Райс. 1. Метод виробничого контролю зварних швів з нержавіючої сталі: подвійна 2D матрична збірка в режимі TRL.

Коди, стандарти та методи розвивалися, щоб дозволити використання фазовано-антенного ультразвукового контролю (PAUT) замість зворотного опромінення для контролю аустенітних зварних швів. Вперше широко застосовувані на атомних електростанціях майже 15 років тому, використання подвійних (2D) сенсорних вузлів поширилося на нафтогазову та інші галузі промисловості, де потрібна швидка, надійна та безпечна перевірка аустенітних зварних швів з високим затуханням.
Найновіші портативні пристрої з фазованими антенними решітками оснащені потужним вбудованим програмним забезпеченням, яке дозволяє швидко та ефективно налаштовувати, розгортати та інтерпретувати сканування 2D-матричних решіток без необхідності імпортувати файли законів фокусування, створені за допомогою зовнішніх калькуляторів або систем дистанційного керування, використовуючи передове програмне забезпечення для ПК.
Сьогодні технології контролю, засновані на 2D-матричних перетворювачах, забезпечують чудові можливості для виявлення кільцевих та осьових дефектів у зварних швах з нержавіючої сталі та різнорідних металів. Стандартизована 2D-матрична конфігурація може ефективно охопити обсяг контролю зварних швів з нержавіючої сталі та виявляти плоскі та об'ємні дефекти.
Процедури ультразвукового контролю зазвичай включають подвійні масиви двовимірних матриць, розміщених на змінних клиноподібних компонентах, контури яких відповідають зовнішньому діаметру досліджуваного компонента. Використовуйте низькі частоти – 1,5 МГц для зварних швів різнорідних металів та інших матеріалів, що зменшують затухання, від 2 МГц до 3,5 МГц для однорідних кованих підкладок та зварних швів з нержавіючої сталі.
Подвійна конфігурація T/R (передача/прийом) пропонує такі переваги: ​​відсутність «мертвої зони» поблизу поверхні, усунення «фантомних відлунь», спричинених внутрішніми відбиттями в клині, і, зрештою, краща чутливість і співвідношення сигнал/шум (коефіцієнт шуму) завдяки згортці T- та R-променів.
Давайте розглянемо метод PA UT для контролю виготовлення зварних швів аустенітної нержавіючої сталі.
Під час проведення виробничого контролю, замість зворотного термічного впливу, контроль повинен охоплювати об'єм зварного шва та всю товщину стінки зони термічного впливу. У більшості випадків припійний ковпачок буде на місці. У зварних швах вуглецевої сталі рекомендується використовувати зсувні хвилі для обробки ультразвуком контрольованого об'єму з обох боків, тоді як остання півхвиля зазвичай використовується для отримання дзеркальних відбиттів від дефектів на скосі зварного шва.
На нижчих частотах подібний метод зсувної хвилі можна використовувати для контролю проксимального скосу зварних швів з нержавіючої сталі, але він ненадійний для контролю через аустенітний зварний матеріал. Крім того, для так званих зварних швів CRA на внутрішньому діаметрі труби з вуглецевої сталі є корозійностійке леговане покриття, і останню половину дротяної перемички поперечної балки неможливо ефективно використовувати.
Давайте розглянемо методи виявлення зразків за допомогою портативного ультразвукового приладу та програмного забезпечення, як показано на рисунку 1.
Подвійні двовимірні перетворювачі, що створюють заломлені промені P-подібної форми з кутом випромінювання від 30 до 85 градусів, які можна використовувати для повного об'ємного покриття. Для товщини стінок від 15 до 50 мм придатними вважаються частоти від 1,5 до 2,25 МГц, залежно від затухання підкладки.
Завдяки оптимізації кута клина та конфігурації елементів масиву зондів, можна ефективно генерувати широкий діапазон сканувань кута заломлення без пов'язаних бічних пелюсток (рис. 2). Площа розташування вузла клина в площині падіння мінімізується, що дозволяє розташувати точку виходу променя якомога ближче до зварного шва.
Характеристики стандартної двоматричної антенної решітки 10 x 3 з частотою 2,25 МГц у режимі TRL оцінювали на зварному шві з нержавіючої сталі 304 товщиною стінки 25 мм. Випробувані зразки мали типовий V-подібний нахил та стан поверхні «як у зварному стані», а також містили реальні та добре задокументовані дефекти зварного шва, паралельні шву.
Райс. 3. Комбіновані дані фазованої решітки для стандартної подвійної решітки (TRL) 10 x 3 з частотою 2,25 МГц на зварному шві з нержавіючої сталі 304.
На рис. 3 показано зображення об'єднаних даних PAR для всіх кутів заломлення (від 30° до 85° LW) вздовж усієї довжини зварного шва. Збір даних проводився з низьким рівнем підсилення, щоб уникнути насичення дефектів з високим відбивним зчепленням. 16-бітна роздільна здатність даних дозволяє використовувати відповідні налаштування м'якого підсилення для різних типів дефектів. Інтерпретацію даних можна полегшити, правильно розташувавши проекційний затвор.
Зображення одного дефекту, створеного за допомогою того ж об'єднаного набору даних, показано на рисунку 4. Перевірте результат:
Якщо ви не хочете знімати заглушку перед перевіркою, для виявлення осьових (поперечних) тріщин у зварних швах труб можна використовувати інший метод перевірки: зонд з однією матрицею може бути використаний в режимі імпульсного відлуння для «нахилу» зварної заглушки. Звуковий промінь знизу. Оскільки звуковий промінь поширюється переважно в підкладці, зсувні хвилі можуть надійно виявляти дефекти на ближній стороні зварного шва.
В ідеалі, зварні шви слід перевіряти у чотирьох напрямках променя (Рисунок 5), і для цього потрібно перевірити два симетричні клини з протилежних напрямків, за годинниковою стрілкою та проти годинникової стрілки. Залежно від частоти та розміру окремих елементів решітки, клиновий вузол можна оптимізувати для отримання кутів заломлення від 40° до 65° відносно напрямку осі сканування. На кожну комірку пошуку падає понад 50 променів. Складний ультразвуковий апарат для фотоапаратури з вбудованим калькулятором може легко впоратися з визначенням наборів законів фокусування з різними перекосами, як показано на Рисунку 6.
Зазвичай для повного покриття обсягу перевірки використовується дворядкова послідовність перевірок. Осьові положення двох ліній сканування визначаються за товщиною труби та шириною зварного кінчика. Перша лінія сканування проходить якомога ближче до краю зварного шва, виявляючи дефекти, розташовані в корені зварного шва, а друга лінія сканування завершує охоплення зони термічного впливу (HAZ). Площа основи вузла зонда буде оптимізована таким чином, щоб точка виходу променя була якомога ближче до підошви коронки без значних внутрішніх відбиттів у клині.
Цей метод контролю виявився дуже ефективним у виявленні неправильно спрямованих осьових дефектів. На рис. 7 показано зображення фазованої решітки, отримане на осьовій тріщині у зварному шві з нержавіючої сталі: дефекти були виявлені під різними кутами нахилу, і можна було спостерігати високе співвідношення сигнал/шум.
Рисунок 7: Комбіновані дані фазованої решітки для осьових тріщин при зварюванні нержавіючої сталі (різні кути та нахили ПЗ): звичайна проєкція (ліворуч) та полярна проєкція (праворуч).
Переваги вдосконаленого ультразвукового контролю (ПА УТ) як альтернативи радіографії продовжують привертати увагу в нафтогазовій, енергетичній, виробничій та інших галузях промисловості, які покладаються на надійний контроль аустенітних зварних швів. Так само повністю інтегровані прилади ПА УТ, потужне мікропрограмне забезпечення та двовимірні зонди продовжують робити цей контроль більш економічно ефективним та ефективним.
Гай Мейс — директор з продажу компанії Zetec у Техаському університеті. Має понад 25 років досвіду в розробці та впровадженні передових методів ультразвукового дослідження, оцінці компетенцій та розробці програмного забезпечення. Для отримання додаткової інформації телефонуйте за номером (425) 974-2700 або відвідайте веб-сайт www.zetec.com.
Спонсорований контент – це спеціальний платний розділ, у якому галузеві компанії надають якісний, неупереджений, некомерційний контент на теми, що цікавлять якісну аудиторію. Весь спонсорований контент надається рекламними компаніями. Зацікавлені в участі в нашому розділі спонсорованого контенту? Зверніться до свого місцевого представника.
Оскільки проблеми часто виявляються під час регуляторних перевірок, зараз як ніколи важливо розуміти принципи управління змінами. У цьому вебінарі обговорюються загальні принципи управління змінами, його роль як ключового компонента системи управління якістю (СЯК) та його зв'язок з іншими ключовими процесами забезпечення якості, такими як коригувальні/профілактичні дії (CARA) та навчання.
Приєднуйтесь до нас, щоб дізнатися, як 3D-метрологічні рішення надають незалежним дизайнерам та виробникам більшу мобільність керування для задоволення їхніх потреб у вимірюваннях, одночасно збільшуючи їхні можливості на 75%. На сучасному швидкозмінному ринку ваш бізнес повинен мати можливість використовувати передові технології, щоб усунути складність автоматизації, покращити робочий процес та підвищити продуктивність.
Надішліть запит на пропозицію (RFP) обраному вами постачальнику та натисніть кнопку з детальним описом ваших потреб.