Зварні з'єднання листових конструкцій контролюються за допомогою похилих ПЕП прямим або прямим і один раз відбитим променем з однієї поверхні об'єкта. Контроль кожного зі швів здійснюється з двох боків.
Так само як і під час контролю труб, особливості акустичного тракту і, відповідно, нюанси контролю та можливості ідентифікації сигналів насамперед залежать від товщини зварного з'єднання.
Ультразвуковий контроль стикових зварних з'єднань листових конструкцій із товщиною шва від 3,5 до 15 мм
Зварні шви листових конструкцій, так само як і трубопроводів, виконані одностороннім електродуговим зварюванням або серед захисних газів, відрізняються наявністю непроварів, провисанням металу і зміщенням кромок. У деяких випадках технічні умови допускають наявність непровару певної висоти. За допомогою ехо-методу можна вимірювати висоту непровару за експериментально отриманими кривими.
Для виконання УЗ-контролю зварних з'єднань малих товщин найефективнішими є РС-ПЕП з великими кутами в призмі (від 53 до 55°) і малою стрілою. Діапазон робочої частоти – від 4 до 5 МГц.
Відбудова від хибних сигналів – це серйозна проблема у процесі контролю односторонніх швів. Під час падіння УЗ-хвилі на провисання з'являються як хвилі, відбиті у точці, що відповідає умові нормального падіння променя на поверхню провисання, так і хвилі, що розходяться від зламів поверхні. Через це на екрані дефектоскопа з'являються хибні ехо-сигнали від даних дефектів під час контролю прямим променем, що збігаються за часом з ехо-сигналами, які були відбиті від надкореневих дефектів, виявлених одноразово відбитим променем. Оскільки ефективний діаметр УЗ-променя можна порівняти з товщиною стінки, то відбивач не можна ідентифікувати за місцезнаходженням ПЕП щодо валика посилення шва.
Під час такого прозвучування на дефект, що знаходиться в площині акустичної системи, хвилі падають під кутом, дуже близьким до 3-го критичного, і з'являються дифраговані хвилі, які приймаються обома ПЕП. Величина еквівалентної площі торців тріщин у швах товщиною 10 мм становить від 1,8 до 2,5 мм2, що дає можливість їх виявляти без проблем. Співвідношення амплітуд сигналів до одного та іншого ПЕП вкаже на тип дефекту: об'ємний або площинний.
Контроль двосторонніх швів з пологими та гладкими валиками посилення можна здійснювати при багаторазовому відображенні УЗ-променя, що значно спрощує методику контролю. У разі поширення УЗ-променя у листі носить вже хвилеводний характер, що допомагає виявити непровари.
Ультразвуковий контроль стикових зварних з'єднань листових конструкцій із товщиною шва від 16 до 40 мм
У швах, отриманих за допомогою одностороннього зварювання, також відчувається вплив хибних сигналів від провисання в корені.
Мал. 1. Пристрій контролю дельта-методом:1- похилий ПЭП; 2 – обмежувач; 3 – кронштейн; 4 - приймач поздовжніх хвиль, 5 - магнітне кільце.
У тих випадках, коли технологія зварювання така, що провисання не виникають або вони занадто незначні, контроль здійснюється одним ПЕП прямим і один раз відбитим променем за один прийом. Найкраще тут використовувати стандартний ПЕП b = 50°, f = 2,5 МГц. У тих випадках, коли помилкові сигнали від провисань значні, з метою підвищення завадостійкості контроль краще виконувати окремо в кореневій та іншій частині шва. У такому разі верхню частину шва рекомендується контролювати перетворювачами b = 40°.
Якість одностороннього зварювання без підварювання листових конструкцій є дуже низькою. При цьому в корені шва виникають провисання та меніски великої величини (від 3 до 5 мм). Контроль кореневої зони даних швів можна виконувати лише після того, як за допомогою шліфувальної машини будуть видалені всі нерівності.
Для одностороннього непровару характерна поява одиночного відбитого сигналу з координатами, які відповідають його розташуванню по одній із меж ліній сплаву з різною умовною висотою. З боку наплавленого металу (положення А перетворювача на мал. 2) непровар відрізняється суттєвими нерівностями. Це сприяє утворенню відлуння-сигналу великої амплітуди. Під час прозвучування з боку основного металу (положення В) оброблена механічно і кромка листа, що несплавилася, практично дзеркально відображає ультразвук. Відлуння може виникнути тільки від деяких оплавлених нерівних ділянок. Односторонній непровар поруч із однією з поверхонь об'єкта найкраще виявляється у процесі контролю з протилежного боку об'єкта (положення З). У такому разі амплітуда сигналу та його пробіг на екрані збільшиться через кутовий ефект.
Щоб виключити невиправдане бракування, слід використовувати кількісні інформативні особливості. Але правильно дешифрувати якість шва оператору допоможе знання якісних інформаційних особливостей.
Насправді під час контролю товстостінних трубопроводів чи судин часто виникає одна неприємна проблема. Знайшли дефект (тріщину), розкрили, заварили, виконали термообробку. А після проведення повторного контролю виявляються неприпустимі дефекти, які були виявлені при первинному контролі.
При якісному контролі причина цього явища лише одна. У будь-якому шві є незначні тріщини з малим розкриттям, які виявляються при встановлених параметрах прозвучування. Але під час заварювання та термообробки певної ділянки відбувається нерівномірне нагрівання шва, з'являються локально напружені зони. Мікротріщини, що потрапили в такі зони, внаслідок нагрівання розкриваються і ростуть. Спрогнозувати це явище неможливо. Залишається один вихід. Після виявлення неприпустимого дефекту повідомити зварювальників та інших заінтересованих осіб про проблему, з якою вони можуть зіткнутися. І запропонувати протестувати ще раз весь шов на підвищеній чутливості щодо штатної НТД і за один раз виконати ремонт усіх дефектних ділянок, виявлених при штатному та підвищеному рівні чутливості, а після цього протестувати на штатному рівні чутливості.
Мал. 2. Виявлення дефектів типу непроварів та тріщин: а – від одностороннього непровару; б – від двостороннього непровару; в - від тріщини та непровару
Мал. 2. Виявлення дефектів типу непроварів та тріщин: а – від одностороннього непровару; б – від двостороннього непровару; в - від тріщини та непровару
Насправді під час контролю товстостінних трубопроводів чи судин часто виникає одна неприємна проблема. Знайшли дефект (тріщину), розкрили, заварили, виконали термообробку. А після проведення повторного контролю виявляються неприпустимі дефекти, які були виявлені при первинному контролі.
При якісному контролі причина цього явища лише одна. У будь-якому шві є незначні тріщини з малим розкриттям, які виявляються при встановлених параметрах прозвучування. Але під час заварювання та термообробки певної ділянки відбувається нерівномірне нагрівання шва, з'являються локально напружені зони. Мікротріщини, що потрапили в такі зони, внаслідок нагрівання розкриваються і ростуть. Спрогнозувати це явище неможливо. Залишається один вихід. Після виявлення неприпустимого дефекту повідомити зварювальників та інших заінтересованих осіб про проблему, з якою вони можуть зіткнутися. І запропонувати протестувати ще раз весь шов на підвищеній чутливості щодо штатної НТД і за один раз виконати ремонт усіх дефектних ділянок, виявлених при штатному та підвищеному рівні чутливості, а після цього протестувати на штатному рівні чутливості.
