Ультразвуковые «хордовые» преобразователи

Основное предназначение раздельно-совмещенных наклонных ультразвуковых пьезоэлектрических преобразователей с эластичным протектором в том, чтобы обеспечивать эффективный контроль стыковых сварных соединений.

При этом контролируемые тонкостенные трубопроводы с небольшими диаметрами могут быть выполнены из стали или полимеров. «Хордовые» преобразователи могут работать с соединениями, выполненными по различным технологиям сварки, в том числе по технологии сварки плавления, а также контактной сварки.

Использование раздельно-совмещенных «хордовых» преобразователей делает ультразвуковой контроль более доступным и эффективным. Это особенно актуально для тех случаев, когда контролю необходимо подвергнуть сварные стыки труб с небольшим диаметром и малой толщиной стенок.

Как уже было сказано, «хордовым» преобразователям доступны изделия из стали или полиэтилена. В первом случае толщина стенок должна быть в диапазоне 2−9 мм, а диаметр – от 10 до 325 мм. У труб из полиэтилена толщина стенок должна быть от 6 до 30 мм, диаметр – от 63 до 325 мм.

Принцип работы ультразвуковых «хордовых» пьезоэлектрических преобразователей с эластичным протектором

Наклонные призмы вводят ультразвуковой пучок в материал проверяемого соединения (им, как мы выяснили, может выступать сталь или полиэтилен). Правильный выбор ориентации наклонных призм обеспечивает направленность лучей вдоль хорды сечения трубы.

Таким образом, в той зоне, где происходит выявление дефектов, направление лучей и контролируемая поверхность параллельны друг другу. Лучи никоим образом не будут контактировать с валиками сварного шва. Вместе с тем, лучи будут равномерно распределяться по площади сечения соединения.

Иными словами, схема прозвучивания, реализуемая «хордовым» преобразователем, учитывает и использует кривизну поверхности изделия, обеспечивая тем самым ультразвуковому пучку оптимальную область распространения. Благодаря этому достигается ряд неоспоримых преимуществ.

• Независимо от того, на какую глубину происходит залегание, чувствительность всегда остается неизменно высокой, вследствие чего увеличивается количество выявленных дефектов.
• Исключается возможность многократных переотражений ультразвуковых импульсов от стенок изделия.
• Неровности, образуемые на валиках сварных швов, никоим образом не препятствуют контролю, не создают ему никаких преград.

Раздельно-совмещенные пьезоэлектрические преобразователи (сокращенно – ПЭП) «хордового» типа оборудованы эластичным протектором. Он, в свою очередь, выполняет следующие важнейшие функции.

• Поглощает поверхностную волну.
• Обеспечивает плотный контакт ПЭП с одной стороны и поверхности трубы с другой.

Преимущества от совмещения эластичного протектора и «хордовой» схемы

Совместное использование эластичного протектора и «хордовой» схемы просвечивания в значительной степени повышает эффективность контроля, что выражается в следующем.

• Контролируется вся толщина сварного шва, отпадает необходимость в поперечном сканировании в зоне толщин.
• Поисковый уровень чувствительности при контроле сварных соединений:

− для стали 2−9 мм,

− для полиэтилена 6−25 мм (может быть увеличена до 35 мм).

• Отношение сигнала к помехе:

− для углеродистой стали 15 дБ (минимум), для аустенитной стали не менее 6 дБ,

− для полиэтилена 12 дБ (минимум).

• Возможно выявление как плоскостных, так и объемных дефектов. К дефектам первой группы относятся слипания, непровары, трещины, несплавления. Объемные дефекты представлены порами, шлаковыми включениями, свищами.
• Долговечность пьезоэлектрических преобразователей и их устойчивость к воздействиям внешней среды в 3−10 раз больше, чем у преобразователей с жестким протектором. Так, один преобразователь с эластичным протектором рассчитан на контроль по меньшей мере 3000 стыков (для труб, чей диаметр равняется 32 мм).
• Существенно увеличивается производительность контроля. В отношении труб с диаметром 219 мм она составляет до 10 стыков/час.
• Преобразователи работоспособны при температурах в диапазоне от -40? до +50?С.
• Допускается интеграция преобразователя с любыми дефектоскопами общего назначения. Совместно с данными преобразователями могут применяться также специализированные дефектоскопы-регистраторы серии УД-Р.

Виды ультразвуковых «хордовых» преобразователей с эластичным протектором

Для контроля стыковых швов стальных труб

Преобразователи рассчитаны на контроль труб из аустенитной или углеродистой стали, метод сварки – контактный или дуговой.

^*диаметр может быть увеличен до 529 мм.

Для контроля стыковых швов полиэтиленовых труб

Для контроля доступны следующие виды полиэтилена: ПЭ100, ПЭ80, ПЭ63. Метод сварки – сварка нагретым элементом встык.

^*Труба какого-либо конкретного диаметра требует индивидуально подобранного пьезоэлектрического преобразователя.

Варианты комплектацииультразвуковых «хордовых» пьезоэлектрических преобразователей с эластичным протектором

1. Стандартная комплектация. Рассчитана на условия ничем не ограниченного доступа к объекту контроля (сварному соединения).
2. Малогабаритная комплектация. Рассчитана на работу при ограниченности доступа к сварному соединению. ПЭП возвышается над трубой не более чем на 20 мм.