блок автоматики, осуществляющий разбраковку труб и обеспечивающий 100%-ную фиксацию искусственных дефектов на испытательном образце при работе установки в автоматическом режиме:
акустический блок, состоящий из механизмов ориентация датчиков и самих датчиков, фиксируемых неподвижно относительно поступательно перемещающейся и вращающейся трубы в иммерсионной ванне, или специального акустического блока, вращающегося вокруг поступательно перемещающейся трубы и содержащего один или несколько датчиков.
Для труб наружным диаметром до 140 мм включительно должны использоваться фокусированные датчики.
Рекомендуется использовать линзы с отношением фокусного расстояния к поперечному размеру преобразователя не более двух. Применяют круглые преобразователи диаметром 8, 10 и 22 мм и другие прямоугольные размером 15x4 и 15x10 мм и др.
Фокусное расстояние Г в мм цилиндрической линзы вычисляют по формуле
Лд
п-1
где /?, — радиус кривизны вогнутой поверхности линзы, мм;
= — показатель преломления;
Um— скорость звука в окружающей жидкости, см/с;
Un — скорость продольных волн в материале линзы, см/с.
Датчик для контроля трубы диаметром более 140 мм может иметь рабочую частоту 1,8 и 2,5 МГц.
Трубопротяжное устройство, осуществляющее поступательно-вращательное перемещение трубы с регулируемым шагом подачи (например УК-1).
Испытательные образцы
На каждый типоразмер труб должен быть изготовлен рабочий и контрольный испытательные образцы.
Рабочие испытательные образцы предназначены для настройки и периодической проверки чувствительности аппаратуры, контрольные — для установления пригодности рабочих испытательных образцов.
Контрольный, испытательный образец хранится на участке, занимающемся сверкой испытательных образцов.
Рабочие испытательные образцы являются дублерами контрольных и сверяются с ними в соответствии с ГОСТ 17410—78.
Оценка амплитуд сигналов от искусственных дефектов на рабочем и контрольном испытательных образцах для горячедеформированных труб может осуществляться контактным методом.
Испытательные образцы изготовляют из труб без дефектов того же материала и типоразмера, что и контролируемая партия труб.
Допускается изготовлять испытательные образцы из труб, близких по химическому составу и геометрическим размерам, в соответствии с ГОСТ 17410—78.
Длина испытательного образца определяется техническими возможностями трубопротяжного устройства и акустического блока.
Допускается изготовлять составной (сварной) испытательный образец для труб диаметром более 57 мм и толщиной стенки, равной или более 6 мм.
При изготовлении испытательного образца на наружной и внутренней поверхности трубы без дефекта наносят искусственные дефекты типа рисок.
Для холоднодеформированных труб с толщиной стенки до 6 мм профиль рисок треугольный, для остальных в соответствии с требованиями ГОСТ 17410-78.
Риски на испытательных образцах наносят в соответствии с требованиями ГОСТ 17410—78. Расстояние между рисками не менее 50 мм, а расположение рисок от торца трубы определяется конструкцией иммерсионной ванны и трубопротяжного устройства.
Риски могут наноситься на разных отрезках труб. Допускается наносить риски вдоль трубы не по одной образующей.
Продольные риски должны быть параллельны оси трубы, отклонение от параллельности не должно превышать 1°.
На испытательном образце у одного из торцов электрокарандашом или чертилкой должны быть нанесены:
номер испытательного образца;
тип образца;
марка металла;
размер трубы.
Глубина и длина искусственных рисок, по которым производится настройка чувствительности ультразвуковых установок и разбраковка труб, устанавливается настоящим стандартом.
Искусственные дефекты типа рисок наносятся механическим способом. Риски треугольной формы наносят резцом с углом заточки 30±5°. После изготовления каждой риски резец вновь затачивают с доводкой режущих граней по шероховатости поверхности Ra=0,16—0,32 мкм по ГОСТ 2789—77.
Допускается изготовлять риски электроискровым способом, если сигнал от нее отличается от сигнала риски, изготовленной, механическим способом, не более чем на ±2 дБ.
К каждому испытательному образцу прилагается паспорт, в котором указаны:
номер образца, марка материала, диаметр и толщина стенки;
назначение (рабочий или контрольный);
глубина, протяженность дефекта и его характер (продольная или поперечная риска);
дата изготовления.
Для проверки образцов внутренней поверхности 4—5 отобранных патрубков наносят от 5 до 1-0 рисок. Оценивают максимальную амплитуду сигналов от рисок при контроле предполагаемых испытательных образцов на ультразвуковой установке в статическом режиме. Настройку электронно-акустического блока при этом производят по любой из изготовленных рисок, или по имеющимся -испытательным образцам соответствующего типоразмера. Положение ручек управления на дефектоскопе при оценке должно быть фиксированным. Оценку производят с помощью аттенюаторов на приборах ДУК-66 и УД-10УА и устройств чистоты импульсов на приборах УДМ-1М и УДМ-3.
Риски объединяют, в одну группу, если расхождение амплитуд сигналов от них не превышает ±1,5 дБ для приборов ДУК-66, и УД-10УА или ±10% от измеренной величины для дефектоскопов У ДМ. В одной группе должно быть не менее 5 рисок.
Все риски, каждой группы, кроме двух для контрольного и рабочего испытательного образца, вскрываются и замеряются их размеры по микрошлифу на микроскопах МИМ-7, МИМ-8 или с помощью МИС-11, ОРИМ-1 и других инструментальных микроскопах, не уступающих им по техническим характеристикам.
За глубину риски принимают среднее арифметическое значение глубин, измеренных а центральном сечении и в сечениях, расположенных на расстоянии 1 мм в ту или другую сторону от центрального сечения для рисок длиной 5 мм; 2 мм для рисок длиной 10 мм; 7 мм для рисок длиной'25 мм и 16 мм для остальных рисок.
Средние арифметические значения размеров вскрытых рисок группы считаются размерами рисок на оставшихся предполагаемых рабочем и контрольном испытательных образцах.
В качестве контрольного и рабочего испытательных образцов выбираются те, для которых среднеарифметическая глубина рисок отличается от значения глубин, устанавливаемых специальными документами не более чем на ±10%.
Если ни одна пара из предполагаемых испытательных образцов не укладывается на поле допуска по глубине задаваемого искусственного дефекта или если в группе не содержится пяти рисок с одинаковой (с точностью ±1,5 дБ или ±10%) амплитудой сигнала, то процесс изготовления испытательных образцов следует повторить.
Оценку размеров искусственных рисок на внутренней поверхности образца допускается производить методом пластмассовых оттисков (слепков) для труб с внутренним диаметром не менее 13 мм.
Точность измерения риски с помощью оттисков по данной методикеке менее четверти допуска на глубину риски по ГОСТ 17410—78.
Материалом оттиска служит самотвердеющая пластмасса на основе кариловых смол (протакрил).
Перед снятием оттиска готовят пластмассу. Для этого необходимо смешать порошок и жидкость протакрил в стеклянном или фарфоровом сосуде в соотношении 2:1 (по объему). Порошок должен полностью пропитаться жидкостью, поверхность массы должна быть блестящей и однородной. При смешивании порошка и жидкости нужно избегать попадания пузырьков воздуха в жидкость, для этого штапель при перемешивании массы все время должен касаться дна сосуда. Перед заливкой масса должна иметь консистенцию сгущенного молока.
Время приготовления и затвердевания пластмассы зависит от температуры. При температуре 20—40°С время разбухания пластмассы около 5 мин, время затвердевания—около 20 мин.
Поверхность дефекта и соседние с ним участки поверхности трубы должны быть промыты дихлорэтаном, просушены сжатым воздухом и смочены жидкостью протакрил.
Заливка массы на дефект, удаленный от торца трубы на расстояние до 300 мм, производится с помощью «ложки» с длинной ручкой.
Сразу же после этого, как масса залита на дефект, в нее вставляется съемник.
Перед снятием оттиска трубу следует охладить, обильно смачивая холодной водой. Отделение оттиска облегчается, если труба перед охлаждением была теплой (30—40°С).
Затвердевший оттиск отделяется от трубы вместе со съемником. Оттиск следует открывать осторожно, избегая сдвигов съемника вдоль трубы и в стороны.
Участок пластмассы с оттиском дефекта отделяют от съемника с помощью ножа. Оставшаяся на съемнике пластмасса снимается с него после разогрева до пластического состояния.
Качество оттиска определяют при визуальном осмотре.
Высоту оттиска (глубину дефекта) замеряют на микроскопе МПС-11. В случае необходимости снятия повторного оттиска при некачественном первом оттиске, пластмассу, оставшуюся в дефекте, можно не удалять, так как при повторной заливке, дефекта застрявшие частицы пластмассы прочно соединяются с основной массой и вместе с ней отделяются от риски.
Размеры рисок на внутренней поверхности образцов можно измерять также индикаторами часового типа с игольчатым наконечником с ценой деления 0,001 мм для измерения рисок глубиной менее 0,1 мм и с ценой деления 0,01 мм для остальных рисок.
Длина риски определяется с помощью любого измерительного инструмента, имеющего цену деления не более 10% от заданной величины.
Подготовка к испытанию
Трубы, подаваемые на контроль, очищают от грязи, пыли, жира, краски, отслаивающейся окалины и других загрязнений поверхности.
Проверяют заземление установки.
Устанавливают в ванне сальники, рассчитанные на размер труб, подлежащих контролю.
Вставляют в иммерсионную ванную рабочий испытательный образец.
Устанавливают в ванне датчик так, чтобы образующая фокусирующей линзы была параллельна оси трубы.
Наполняют ванну водой до уровня погружения датчика на глубину не менее 25 мм.
Устанавливают шаг подачи трубы на величину, не более половины длины штрихового фокуса датчика.
Примечания:
Разрешается выбирать шаг сканирования таким образом, чтобы скорость контроля Umax в см/с не превышала величины, рассчитанной по формуле
F
U = L-L,
max -rr т~х 1 2 ’
KnD
где F— частота следования ультразвуковых импульсов, Гц;
D — диаметр контролируемых труб, мм;
її —длина штрихового фокуса (вдоль трубы), мм;
h —длина зоны по окружности трубы, мм, где амплитуда сигнала, отраженного от дефекта на испытательном образце, достаточна для срабатывания автоматической системы датчика (АСД);
К— число импульсов, необходимое для надежного срабатывания автоматики, должно быть не менее пяти.
При использовании трубопротяжного устройства промышленной установки ИДЦ-ЗМ шаг контроля определяется ее паспортными данными.
Шаг подачи можно проверить, приведя в. соприкосновение неподвижный карандаш с перемещающей трубой и получив при этом на трубе винтовую линию.
Определение размеров штрихового фокуса датчика
Для определения размеров штрихового фокуса датчика используют отражатель в виде металлической нити диаметром не более 0,3 мм, натянутой между двумя держателями, которые легко закрепляются в сальниках иммерсионной ванны.
Закрепляют нить-отражатель в иммерсионной ванне установки.
Устанавливают в ванне датчик таким образом, чтобы образующая фокусирующей линзы была параллельна нити. Фокусируют ультразвуковой пучок на нить, т. е. добиваются максимального сигнала от нити перемещением датчика в горизонтальной и вертикальной плоскостях и поворотом держателя в обе стороны. Фиксируют положение датчика по всем направлениям, кроме линейного горизонтального перемещения (или вертикального, в зависимости от конструкции акустического блока).
Устанавливают на экране электронно-лучевой трубки дефектоскопическую величину сигнала, отраженного от нити, равную 30 мм.
Смещают датчик по горизонтали в одну сторону (или по вертикала вверх) до уменьшения сигнала на 2дБ, записывают координаты датчика.
Перемещают датчик в противоположную сторону до тех пор, пока сигнал на экране электронно-лучевой трубки не станет на 2 дБ меньше максимального, записывают координаты.
Ширина штрихового фокуса датчика в миллиметрах равна разности между двумя координатами положения датчика.
Для определения длины штрихового фокуса следует повернуть датчик на 90° (установить линию фокуса перпендикулярно нити) и перемещать его по горизонтали вперед и назад (или по вертикали вверх и вниз), отмечая две координаты, при которых сигнал отличается от максимального на 2 дБ.
Разность координат в миллиметрах соответствует длине штрихового фокуса.
Подключают датчик к дефектоскопу и устанавливают рабочую частоту в соответствии с выбранным датчиком.
Устанавливают частоту следования импульсов в соответствии с выбранной скоростью контроля и шагом подачи, но не менее 900 Гц.
Настройка установки
Включают установку и дефектоскоп; Через 2—3 мин после прогрева дефектоскопа добиваются четкого изображения линии развертки на экране электронно-лучевой трубки с помощью ручек «Фокус» и «Яркость».
Перемещением датчика в горизонтальной и вертикальной плоскости добиваются максимальной амплитуды сигнала, отраженного от поверхности испытательного образца. Проверяют правильность установки датчика поворотом держателя и датчика в обе стороны, а также корректировкой фокусного расстояния до получения максимальной амплитуды сигнала от поверхности испытательного образца;
Устанавливают импульс, отраженный от поверхности испытательного образца, примерно посередине экрана дефектоскопа.
Вводят риску, расположенную на внутренней поверхности образца, в. зону падения ультразвукового пучка. Добиваются появления на экране максимальной амплитуды сигнала от риски правее сигнала от поверхности испытательного образца величиной не менее 30 мм, вращая испытательный образец вручную и перемещая датчик параллельно оси трубы с постепенным увеличением чувствительности дефектоскопа. При этом сигналы от рисок при вращении трубы перемещаются по экрану и изменяются по амплитуде.
