Учебное пособие 2170

Этот объект контроля включает в себя все вышеперечисленные особенности. Из-за конструктивных особенностей толщина в зоне контроля может изменяться от 50 мм до 110 мм, а контроль некоторых узлов невозможен традиционными методами УЗК.

Например: контроль зоны А (рис. 1) невозможно провести традиционным способом по причине недостаточной зоны контроля для установки пьезоэлектрического преобразователя (ПЭП) и кривизны поверхности.

Контроль зоны А возможно произвести оборудованием с применением технологии цифро-фокусированных антенных решеток (АР).

Антенная решетка представляет собой набор однотипных пьезоэлементов, расположеных вдоль одной линии на протекторе (рис. 2). Число элементов может быть от 8 до 256 и более.

Рис. 2. Конструкция АР

Для настройки оборудования требуется СОП (стандартный образец предприятия) (рис. 3), который, как правило изготовлен из того же материала, что и объект контроля. А так же имеет “искусственные дефекты”, выполненные в виде зарубок или отверстий на различных глубинах.

130

Рис. 3. Стандартные образцы предприятий

В данном случае настройку дефектоскопа производим по СОП №4 (рис. 4) с плоскодонными отверстиями: 6 отверстий диаметром 6.2 мм, 3 отверстия диаметром 5 мм.

Рис. 4. СОП №4

Эти отверстия называются контрольными отражателями (КО). Они расположены на глубине Z: 10 мм, 20 мм, 50 мм, 75 мм и 100 мм. Наличие КО на различных глубинах, при настройке дефектоскопа, дает понять, как будет выглядеть образ дефекта на соответствующей глубине, а так же определить его эквивалентные размеры.

Установив АР на СОП, мы получаем изображение, представленное на рисунке 5.

131

Рис. 5. Режим “ТОМОГРАФ”. АР направлена на КО 1

Необходимо получить образы от всех КО и определить их фронтальную протяженность D на каждой глубине.

Образ КО 1 расположен на глубине 10 мм, его фронтальная протяженность равняется D=5.8 мм (рис. 6).

Рис. 6. Образ КО 1

Далее получаем образ от КО 2 на глубине 20 мм (рис. 7). Получаем D=6.4 мм.

132

Рис. 7. Образ КО 2

Фронтальная протяженность образа КО 3 на глубине 50 мм: D=11.0 мм (рис. 8), погрешность измерения составляет 4.8 мм, следовательно, визуальный образ КО 3 на экране дефектоскопа больше его реальных размеров.

Рис. 8. Образ КО 3

Фронтальная протяженность образа КО 4 на глубине 75

мм: D=18.9 мм (рис. 9).

133

Рис. 9. Образ КО 4

На глубине 100 мм для образа КО 5: D=22.2 мм (рис. 10).

Рис. 10. Образ КО 5

Таким образом, найдены максимально допустимые фронтальные протяженности несплошностей D, в зависимости от глубины их залегания:

D1=5.8 мм для Z1=10 мм;

D2=6.4 мм для Z2=20 мм;

D3=11.0 мм для Z3=50 мм;

D4=18.9 мм для Z4=75 мм;

D5=22.2 мм для Z5=100 мм.

Чтобы найти значение для промежуточных толщин Z, необходимо линейно аппроксимировать размер D.

134

Например: обнаружена несплошность Dx=15 мм на глубине Zx= 60 мм. Данная глубина Zx попадает в интервал между Z3 и Z4. Вычисляем Dmax для глубины Zx= 60 мм по формуле:

(1)

Данная несполошность Dx=15 мм по фронтальной протяженности является допустимой, так как не превышает значение максимально допустимой фронтальной протяженности Dmax для глубины Zx= 60 мм.

Далее для всех КО необходимо определить допустимую продольную протяженность несплошностей.

Классификацию дефекта по протяженности производят путем сравнения измеренной условной протяженности L с действующей шириной ультразвукового пучка на глубине залегания обнаруженного дефекта.

Дефект считается непротяженным, если ΔL≤L0, а протяженным – ΔL>L0.

Найдя максимум амплитуды сигнала от КО 1, перемещаем АР в продольном направлении до момента, когда амплитуда образа уменьшится до -6 дБ (рис. 11). Далее перемещаем АР в противоположном направлении до этого же значения.

Рис. 11. Продольное перемещение АР

Данную операцию проводим для всех КО (рис. 12, 13).

135

Рис. 12. Образ КО 1 при положении АР на -6 дБ

Рис. 13. Образ КО 4 при положении АР на -6 дБ

Получаем:

L0(KO1, Z=10)= 10 мм;

L0(KO2, Z=20)= 12 мм;

L0(KO3, Z=50)= 16 мм;

L0(KO4, Z=75)= 19 мм;

L0(KO5, Z=100)= 22 мм.

Следовательно, при нахождении несплошности ΔL>∆L0 на соответствующей глубине, этот дефект признается продольно протяженным.

Выявление и определение эквивалентных размеров дефектов, используя оборудование с цифро-фокусированными антенными решетками, имеет свои особенности. В данной статье, на примере литого корпуса магистрального насоса, показаны

136

практические особенности определения допустимых фронтальных и продольных эквивалентных размеров дефектов.

Литература

1.Кретов Е.Ф. Ультразвуковая дефектоскопия в энергомашиностроении – 3-е изд.-2011 г. – 312 с.

2.ГОСТ 19200-80 Отливки из чугуна и стали. Термины и определения дефектов – 1989 г. – 15 с.

3.ООО «АКС» Дефектоскоп ультразвуковой A1550 IntroVisor. Руководство по эксплуатации – Москва, 2011 г. – 80 с.

4.Кретов Е.Ф. Особенности ультразвукового контроля стальных отливок – В мире НК № 2 (52) – 2011 г. – С. 13-14

Воронежский государственный технический университет

УДК 629.7

К.О. Беляева, магистрант, Ю.С. Ткаченко, д-р техн. наук, проф.

ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПЕРЕДВИЖНЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ АППАРАТОВ – КРОУЛЕРОВ

Встатье приводится описание рентгенографических кроулеров, их принцип работы, модели данного оборудования, а так же дефекты, которые можно выявить с помощью данного оборудования

Ключевые слова: неразрушающий контроль, рентгенографический контроль, кроулеры, дефекты сварных швов

Внастоящее время для выявления дефектов трубопрово-

дов с помощью неразрушающего контроля часто используют радиографический метод контроля (РК) для выявления внутренних дефектов сварных швов и соединений в трубопроводах различного назначения. При контроле сварных соединений этот метод показывает особую эффективность.

Радиографический метод контроля основывается на свойстве материалов в разной степени поглощать рентгеновские лучи.

137

Степень поглощения зависит от атомного номера элемента и от плотности материала.

Чтобы проводить радиографический контроль труб необходимо специальное оборудование и материалы:

рентгенографические аппараты или рентгеновские

кроулеры,

рентгеновская пленка,

усиливающие экраны,

реактивы, проявочная техника, другие аксессуары, необходимые обработки рентгеновской пленки.

Сложность применения данного метода для диагностирования магистральных трубопроводов на месте их установки состоит в том, что контролер, использующий обычный рентгеновский аппарат, не всегда имеет возможность получить доступ к интересующей его поверхности. Доступ может ограничивать изоляция, которая нарушит достоверность результатов изделия, положение трубопровода при необходимости провести панорамное просвечивание и другие технологические особенности. Также, рентгеновские аппараты не всегда можно доставить в нужное место для проведения исследований, поэтому их успешно заменяют рентгенографическими кроулерами, представленными на рисунке 1 - автономными устройствами модульного типа, представляющими собой компактный рентгенографический аппарат. Они могут передвигаться внутри трубопровода, работают без проводов, управление ими осуществляется дистанционным изотопным устройством.

Рис. 1. Рентгенографический кроулер

138

Минимальный диаметр трубопровода, в котором может работать самый маленький кроулер, составляет 135 мм. Рентгенографический контроль труб можно проводить в подземных, наземных, подводных системах, так как он проходит с применением дистанционного управления. Кроулер запрограммирован на выполнение нескольких команд: снятие рентгенограммы, остановка и перемещение.

Принцип работы данного оборудования такой же, как у всех рентгеновских аппаратов. Он основан на свойстве рентгеновского излучения, которое представляет собой электромагнитные волны, имеющие энергию фотонов. Эту энергию аппараты используют для нахождения дефектов внутренней поверхности трубопровода.

На рентгенографическую трубку данного устройства подается напряжение свыше 300 киловольт. Движение оборудования осуществляется на электротяге. Благодаря модульной конструкции можно при необходимости разбирать оборудование и устанавливать модули с другими параметрами.

Внутри трубы кроулер может сделать один панорамный снимок, который даст полную картину внутреннего состояния трубопровода в месте исследования. Применение рентгенографического контроля труб с помощью данного оборудования повышает производительность и срок эксплуатации трубопроводов.

Основным предназначением рентгенологических кроулеров является контроль сварных швов системы. Для оператора, двигающегося с аппаратом снаружи трубопровода, каждый шов проверить сложно. Находясь внутри системы, аппарат выполняет эту работу быстрее и качественнее.

Широкое задействование кроулеров в проведении рентгенографической дефектоскопии обусловлено их высокой точностью и оперативностью выполняемой ими работы, а также возможностью применения в любых магистральных трубопроводах, даже размещенных в морских глубинах.

Особое внимание уделяется безопасности рентгенографических кроулеров. Их система передвижения оборудована специальными устройствами, не позволяющими модулю развивать скорость больше заданных параметров. Кроме того эти устройства

139