Рис. 1. Метод контроля сварных швов из нержавеющей стали: двойная двухмерная матричная сборка в режиме TRL.

Коды, стандарты и методы были разработаны, чтобы позволить использовать фазированный ультразвуковой контроль (PAUT) вместо RT для проверки аустенитных сварных швов. Впервые широко использованные на атомных электростанциях почти 15 лет назад, сборочные узлы с двойной (2D) решеткой датчиков распространились на нефтегазовую и другие отрасли, где требуется быстрая, надежная и безопасная проверка аустенитных сварных швов с высоким затуханием.
Новейшие портативные устройства с фазированной решеткой оснащены мощным встроенным программным обеспечением, которое позволяет быстро и эффективно настраивать, развертывать и интерпретировать двумерные матричные сканы без необходимости импортировать файлы законов фокусировки, созданные с помощью внешних калькуляторов или систем дистанционного управления, с использованием передового программного обеспечения. программное обеспечение для ПК.
Сегодня технологии контроля на основе двумерных матричных преобразователей обеспечивают превосходные возможности для обнаружения кольцевых и осевых дефектов в сварных швах из нержавеющей стали и разнородных металлов. Стандартизированная двумерная конфигурация двойной матрицы может эффективно охватывать объем контроля сварных швов из нержавеющей стали и может обнаруживать плоские и объемные дефекты.
Процедуры ультразвукового контроля обычно включают двойные массивы двумерных матриц, размещенных на сменных клиновидных компонентах, контуры которых соответствуют внешнему диаметру рассматриваемого компонента. Используйте низкие частоты – 1,5 МГц для сварных швов из разнородных металлов и других материалов, снижающих затухание, от 2 МГц до 3,5 МГц для однородных подложек и сварных швов из кованой нержавеющей стали.
Двойная конфигурация T/R (передача/прием) обеспечивает следующие преимущества: отсутствие «мертвой зоны» вблизи поверхности, устранение «фантомных эхо», вызванных внутренними отражениями в клине, и, в конечном счете, лучшая чувствительность и отношение сигнал/шум (соотношение сигнал/шум). коэффициент шума) ) за счет свертки лучей T и R.
Давайте рассмотрим метод PA UT для контроля изготовления сварных швов аустенитной нержавеющей стали.
При проведении производственного контроля вместо RT следует контролировать объем сварного шва и всю толщину стенки зоны термического влияния. В большинстве случаев колпачок припоя будет на месте. В сварных швах из углеродистой стали рекомендуется использовать сдвиговые волны для ультразвуковой обработки контролируемого объема с обеих сторон, в то время как последняя полуволна обычно используется для получения зеркальных отражений от дефектов на скосе сварного шва.
На более низких частотах аналогичный метод сдвиговой волны может использоваться для проверки проксимального скоса сварных швов из нержавеющей стали, но не является надежным для проверки через аустенитный материал сварного шва. Кроме того, для так называемых сварных швов CRA на внутреннем диаметре трубы из углеродистой стали имеется коррозионно-стойкое сплавное покрытие, и вторая половина проволочной перемычки поперечной балки не может быть эффективно использована.
Давайте рассмотрим методы обнаружения образцов с использованием портативного прибора UT и программного обеспечения, как показано на рисунке 1.
Двойные 2D-матрицы, которые производят преломленные пучки P-волны от 30 до 85 градусов, которые можно использовать для полного охвата объема. Для толщины стенок от 15 до 50 мм частоты от 1,5 до 2,25 МГц считаются подходящими, в зависимости от затухания подложки.
Оптимизируя угол клина и конфигурацию элементов зонда матрицы, можно эффективно генерировать широкий диапазон сканирований угла преломления без сопутствующих боковых лепестков (рис. 2). Площадь клинового узла в плоскости падения минимизируется, что позволяет расположить точку выхода луча как можно ближе к сварному шву.
Производительность стандартной двухрядной решетки 2,25 МГц 10 x 3 в режиме TRL оценивалась на сварном шве пластины из нержавеющей стали марки 304 толщиной стенки 25 мм. Испытуемые образцы имели типичный V-образный наклон и состояние поверхности «после сварки», а также содержали реальные и хорошо документированные дефекты сварки, параллельные сварному шву.
Рис. 3. Объединенные данные фазированной решетки для стандартной двухрешеточной решетки (TRL) 2,25 МГц 10 x 3 на сварной пластине из нержавеющей стали 304.
На рис. 3 показаны изображения объединенных данных PAR для всех углов преломления (от 30° до 85° LW) по всей длине сварного шва. Сбор данных производился при низком уровне усиления, чтобы избежать насыщения высокоотражающих дефектов. 16-битное разрешение данных позволяет устанавливать соответствующие мягкие настройки усиления для различных типов дефектов. Интерпретацию данных можно облегчить, правильно расположив затвор проекции.
Изображение одного дефекта, созданного с использованием того же объединенного набора данных, показано на рисунке 4. Проверьте результат:
Если вы не хотите снимать заглушку перед проверкой, можно использовать другой метод проверки для обнаружения осевых (поперечных) трещин в сварных швах труб: можно использовать одноэлементный матричный датчик в режиме импульсного эха, чтобы «наклонить» сварную заглушку. Звуковой луч снизу. Поскольку звуковой луч распространяется в основном в подложке, сдвиговые волны могут надежно обнаруживать дефекты на ближней стороне сварного шва.
В идеале сварные швы следует проверять в четырех направлениях луча (рисунок 5) и требуют двух симметричных клиньев для проверки с противоположных направлений, по часовой стрелке и против часовой стрелки. В зависимости от частоты и размера отдельных элементов массива, сборку клиньев можно оптимизировать для получения углов преломления от 40° до 65° относительно направления оси сканирования. На каждую поисковую ячейку падает более 50 лучей. Сложный прибор US PA со встроенным калькулятором может легко справиться с определением наборов законов фокусировки с различными перекосами, как показано на рисунке 6.
Обычно для полного покрытия объема проверки используется двухлинейная последовательность проверок. Осевые положения двух линий сканирования определяются по толщине трубы и ширине кончика сварного шва. Первая линия сканирования проходит максимально близко к краю сварного шва, выявляя дефекты, расположенные в корне сварного шва, а вторая линия сканирования завершает покрытие ЗТВ. Базовая площадь узла зонда будет оптимизирована таким образом, чтобы точка выхода луча находилась максимально близко к носку коронки без существенных внутренних отражений в клине.
Этот метод проверки оказался очень эффективным при обнаружении неправильно направленных осевых дефектов. На рис. 7 показано фазированное изображение осевой трещины в сварном шве из нержавеющей стали: дефекты были обнаружены под различными углами наклона, и можно было наблюдать высокое отношение сигнал/шум.
Рисунок 7: Объединенные данные фазированной решетки для осевых трещин при сварке нержавеющей стали (различные углы и наклоны SW): обычная проекция (слева) и полярная проекция (справа).
Преимущества усовершенствованного PA UT как альтернативы радиографии продолжают привлекать внимание в нефтегазовой, энергетической, обрабатывающей и других отраслях, где требуется надежный контроль аустенитных сварных швов. Аналогичным образом, полностью интегрированные приборы PA UT, мощное встроенное ПО и двумерные матричные датчики продолжают делать эти проверки более экономичными и эффективными.
Гай Маес — директор по продажам Zetec в UT. Более 25 лет опыта в разработке и внедрении передовых ультразвуковых методов, оценке компетентности и разработке программного обеспечения. Для получения дополнительной информации звоните по телефону (425) 974-2700 или посетите www.zetec.com.
Спонсируемый контент — это специальный платный раздел, в котором отраслевые компании предоставляют качественный, беспристрастный, некоммерческий контент по темам, интересным качественной аудитории. Весь спонсируемый контент предоставляется рекламными компаниями. Хотите принять участие в нашем разделе спонсируемого контента? Свяжитесь с вашим местным представителем.
Поскольку проблемы часто выявляются во время нормативных проверок, сейчас важнее, чем когда-либо, понимать принципы управления изменениями. В этом вебинаре обсуждаются общие принципы управления изменениями, его роль как ключевого компонента системы управления качеством (СМК) и его связь с другими ключевыми процессами обеспечения качества, такими как корректирующие/предупреждающие действия (CARA) и обучение.
Присоединяйтесь к нам, чтобы узнать, как решения 3D-метрологии предоставляют независимым проектировщикам и производителям больше контроля и мобильности для удовлетворения их потребностей в измерениях, одновременно увеличивая их возможности на 75%. На современном быстро меняющемся рынке ваш бизнес должен иметь возможность использовать передовые технологии для устранения сложности автоматизации, улучшения рабочего процесса и повышения производительности.
Отправьте запрос предложений (RFP) выбранному вами поставщику и нажмите кнопку, подробно описав ваши потребности.