Ультразвуковий контроль сталевих плит, прутків і поковок

Як це працює

Перетворювач випромінює короткі імпульси високочастотного звуку в сталь через контактне середовище (зазвичай воду або гель). Імпульси відбиваються від задньої стінки виробу — і від усього всередині, що перериває метал: розшарування, скупчення включень, тріщини, порожнини. Вимірюючи час і розмір відлуння, оператор картографує, де розташовані несуцільності та наскільки велика їхня відбивна площа.

Що знаходить ультразвуковий контроль

• У плиті: розшарування (плоскі відокремлення, паралельні поверхні), скупчення включень і внутрішні тріщини — більшість із них успадковані від сляба й невидимі на обох поверхнях.
• У прутках і поковках: внутрішні тріщини, флокени, пористість, великі включення та лікваційні центральні зони.
• У зварних швах (окрема дисципліна з власними стандартами): непровари, шлак і тріщини.

Ультразвуковий контроль відповідає на питання, на яке поверхневі методи відповісти не можуть: чи достатньо здорова внутрішня частина перерізу для експлуатації — критично там, де плиту різатимуть на деталь під тиском, а пруток оброблятимуть у високонавантажений вал.

Стандарти та класи якості

Приймання організовано за класами, причому вищі класи встановлюють менші допустимі недосконалості та повніше сканування:

• EN 10160 охоплює плоскі вироби (плиту та широкий плоский прокат). Він визначає класи якості тіла S0 до S3 і класи крайок E0 до E4: S0/E0 є найм’якшими, S3/E4 — найсуворішими.
• EN 10308 охоплює сталеві прутки.
• EN 10228-3 і -4 охоплюють поковки (відповідно феритні/мартенситні та аустенітні), також із градацією класів якості.
• Поширеними відповідниками ASTM є A578 для плити та A388 для поковок.

Замовлення на купівлю, у якому просто сказано «UT tested» без назви стандарту та класу, залишає невизначеними і покриття скануванням, і межі приймання — це найпоширеніша причина суперечок щодо ультразвукового контролю.

Де ультразвуковий контроль сягає своїх меж

• Мертва зона. Перші кілька міліметрів під перетворювачем важко оцінити; приповерхневі дефекти потребують другої методики або роздільно-суміщеного перетворювача.
• Орієнтація дефекту. Площинний дефект відбиває найкраще, коли він приблизно перпендикулярний до звукового променя. Контроль прямим променем плити добре знаходить розшарування, але може пропустити стрімко нахилені тріщини; похилі перетворювачі охоплюють інші орієнтації.
• Грубе зерно. Литі структури та аустенітна нержавіюча сталь розсіюють і поглинають звук, зменшуючи проникнення та чутливість. Ультразвуковий контроль грубозернистого матеріалу потребує спеціально адаптованих методик і нижчих частот.
• Визначення розміру є приблизним. Правила приймання ґрунтуються на амплітуді відлуння та протяжності індикації в порівнянні з еталонними відбивачами, а не на прямому вимірюванні справжнього дефекту. Два стандарти можуть оцінити ту саму індикацію по-різному.
• Геометрія та поверхня. Тонкі перерізи, складні форми та шорсткі або вкриті окалиною поверхні обмежують покриття; стандарт визначає, яку частку об’єму треба просканувати, щоб можна було заявляти клас.

Як добре специфікувати ультразвуковий контроль

Назвіть стандарт і клас, зазначте, чи є сканування 100% чи за сіткою, і заздалегідь узгодьте, як оброблятимуть індикації на межі приймання. Це перетворює «UT tested» зі гасла на вимогу, яку можна перевірити.