3 Лабораторная работа №3: “ультразвуковая толщиметрия”
3.1 Теоретическая основа
Ультразвуковой контроль сварных швов — это неразрушающий целостности сварочных соединений метод контроля и поиска скрытых и внутренних механических дефектов не допустимой величины и химических отклонений от заданной нормы. Методом ультразвуковой дефектоскопии (УЗД) проводится диагностика разных сварных соединений. УЗК является действенным при выявлении воздушных пустот, химически не однородного состава (шлаковые вложения в металле) и выявления присутствия не металлических элементов.
Ультразвуковая технология испытания основана на способности высокочастотных колебаний (около 20 000 Гц) проникать в металл и отражаться от поверхности царапин, пустот и других неровностей. Искусственно созданная, направленная диагностическая волна проникает в проверяемое соединение и в случае обнаружения дефекта отклоняется от своего нормального распространения. Оператор УЗД видит это отклонение на экранах приборов и по определенным показаниям данных может дать характеристику выявленному дефекту.
Разновидности ультразвукового контроля:
- теневой метод. Заключается в контроле уменьшения амплитуды ультразвуковых колебаний прошедшего и отраженного импульсов.
- зеркально-теневой метод. Обнаруживает дефекты швов по коэффициенту затухания отраженного колебания.
- эхо-зеркальный метод или “Тандем”. Заключается в использовании двух аппаратов, которые перекликаются в работе и с разных сторон подходят к дефекту.
- дельта-метод. Основывается на контроле ультразвуковой энергии, переизлученной от дефекта.
- эхо-метод. Основан на регистрации сигнала отраженного от дефекта.
Сканирование стыкового соединения газопровода проводят с двух сторон от шва с контролем прямым и однократно отраженными лучами, обеспечивающими контроль всего сечения сварного соединения.
3.2 Изучение работы, и настройка ультразвукового толщиномера DM5E
Новая серия толщиномеров DM5E позволяет выполнять огромное число задач измерений, в особенности, измерения остаточной толщины стенки изделий, подверженных коррозии или эрозии.
Серия толщиномеров DM5E – это простые в обращении ультразвуковые приборы с отличными рабочими характеристиками в малом легком корпусе. Благодаря компактному размеру и эргономичному дизайну с толщиномером можно работать одной рукой.
Новая серия толщиномеров DM5E представлена тремя исполнениями: DM5E базовая модель, DM5E (с режимом измерения DUAL MULTI)и DM5E DL (со встроенной памятью).
Рисунок 4 - Ультразвуковой толщиномер DM5E
Особенности:
Простота работы. Все толщиномеры серии DM5E имеют удобный интерфейс с клавиатурой. На клавиатуре имеется клавиша переключения режима,клавиши для вкл/выкл. калибровки, две функциональные клавиши-стрелки для активации и настройки функциональных значений и четыре клавиши-стрелки для настройки значений параметров и навигации по одноуровневому меню. Посредством клавиатуры Вы получаете доступ ко всем режимам толщиномера: режиму калибровки, настройки и измерения. У толщиномеров версии DL режим отображения файлов на экране позволяет записывать и хранить в файлах значения измерений толщины. Весь процесс калибровки имеет пошаговое управление в меню. Встроенное напоминающее устройство можно установить в режим оповещения о калибровке после определенного числа измерений или по истечении установленного времени.
Высокочувствительные преобразователи. Для серии толщиномеров DM5E разработаны высокочувствительные преобразователи с целью оптимальной работы приборов даже в условиях высоких температур. Серия DA5xx включает стандартный преобразователь 5 МГц для выполнения общих задач измерений, 2 МГц для больших глубин проницания, а также карандашный преобразователь 7.5 МГц для тонких материалов. Новый высокотемпературный преобразователь 5 МГц работает в диапазоне температур от -10°C до +204°C.
Измерение через покрытие. Обе модели толщиномеров DM5E и DM5E DL имеют режим измерения Dual Multy. Практически все изделия, подлежащие измерению толщины, имеют какое-либо защитное покрытие. Такие покрытия, в том числе краска, вызывают ошибочные результаты измерения толщины стенок основного металла при использовании стандартных режимов измерения. Кроме того, зачистка поверхности для измерения и повторное нанесение покрытия предполагает значительный расход времени и средств. С проверенной функцией Dual Multi нет необходимости удалять покрытие. Нужно всего лишь выбрать режим Dual Multi, установить преобразователь на поверхность изделия и провести измерение.
Режимы измерений. Все модели серии DM5E имеют широкий выбор режимов. Они включают: нормальный режим (значение толщины индицируется большими цифрами в центре экрана); Mini Scan (индицируется минимальное значение толщины при прохождении преобразователя по поверхности стенки изделия); Maxi Scan (индицируется максимальное значение толщины); DIFF/RR% (измеренное значение сравнивается с номинальным значением толщины, заранее определяемым пользователем, разность двух значений отображается в %);B-Scan (графическое отображение минимальных толщин, В-развертка, строится по измерению и записи 1 точки в секунду.
Возможность обновления. Серия толщиномеров DM5E предлагает гибкие технические решения, которые легко обновляются в соотвествии с меняющимися задачами измерения. Сегодня купив толщиномер вам не потребуется высылать его обратно для обновления дополнительными функциями! Серия толщиномеров DM5E обновляется на месте режимом Dual Multi или функцией регистрации данных (DL).
Надежность измерений. Хотя толщинометрия считается достаточно простой задачей контроля, исследования показали, что существует риск ошибочности измерений. Неверные настройки прибора могут привести к ошибкам в результатах. Новая серия толщиномеров DM5E предлагает надежный и "умный" интерфейс, а также парольную защиту меню пользовательских настроек, что позволяет заблокировать важные значения настроек и функций. В результате Вы больше не получите ошибочных результатов, как следствие неверной калибровки или случайного изменения конфигурации.
Таблица 5 - Технические характеристики
|
Метод измерения |
ультразвуковой эхо-импульсный |
|
Диапазон измерений |
зависит от преобразователя и материала, 0.60 мм - 508 мм от зондирующего импульса до 1го донного эхо-сигнала; 2.00 мм - 127.0 мм в режиме Dual-Multi, при толщинах покрытия от 0,30 мм до 2,50 мм |
|
Разрешение измерений |
0.01 мм по умолчанию, выборочный 0.01, 0.1 мм |
|
Скорость звука |
0.508 - 18.699 мм/мс |
|
Разрешение скорости в материале |
1м/с |
|
Единицы измерения |
дюймы, мм |
|
Калибровка |
по одной точке, по двум точкам, на образце и в воздухе |
|
Генератор импульсов |
импульс возбуждения: остроконечный, напряжение 120В с нагрузкой 50 Ом, при использовании осциллографа 20 МГц |
|
Приемник |
ширина полосы прозвучивания 500кГц - 12МГц (-3дБ), автоматическая регулировка усиления |
|
Дисплей |
ЖК-индикатор высокого разрешения, 64×128 пикселей 53.0×27.0 мм с подсветкой и настройкой контрастности |
|
Частота обновления |
4Гц или 8 Гц, выбираемая пользователем, 24Гц скорость в режиме сканирования |
|
Индикация значений толщины |
NORMAL (нормальный режим) - 5 цифр, высота 10.6 мм, В-SCAN (В-развертка) - 5 цифр, высота 2.55 мм |
|
Индикация последнего результата |
жирные или полые цифры означают, соответственно, наличие или отсутствие акустического контакта |
|
Заводские настройки |
9 стандартных настроек для преобразователей |
|
Настройки АСД |
мин. и макс. значения диапазон 0.25мм - 508 мм жирные и полые цифры при запуске и нарушении порогов АСД |
|
Питание |
2 батареи типа АА |
|
Продолжительность работы от батарей |
прим. 60 ч |
|
Типы отключения |
по выбору: ALWAYS ON (всегда включен) или AUTO OFF (автовыкл.) после 5, 10, 15, 30 мин. бездействия |
|
Языки |
английский, немецкий, французский, испанский, итальянский, русский, японский и китайский |
|
Устройства ввода/вывода |
преобразователь: двойной Lemo 00, выход на ПК: Mini-USB |
|
Температуры |
рабочая температура: - 10…+50°С, температура хранения -20…+60°С |
|
Память данных |
50,000 значений в сеточных файлах, до 50,000 рядов, до 223 колонок, доп. ПО UltraMATE или UltraMATE Lite |
|
Масса |
223 грамм с батареями |
|
Габариты |
138×32×75 мм |
Преобразователи для толщиномера DM5E:
|
Преобразователь |
DA 501 |
DA503 |
DA512 |
DA590 |
|
Частота |
5МГц |
2МГц |
7.5МГц |
5МГц |
|
Конструкция |
стандартный |
стандартный |
карандашный |
высокотемпературный |
|
Рабочая температура |
-10…+70°С |
-10…+70°С |
-20…+70°С |
-20…+204°С |
|
Диаметр контактной поверхности |
12 мм |
16.1 мм |
7.5 мм |
12.7 мм |
|
Диапазон измерений от поверхностного эхо до 1го донного эхо |
1.0 - 200 мм |
5.0 - 300 мм |
5.0 - 300 мм |
0.6 - 60 мм |
|
Мин. диапазон измерения по нескольким сигналам (Multi-Echo) |
3.0 - 25 мм |
нет |
2.0 - 10 мм |
нет |
Протокол о результатах измерения толщины стенки резервуара вертикального стального РВС-1000.
Дата проведения: 28.10.2015
Объект: Резезвуар №4
Заказчик: ОАО «Лукойл-Коми»
Город: Усинск
Измерения выполнялись с помощью прибора ультразвукового измерительного устройства DM5E. Идентификационный номер: 1259551. Дата изготовления: 2011 г. Поверен Архангельским ЦСМ 25.09.2015. Свидетельство о поверке №02-0044-15, действительно до 25.09.2018г.
Вывод: Измерена толщина стенки резервуара РВС-1000 и её толщина составляет 17 мм. Измерена толщина стенки трубопровода с наружным диаметром 219 мм, толщина составляет 8 мм.
Измерения выполнил: _________________ (Ейбогин В.Ю.)
Удостоверение № 004917 от 11.09.2013. Выдано АЦ НИИКиМТ ,г.Москва. Действительно до 11.09.2016 г.
4 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4: “УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ”
4.1 Теоретическая основа
Ультразвуковой контроль сварных швов — это неразрушающий целостности сварочных соединений метод контроля и поиска скрытых и внутренних механических дефектов не допустимой величины и химических отклонений от заданной нормы. Методом ультразвуковой дефектоскопии (УЗД) проводится диагностика разных сварных соединений. УЗК является действенным при выявлении воздушных пустот, химически не однородного состава (шлаковые вложения в металле) и выявления присутствия не металлических элементов.
Ультразвуковая технология испытания основана на способности высокочастотных колебаний (около 20 000 Гц) проникать в металл и отражаться от поверхности царапин, пустот и других неровностей. Искусственно созданная, направленная диагностическая волна проникает в проверяемое соединение и в случае обнаружения дефекта отклоняется от своего нормального распространения. Оператор УЗД видит это отклонение на экранах приборов и по определенным показаниям данных может дать характеристику выявленному дефекту.
Разновидности ультразвукового контроля:
- теневой метод. Заключается в контроле уменьшения амплитуды ультразвуковых колебаний прошедшего и отраженного импульсов.
- зеркально-теневой метод. Обнаруживает дефекты швов по коэффициенту затухания отраженного колебания.
- эхо-зеркальный метод или “Тандем”. Заключается в использовании двух аппаратов, которые перекликаются в работе и с разных сторон подходят к дефекту.
- дельта-метод. Основывается на контроле ультразвуковой энергии, переизлученной от дефекта.
- эхо-метод. Основан на регистрации сигнала отраженного от дефекта.
Сканирование стыкового соединения газопровода проводят с двух сторон от шва с контролем прямым и однократно отраженными лучами, обеспечивающими контроль всего сечения сварного соединения.