ДЕФЕКТОСКОПЫ НА УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ФАЗИРОВАННЫХ РЕШЕТКАХ, ПЕРЕДОВОЙ ОПЫТ ПРИМЕНЕНИЯ
Фазированные решётки в ультразвуковом неразрушающем контроле
Технология применения фазированных решеток в ультразвуковом неразрушающем контроле оформилась как самостоятельное направление в начале 21 века. Ультразвуковые фазированные решетки пришли в промышленность из медицинской диагностики в начале 1980-х. В середине 1980-х были разработаны пьезокомпозитные материалы, что сделало возможным изготовление фазированных решеток сложной геометрии. В начале 1990-х в научной и технической литературе технология фазированных решеток была рассмотрена как новая технология дефектоскопии. С 1985 по 1992 гг. она применялась для контроля сосудов высокого давления, патрубков, крупногабаритных поковок и деталей турбин.В настоящее время принято 3 НТД (методики) по ФАР:
I. ПАО «Транснефть» - РД-25.160.10-КТН-016-15 (с изменением 1) Приложение К (обязательное)
"Основные положения технологии ультразвукового контроля стыковых кольцевых сварных соединений дефектоскопами с фазированными решетками"
II. Атомная промышленность - МЦУ-1-2012 №27.28.05.052-2011
"Методика ультразвукового контроля сварных соединений трубопроводов главного циркуляционного контура энергоблоков АЭС с РУ ВВЭР-1000 с использованием технологии фазированных решеток"
III. Европейские стандарты - ISO/FDIS 13588
Non-destructive testing of welds — Ultrasonic testing — Use of automated phased array technology
1.2 Основные принципы УЗК контроля ФАР
Ультразвуковые волны – это механические колебания, возбуждаемые в упругой среде пьезоэлементом, на который действует переменное электрическое напряжение.
При обычном ультразвуковом контроле используются одноэлементные преобразователи, создающие расходящиеся звуковые лучи. В отдельных случаях для уменьшения мертвой зоны и улучшения разрешающей способности используются раздельно-совмещенные или сфокусированные преобразователи. В обоих случаях звуковые лучи распространяются вдоль акустической оси под одним заданным углом.
Технология контроля с одним углом ввода обеспечивает ограниченные возможности обнаружения и измерения размеров произвольно ориентированных дефектов. Большинство применяемых в практике инструкций предписывают дополнительный контроль под углом, отличающийся на 10-15° от основного чтобы увеличить вероятность обнаружения дефектов. Трудности контроля увеличиваются если объект
контроля имеет сложную геометрию, большую толщину и ограниченную контроледоступность. В таких случаях для решения задачи контроля может потребоваться многоэлементный преобразователь типа «фазированная решетка» и специальный прибор для работы с ним (см. рис. 1.1).
При обычном ультразвуковом контроле используются одноэлементные преобразователи, создающие расходящиеся звуковые лучи. В отдельных случаях для уменьшения мертвой зоны и улучшения разрешающей способности используются раздельно-совмещенные или сфокусированные преобразователи. В обоих случаях звуковые лучи распространяются вдоль акустической оси под одним заданным углом.
Технология контроля с одним углом ввода обеспечивает ограниченные возможности обнаружения и измерения размеров произвольно ориентированных дефектов. Большинство применяемых в практике инструкций предписывают дополнительный контроль под углом, отличающийся на 10-15° от основного чтобы увеличить вероятность обнаружения дефектов. Трудности контроля увеличиваются если объект
контроля имеет сложную геометрию, большую толщину и ограниченную контроледоступность. В таких случаях для решения задачи контроля может потребоваться многоэлементный преобразователь типа «фазированная решетка» и специальный прибор для работы с ним (см. рис. 1.1).