---

N_x - показание аттенюатора, при котором оценивают предельную чувствительность дефектоскопа S_п или при котором амплитуда эхо-сигнала от исследуемого дефекта достигает уровня, при котором оценивают предельную чувствительность, дБ;

N - разность между коэффициентами прозрачности границы призмы преобразователя - металл контролируемого соединения и коэффициентом прозрачности границы призмы преобразователя - металл стандартного образца предприятия или стандартного образца СО-2А (или СО-2), дБ (N  0).

При эталонировании чувствительности по стандартному образцу предприятия, имеющему форму и чистоту поверхности такую же, как и контролируемое соединение, N = 0;

b₀ - радиус цилиндрического отверстия, мм;

- скорость поперечной волны в материале образца и контролируемого соединения, м/с;

f - частота ультразвука, МГц;

r_l - средний путь ультразвука в призме преобразователя, мм;

- скорость продольной волны в материале призмы, м/с;

 и  - угол ввода ультразвукового луча в металл и угол призмы преобразователя соответственно, град;

H - глубина, для которой оценивается предельная чувствительность или на которой расположен выявляемый дефект, мм;

H₀ - глубина расположения цилиндрического отверстия в образце, мм;

_t - коэффициент затухания поперечной волны в металле контролируемого соединения и образца, мм^-1.

Для упрощения определения предельной чувствительности и эквивалентной площади рекомендуется рассчитать и построить диаграмму (SKH-диаграмму), связывающую предельную чувствительность S_п (эквивалентную площадь S_э), условный коэффициент K выявляемости дефекта (K = N_x – N₀ + |N|) и глубину H, для которой оценивается (настраивается) предельная чувствительность или на которой расположен выявленный дефект.

Сходимость расчетных и экспериментальных значений S_п при  = (505)° не хуже 20%.

Пример построения SKH-диаграммы и определения предельной чувствительности S_п и эквивалентной площади S_э

ПРИМЕРЫ

Контроль швов стыковых сварных соединений листов толщиной 50 мм из малоуглеродистой стали выполняют при помощи наклонного преобразователя с известными параметрами: , r_l, . Частота ультразвуковых колебаний, возбуждаемых преобразователем, лежит в пределах 26,5 МГц10%. Коэффициент затухания _t = 0,001 мм^-1.

При измерении по стандартному образцу СО-2 установлено, что  = 50°, SKH-диаграмма, рассчитанная для изложенных условий и b = 3 мм, H₀ = 44 мм по формуле, приведенной выше, показана на чертеже.

Пример 1.

Измерением установлено, что f = 2,5 МГц. Эталонирование осуществляется по стандартному образцу предприятия с цилиндрическим отверстием диаметром 6 мм, расположенным на глубине H₀ = 44 мм; форма и чистота поверхности образца соответствует форме и чистоте поверхности контролируемого соединения.

Показание аттенюатора, соответствующее максимальному ослаблению, при котором еще звуковым индикатором регистрируется эхо-сигнал от цилиндрического отверстия в образце, составляет N₀ = 38 дБ.

Требуется определить предельную чувствительность при данной настройке дефектоскопа (N_x = N₀ = 38 дБ) и поиске дефектов на глубине H = 30 мм.

Искомое значение предельной чувствительности на SKH-диаграмме соответствует точке пересечения ординаты H = 30 мм с линией K = N_x – N₀ = 0 и составляет S_п  5 мм² .

Требуется настроить дефектоскоп на предельную чувствительность S_п = 7 мм² для глубины расположения искомых дефектов H = 65 мм, N₀ = 38 дБ.

Заданным значениям S_п и H по SKH-диаграмме соответствует K = N_x – N₀ = -9 дБ.

Тогда N_x = K + N₀= -9 + 38 = 29 дБ.

Пример 2.

Измерением установлено, что f = 2,2 МГц. Настройка осуществляется по стандартному образцу СО-2 (H₀ = 44 мм). Путем сопоставления амплитуд эхо-сигналов от одинаковых цилиндрических отверстий в листах контролируемого соединения и в стандартном образце СО-2 установлено, что N = -6 дБ.

Показание аттенюатора, соответствующее максимальному ослаблению, при котором еще звуковым индикатором фиксируется эхо-сигнал от цилиндрического отверстия в СО-2, составляет N₀ = 43 дБ.

Требуется определить эквивалентную площадь выявленного дефекта. В соответствии с измерениями глубина расположения дефекта H = 50 мм, а показание аттенюатора, при котором еще фиксируется эхо-сигнал от дефекта, N_x = 37 дБ.

Искомое значение эквивалентной площади S_э выявленного дефекта на SKH-диаграмме соответствует точке пересечения ординаты H = 50 мм с линией K = N_x – (N₀ + N) = 37 - (43 - 6) = 0 дБ и составляет S_э  14 мм².

Приложение 7

Рекомендуемое

Методика определения максимального шага сканирования

Шаг сканирования при поперечно-продольном перемещении преобразователя с параметрами n  15 мм и af = 15 мм МГц определяется по номограмме, приведенной на чертеже (m - способ прозвучивания).

1 - ₀ = 65°,  = 20 мм и a₀ = 50°, d = 30 мм; 2 - a₀ = 50°, d = 40 мм; 3 - a₀ = 65°, d = 30 мм;

4 - a₀ =50°, d = 50 мм; 5 - a₀ = 50°, d = 60 мм

Примеры:

1. Заданы S_пп/S_п0 = 6 дБ, m = 0,  = 50°. По номограмме = 3 мм.

2. Заданы  = 50°,  = 40 мм, m = 1, = 4 мм. По номограмме S_пп/S_п0  2 дБ.

Шаг сканирования при продольно-поперечном перемещении преобразователя определяют по формуле

или

,

где i - 1, 2, 3 и т.д. - порядковый номер шага;

L_i- расстояние от точки выхода до сканируемого сечения, нормального к контактной поверхности контролируемого объекта.

Параметр Y определяется экспериментально по цилиндрическому отверстию в образце СО-2 или СО-2А, или по стандартному образцу предприятия. Для этого измеряют условную ширину цилиндрического отверстия X при ослаблении максимальной амплитуды, равном S_пп/S_п0 и минимальное расстояние L_min от проекции центра отражателя на рабочую поверхность образца до точки ввода преобразователя, находящегося в положении, при котором определяли условную ширину X. Значение Y_i рассчитывают по формуле

,

где - приведенное расстояние от излучателя до точки выхода луча в преобразователе.

Приложение 8

Обязательное

КЛАССИФИКАЦИЯ ДЕФЕКТНОСТИ СТЫКОВЫХ СВАРНЫХ ШВОВ ПО РЕЗУЛЬТАТАМ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

1. Настоящее приложение распространяется на стыковые сварные швы магистральных трубопроводов и строительных конструкций и устанавливает классификацию дефектности стыковых сварных швов металлов и их сплавов толщиной 4 мм и более по результатам ультразвукового контроля.

Приложение является унифицированным разделом стандарта СССР и стандартом ГДР по следующим основным признакам:

обозначение и наименование дефектов сварных швов;

отнесение дефектов к одному из типов;

установление ступеней размера дефектов;

установление ступеней частоты дефектов;

установление длины оценочного участка;

установление класса дефектности в зависимости от типа дефектов, ступени размера и ступени частоты дефектов.

2. Основными измеряемыми характеристиками выявленных дефектов являются:

диаметр D эквивалентного дискового отражателя;

координаты дефекта (H, X) в сечении (черт. 1);

условные размеры дефекта (см. черт. 1);

соотношение амплитуд эхо-сигнала U₁, отраженного от выявленного дефекта, и эхо-сигнала U₂, претерпевшего зеркальное отражение от внутренней поверхности (черт. 2);

угол  поворота преобразователя между крайними положениями, при которых максимальная амплитуда эхо-сигнала от края выявленного дефекта уменьшается в два раза по отношению к максимальной амплитуде эхо-сигнала при расположении преобразователя перпендикулярно к оси шва (черт. 3).

Черт. 1

Характеристики, используемые для оценки качества конкретных сварных швов, порядок и точность их измерений должны устанавливаться в технической документации на контроль.

3. Диаметр D эквивалентного дискового отражателя определяют при помощи диаграммы или стандартных (испытательных) образцов по максимальной амплитуде эхо-сигнала от выявленного дефекта.

4. Условными размерами выявленного дефекта являются (см. черт. 1):

условная протяженность L;

условная ширина X;

условная высота H.

5. Условную протяженность L в миллиметрах измеряют по длине зоны между крайними положениями преобразователя, перемещаемого вдоль шва, ориентированного перпендикулярно к оси шва.

Условную ширину X в миллиметрах измеряют по длине зоны между крайними положениями преобразователя, перемещаемого перпендикулярно шву.

Условную высоту H в миллиметрах (или в микросекундах) измеряют как разность значений глубин (H₂, H₁) расположения дефекта в крайних положениях преобразователя, перемещаемого перпендикулярно шву.

Крайними положениями преобразователя считают те, при которых амплитуда эхо-сигнала от выявленного дефекта уменьшается до уровня, составляющего заданную часть от максимального значения и установленного в технической документации на контроль, утвержденной в установленном порядке.

Условную ширину X и условную высоту H дефекта измеряют в сечении шва, где эхо-сигнал от дефекта имеет наибольшую амплитуду при одних и тех же положениях преобразователя.

6. По результатам ультразвукового контроля дефекты относят к одному из типов:

объемные непротяженные;

объемные протяженные;

плоскостные.

7. Для определения принадлежности дефекта к одному из типов (табл. 1) используют:

сравнение условной протяженности L выявленного дефекта с расчетными или измеренными значениями условной протяженности L₀ ненаправленного отражателя на той же глубине, что и выявленный дефект;

Таблица 1

сравнение амплитуд эхо-сигнала, отраженного от выявленного дефекта обратно к ближнему ко шву преобразователю (U₁), с амплитудой эхо-сигнала (U₂), претерпевшего зеркальное отражение от внутренней поверхности (см. черт. 2);

сравнение отношения условных размеров выявленного дефекта DX/DH с отношением условных размеров ненаправленного отражателя DX₀/DH₀;

сравнение угла  между крайними положениями преобразователя, соответствующими уменьшению максимальной амплитуды эхо-сигнала от края дефекта U_m в два раза, со значением ₀, установленным технической документацией на контроль.

8. В зависимости от отношения эквивалентного диаметра D выявленного дефекта к толщине s свариваемого металла установлены четыре ступени размера дефектов, которые определяют по черт. 4.

9. В зависимости от отношения суммарной протяженности дефектов L_ на оценочном участке к длине оценочного участка l установлены четыре ступени частоты дефектов, которые определяют по черт. 5.

Суммарную протяженность рассчитывают для дефектов каждого типа отдельно; при этом для объемных протяженных и плоскостных суммируют их условные протяженности L, а для объемных непротяженных суммируют их эквивалентные диаметры D.

10. Длину оценочного участка определяют в зависимости от толщины свариваемого металла. При s > 10 мм оценочный участок принимают равным 10s, но не более 300 мм, при s  10 мм - равным 100 мм.

Выбор этого участка на сварном шве производят в соответствии с требованиями технической документации на контроль, утвержденной в установленном порядке.

Если длина контролируемого сварного шва меньше, чем расчетная длина оценочного участка, то за длину оценочного участка принимают длину сварного шва.

11. Проверенные участки швов в зависимости от типа дефектов, места их расположения по сечению, ступени размера дефектов (первая цифра) и ступени частоты дефектов (вторая цифра) относят к одному из пяти классов в соответствии с табл. 2.

По соглашению между изготовителем и потребителем допускается разделять первый класс на подклассы.

При обнаружении на оценочном участке дефектов различного типа каждый тип классифицируют отдельно, и сварной шов относят к большему по номеру классу.

Если два типа дефектов на оценочном участке отнесены к одному классу, то сварной шов относят к классу, порядковый номер которого больше на единицу.

Результаты классификации сварных швов по дефектности могут сравниваться при условии, что контроль выполнен при одних и тех же основных параметрах ультразвуковой дефектоскопии, а измеряемые характеристики дефектов определены по одним и тем же методикам.