Когда гидравлический цилиндр катастрофически выходит из строя на строительной площадке, коренная причина часто приводит к недровому изъяну, который визуальный осмотр так и не выявил. Ультразвуковой контроль стальных труб позволяет выявить эти скрытые дефекты до того, как они станут неисправностями на местах, что делает его самым надежным методом объемного контроля бесшовных и сварных труб. Я просмотрел тысячи отчетов UT за два десятилетия в производстве прецизионных стальных труб, и схема последовательная: мельниц, которые интегрируют ультразвуковые испытания в свой производственный поток меньше отбраковки и сталкиваются с меньшим количеством гарантийных требований. В этой статье разъясняется, как работает ультразвуковое тестирование, какие недостатки оно обнаруживает, какие стандарты регулируют критерии приемки и как интерпретировать протоколы испытаний при оценке поставщиков.

Как ультразвуковое тестирование выявляет внутренние дефекты

Ультразвуковое тестирование посылает высокочастотные звуковые волны (обычно 1-10 МГЦ) в стенку трубы. Когда эти волны сталкиваются с разрывом цепи, часть энергии отражается обратно к датчику. Прибор измеряет задержку во времени и амплитуду возвращаемого сигнала, преобразуя эти данные в информацию о месте неисправности, размерах и ориентации.

При проверке стальных труб доминируют два основных метода:

В случае бесшовных стальных труб испытания на эхо импульсной нагрузки с использованием угловых лучевых зондов выявляют продольные и поперечные дефекты, которые образуются при пирсинге и растяжении. Угол наклона пробоотборника (как правило, 45 или 70 углов) определяет, какие направления дефектов могут быть выявлены в ходе испытания. Одноугольная проверка не позволяет выявить дефекты, ориентированные параллельно траектологии луча, поэтому спецификации, подобные ASTM E213 (астм е213), требуют проведения испытаний в нескольких направлениях.

Куст, как правило, вода или гель, устраняет разрыв воздуха между зондом и поверхностью трубы. Без надлежащего покрытия, звуковая волна отражается на поверхности, а не проникает в материал. Я видел, как целые партии отклонялись на повторные испытания, потому что неадекватный поток растений вызвал ложные указания, которые на самом деле не были дефектами.

Какие дефекты ультразвукового контроля обнаруживаются в стальной трубе

Ультразвуковое тестирование позволяет выявить объемные и планарные дефекты, которые не учитываются другими методами:

Ламинированные изделия из слоновой кости Форма при внутреннем окислении или включении образует плоскости разделения, параллельные поверхности трубы. Эти дефекты существенно снижают пропускную способность, но остаются незамеченными для методов поверхностного контроля. UT обнаруживает ламитации в виде потери эхо задней стенки или отражения средней стенки.

3. Включение Из шлака, огнеупорных частиц или продуктов деокисления возникают акустические несоответствия сопротивления, которые отражают ультразвуковую энергию. Амплитуда отражения приблизительно коррелирует с размером включения, хотя форма и ориентация значительно влияют на сигнал.

Продольные швы В бесшовных трубах возникают дефекты поверхности трюма, которые растягиваются во время пиршества. Эти дефекты проходят параллельно оси трубы и требуют кольцевого сканирования с помощью угловых световых зондов для надежного обнаружения.

Поперечные трещины От трещин или водородного охрупчивания перпендикулярно оси трубы. Для их обнаружения требуется осевое сканирование или зонды, направленные вдоль трубы.

Изменения толщины стенок От эксцентричного пирсинга или неравномерного снижения показывают, как изменения в задней стенки эхо-времени. Автоматизированные системы UT постоянно отображают толщину стенок, обозначая участки, выходящие за пределы допустимого допуска.

То, что ультразвуковое тестирование не очень хорошо улавливается: плотные поверхностно-разрывные трещины, ориентированные неблагоприятно на луч, очень небольшие разъемы и поверхностные неровности, которые маскируют мелкие дефекты. Для этих условий магнитные частицы или Эдди-ток тестирование обеспечивает лучшую чувствительность.

Стандарты, регулирующие ультразвуковые испытания стальных труб

Критерии приемлемости существенно различаются между стандартами, и указание неправильных стандартов создает либо ненужные отклонения, либо необнаруженные дефекты:

Контрольная глубина выемки определяет чувствительность к обнаружению. ASTM A450, как правило, требует наличия зарезов при толщине стенок 12,5% для принятия стандарта. В стандарте EN 10893-10 уровень приемлемости U2 используется 10 - процентная гравюра, в то время как U1 падает до 5%. Указание порядка приемки U1 на товарной трубе увеличивает затраты и время подготовки, поскольку меньшее число мукомольных предприятий может последовательно удовлетворять этому уровню чувствительности.

Для применения под высоким давлением, как гидравлические цилиндры или котлоагрегаты, я рекомендую четко указать уровень приемлемости, а не дефолт "в соответствии со стандартом". Труба, отвечающая механическим требованиям ASTM A519, может быть испытана на различных уровнях приемки UT в зависимости от внутренних процедур мельницы. Если в вашем приложении требуется эквивалентная чувствительность U2, укажите это в заказе на покупку.

Как читать и оценивать протоколы испытаний UT

Полный отчет о вту должен включать:

Записи о калибровке С указанием используемого эталонного стандарта, размеров зазубрин и настроек прибора. Без такого базового уровня результаты инспекции не могут быть проверены или воспроизведены.

Охват сканирования Документация, подтверждающая 100% объемный осмотр. Данные о местоположении и сигналах автоматизированных систем непрерывно регистрируются. Ручная проверка требует документированных процедур перекрытия и скорости сканирования.

Записи об указателях Перечисление любых сигналов, превышающих порог регистрации, даже если они не достигают порога отклонения. Трубка с несколькими регистрируемыми сигналами чуть ниже предельного значения заслуживает более тщательного изучения, чем труба без регистрируемых сигналов.

Применяемые критерии отклонения С четкой ссылкой на руководящие спецификации и уровень акцепта. "Прошел ут" без указания уровня принятия не говорит вам ничего полезного.

При оценке нового поставщика, запросите образцы UT отчетов из недавнего производства. Необходимо обеспечить последовательность в процедурах калибровки, полноту документации и определить, проводит ли мельница различие между пороговыми значениями регистрации и отклонения. Мельники, которые рассматривают UT как чекбокс упражнений, производят отчеты, которые говорят "pass" без подтверждающих данных. Мельницы, которые понимают UT как качественный инструмент, обеспечивают отслеживаемую документацию, которая выдерживает проверку клиентов.

Если ваше применение связано с обслуживанием под давлением, подтвердите, что проверка UT охватывает всю длину трубы, включая концы культур, которые некоторые мельничные заводы исключают из испытаний. Дефект последних 50 мм 6- метровой трубки по-прежнему приводит к сбою, если эта секция попадает в готовую сборку.

Когда указать дополнительные испытания за пределами стандартного UT

Стандартный автоматический UT ловит большинство дефектов, которые влияют на структурную целостность, но некоторые приложения требуют дополнительной проверки:

Растрескивание под воздействием гидрогена В кислых сервисных приложениях требуются специализированные UT-процедуры с более высокой чувствительностью и специфическими конфигурациями зондов. Стандартное производство UT может пропустить плотные, разветвленные трещины, характерные для HIC.

Проверка сварных швов По ВПВ или пилу труба нуждается в сфокусированном изучении линии смычки. Сварная зона отличается акустическими свойствами по сравнению с базовым металлом, что требует применения отдельных критериев калибровки и приемки согласно стандарту ASTM E273.

Трубы с толстыми стенками При однобоковом осмотре более 25 мм возникают проблемы. Луч распространяется и смягчается по длинным звуковым траекториям, что снижает чувствительность к внешним дефектам. Более широкий охват улучшается за счет конкретизации проверки как с поверхностей OD, так и с поверхностей ID или использования методов поэтапного массива.

Критические приложения усталости Как и гидравлические цилиндрические трубки выиграют от поэтапного массива UT, который обеспечивает лучшую характеристику дефектов, чем обычные одноэлементные зонды. Дополнительные расходы оправдываются в тех случаях, когда сбой в работе одного отделения влечет за собой серьезные последствия в плане безопасности или финансовые последствия.

Для прецизионных трубок, соответствующих DIN 2391 или EN 10305-1, пространственные допуски являются достаточно жесткими, что изменения толщины стенок, обнаруживаемые UT, часто указывают на проблемы, требующие изучения, даже если они подпадают под технические ограничения.

Вопросы о ультразвуковых испытаниях стальных труб задают инженеры

Каков минимальный размер обнаруживаемой неисправности в стальной трубе UT?

Пределы обнаружения зависят не только от мощности оборудования, но и от частоты, характеристик пробоотборника, свойств материала и состояния поверхности. В идеальных условиях с 5 МГЦ зондами на гладкоповерхности трубки обнаруживаются дефекты, эквивалентные 1 мм плоскодонной дыре. Реальные производственные условия с масштабированием мельницы, малой баранильностью и непрерывным сканированием, как правило, обеспечивают надежное обнаружение дефектов, эквивалентных 2-3мм отражателям. Если ваше приложение требует обнаружения небольших дефектов, обсудите конкретные требования к чувствительности с вашим поставщиком перед заказом.

Заменяет ли ультразвуковое испытание гидростатическое испытание трубок под давлением?

- нет. Нет. Ультразвуковое и гидростатическое тестирование позволяют оценить различные свойства. UT обнаруживает разрывы материала; Гидростатические испытания подтверждают герметичность и показывают, что труба может выдерживать заданное давление, не уступая. Большинство технических требований к трубке высокого давления требуют проведения обоих испытаний. Механическая труба ASTM A519 не требует гидростатических испытаний, если не указано иное, однако труба высокого давления ASTM A106 требует их в качестве стандарта. Подтвердите, какие тесты проверяют ваши спецификации, вместо того, чтобы предполагать, что Один заменяет другой.

Как я могу убедиться, что поставщик действительно выполняет UT по моему заказу?

Запросите свидетельство о проверке мельницы с результатами UT, калибровочными записями и идентификацией оборудования. Законные заводы ведут отслеживаемые записи, связывающие конкретные значения теплового давления в трубах с данными инспекции. Если поставщик не может предоставить калибровочную документацию или претензии UT был выполнен, но не имеет подтверждающих записей, рассматривать это как красный флаг системы качества. Что касается особо важных постановлений, то инспекция свидетелей третьей стороной в ходе ут обеспечивает независимую проверку.

Могут ли ультразвуковые испытания выявить дефекты в холоднонатянутых прецизионных трубах?

Да, и холоднонатянутые трубки часто испытывают более чистые, чем горячие готовые трубки, потому что процесс рисования закрывает некоторую пористость и улучшенная отделка поверхности обеспечивает лучшую акустическую связь. Основным соображением является последовательность испытаний: UT, выполненный до окончательного черчения, может не иметь дефектов, которые возникают в ходе последующей холодной работы. Для труб, требующих гарантированного состояния без дефектов, указать UT после окончательной обработки. Если вам нужно подтверждение последовательности испытаний для конкретного сорта труб, отправьте вашу спецификацию по адресу Sunny@tenjan.com, и мы сможем подтвердить точку проверки в нашем производственном потоке.