Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕТРА ВЕЛИКОГО ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ Институт энергетики ВЫСШАЯ ШКОЛА " АТОМНАЯ И ТЕПЛОВАЯ ЭНЕРГЕТИКА" ДОКЛАД На тему: «Ултьразвукавой метод неразрушающего контроля» Выполнил студент гр. 3251402/60101 Экинджи Фатих Руководитель Н. Е. Васильевич Санкт-Петербург 2020 1 Оглавление Введение 3 Глава 1. Ультразвуковой метод контроля……………………………………. 4 Заключение…………………………………………………………………….. 8 Список литературы……………………………………………………………. 9 2 Введение Задачи повышения качества и надежности отдельных конструкций и объектов в целом требуют систематической работы над совершенствованием методов и средств неразрушающего контроля и технической диагностики. При хранении и эксплуатации в изделиях на отдельных участках могут появляться усталостные трещины, трещины термической усталости и др. Исследование и разработка методов контроля трещин в материалах- актуальная задача металловедения, позволяющая на начальных стадиях производства установить и устранить брак, предотвратить аварии, определить качество выполняемых работ, повысить безопасность эксплуатации опасных производственных объектов. К настоящему времени накоплен значительный опыт проведения неразрушающего контроля, однако возможности его применения далеко не исчерпаны. Неразрушающим контролем (НК) называется контроль, после проведения которого, детали и объект контроля (ОК) в целом остаются пригодными для дальнейшего применения по прямому назначению. 3 Глава 1. Ультразвуковой метод контроля Метод ультразвуковой дефектоскопии металлов и других материалов впервые был разработан и практически осуществлен в Советском Союзе в 1928 году. проф. С. Я. Соколовым. Ультразвуковые волны представляют собой упругие колебания материальной среды, частота которых лежит за пределами слышимости в диапазоне от 20 кгц (волны низкой частоты) до 500 Мгц (волны высокой частоты). Ультразвуковые волны способны проникать в материальные среды на большую глубину, преломляясь и отражаясь при попадании на границу двух материалов с различной звуковой проницаемостью. Именно эта способность ультразвуковых волн используется в ультразвуковой дефектоскопии сварных соединений. Ультразвуковые колебания могут распространяться в самых различных средах — воздухе, газах, дереве, металле, жидкостях. Существуют в основном два метода ультразвуковой дефектоскопии: теневой и эхо-импульсный (метод отраженных колебаний.) Рисунок 1- Схемы проведения ультразвуковой дефектоскопии а - теневым; б - эхо импульсным методом; 1 - щуп-излучатель; 2 - исследуемая деталь; 3 - щуп приемник; 4 – дефект 4 При теневом методе (рис. 1, а) ультразвуковые волны, идущие через сварной шов от источника ультразвуковых колебаний (щупа-излучателя), при встрече с дефектом не проникают через него, так как граница дефекта является границей двух разнородных сред (металл — шлак или металл — газ). За дефектом образуется область так называемой «звуковой тени». Интенсивность ультразвуковых колебаний, принятых щупом-приемником, резко падает, а изменение величины импульсов на экране электронно-лучевой трубки дефектоскопа указывает на наличие дефектов. Этот метод имеет ограниченное применение, так как необходим двусторонний доступ к шву, а в ряде случаев требуется снимать усиление шва. При эхо-импульсном методе (рис. 1,б) щуп-излучатель посылает через сварной шов импульсы ультразвуковых волн, которые при встрече с дефектом отражаются от него и улавливаются щупом-приемником. Эти импульсы фиксируются на экране электроннолучевой трубки дефектоскопа в виде пиков, свидетельствующих о наличии дефекта. Измеряя время от момента посылки импульса до приема обратного сигнала, можно определить и глубину залегания дефектов. Основное достоинство этого метода состоит в том, что контроль можно проводить при одностороннем доступе к сварному шву без снятия усиления или предварительной обработки шва. Этот метод получил наибольшее применение при ультразвуковой дефектоскопии сварных швов. К главным преимуществам ультразвукового контроля качества металлов и сварных соединений относятся: высокая точность и скорость исследования, а также его низкая стоимость; безопасность для человека (в отличие, к примеру, от рентгеновской дефектоскопии; высокая мобильность вследствие применения портативных ультразвуковых дефектоскопов; возможность проведения ультразвукового контроля (в отдельных случаях) на действующем объекте, т.е. на время проведения УЗК не требуется выведения контролируемой детали/объекта из эксплуатации (рис.2). при проведении УЗК исследуемый объект не повреждается. 5 Рисунок 2- Проведение ультразвукового контроля К основным недостаткам УЗК относятся: при ультразвуковой дефектоскопии невозможно дать ответ на вопрос о реальных размерах дефекта, т.к. размер дефекта определяется его отражательной способностью и поэтому по результатам контроля дается эквивалентный размер дефекта (например: имеющиеся в изделии два реальные дефекта одного размера и формы, расположенные на одной глубине, но один из которых заполнен воздухом, а другой шлаком будут давать отраженные импульсы различной амплитуды и, соответственно оценены как дефекты, имеющие различные размеры). Следует отметить, что, некоторые дефекты в силу их характера, формы или расположения в объекте контроля практически невозможно выявить ультразвуковым методом. Кроме того, затруднителен контроль деталей небольшой размера и толщины, а также деталей, имеющих сложную форму с криволинейными и сферическими поверхностями малого радиуса. Кроме того, при проведении ультразвукового контроля в отличие от радиографического, как правило, невозможно однозначно охарактеризовать дефект (шлаковое включение, пора, вольфрамовое включение и др.); трудности при ультразвуковом контроле металлов с крупнозернистой структурой, из-за большого рассеяния и сильного затухания ультразвука. подготовка поверхности контроля к контролю, для ввода ультразвуковых волн в металл, а именно: очистка поверхности контроля от загрязнений, отслаивающейся окалины, ржавчины, брызг расплавленного металла и др. и 6 создание необходимой шероховатости поверхности не хуже Rz 40 и волнистости не более 0,015, т.к. даже небольшой воздушный зазор между пьезоэлектропреобразователем (ПЭП) пьезоэлектропреобразователи для проведения ультразвукового контроля) и изделием может стать неодолимой преградой для распространения ультразвуковых волн; необходимость нанесения на контролируемый участок изделия после его зачистки непосредственно перед выполнением контроля контактных жидкостей (специальные гели, глицерин, машинное масло, и др.) для обеспечения стабильного акустического контакта; 7 Заключение В ходе изучения литературы определили наиболее распространенный метод неразрушающего контроля: ультразвуковой. Метод имеет свои особенности. Ультразвуковой контроль, возможно проводить для разнообразных материалов, как металлов, так и неметаллов. Кроме того УЗК можно проводить на действующем объекте. Однако ультразвуковая дефектоскопия не может дать ответ на вопрос о реальных размерах дефекта. Практически невозможно производить достоверный ультразвуковой контроль металлов с крупнозернистой структурой, таких как чугун или аустенитный сварной шов. Исходя из этого, можно сделать вывод, что универсального метода неразрушающего контроля нет. Каждый метод незаменим в определенных условиях и зависит от поставленных задач. Но главное, что в наше высокотехнологичное время умение предвидеть проблемы до их появления, один из главных постулатов, т.е. очевидное положение, гарантирующее нашу безопасность. Эти и иные методы контроля позволяют избежать проблемы не только дня сегодняшнего, но и дня завтрашнего. 8 Список литературы 1. https://ru.wikipedia.org/wiki/ 2. www.pergam.ru/articles/ultrazvukovaya-defektoskopiya.htm 3. http://etalon-rk.ru/ultrazvukovoj-kontrol/ultrazvukovaya-defektoskopiyauzk/ 9
