ЕГЗ-2.2.1. Проведення щозмінні огляди і технічне обслуговування устаткування, що експлуатується, та апаратури для запобігання, виявлення і усунення неполадок в роботі обслуговуваного устаткування і апаратури
Тема:«Вивчення радіографічного і ультразвукового методу контролю».
Мета: Ознайомитися з методом визначення дефектів зварних швів за допомогою радіографічного і ультразвукового методу контролю.
Теоретична частина.
Радіографічні методи як підвид радіаційного неруйнівного контролю був заснований на базі перетворення радіаційного зображення об’єкту контролю в радіографічне зображення або відеозапис цього зображення для його подальшого перетворення в світлове зображення. Широкого застосування радіографічний метод здобув через простоту конструкції.
Детектори використовують для проведення радіографічного радіаційного контролю об’єктів при:
- плівковій радіографії;
- ксерорадіографії (електорорадіографії).
Найчастіше детектором прихованого зображення та реєстратором статичного видимого зображення є фоточутлива плівка (даний метод вважається надійним, однак фотоплівки перестають бути широковживаними), тому своєї популярності набуває напівпровідникова пластина. Хочемо зазначити, що а в якості реєстратору дефекту об’єкту застосовується папір.
Можливість неруйнівного контролю радіаційними методами заснована на здатності іонізуючих випромінювань, які випускає джерело, проникати з різним ступенем послаблення через зварне з'єднання і діяти на реєструючи пристрій (детектор).
Залежно від способу реєстрації результатів (способів детектування) розрізняють три методи радіаційного контролю: радіографічний, радіоскопічний і радіометричний.
На монтажі найчастіше застосовують радіографічний метод, бо радіографічний знімок є документальним підтвердженням якості зварного з'єднання. Апаратура має невелику масу, компактна й мобільна, що дає можливість використовувати її при різних обставинах.
Радіоскопічний і радіометричний методи дають можливість автоматизувати процес контролю, але через громіздку апаратуру застосовується тільки в заводських умовах. При радіаційних методах необхідно забезпечити радіаційну безпеку обслуговуючого персоналу і оточуючих.
Виявлення дефектів при радіаційному просвічуванні ґрунтується на різному поглинанні рентгенівського чи гама-випромінювання ділянками металу з дефектами чи без них. Зварні з'єднання просвічуються спеціальними апаратами.
З одного боку шва на деякій віддалі від нього розміщуються джерела випромінювання, з протилежного боку щільно притискають касету з чутливою плівкою. При просвічуванні випромінювання проходить через зварне з'єднання і опромінює плівку в місцях, де є пори, шлакові включення, не провари, крупні тріщини на плівці утворюються темні плями. Вигляд і розміри дефектів визначають порівнянням плівки з еталонними знімками.
Просвічування не дозволяє виявити тріщини, якщо вони розміщені не в напрямі центрального променя (кут більше 5°), а також непровари у вигляді злипання зварювальних металів без газового чи шлакового прошарку. Цим способом визначають дефекти в металі товщиною до 60 мм.
При рентгеноскопії одержують сигнал про дефект при просвічуванні металу на екрані.
Рис.1.Схема просвічування зварних швів.
А) рентгенівськім випромінюванням;б)гамма випромінюванням;1 – підсилювальний екран;2 – рентгенівська плівка;3 – касета;4 – рентгенівське випромінювання; 5 - рентгенівська трубка;6 – гамма – випромінювання;7 – свинців кожух;8 – ампула ради активної речовини.
Екран покривають флуоресцентними речовинами, які світяться під дією рентгенівського випромінювання. Різні ділянки мають різне світіння через різну ступінь поглинання променя.
Цей контроль використовують у поєднанні з телевізійними пристроями, що перетворюють рентгенівське зображення у видиме.
Одним з основних методів неруйнівного контролю є ультразвуковий метод контролю (УЗК). Вперше здійснити неруйнівний контроль ультразвуковою хвилею намагалися ще в 1930 році. А вже через 20 років ультразвуковий контроль якості зварних з'єднань придбав найбільшу популярність, в порівнянні з іншими методами контролю якості зварювання. Крім того, для деяких виробів він став обов'язковим.
Суть ультразвукового методу полягає у випромінюванні у виріб і наступному прийнятті відображених ультразвукових коливань за допомогою спеціального обладнання - ультразвукового дефектоскопа і п’єзоелектроперетворювачів і подальшому аналізі отриманих даних з метою визначення наявності дефектів, а також їх еквівалентного розміру, форми (об'ємний / площинний), виду (точковий / протяжний), глибини залягання .
Параметри виявлених дефектів визначаються за допомогою ультразвукових дефектоскопів. Так наприклад, про час поширення ультразвуку у виробі (якщо відома швидкість ультразвуку швидкість поширення ультразвукових хвиль в різних матеріалах) в даному металі визначають відстань до дефекту, а за амплітудою відбитого імпульсу - його відносний розмір.
Для проведення ультразвукового контролю залежно від конкретних умов (марки матеріалу, його товщини, геометричних особливостей поверхонь контролю) є достатньо широкий асортимент засобів контролю.
На сьогоднішній день існує п'ять основних методів УЗК:
тіньовий, дзеркально-тіньовий, дзеркальний, дельта-метод і луна-метод. У промисловості ультразвуковий контроль металу проводять, як правило, в діапазоні ультразвукових хвиль від 0,5 МГц до 10 МГц. В окремих випадках неруйнівний контроль зварних швів проводиться ультразвуковими хвилями з частотою до 20 МГц, що дозволяє виявляти дуже невеликі дефекти. Ультразвук низьких частот застосовують при: роботі з об'єктами великої товщини (ультразвуковий контроль виливків, поковок, зварних з'єднань виконаних методом електрошлакового зварюванням); контролі металів, що мають крупнозернисту структуру (чавун, мідь, аустенітні сталі) і велике загасання - "погано проводять ультразвук" (рис.2).
Рисунок 2.- Ультразвуковий контроль.
Рис.3.дельта-метод
Рисунок 4. Система контролю металевих матеріалів
До головних переваг ультразвукового контролю якості металів і зварних з'єднань відносяться:
- висока точність та швидкість проведення контролю;
- вартість;
- більш безпечний контроль у порівнянні з рентгенівським методом;
- висока мобільність, якої вдалось досягнути завдяки використанню портативних ультразвукових дефектоскопів;
- можливість проведення ультразвукового контролю (в окремих випадках) на діючому об'єкті, тобто на час проведення УЗК не вимагається виведення контрольованої деталі / об'єкта з експлуатації.
- при проведенні ультразвукового дослідження забезпечується неруйнівний контроль.
До основних недоліків УЗК відносяться:
- при ультразвукової дефектоскопії неможливо дати відповідь на питання про реальні розміри дефекту, тому що розмір дефекту визначається його відбивною здатністю і тому за результатами контролю дається еквівалентний розмір дефекту (наприклад: наявні у виробі два реальні дефекту одного розміру і форми, розташовані на одній глибині, але один з яких заповнений повітрям, а інший шлаком даватимуть відображені імпульси різної амплітуди і, відповідно оцінені як дефекти, що мають різні розміри). Слід зазначити, що, деякі дефекти в силу їх характеру, форми або розташування в об'єкті контролю практично неможливо виявити ультразвуковим методом. Крім того, скрутний контроль деталей, що мають складну форму з криволінійними і сферичними поверхнями малого радіусу. Крім того, при проведенні ультразвукового контролю на відміну від радіографічного, як правило, неможливо однозначно охарактеризувати дефект (шлакове включення, пора);
- труднощі при ультразвуковому контролі металів з крупнозернистою структурою, через велике розсіювання та сильне загасання ультразвуку.
- підготовка поверхні контролю до контролю, а саме: очищення поверхні контролю від забруднень, що відшаровується: окалини, іржі, бризок розплавленого металу, і створення необхідної шорсткості поверхні( не гірше Rz 40) і хвилястості (не більше 0,015), так як навіть невеликий повітряний зазор між п’езоелектроперетворювачем для проведення ультразвукового контролю(ПЕП) і виробом може стати нездоланною перешкодою для поширення ультразвукових хвиль;
необхідність нанесення на контрольовану ділянку виробу безпосередньо перед виконанням контролю контактних рідин (спеціальні гелі, гліцерин, машинне масло) для забезпечення стабільного акустичного контакту.
ПОРЯДОК ВИКОНАННЯ РОБОТИ
1. Спочатку потрібно вивчити теоретичний матеріал.
2. Визначити суть радіографічного і ультразвукового методу контролю.
3. Зробити висновок щодо застосування радіографічного і ультразвукового методу контролю.
Контрольні питання.
1. На чому заснована можливість неруйнівного контролю радіаційними методами?
3. Де найчастіше застосовують радіографічний метод?
4. Яким способом визначають дефекти в металі товщиною до 60 мм?
5. Як визначають вигляд і розміри дефектів радіаційного методу?
6. У чому суть ультразвукового методу?
7. Назвіть основні методи УЗК.
8. Переваги та недоліки основних недоліків радіографічного і УЗК методів контролю.
9.Зробити висновок.