Ультразвуковой контроль стального листа, сортового проката и поковок

Как это работает

Преобразователь излучает короткие импульсы высокочастотного звука в сталь через контактную среду (обычно воду или гель). Импульсы отражаются от задней стенки изделия — и от всего внутри, что прерывает металл: расслоения, скопления включений, трещины, пустоты. По времени и размеру эхо-сигналов оператор картирует, где находятся несплошности и какова площадь их отражающей поверхности.

Что находит ультразвуковой контроль

• В листе: расслоения (плоские разделения, параллельные поверхности), скопления включений и внутренние трещины — большинство из них унаследованы от сляба и невидимы на обеих поверхностях.
• В сортовом прокате и поковках: внутренние трещины, флокены, пористость, крупные включения и зоны осевой ликвации.
• В сварных швах (отдельная дисциплина со своими собственными стандартами): непровары, шлак и трещины.

Ультразвуковой контроль отвечает на вопрос, на который поверхностные методы ответить не могут: достаточно ли прочна внутренняя часть сечения для эксплуатации — что критично, когда лист будет разрезан на деталь, работающую под давлением, или пруток будет обработан в высоконагруженный вал.

Стандарты и классы качества

Приёмка организована по классам, при этом более высокие классы устанавливают меньшие допустимые несовершенства и более полный контроль сканированием:

• EN 10160 охватывает плоскую продукцию (лист и широкую полосу). Он определяет классы качества тела S0 to S3 и классы кромок E0 to E4: S0/E0 — самый мягкий, S3/E4 — самый строгий.
• EN 10308 охватывает стальные прутки.
• EN 10228-3 и -4 охватывают поковки (ферритные/мартенситные и аустенитные соответственно), также с градуированными классами качества.
• Распространённые аналоги ASTM — A578 для листа и A388 для поковок.

Заказ на поставку, в котором просто сказано "UT tested" без указания стандарта и класса, оставляет неопределёнными как охват сканирования, так и пределы приёмки — самая распространённая единственная причина споров по ультразвуковому контролю.

Где ультразвуковой контроль достигает своих пределов

• Мёртвая зона. Первые несколько миллиметров под преобразователем трудно оценить; приповерхностные дефекты требуют второй методики или раздельно-совмещённого преобразователя.
• Ориентация дефекта. Плоский дефект отражается лучше всего, когда он примерно перпендикулярен звуковому лучу. Контроль прямым лучом листа хорошо находит расслоения, но может пропустить трещины под крутым углом; наклонные преобразователи охватывают другие ориентации.
• Крупное зерно. Литые структуры и аустенитная нержавеющая сталь рассеивают и поглощают звук, снижая проникновение и чувствительность. Ультразвуковой контроль крупнозернистого материала требует адаптированных процедур и более низких частот.
• Определение размеров приблизительно. Правила приёмки основаны на амплитуде эхо-сигнала и протяжённости индикации в сравнении с контрольными отражателями, а не на прямом измерении истинного дефекта. Два стандарта могут по-разному оценить одну и ту же индикацию.
• Геометрия и поверхность. Тонкие сечения, сложные формы и шероховатые или покрытые окалиной поверхности — всё это ограничивает охват; стандарт определяет, какая часть объёма должна быть просканирована, чтобы класс мог быть заявлен.

Как правильно специфицировать ультразвуковой контроль

Укажите стандарт и класс, укажите, является ли сканирование 100% или по сетке, и заранее договоритесь, как будут обрабатываться индикации на границе приёмки. Это превращает "UT tested" из лозунга в проверяемое требование.