانیه و بیشتر تصادفی نیست و احتمالاً مربوط به فناوری تولید محصولات نورد و لوله است. چنین انحرافاتی تأثیر زیادی بر انتشار امواج قطبی دارد. علاوه بر ناهمسانگردی نشان داده شده، ناهمگنی سرعت صوت در ضخامت دیواره لوله نیز یافت شد.
برنج. 1. تعیین رسوبات در فلز لوله: X، Y، Z. - جهت انتشار اولتراسوند: x. y.z: - جهت قطبش؛ Y - جهت نورد: Z - عمود بر صفحه لوله
ساختار ورق های نورد لایه ای است که از الیاف فلزی و سایر اجزاء در طول تغییر شکل تشکیل شده است. علاوه بر این، به دلیل تأثیر چرخه نورد ترمومکانیکی بر روی فلز، مقاطعی از ورق که ضخامت آنها ناهموار است، در معرض تغییر شکل های مختلفی قرار می گیرند. این ویژگی‌ها باعث می‌شوند که سرعت صوت به عمق لایه صوتی نیز بستگی داشته باشد.
یکی از ویژگی های متمایز درزهای جوشی لوله های Ø از 28 تا 100 میلی متر با H از 3 تا 7 میلی متر، وقوع افتادگی در داخل لوله است. این باعث میشود که سیگنال‌های پژواک کاذب از آنها بر روی صفحه آشکارساز عیب در طول آزمایش با یک پرتو مستقیم ظاهر شوند، که همزمان با سیگنال‌های پژواک منعکس شده از نقص‌های ریشه که توسط یک پرتو منعکس شده منعکس میشود، منعکس میشود. با توجه به اینکه عرض موثر تیر با ضخامت دیواره لوله قابل مقایسه است، شناسایی بازتابنده از طریق محل یاب نسبت به غلتک تقویت کننده بسیار دشوار است. همچنین به دلیل عرض زیاد مهره درز، یک ناحیه کنترل نشده در مرکز درز وجود دارد. همه اینها دلیل احتمال کم (10-12٪) تشخیص عیوب حجمی غیرقابل قبول است، اگرچه عیوب مسطح غیرقابل قبول بسیار بهتر تشخیص داده می شوند (~ 85٪). ویژگی های اصلی افتادگی - عمق، عرض و زاویه تماس با سطح جسم - متغیرهای تصادفی برای این اندازه استاندارد لوله هستند. مقادیر متوسط به ترتیب 2.7 میلی متر است. 6.5 میلی متر و 56 درجه 30 اینچ
فولاد نورد شده به عنوان یک محیط ناهمسانگرد و ناهمگن با وابستگی نسبتاً پیچیده سرعت امواج الاستیک به جهت قطبش و صدا رفتار می کند. سرعت صوت نسبت به وسط مقطع ورق تقریباً متقارن تغییر می کند و در ناحیه این وسط سرعت موج عرضی می تواند به میزان زیادی (تا 10 درصد) نسبت به نواحی اطراف کاهش یابد. سرعت موج برشی در اجسام کنترل شده در محدوده 3070 تا 3420 متر بر ثانیه متغیر است. در عمق حداکثر 3 میلی متر از سطح محصول نورد شده، سرعت موج عرضی ممکن است کمی افزایش یابد (تا 1٪).
مصونیت نویز کنترل در مورد استفاده از پروب های شیبدار ترکیبی مجزا از نوع RSN (شکل 2) به طور قابل توجهی افزایش می یابد که به آنها وتر گفته می شود. آنها در MSTU طراحی شدند. N.E. باومن. یکی از ویژگی های کنترل این است که در هنگام جستجوی نقص، نیازی به اسکن عرضی نیست. فقط در امتداد محیط لوله در لحظه فشار دادن سطح جلوی مبدل به درز انجام می شود.
برنج. 2. آکورد شیبدار RSN-PEP: 1 - امیتر: 2 - گیرنده
لوله های Ø از 108 تا 920 میلی متر با H از 4 تا 25 میلی متر نیز با جوش یک طرفه بدون جوش پشتی به هم متصل می شوند. تا همین اواخر، کنترل این اتصالات با استفاده از پروب های ترکیبی طبق روش تدوین شده برای لوله های Ø از 28 تا 100 میلی متر انجام می شد. اما چنین تکنیک کنترلی مستلزم وجود یک منطقه نسبتاً بزرگ تصادفی (منطقه عدم قطعیت) است. این به طور قابل توجهی دقت ارزیابی کیفیت اتصال را کاهش می دهد. علاوه بر این، کاوشگرهای ترکیبی با سطح بالایی از نویز طنین مشخص می شوند، که رمزگشایی سیگنال ها را دشوار می کند، و همچنین حساسیت ناهموار، که همیشه نمی تواند با وسایل موجود جبران شود. استفاده از پروب های ترکیبی جداگانه وتر برای نظارت بر این اندازه استاندارد اتصالات جوشی غیرعملی است، زیرا به دلیل مقادیر محدود زوایای ورودی ارتعاشات اولتراسونیک از سطح اتصال جوش داده شده، ابعاد مبدل ها به طور قابل توجهی افزایش می یابد و منطقه تماس صوتی بزرگتر می شود.
در MSTU N. E. Bauman پروب های شیب دار با حساسیت تراز را برای انجام بازرسی اتصالات جوش داده شده با قطر 100 میلی متر یا بیشتر ایجاد کرد. یکسان سازی حساسیت تضمین می کند که زاویه چرخش 2 به گونه ای انتخاب شده است که قسمت بالایی و وسط درز توسط پرتو مرکزی که یک بار منعکس شده است و قسمت پایین توسط پرتوهای محیطی مستقیم که با زاویه Y از روی نقص می افتند صدا داده می شود. مرکزی در شکل شکل 3 نموداری از وابستگی زاویه ورود موج عرضی به زاویه چرخش و باز شدن الگوی جهت دار Y را نشان می دهد. در چنین کاوشگرهایی امواج فرود و منعکس شده از نقص به صورت افقی پلاریزه می شوند (موج SH). .
برنج. 3. تغییر زاویه ورودی آلفا، در محدوده نیمی از زاویه باز شدن الگوی تابش RSN-PEP، بسته به دلتای زاویه چرخش.
از نمودارها مشخص است که هنگام آزمایش اجسام با ضخامت دیواره 25 میلی متر، حساسیت ناهموار پروب RS به 5 دسی بل می رسد، در حالی که برای یک کاوشگر ترکیبی می تواند به 25 دسی بل برسد. RS-PEP با افزایش سطح سیگنال به تداخل و در نتیجه افزایش حساسیت مطلق مشخص می شود. به عنوان مثال، RS-PEP به راحتی یک نقص با مساحت 0.5 میلی متر مربع را در هنگام بازرسی یک اتصال جوش داده شده به ضخامت 10 میلی متر با پرتوهای مستقیم و یک بار بازتابیده با نسبت سیگنال / تداخل مفید 10 دسی بل تشخیص می دهد. روش انجام کنترل با داده های پروب مانند پروب ترکیبی است.
اتصالات جوشی لوله های Ø از 1020 تا 1420 میلی متر با H از 12 تا 30 میلی متر با جوش دو طرفه یا با جوش پشت مهره درز انجام می شود. در درزهایی که با جوش دو طرفه ایجاد می شوند، معمولاً سیگنال های کاذب از لبه عقب غلتک آرماتور به اندازه درزهای یک طرفه تداخل ایجاد نمی کند. دامنه آنها به دلیل خطوط صاف تر غلتک زیاد نیست. علاوه بر این، آنها در امتداد اسکن قرار دارند. به همین دلیل، این مناسب ترین اندازه لوله برای تشخیص عیب است. اما نتایج تحقیقات انجام شده در MSTU به نام. N. E. Bauman نشان می دهد که فلز این لوله ها با بیشترین ناهمسانگردی مشخص می شود. برای کاهش اثر ناهمسانگردی در تشخیص عیب، باید از یک پروب 2.5 مگاهرتز با زاویه منشور 45 درجه به جای 50 درجه استفاده شود، همانطور که در اکثر اسناد نظارتی مشخص شده است. بالاترین دقت کنترل با استفاده از پروب های نوع RSM-N12 به دست آمد. بر خلاف روش گردآوری شده برای لوله های با Ø از 28 تا 100 میلی متر، هیچ منطقه عدم قطعیت در هنگام نظارت بر این اتصالات وجود ندارد. بقیه روش کنترل مشابه است. هنگام استفاده از RS-PET، همچنین توصیه می شود سرعت و حساسیت اسکن را برای حفاری عمودی تنظیم کنید. سرعت اسکن و حساسیت پروب های ترکیبی شیبدار باید با استفاده از بازتابنده های گوشه ای با اندازه مناسب تنظیم شود.
هنگام بازرسی جوش ها، باید به خاطر داشت که در منطقه متاثر از گرما، لایه های فلزی وجود دارد که تعیین مختصات نقص را دشوار می کند. ناحیه ای که در آن عیب توسط یک کاوشگر شیب پیدا شده است باید علاوه بر این توسط یک کاوشگر مستقیم بررسی شود تا ماهیت نقص مشخص شود و مقدار دقیق عمق نقص مشخص شود.
در صنایع هسته ای، پتروشیمی و انرژی هسته ای، فولادهای روکش دار اغلب در ساخت خطوط لوله، دستگاه ها و کشتی ها استفاده می شود. برای روکش دیوار داخلی این سازه ها از فولادهای آستنیتی استفاده می شود که به صورت روکش، نورد یا انفجار در لایه ای از 5 تا 15 میلی متر اجرا می شود.
فرآیند نظارت بر این اتصالات جوش داده شده شامل تجزیه و تحلیل تداوم بخش پرلیت جوش و همچنین منطقه همجوشی با سطح ضد خوردگی ترمیمی است. در این حالت تداوم بدنه خود روکش کنترل نمی شود.
اما به دلیل تفاوت در ویژگی‌های صوتی فلز پایه و فولاد آستنیتی، سیگنال‌های اکو از رابط در هنگام آزمایش اولتراسونیک ظاهر می‌شوند که از تشخیص عیوب، به عنوان مثال، لایه‌برداری روکش و ترک‌های زیر سطحی جلوگیری می‌کند. علاوه بر این، وجود روکش و ویژگی های آن تأثیر قابل توجهی بر پارامترهای مسیر صوتی PET دارد.
به همین دلیل، راه حل های فناورانه استاندارد در کنترل جوش های دیواره ضخیم در خطوط لوله ناکارآمد هستند.
پس از سال ها تحقیق، دانشمندان به ویژگی های اصلی دستگاه صوتی پی بردند. توصیه‌هایی در مورد بهینه‌سازی ویژگی‌های آن دریافت شد و فناوری برای انجام آنالیز اولتراسونیک جوش‌ها با روکش آستنیتی توسعه یافت.
به طور خاص، دانشمندان دریافتند که وقتی پرتو امواج مافوق صوت از مرز روکش پرلیت-آستنیتی بازتاب میشود، الگوی جهت در مورد روکش نورد تقریباً تغییر نمی‌کند و در مورد روکش‌های سطحی تغییر قابل توجهی می‌کند. عرض آن به طور قابل توجهی افزایش می یابد و در داخل لوب اصلی بسته به روش سطح بندی، نوسانات 15-20 دسی بل وجود دارد. نقطه خروج انعکاس از مرز روکش تیر نسبت به محل آن حرکت قابل توجهی دارد و سرعت امواج برشی در ناحیه انتقال نیز تغییر می کند.
هنگام توسعه فناوری برای نظارت بر اتصالات جوش داده شده خطوط لوله، همه اینها در نظر گرفته شد. این فناوری تعیین اجباری اولیه ضخامت قسمت پرلیت (عمق نفوذ سطح ضد خوردگی) را فراهم می کند.
برای تشخیص دقیق تر عیوب مسطح (عدم همجوشی و ترک) بهتر است از پروب با زاویه ورودی 45 درجه و فرکانس 4 مگاهرتز استفاده شود. تشخیص دقیق تر عیوب عمودی در زاویه ورودی 45 درجه، برخلاف زوایای 60 و 70 درجه، با این واقعیت توضیح داده می شود که در هنگام صداگذاری دومی، زاویه ای که در آن پرتو با نقص برخورد می کند نزدیک به زاویه است. سومین زاویه بحرانی، که در آن ضریب بازتاب موج عرضی حداقل است.
هنگامی که لوله با فرکانس 2 مگاهرتز در خارج به صدا در می آید، سیگنال های اکو ناشی از نقص توسط یک سیگنال نویز شدید و طولانی مدت غربال می شوند. مقاومت پروب در برابر تداخل در فرکانس 4 مگاهرتز به طور متوسط 12 دسی بل بیشتر است. به همین دلیل، سیگنال مفید از یک نقص که در نزدیکی مرز سپرده قرار دارد در پس زمینه نویز بهتر خوانده می شود. و بالعکس، هنگام صداگذاری لوله از داخل از طریق سطح، مقاومت بهتری در برابر تداخل توسط یک پروب با فرکانس 2 مگاهرتز ایجاد می شود.
فن آوری نظارت بر جوش های خط لوله با روکش توسط سند Gosatomnadzor RFPNAEG-7-030-91 تنظیم می شود.
اتصالات جوشی تشکیلات جدیدی بر روی هر سازه ای هستند و عملکرد ایمن بیشتر آنها تا حد زیادی به کیفیت کاربرد آنها بستگی دارد و این به نوبه خود تنها با یک بررسی خاص قابل آشکار شدن است. کیفیت جوش اتصالات فلزی با استفاده از تکنیک های مختلف تشخیص عیب بررسی می شود. از بین انواع مختلف تشخیص عیب که امروزه وجود دارد، می‌توانیم آزمایش اولتراسونیک اتصالات جوش داده شده را برجسته کنیم که در دسترس‌ترین و ارزان‌ترین روش تشخیصی است. علاوه بر این، آزمایش اولتراسونیک عملاً از نظر دقت اندازه گیری نسبت به انواع آزمایش های غیر مخرب مانند فلوروسکوپی، گاماسکوپی، رادیوسکوپی و غیره کمتر نیست.
روش آزمایش غیر مخرب اولتراسونیک نوع جدیدی از تشخیص عیوب نیست و اولین بار در سال 1928 به کار گرفته شد و با توسعه پیشرفت های فنی و فناوری های صنعتی در بسیاری از زمینه های فعالیت انسانی مورد استفاده قرار گرفت.
تمام تأثیر آزمایش اولتراسونیک بر این واقعیت استوار است که امواج اولتراسونیک صوتی هنگام عبور از یک محیط همگن، مسیر حرکت مستقیم خود را تغییر نمی‌دهند، بلکه هنگام جدا کردن رسانه‌هایی که ساختارهای متفاوتی دارند و مقادیر متفاوتی از مقاومت صوتی خاص دارند، تغییر می‌کنند. ، آنها تا حدی منعکس شده اند. علاوه بر این، هرچه تفاوت در خواص فیزیکی و شیمیایی مواد بیشتر باشد، مقاومت صوتی در سطح مشترک بین رسانه ها بیشتر باشد، تأثیر آن در هنگام انعکاس امواج صوتی قابل توجه تر و قابل توجه تر است.
به عنوان مثال، هنگامی که یک جوش تشکیل می شود، معمولاً مخلوطی از گازها در ساختار فلزی باقی می ماند که در طول انجماد فرصتی برای فرار نداشتند. در عین حال، محیط گازی در واقع پنج برابر کمتر از یک شبکه کریستالی فلزی مقاومت موجی در برابر عبور ارتعاشات اولتراسونیک دارد، که اجازه می دهد ارتعاشات اولتراسونیک تقریباً به طور کامل منعکس شوند.
تست اولتراسونیک یا تشخیص عیب اتصالات جوش داده شده یک روش غیر مخرب برای جستجوی سازه های داخلی است که دارای انحرافات شیمیایی یا فیزیکی از استانداردهای مشخص شده است که در صورت عدم قبولی در اندازه، به عنوان عیوب مکانیکی در جوش تعریف می شود.
از تکنیک های تست اولتراسونیک برای تشخیص انواع جوش، لحیم کاری و چسب استفاده می شود که امکان شناسایی عیوب مفصل مانند:
مزایای اصلی تشخیص نقص اولتراسونیک شامل توانایی کنترل موارد زیر است:
استفاده از تست اولتراسونیک دارای تعدادی ویژگی است، یعنی نیاز به آماده سازی قابل توجهی از سطوح مورد بررسی برای عبور امواج اولتراسونیک از مبدل های پیزوالکتریک از طریق ساختار فلزی دارد. لازم: 
مستقیماً معایب این روش تشخیص عیب عبارتند از:
فناوری تشخیص عیب اولتراسونیک مبتنی بر توانایی ارتعاشات صوتی با فرکانس بالا، حدود 20 کیلوهرتز، برای عبور از یک ساختار همگن و انعکاس جزئی از موانع مختلف به شکل منافذ، ترک ها و سایر ناهمگنی ها است. چندین روش برای به دست آوردن بازتاب سیگنال اولتراسونیک وجود دارد که عبارتند از:
رایج ترین دو نوع تشخیص عیب جوش با استفاده از اولتراسوند است - این یک تکنیک بازرسی سایه و پالس پژواک است.
علیرغم وجود چندین روش تشخیص عیب اولتراسونیک، اجرای آنها عملا مشابه است و تنها در مجموعه تجهیزات تشخیصی متفاوت است. بنابراین، روش تشخیص عیب را می توان به شرح زیر توصیف کرد:
نظارت بر وضعیت فنی خطوط لوله گاز یک وظیفه مهم و مسئولانه است. آسیب ها و پیشرفت های آنها می تواند منجر به فجایع انسان ساز با پیامدهای زیست محیطی جدی، خسارات مالی و اختلال در فعالیت های صنعتی شود.
جوش در اتصالات مقاطع فولادی در خطوط لوله آسیب پذیرترین نقطه سازه است. علاوه بر این، قدرت آنها به سن یا تازگی اتصال بستگی ندارد. آنها نیاز به نظارت مداوم بر سفتی دارند.
دیواره های لوله کمتر آسیب پذیر هستند، اما در حین کار تحت فشار و اثرات تهاجمی مواد مقطر از داخل و تأثیرات نامطلوب خارجی از خارج قرار می گیرند. در نتیجه، حتی مواد بادوام و پوشش‌های محافظ قابل اعتماد نیز می‌توانند در طول زمان آسیب ببینند، تغییر شکل دهند، خراب شوند و از بین بروند.
تست اولتراسونیک خطوط لوله برای نظارت و تشخیص به موقع عیوب استفاده می شود. می توان از آن برای تشخیص حتی کوچکترین یا پنهان ترین عیوب در اتصالات درز یا دیواره لوله استفاده کرد.
روش تشخیص اولتراسونیک مبتنی بر ارتعاشات امواج صوتی است که برای شنوایی انسان، ثبت آنها و تجزیه و تحلیل ابزاری قابل تشخیص نیستند. این امواج با سرعت معینی از فلز عبور می کنند. اگر دارای حفره باشد، سرعت تغییر می کند و توسط ابزار تعیین می شود، همچنین انحراف در حرکت جریان موج به دلیل برخورد با موانع یا مکان های ناهمگن ساختاری مواد. با توجه به ویژگی های امواج صوتی، می توان شکل و اندازه عیوب، محل آنها را نیز درک کرد.
هنگام انجام مانیتورینگ در حالت خودکار، از سیستم های مادون صوت استفاده می شود که بر اساس روش های سخت افزاری و نرم افزاری عمل می کنند. دستگاه هایی برای جمع آوری اطلاعات صوتی که به صورت گروهی در طول خط لوله در فاصله معینی از یکدیگر نصب می شوند، آن را از طریق کانال های ارتباطی به مراکز کنترل برای یکپارچه سازی، پردازش و تجزیه و تحلیل منتقل می کنند. تعداد، مختصات و پارامترهای نقص یا نشت شناسایی شده ثبت می شود. نتایج سیگنال توسط متخصصان بر روی مانیتور نظارت می شود.
یک سیستم مانیتورینگ مادون صوت خودکار برای خطوط لوله امکان تأیید مداوم از راه دور عملکرد، نظارت و کنترل آنها را در زمان واقعی با توانایی تشخیص مناطق صعب العبور و محفظه های توزیع گاز، با استفاده از ترکیبی از چندین روش نظارت به طور همزمان برای دقت بیشتر فراهم می کند. نتیجه و تشخیص سریع عیوب و نشت. این تجهیزات مدرن با کلاس بالا است.
سنسورهای فشار و دما، دبی سنج ها و سایر پارامترها نیز می توانند به سیستم متصل شوند تا اطلاعاتی در مورد فرآیندهای تکنولوژیکی در حال وقوع در خط لوله به دست آورند.
مزایای روش:
نظارت با کیفیت بالا بر وضعیت خطوط لوله تضمین عملکرد ایمن، عملکرد قابل اعتماد و بیمه در برابر آسیب است. این به لطف قابلیت اطمینان و کارایی تجهیزات مورد استفاده تضمین می شود.
شرکت SMIS Expert ابزارهای تشخیصی و سیستم های نظارتی را با استفاده از دانش علمی مدرن و فناوری های نوآورانه توسعه می دهد. استفاده از چنین سیستم هایی در عمل، سطح و دقت بالای نظارت بر یکپارچگی خطوط لوله اصلی، تشخیص به موقع هر نوع نقص و جلوگیری از موقعیت های اضطراری را تضمین می کند.
در صورت نیاز به تجربه، رویکرد مسئولانه و نتیجه بی عیب و نقص از خدمات ما برای سازماندهی حرفه ای آزمایش اولتراسونیک خطوط لوله گاز و سایر موارد با اهمیت بیشتر استفاده کنید.
منتظر درخواست های شما هستیم
گ^گشتتشو
2 (02)، 2007/ U9
روش های آزمایش غیر مخرب لوله ها در حین ساخت در نظر گرفته شده است. نشان داده شده است که روش اولتراسونیک انواع عیوب خاص لوله های بدون درز را آشکار می کند. راه های اجرای آزمایش خودکار لوله ها مشخص می شود.
A. L. MAYOROV، Y. P. PROKHORENKO، موسسه دولتی "IPF NAH بلاروس"
کنترل اولتراسونیک لوله های بدون درز تحت شرایط تولید
عیوب ساخت لوله ها با تکنولوژی ساخت آنها مشخص می شود. چندین فناوری رایج ترین شده اند. اول از همه، این تولید لوله های جوشی الکتریکی است. در این حالت توجه اصلی به درز طولی جوش و عیوب ورقی است که لوله از آن تشکیل شده است. لوله های بدون درز با تغییر شکل گرم و سرد عمدتاً با نقص های منشأ متالورژیکی مشخص می شوند که در قطعه کاری که لوله از آن ساخته شده است. علاوه بر این، ممکن است عیوب اضافی رخ دهد، به عنوان مثال، با گرمای ناکافی یا ناهموار در حین غلت زدن یا برش زدن. لوله های چدنی تولید شده توسط ریخته گری گریز از مرکز از هم جدا می شوند. در هر صورت در شرایط تولید امکان بازرسی 100% اتوماتیک لوله ها وجود دارد. مصرف کننده لوله قاعدتاً امکان بازرسی انتخابی در حالت دستی و مکانیزه برای بررسی لوله ها در شرایط تحویل را دارد. روش کنترل در هر دو مورد یکسان است. هنگام بررسی لوله ها در حین کار، عیوب اضافی به دلیل آسیب خوردگی و نقص در جوش های عرضی ایجاد می شود. برای شناسایی آنها از روش های دیگر و مبدل های اولیه استفاده می شود.
اجازه دهید رویکردهای اصلی توسعه ابزارهای آزمایش غیر مخرب لوله های بدون درز را در شرایط تولید آنها در نظر بگیریم. به طور معمول، برای اهداف کنترلی، اگر ضخامت دیواره 5 آنها بیش از 10٪ قطر B باشد، لوله ها را می توان به دیواره های ضخیم تقسیم کرد: دیواره ضخیم 5>0.1D با ضخامت دیواره 5=(0.05-0.1)D دیوار نازک لوله های با ضخامت دیواره L-(0.025--0.05)0 و مخصوصاً دیواره نازک با ضخامت دیواره 5<0,025П.
از روش های بازرسی مغناطیسی می توان برای نظارت بر عیوب سطح استفاده کرد.
محصولات یا نقص در لوله های جدار نازک ساخته شده از مواد مغناطیسی. آزمایش جریان گردابی همچنین می تواند برای عیوب سطحی یا لوله های جدار نازک استفاده شود. به علاوه در این موارد با روش های بصری می توان عیوب را تشخیص داد. هنگام بازرسی لوله های با دیواره های ضخیم، روش های اولتراسونیک بیشترین علاقه را دارند. با کمک آنها می توانید عیوب را هم در سطوح داخلی و خارجی و هم در داخل دیوار لوله تعیین کنید.
از نقطه نظر آزمایش اولتراسونیک، لازم است بین لوله های با قطر زیاد تمایز قائل شد، یعنی. قطری که در آن کنترل کل محیط لوله از یک نصب مبدل غیرممکن است. این قطر تقریباً 400 میلی متر است. به دنبال آن لوله هایی با قطر تقریبی 20 تا 400 میلی متر قرار می گیرند. در این مورد، می توانید با اطمینان یک ضربه دریافت کنید که در کل محیط لوله اجرا می شود. هنگام بازرسی لوله های با قطر کمتر از 20 میلی متر، به عنوان مثال. با محیط بیرونی کمتر از 60-65 میلی متر، بازرسی توسط تیری که در امتداد لوله به صورت مارپیچی پخش می شود مؤثرتر می شود. در این حالت ، کنترل همزمان عیوب عرضی امکان پذیر می شود (البته در مواردی که ظاهر آنها از نظر فناوری امکان پذیر است ، مثلاً در ریخته گری گریز از مرکز). علاوه بر این، امواج را می توان در چندین زاویه به طور همزمان برانگیخت، که قابلیت اطمینان کنترل را افزایش می دهد و به شما امکان می دهد عیوب را با انحراف از جهت طولی یا عرضی تشخیص دهید.
بنابراین به نظر ما کنترل در تولید لوله های بدون درز باید در مرحله ساخت بیلت آغاز شود. به طور کلی عیوب داخلی عیوبی هستند که در هنگام ریخته گری ایجاد می شوند. سپس پس از غلتاندن یا کشیدن به شکل دسته های طولی در می آیند. عیوب داخلی نیز می تواند به دلیل حرارت ناکافی بیلت قبل از نورد رخ دهد. در هر صورت این عیوب جهت محوری دارند
من 2 (42). 2007 -
را می توان با صدا در جهت عمود بر محور تشخیص داد. علاوه بر این، ممکن است پارگی و لایه برداری روی سطح ظاهر شود. آنها در زوایای کوچکی نسبت به محور قرار دارند، بنابراین می توان آنها را در هنگام صداگذاری عرضی نیز تشخیص داد.
مدار کنترل و تعداد مبدل ها با قطر قطعه کار تعیین می شود. در شکل شکل 1 نموداری برای شناسایی عیوب داخلی در قطعه کار نشان می دهد. روش معمول و سنتی استفاده از مبدل های مستقیم 2 است. برای جلوگیری از چرخش قطعه کار، می توان چندین مبدل را در زوایای 90 درجه و در مقابل یکدیگر قرار داد. مبدل های مستقیم در حالت اکو تست حساسیت بالایی را ارائه می دهند و با باز شدن واحدهای میلی متر مربع، عیوب را تشخیص می دهند. با توجه به اینکه در قطعه کار نورد شده هیچ نقصی به صورت منافذ وجود ندارد، این حساسیت کافی است. باید در نظر گرفت که در سطح مشترک بین مایع و قطعه کار (در نسخه آزمایشی غوطه وری)، پرتو آکوستیک غیرفعال می شود. بنابراین، با انتخاب اندازه امیتر، همیشه می توان از کنترل یک منطقه خاص از قطعه کار اطمینان حاصل کرد. برای قطر قطعه کار کمتر از 25- میلی متر، کنترل با مبدل مستقیم در نسخه غوطه وری بی اثر می شود. این به این دلیل است که بخشی از سیگنال مورد نظر به دلیل تبدیل در رابط پوشانده شده است. در این مورد، استفاده از مبدل ترکیبی جداگانه راحت است (3 در شکل 1). مرز بین قطره چکان ها باید موازی با محور قطعه کار باشد. نقص در منطقه تقاطع الگوهای تابش (ناحیه 5 در شکل 1) شناسایی می شود. مدار با مبدل ترکیبی مجزا تا قطر -200 میلی متر به طور موثر کار می کند. در مورد مبدل های مستقیم و ترکیبی جداگانه، می توان تماس صوتی را به عنوان مثال با استفاده از سیگنال پایین کنترل کرد. نرخ تکرار پالس با سرعت حرکت قطعه کار بسته به عرض الگوی تابش مبدل و حساسیت کنترل مورد نیاز تعیین می شود.
نقص هایی که در نزدیکی سطح رخ می دهند را می توان با استفاده از ورودی شیب دار ارتعاشات صوتی با تبدیل امواج طولی به امواج عرضی شناسایی کرد. در زوایای بین بحرانی اول و دوم. مدار کنترل در شکل نشان داده شده است. 2. به طور معمول، انعکاس از عیوب حتی کوچک بر روی سطح در طول انتشار یک موج سطحی به طور قابل توجهی بیشتر از سیگنال های پژواک ناشی از نقص های داخلی برای امواج برشی است. در مورد کنترل غوطه وری، موج سطحی در حال ظهور به دلیل تابش بخشی از انرژی به محیط غوطه وری به سرعت کاهش می یابد. زاویه ورود
/\ I > - - - \
من ............... . ^
برنج. 1. طرح آزمایش اولتراسونیک عیوب داخلی یک قطعه کار استوانه ای: I - محصول بازرسی شده. 2 - مبدل مستقیم; 3 - مبدل ترکیبی جداگانه; 4 - منطقه کنترل با مبدل مستقیم; 5 - منطقه کنترل با مبدل ترکیبی مجزا
و توسط الزامات فنی برای محصول کنترل شده تعیین می شود. هر چه زاویه به زاویه بحرانی دوم نزدیک‌تر باشد، سیگنال در طول انتشار بازتاب بیشتری را تجربه می‌کند و مسیر انتشار به ژنراتیکس خارجی قطعه کار نزدیک‌تر است. باید در نظر داشت که با هر بازتاب بخشی از انرژی تلف می شود، بنابراین برای قطرهای بزرگ قطعه کار (بیش از 100- میلی متر) لازم است از چندین مبدل واقع در امتداد محیط ژنراتیکس استفاده شود. عرض الگوی تشعشع به اندازه ساطع کننده بستگی دارد. در مورد یک نمودار گسترده، معلوم می شود که سیگنال اولتراسونیک در زوایای مختلف روی سطح قطعه کار می افتد و همزمان چندین نوع امواج بوجود می آیند که با سرعت های مختلف منتشر می شوند. بنابراین، در مواردی که نیاز به تعیین محلی سازی عیوب است، باید از مبدل هایی با نمودار باریک استفاده شود. برای پوشاندن قسمت زیادی از قطر قطعه کار با کنترل، لازم است از چندین مبدل در زوایای مختلف (در مورد مبدل های با جهت باریک) استفاده شود.
هنگام بررسی عیوب نزدیک به سطح در قطعات کار با قطر کمتر از -20 میلی متر، توصیه می شود از یک پرتو اولتراسونیک که به صورت مارپیچی منتشر می شود استفاده کنید. در این حالت، سیگنال توسط مبدلی که نسبت به خط مرکزی در زاویه 0 کج شده است، برانگیخته و دریافت می شود (شکل 3). زاویه شیب مبدل 0 و بر این اساس، گام مارپیچ به عرض الگوی تابش بستگی دارد.
/TT^-g: YgG7PLL7GGGGGGT /d|
برنج. 2. طرح آزمایش اولتراسونیک عیوب نزدیک به سطح یک قطعه کار استوانه ای: / - محصول بازرسی شده. 2 - مبدل; 3 - منطقه کنترل; a12 - زوایای تابش پرتو صوتی. (3، 2 - زوایای ورودی پرتو صوتی؛ L/] g - ضخامت کنترل شده
همانطور که در شکل نشان داده شده است، بررسی لوله ها برای رایج ترین عیوب طولی بر اساس قیاس با قطعه کار انجام می شود. 2. بر خلاف قطعه کار برای موج عرضی، نوعی موجبر در لوله ایجاد می شود. همانطور که منتشر می شود، یک سری بازتاب های متوالی را تجربه می کند. در این حالت، تمام عیوب توسعه یافته کاملاً مؤثر تشخیص داده می شوند. علاوه بر این، شرایطی در سطح داخلی لوله برای تحریک یک موج سطحی ایجاد می شود که می تواند انعکاس قابل توجهی از خراش های روی این سطح ایجاد کند که عیب نیستند. برای حذف ثبت این عیوب، یک الگوریتم پردازش سیگنال ویژه با استفاده از چندین مبدل ایجاد کرده ایم. نمودار کنترل در شکل نشان داده شده است. 4. هر یک از مبدل ها در حالت انتشار - دریافت کار می کنند. مبدل ها به گونه ای قرار دارند که از جداسازی زمانی سیگنال موج عرضی منتشر شده در داخل دیواره لوله از سیگنال های موج سطحی آغاز شده اطمینان حاصل کنند. زاویه درج و تعداد مبدل ها با قطر لوله و ضخامت دیواره تعیین می شود. هنگام استفاده از چنین سیستم چند کانالی، نیازی به چرخش لوله نیست، زیرا کل حجم در یک پاس کنترل می شود. وجود تماس صوتی یا توسط یک سیگنال سایه که در کل لوله اجرا می شود، یا در مورد قطر لوله بزرگ، توسط سیگنالی از مبدل به مبدل کنترل می شود. پالس ها در یک بازه زمانی معین بر اساس مشخصه دامنه ثبت می شوند. به طور معمول، با این روش تست، یک نقص دو یا چند انعکاس ایجاد می کند. تصمیم گیری در مورد نقص به صورت برنامه ریزی شده بر اساس تجزیه و تحلیل زمان رسیدن سیگنال ها از نقص به مبدل ها انجام می شود. همانطور که در شکل دیده میشود. 4، سیگنال های ناشی از نقص به طور متقارن نسبت به سیگنالی که در کل محیط لوله در یک دایره می چرخد قرار دارند. علاوه بر این، تفاوت در زمان رسیدن سیگنال‌ها از یک نقص برای مبدل‌های مختلف ثابت می‌ماند و به گام مبدل‌ها در امتداد محیط لوله بستگی دارد. در اینجا / شماره سریال مبدل است. هنگام نظارت، زمان انتشار سیگنال از نقص اندازه گیری می شود؟، k (k عدد اختصاص داده شده به نقص است)، تفاوت های A1 محاسبه می شود.
k، مقایسه ای بین مختلف انجام می شود
برنج. 3. طرح آزمایش قطعات کار با قطر کوچک با استفاده از سیگنال اولتراسونیک که به صورت مارپیچی منتشر می شود: 1 - محصول بازرسی شده. 2 - منطقه کنترل; 3 - مبدل اولیه; 0 - زاویه شیب پرتو اولتراسونیک فرودی
پیوندها و تصمیم در مورد وجود نقص گرفته می شود. دو روش برای سوئیچینگ متوالی مبدل ها استفاده می شود. انتخاب روش توسط عوامل مختلفی تعیین می شود. اولاً رابطه بین حساسیت و سرعت کنترل و ثانیاً اندازه لوله کنترل شده و در نتیجه تعداد مبدل ها. یک راه ~ استفاده از چندین بلوک ژنفیتیم است -------
t.^g Г^ПШЧТГП
برنج. 4. طرح آزمایش یک لوله با امواج عرضی با استفاده از چندین مبدل (a); مشاهده نتایج بازرسی روی صفحه آشکارساز عیب (اسکن نوع A) (ب): 1-5 - مبدل های اولیه. ب - نقص؛ 7 - موج سطحی; 8 - امواج عرضی; 9 - تنظیم پالس. 10 - سیگنال سایه هنگامی که یک موج از کل محیط عبور می کند. 11، 12 - سیگنال های ناشی از نقص مبدل 7؛ 13، 14 - سیگنال های ناشی از نقص مبدل 2
پردازش اطلاعات، دوم تقسیم نرخ تکرار پالس کنترل است، یعنی. در این مورد، به عنوان مثال، زمانی که نرخ تکرار پالس از ژنراتور 1 کیلوهرتز است، آنها در یک چرخه به مبدل های مختلف ارسال می شوند. اگر دو مبدل (فرستنده - گیرنده) وجود داشته باشد، هر کدام با فرکانس 500 هرتز کار می کنند، اگر چهار مبدل وجود داشته باشد،
سپس 250 هرتز و غیره قطعات الکترونیکی مدرن اجرای این فرآیند را ممکن می سازد.
در برخی موارد، زمانی که سطح رد عیوب ده ها میلی متر مربع است، فرآیند کنترل و تصمیم گیری را می توان به طور قابل توجهی ساده کرد. در این مورد، سیگنال سایه یک موج عرضی منتشر شده در دیواره لوله تجزیه و تحلیل می شود. انرژی که برای تشکیل یک موج سطحی وارد می شود ثابت می ماند و بر بزرگی سیگنال سایه تأثیر نمی گذارد. اگر نقصی تشخیص داده شود و محل آن مشخص شود، در صورت لزوم، می توان با استفاده از روش اکو، تجزیه و تحلیل اضافی اندازه آن را انجام داد. علاوه بر این، روش سایه نسبت به عیوبی مانند لایه برداری، یعنی. نقص هایی که پس از غلت زدن ایجاد می شوند و به دلیل جهت گیری آنها یک سیگنال اکو ناچیز می دهند. هنگامی که ارتعاشات از سطح بیرونی وارد می شوند، با ضخامت دیواره لوله بیش از 10 میلی متر، می توان عیوب لایه لایه شدن را با یک مبدل مستقیم یا ترکیبی جداگانه تشخیص داد. این روش را می توان با اندازه گیری ضخامت دیواره لوله ترکیب کرد.
بازرسی لوله های جدار نازک به طور موثر نه توسط امواج عرضی، بلکه توسط امواج معمولی (امواج بره) انجام می شود. این امواج در صفحاتی هستند که ترکیبی از امواج طولی و عرضی هستند. در روز تحریک آنها، لازم است ارتعاشات الاستیک در یک زاویه خاص به سطح وارد شوند. برای هر ضخامت صفحه، یا در مورد ما دیوار لوله، یک زاویه ورودی وجود دارد که در آن یک حالت موج معمولی خاص با سرعت انتشار متناظر در یک فرکانس معین برانگیخته میشود. حالت های متقارن و نامتقارن با اعداد مربوطه وجود دارد. هنگامی که یک حالت متقارن منتشر می شود، نمای دیوار تغییر می کند، در حالی که حالت نامتقارن باعث خم شدن می شود. دشواری روش هنگام استفاده از کنترل لوله شیردوشی تحریک موجی از یک حالت مشخص است و نه طیف کاملی از ارتعاشات که درک آن دشوار است. این به دلیل اندازه محدود پرتو اولتراسونیک است. معلوم می شود که در زوایای مختلف روی سطح لوله می افتد و هر چه قطر لوله کمتر باشد، گسترش زاویه ها بیشتر می شود. بنابراین، شرط لازم برای نظارت موفق، تمرکز پرتو آکوستیک است.
باید توجه ویژه ای به لوله های با دیواره ضخیم داشت، به ویژه زمانی که ضخامت دیواره بیش از 20 درصد قطر باشد. این به دلیل این واقعیت است که
حداقل زاویه ای که یک موج عرضی می تواند برانگیخته شود در محدوده 27-33 درجه است. بستگی به جنس لوله یا به طور دقیق تر به سرعت انتشار صدا در این ماده دارد. بر این اساس، لحظه ای فرا می رسد (یعنی ضخامت دیواره به حد معینی می رسد) که در آن سازماندهی انعکاس مجدد داخلی امواج عرضی غیرممکن می شود تا بتوانند مانند یک موجبر منتشر شوند. در این حالت امکان استفاده از امواج طولی در هنگام ورود تا اولین زاویه بحرانی وجود دارد. البته حساسیت کاهش می یابد، اما الزامات فنی برای چنین لوله هایی نیز متفاوت است. در این مورد، کنترل بر اساس همان اصول سازماندهی می شود، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. 4، فقط با استفاده از مبدل هایی که امواج طولی را تحریک می کنند.
در هر صورت، هنگام سازماندهی بازرسی لوله در حالت خودکار، به منظور دستیابی به حساسیت و عملکرد مورد نیاز تعیین شده توسط الزامات فنی، مفهوم کلی بازرسی باید به یک تولید خاص گره خورده باشد. برای انجام این کار، شرایط تشکیل نقص احتمالی برای یک فرآیند تولید معین باید بررسی شود و طرح‌های کنترلی باید مطابق با آن تعیین شوند. اتصال به تجهیزاتی که بر روی آنها لوله ها تولید می شود و مرحله فرآیندی که در آن امکان کنترل بر اساس فنی و اقتصادی وجود دارد، ایجاد شد.
مصلحت عرفانی، یعنی. هر نصب بازرسی لوله، علیرغم رویکردهای کلی، به صورت جداگانه برای یک تولید خاص تولید می شود. در همه موارد، خنک کننده می تواند به عنوان یک محیط غوطه وری برای ایجاد ارتعاشات صوتی استفاده شود. کنترل را می توان با غوطه وری کامل و جزئی یا تماس صوتی جت انجام داد و می تواند با خنک کننده ترکیب شود. اندازه گیری ضخامت دیواره لوله با بازرسی نقص ترکیب می شود یا می تواند به عنوان یک واحد جداگانه انجام شود. با سازمان کنترل توصیف شده، راه های مختلفی برای ارائه نتایج ممکن است، از شروع با چراغ قرمز یا آژیر در صورت بروز نقص، تا ثبت نتایج در رایانه با اشاره به محلی سازی عیوب در طول لوله و ارسال سیگنال. به محرک ها
ادبیات
1. Krautkremer J., Krautkremer G. تست اولتراسونیک مواد: مرجع. مسکو: متالورژی، 1991.
2. ابزار کنترل کیفیت غیر مخرب مواد و محصولات: مرجع. / اد. V.V. کلیووا. M.: Mashinostroenie، 1976.
3. گورویچ A.K.، Kuzmina L.I. الگوهای تشعشع مرجع آشکارسازهای نقص اولتراسونیک کیف: تکنیک، 1980.
4. Konovalov G., Mayorov A., Prohorenko P. The Systems for Automated Ultrasonic Testing // 7 "" کنفرانس اروپایی در مورد NDT. کپنهاگ، 1998.
درزها در سازه های دارای اتصالات جوشی باید دائماً نظارت شوند. و این بستگی به زمان برقراری ارتباط ندارد. برای این کار از روش های مختلفی استفاده می شود که یکی از آنها تشخیص نقص اولتراسونیک (USD) است. از نظر دقت مطالعات انجام شده، از فلوروسکوپی، تشخیص نقص رادیویی و تشخیص نقص گاما پیشی می گیرد.
لازم به ذکر است که این تکنیک جدید نیست. از دهه سی قرن گذشته استفاده شده است و امروزه آزمایش اولتراسونیک اتصالات جوش داده شده رایج است زیرا می تواند به شناسایی کوچکترین عیوب داخل جوش کمک کند. و همانطور که تمرین نشان می دهد ، این نقص های پنهان است که دلایل جدی اصلی عدم اطمینان ساختار جوش داده شده است.
تکنولوژی تشخیص عیب اولتراسونیک (در سمت چپ هیچ نقصی وجود ندارد، در سمت راست نقص وجود دارد)
ارتعاشات اولتراسونیک بر اساس امواج آکوستیک معمولی است که فرکانس ارتعاش بالای 20 کیلوهرتز دارند. شخص آنها را نمی شنود. امواج با نفوذ به داخل فلز، بین ذرات آن که در حالت تعادل هستند، می افتند، یعنی در یک فاز نوسان می کنند. فاصله بین آنها برابر با طول موج اولتراسونیک است. این نشانگر به سرعت عبور از درز فلزی و فرکانس خود ارتعاشات بستگی دارد. وابستگی با فرمول تعیین می شود:
سرعت به چگالی مواد بستگی دارد. به عنوان مثال، امواج اولتراسونیک در جهت طولی سریعتر از جهت عرضی حرکت می کنند. یعنی اگر در مسیر موج فضاهای خالی (وسیله دیگری) وجود داشته باشد، سرعت آن نیز تغییر می کند. همزمان با مواجهه با عیوب مختلف در طول مسیر، امواج از دیواره های پوسته ها، ترک ها و حفره ها منعکس می شود. و بر این اساس، انحراف از جریان جهت. اپراتور تغییر حرکت را بر روی مانیتور دستگاه اولتراسونیک می بیند و بر اساس ویژگی های خاص، تعیین می کند که کدام نقص مانع حرکت امواج صوتی است.
به عنوان مثال، به دامنه موج منعکس شده توجه می شود، در نتیجه اندازه عیب در جوش تعیین می شود. یا در زمان انتشار موج اولتراسونیک در فلز که فاصله تا عیب را مشخص می کند.
در حال حاضر روش های متعددی برای تشخیص عیب اولتراسونیک جوش در صنعت استفاده می شود. بیایید به هر یک از آنها نگاه کنیم.
اینها روش های آزمایش اولتراسونیک هستند که امروزه برای تعیین کیفیت اتصالات جوشی استفاده می شوند. لازم به ذکر است که اغلب متخصصان از روش های پالس اکو و سایه استفاده می کنند. بقیه کمتر رایج هستند. هر دو گزینه عمدتاً در بازرسی اولتراسونیک لوله ها استفاده می شوند.
همه فن آوری هایی که در بالا توضیح داده شد به دسته روش های آزمایش غیر مخرب اولتراسونیک تعلق دارند. آنها راحت و آسان برای استفاده هستند. بیایید به نحوه استفاده از روش سایه در عمل نگاه کنیم. تمام اقدامات مطابق با GOST انجام می شود.
توجه! کنترل کیفیت اتصالات گوشه جوش داده شده (مفاصل T) فقط با روش اکو پالس انجام می شود؛ روش سایه در اینجا مناسب نیست.
حساسیت دستگاه عامل اصلی کیفیت کار انجام شده است. چگونه می توان از آن برای تشخیص پارامترهای یک نقص استفاده کرد؟
ابتدا تعداد عیب ها مشخص می شود. حتی در نزدیکترین فواصل به یکدیگر، روش اکو می تواند تعیین کند: یک نقص در جوش یا دو (چندین). آنها بر اساس معیارهای زیر ارزیابی می شوند:
طول موج و عرض عیب را می توان با حرکت دادن امیتر در امتداد اتصال جوش تعیین کرد. ارتفاع یک ترک یا سوراخ را می توان بر اساس تفاوت در فواصل زمانی بین موج منعکس شده و موجی که قبلا منتشر شده است تعیین کرد. شکل نقص با یک تکنیک خاص تعیین می شود. این بر اساس شکل سیگنال منعکس شده بر روی مانیتور است.
روش تشخیص عیب اولتراسونیک پیچیده است، بنابراین کیفیت نتایج به دست آمده به صلاحیت اپراتور و انطباق شاخص های به دست آمده بستگی دارد که توسط GOST تنظیم می شود.
مزایای روش برای نظارت بر جوش شامل معیارهای زیر است.
معایبی هم دارد.
