Ультразвуковой контроль трубы 630х25

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ КОНТРОЛЬ СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ТРУБЫ 630х25 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ SENDAST

Цель работы: Демонстрация проведения ультразвукового контроля сварного соединения трубы в соответствии с ПНАЭ Г-7-030-91 с применением ультразвукового дефектоскопа А1214 EXPERT и пьезоэлектрических преобразователей SENDAST.

Используемые сокращения: ПЭП – пьезоэлектрический преобразователь

ХОД РАБОТЫ

Перед проведением ультразвукового контроля необходимо ознакомиться с объектом контроля.

Информация об объекте контроля.

Объект контроля – продольный сварной шов трубы длиной 580 мм диаметром 630 мм толщиной стенки 25 мм, изготовленной из листового проката по ГОСТ 1577-93 марки стали 20 по ГОСТ 1050-2013 (Рисунок 1). Способ сварки – автоматическая сварка под флюсом. Тип сварного соединения – 1-02 (С-2) по ПНАЭ Г 7-009-89.

рис. 1

Эскиз объекта контроля

Конструктивные элементы и размеры сварного соединения в соответствии с ПНАЭ Г 7-009-89 представлены в таблице 1.

Таблица 1
Условное обозначение сварного соединения	Конструкционные элементы		cпособ сварки	S = S1, мм	e, мм		g, мм
Условное обозначение сварного соединения	подготовленных кромок свариваемых деталей	шва сварного соединения	cпособ сварки	S = S1, мм	Номинальное значение	Предельное отклонение	Номинальное значение	Предельное отклонение
1-02 (С-2)			10*	25	29	±5	2,5	+2,0 -1,5
*10 - автоматическая сварка под флюсом

Средства контроля.

При проведении УЗК использовались следующее оборудование и вспомогательные материалы (Рисунок 2):

Ультразвуковой дефектоскоп А1214 EXPERT
Пьезоэлектрический преобразователь ПЭП 121-2,5-65 SENDAST
Пьезоэлектрический преобразователь ПЭП 121-2,5-50 SENDAST
Коаксиальный кабель Lemo00- Lemo00
Контактная жидкость – глицерин

рис. 2

Средства контроля

Подготовка к контролю.

К параметрам контроля относятся схема контроля, направление прозвучивания, характеристики преобразователей. Данные параметры выбираются исходя из необходимости обеспечения прозвучивания центральным лучом всего сечения сварного соединения с учетом его толщины и конструкции.

В соответствии п. 3.2.2.6 ПНАЭ Г 7-030-91 - продольные стыковые сварные соединения цилиндрических конструкций контролируют с учетом указаний, данных в приложении 2. Согласно этого приложения проведём предварительный выбор преобразователей (Рисунок 3) по фактической толщине H цилиндрической конструкции.

ПНАЭ Г 7-030-91 Таблица 1
Толщина сварного соеденения	Частота, МГц	Угол ввода при контроле, град
Толщина сварного соеденения	Частота, МГц	прямым лучем	дважды отраженным лучем
От 5,5 до 9 включительно	4-6	70⁺⁵	70⁺⁵
Свыше 9 до 12 включительно	4-6	65⁺⁵	65⁺⁵
Свыше 12 до 20 включительно	2,5-5	65⁺⁵	65⁺⁵
Свыше 20 до 40 включительно	2,5-4	65⁺⁵	45⁺⁵
Свыше 40 до 60 включительно	1,8-4	65⁺⁵	45⁺⁵
Свыше 60 до 100 включительно	1,8-2,5	60⁺⁵	Не допускается
Свыше 60 до 100 включительно	1,8-2,5	45⁺⁵	“
Свыше 100 до 200 включительно	1,25-2,25	60⁺⁵	“
Свыше 100 до 200 включительно	1,25-2,25	45⁺⁵	“
Свыше 200	1,25-2,25	60⁺⁵	“
Свыше 200	1,25-2,25	45⁺⁵	“

Рис. 3

ПНАЭ Г 7-030-91 Таблица 1

В соответствии с данной таблицей выбираем преобразователи: П121-2,5-65 SENDAST для контроля прямым лучом; П121-2,5-50 SENDAST для контроля однажды отражённым лучом.

Далее определяем по рисунку 4 эквивалентную криволинейную толщину плоского соединения H_пл для каждого преобразователя.

соответственно для ПЭП с углом ввода 65°

для ПЭП с углом ввода 50°

Уточняем преобразователи, исходя из полученных результатов: П121-2,5-65 SENDAST для контроля прямым лучом; П121-2,5-50 SENDAST для контроля однажды отражённым лучом.

Дальше, в зависимости от отношения H/R_НАР по таблице П2.1 (Рисунок 5) устанавливаем для каждого из выбранных преобразователей, к какой области (А, Б или В) значений принадлежит сварное соединение:

- для ПЭП с углом ввода 65° отношение H/R_НАРнаходится в области Б;

- для ПЭП с углом ввода 50° отношение H/R_НАР находится в области А.

рис. 4

Эквивалентная толщина плоского сварного соединения при контроле продольных швов с наружной стороны: для ПЭП с углом ввода 65° (1); 50° (2); 40° (3)

Таблица П2.1 Области значений H/R
Угол ввода луча, град	А	Б	В
Угол ввода луча, град	От 0 до n при УЗК продольных сварных соеденений	Свыше n до m при УЗК продольных сварных соеденений	Свыше m
40	0-0,188	0,188-0,375	Более 0,375
40	0-0,536	0,526 и более	Более 0,375
45	0-0,140	Свыше 0,140 до 0,293	Свыше 0,293
45	0-0,322	Свыше 0,322 до 1,0	Свыше 0,293
50	0-0,104	0,104-0,234	Более 0,234
50	0-0,208	0,208 и более	Более 0,234
60	0-0,052	Свыше 0,052 до 0,134	Свыше 0,134
60	0-0,089	Свыше 0,089 до 1,0	Свыше 0,134
65	0-0,035	0,036-0,094	Более 0,094
65	0-0,057	0,057 и более	Более 0,094
68	0-0,026	0,026-0,073	Более 0,073
68	0-0,042	0,042 и более	Более 0,073
70	0-0,021	0,021-0,060	Более 0,060
70	0-0,034	0,034 и более	Более 0,060
72	0-0,017	0,017-0,049	Более 0,049
72	0-0,027	0,027 и более	Более 0,049
Примечание. Числитель – с наружной стороны, знаменатель – с внутренней

Рис. 5 Таблица П2.1 ПНАЭ Г 7-030-91

Если отношение H/RНАР находится в области А, то контроль сварного соединения осуществляется аналогично контролю плоских конструкций. Соответственно с вышеизложенными расчётами для преобразователя П121-2,5-50 SENDAST выбираем схему контроля (Рисунок 6). Нормы оценки качества для II категории сварных соединений по ПНАЭ Г 7-010-89 для толщины 25 мм: минимально фиксируемая эквивалентная площадь одиночных несплошностей - 2,5 мм2; максимально допустимая – 5,0 мм2.

рис. 6

Схема контроля преобразователем П121-2,5-50 SENDAST однажды отражённым лучом

Если отношение H/R_НАР находится в области Б, то поступаем следующим образом: возможность контроля всего сечения шва и зоны перемещения преобразователей определяем расчетно-графическим способом (Рисунок 7); чувствительность контроля определяем исходя из требований ПНАЭ Г 7-010-89 для II категории сварных соединений и эквивалентной толщины сварного соединения H_ПЛ=39,69. Соответственно минимально фиксируемая эквивалентная площадь одиночных несплошностей  2,5 мм2; максимально допустимая – 5,0 мм2.

рис. 7

Схема контроля преобразователем П121-2,5-65 SENDAST прямым лучом

Проведение контроля.

Контроль проводим контактным способом, перемещая преобразователь вручную. Контроль проводим путём продольно-поперечного сканирования.

В процессе проведения контроля были получены эхо-сигналы амплитудой, превышающей уровень фиксации, а также браковочный уровень с внутренней стороны сварного соединения от протяжённых несплошностей (Рисунок 9, 10, 11).

Таким образом, проанализировав результаты контроля, можно сделать вывод, что эти дефекты – трещины в зоне перехода от валика усиления сварного соединения к основному металлу. Что, также подтвердили результаты капиллярного контроля (Рисунок 12). Обнаруженные дефекты являются недопустимыми, продукция признана не соответствующей требованиям ПНАЭ Г 7-010-89 II категория сварных соединений.