Меню Рубрики

Установки автоматизированного вихретокового контроля

Вихретоковый контроль – поиск дефектов без контакта с объектом

1) одна или несколько катушек (вихретоковый преобразователь, сокращённо – ВТП) подаёт на объект импульсный либо синусоидальный ток;

2) вследствие этого создаётся электромагнитное поле;

3) под действием этого происходит возбуждение вихревых токов;

4) их собственное электромагнитное поле воздействует на катушки, изменяя их сопротивление, либо наводит на них электродвижущую силу (общепринятое сокращение – ЭДС);

5) дефектоскоп (или иной прибор) регистрирует сопротивление и напряжение на катушках;

6) на основании корреляционной связи между изменениями этих величин и исследуемыми параметрами оператор получает необходимую информацию об объекте.

Область применения вихретокового метода контроля – ферромагнитные и неферромагнитные стали, графиты, а также цветные сплавы, чья удельная электрическая проводимость составляет не менее 0,5–60 МСм/м. При этом – для достижения большей достоверности результатов – материалы должны обладать однородными магнитными свойствами.

Данный вид НК широко используется для контроля труб, галтелей, балок, лопастей турбин и винтов, прутков, поковок, литья, подшипников, корпусов атомных установок, деталей подвижного состава и пр. В авиационной отрасли технологию успешно применяют для диагностики многослойных композиционных материалов.

Разновидности и методы вихретокового контроля

В зависимости от подвижности/неподвижности объекта предусмотрены динамический и статический режимы. Контроль также бывает ручной (с портативным дефектоскопом или структуроскопом) и механизированным (выполняется стационарными автоматизированными установками).

Методов ВК довольно много, но наибольшее распространение получили:

  • амплитудный (измеряется амплитуда сигнала ВТП);
  • фазовый (измеряется фаза сигнала);
  • амплитудно-фазовый (измеряется проекция вектора напряжения ВТП на направлении отстройки, то есть подавления мешающего фактора).

Существуют ещё частотный, многочастотный, импульсный, переменно-частотный, модуляционный методы и пр. Но это – тема для отдельной большой статьи.

Для чего проводят вихретоковый контроль

Сильные и слабые стороны вихретокового метода контроля

Порядок выполнения вихретокового контроля сварных соединений

Оборудование для вихретокового контроля

Начнём, пожалуй, с преобразователей. Требования к ним регламентированы ГОСТ 23048-83, одно из ключевых – высокое соотношение сигнал/шум. ВТП подразделяются на несколько типов:

  • по способу получения информации – абсолютные и дифференциальные. В первом случае выходные значения сигналов считываются напрямую с измерительной катушки. Дифференциальные датчики состоят из двух катушек: одна – в зоне контроля, другая – на бездефектном участке. В процессе измерений учитывается разница между их показаниями. Благодаря этому увеличивается чувствительность и помехоустойчивость контроля;
  • по характеру взаимодействия с объектом – накладные, проходные и комбинированные. Накладные датчики располагаются на нём и используются при одностороннем доступе. Проходные – помещаются внутрь (для полых изделий – труб, сосудов, кожухов, колец) и пр.). Либо – наоборот, обхватывают объект (это так называемые наружные проходные). Комбинированные могут работать в разных пространственных положениях. Бывают ещё роторные, карандашные и многие другие;
  • по способ преобразования параметров – трансформаторные и параметрические. Последние проще и дешевле, но в большей степени зависимы от температурных условий.

Если радиус кривизны объекта меньше 5 мм, то для работы с преобразователями дополнительно используются позиционирующие насадки.

Информацию, полученную при помощи ВТП, нужно фиксировать и обрабатывать. Для этого и нужны дефектоскопы. Они могут предназначаться для ручного и/или автоматизированного вихретокового контроля. Примеры из первой категории – ВД-10А, «ЗОНД ВД-96», ВД-70, ВД-100, NORTEC 600, OmniScan MX ECA/ECT, Eddyfi Reddy и др. Некоторые приборы для ручного ВК совмещают в себе реализацию и других методов – чаще всего импедансного (акустического). К таким комбинированным дефектоскопам относятся «Вектор-50», УД3-307ВД, «ВЕКТОР-СКАН», «Томографик» УД4-ТМ, ДАМИ-С09, УД2-102ВД и пр.

При выборе конкретного прибора нужно учитывать порог чувствительности, доступные методы (амплитудный, фазовый и другие, о которых говорилось выше), конфигурацию объекта и пр.

Ещё одна категория оборудования для вихретокового контроля – это толщиномеры и толщиномеры покрытий. Примеры – МВП-2М, Sedge-42. При рассмотрении той или иной модели исходить нужно из ключевых характеристик – диапазона измерений и погрешности показаний.

Наконец, нельзя не сказать пару слов и о вихретоковых структуроскопах. Пример – «ВИХРЬ 2К». Приборы этого типа позволяют оценивать физико-механические качества материалов – предел прочности, твёрдости, проницаемость, глубину закалки и т.д. На основании эмпирической корреляционной зависимости исследуемых параметров с магнитными и электрическими характеристиками можно судить о состоянии материалов, производить отбраковку, сортировку и т.п.

Что ещё требуется для вихретокового контроля? РД 13-03-2006 гласит, что в арсенале лаборатории должны быть следующие технические средства:

  • контрольные образцы искусственных дефектов и зазоров (КОИДЗ-ВД). Изготавливаются из тех же материалов, что и объект контроля, в виде плоских либо изогнутых пластин, цилиндров и пр. К образцам обязательно прилагаются паспорта;
  • осветительные приборы. Дополнительно к местном освещению (от 500 до 1000 лк) понадобятся переносные светильники с рабочим напряжением 12, 24 или 36В. Такие устройства в обязательном порядке комплектуются крепёжными приспособлениями для фиксации в заданном положении;
  • ветошь и другие принадлежности для очистки поверхности;
  • заземляющие шины и подводки напряжений 12 и 36В, а также 1-фазной сети переменного тока (220В).

Все средства измерения, которые задействуются для проведения ВК, подлежат регистрации в Госреестре и должны проходить периодическую поверку и калибровку. Лаборатория обязана хранить документацию, подтверждающую факт своевременного метрологического обслуживания.

Требования к персоналу для проведения вихретокового контроля

Специалисты должны пройти аттестацию на I, II или III квалификационный уровень в соответствии с ПБ 03-440-02. Сотрудникам необходимо иметь на руках квалификационное удостоверение с не истекшим сроком действия.

Читайте также:  Установка вкладных петель фасадов

Руководителем работ по проведению ВК может быть специалист не ниже II уровня. Такое же требование распространяется и на того, кто ставит свою подпись в заключении.

На форуме «Дефектоскопист.ру» представлено большое количество полезной информации и материалов по вихретоковому методу контроля, а именно:

  • более 90 тем-обсуждений по практике выполнения ВК;
  • собрание нормативно-технической документации по данному методу в нашей библиотеке «Архиус»;
  • примеры технологических карт;
  • пополняемый список литературы (учебники, пособия, справочники) и т.д.

Чтобы вы хотите в полной мере освоить вихретоковый контроль сварных соединений и ВК в целом, зарегистрируйтесь на «Дефектоскопист.ру» и получите доступ ко всем материалам уже сегодня!

источник

Установки автоматизированного вихретокового контроля

Трубы стальные бесшовные и сварные

Автоматизированный контроль вихретоковым методом для обнаружения дефектов

Seamless and welded steel tubes. Part 2. Automated eddy current testing for the detection of imperfections

1 ПОДГОТОВЛЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 357 «Стальные и чугунные трубы и баллоны», Негосударственным образовательным учреждением дополнительного профессионального образования «Научно-учебный центр «Контроль и диагностика» («НУЦ «Контроль и диагностика») и Открытым акционерным обществом «Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности» (ОАО «РосНИТИ») на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 357 «Стальные и чугунные трубы и баллоны»

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 10893-2:2011* «Неразрушающий контроль стальных труб. Часть 2. Автоматический метод вихретокового контроля стальных бесшовных и сварных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения дефектов» (ISO 10893-2:2011 «Non-destructive testing of steel tubes — Part 2: Automated eddy current testing of seamless and welded (except submerged arc-welded) steel tubes for the detection of imperfections», IDT).
________________
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. — Примечание изготовителя базы данных.

Международный стандарт разработан Техническим комитетом ISO/TC 17 «Сталь», подкомитетом SC 19 «Технические условия поставки труб, работающих под давлением».

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для увязки с наименованиями, принятыми в существующем комплексе национальных стандартов.

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им национальные стандарты Российской Федерации, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Правила применения настоящего стандарта установлены в ГОСТ Р 1.0-2012 (раздел 8). Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе «Национальные стандарты», а официальный текст изменений и поправок — в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного указателя «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

Международный стандарт ИСО 10893-2 аннулирует и заменяет технически пересмотренный ИСО 9304:1989.

В комплекс стандартов ИСО 10893 под общим наименованием «Неразрушающий контроль стальных труб» входят:

— Часть 1. Автоматический электромагнитный контроль стальных бесшовных и сварных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для верификации герметичности;

— Часть 2. Автоматический контроль методом вихревых токов стальных бесшовных и сварных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения дефектов;

— Часть 3. Автоматический контроль методом рассеяния магнитного потока по всей окружности бесшовных и сварных труб из ферромагнитной стали (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов;

— Часть 4. Контроль методом проникающих жидкостей стальных бесшовных и сварных труб для обнаружения поверхностных дефектов;

— Часть 5. Контроль методом магнитных частиц бесшовных и сварных труб из ферромагнитной стали для обнаружения поверхностных дефектов;

— Часть 6. Радиографический контроль шва сварных стальных труб для обнаружения дефектов;

— Часть 7. Цифровой радиографический контроль шва сварных стальных труб для обнаружения дефектов;

— Часть 8. Автоматический ультразвуковой контроль бесшовных и сварных стальных труб для обнаружения дефектов расслоения;

— Часть 9. Автоматический ультразвуковой контроль для обнаружения дефектов расслоения в полосовом/листовом металле, используемом для изготовления сварных стальных труб;

— Часть 10. Автоматический ультразвуковой контроль по всей окружности бесшовных и сварных стальных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом) для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов;

— Часть 11. Автоматический ультразвуковой контроль шва сварных стальных труб для обнаружения продольных и/или поперечных дефектов;

— Часть 12. Автоматический ультразвуковой контроль толщины по всей окружности бесшовных и сварных стальных труб (кроме труб, полученных дуговой сваркой под флюсом).

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает требования к автоматизированному контролю вихретоковым методом бесшовных и сварных стальных труб (кроме труб сваренных дуговой сваркой под флюсом) и уровни приемки в соответствии с таблицами 1 и 2.

Настоящий стандарт применяется для контроля труб наружным диаметром 4 мм и более и может быть использован для контроля других полых профилей.

Читайте также:  Установка заплатки на бескамерную шину

2 Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы*. Для недатированных ссылок используют последнее издание ссылочного документа, включая все его изменения:
________________
* Таблицу соответствия национальных стандартов международным см. по ссылке. — Примечание изготовителя базы данных.

ISO 9712 Non-destructive testing — Qualification and certification of NDT personnel (Неразрушающий контроль. Квалификация и аттестация персонала)

ISO 11484 Steel products — Employer’s qualification system for non destructive testing (NDT) personnel (Изделия стальные. Система квалификации работодателя для персонала по неразрушающему контролю)

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены термины и определения по ИСО 11484, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 искусственный дефект (reference standard): Дефект для настройки оборудования неразрушающего контроля (например, отверстия, пазы и т.п.).

3.2 настроечный образец-труба (reference tube): Труба или часть трубы, используемая для целей настройки.

3.3 настроечный образец (reference sample): Образец (например, сегмент трубы, рулона или листа), используемый для настройки.

Примечание — Термин «настроечный образец-труба», используемый только в настоящем стандарте, охватывает термин «настроечный образец».

3.4 труба (tube): Полое длинное изделие, открытое с обоих концов, с поперечным сечением любой формы.

3.5 бесшовная труба (seamless tube): Труба, полость которой изготовлена путем прошивания сплошной заготовки, подвергаемая дальнейшей обработке (горячим или холодным способом) для получения окончательных размеров.

3.6 сварная труба (welded tube): Труба, полость которой изготовлена путем формования и сварки смежных кромок плоского проката, подвергаемая дальнейшей обработке (горячим или холодным способом) для получения окончательных размеров.

3.7 изготовитель (manufacturer): Организация, которая изготавливает изделия согласно соответствующему стандарту и заявляет соответствие поставленных изделий всем действующим положениям соответствующего стандарта.

3.8 соглашение (agreement): Контрактные отношения между изготовителем и заказчиком в момент запроса и заказа.

4 Общие требования

4.1 Если спецификация на продукцию или соглашение между заказчиком и изготовителем не оговаривают иное, то вихретоковый контроль труб должен проводиться на трубах после завершения всех первичных технологических операций производства (прокатки, термической обработки, холодной и горячей деформации, обработки в размер, предварительной правки и т.п.).

4.2 Трубы должны быть достаточно прямыми, чтобы обеспечить возможность проведения контроля. Поверхность трубы должна быть свободна от посторонних веществ, которые могут повлиять на результаты контроля.

4.3 Контроль должен проводиться только подготовленными операторами, квалифицированными в соответствии с ИСО 9712, ИСО 11484 или эквивалентными документами, и под руководством компетентного персонала, назначенного изготовителем. В случае инспекции третьей стороной это должно быть согласовано между заказчиком и изготовителем. Контроль по разрешению работодателя должен проводиться в соответствии с документированной процедурой. Процедура неразрушающего контроля должна быть согласована специалистом 3 уровня и лично утверждена работодателем.

Примечание — Определение уровней 1, 2 и 3 можно найти в соответствующих международных стандартах, например в ИСО 9712 и ИСО 11484.

5 Технология контроля

5.1 Способы контроля

5.1.1 Вихретоковый контроль труб для выявления дефектов должен проводиться «абсолютным» и (или) «дифференциальным», одним из нижеперечисленных автоматизированных или полуавтоматизированных способов с использованием:

а) концентрической катушки — по всей окружности (рисунок 1);

b) неподвижного или вращающегося преобразователя/дисковой катушки — по всей окружности (рисунок 2);

c) сегментной катушки — только сварной шов (рисунок 3) или все тело трубы (рисунок 4).

Для всех способов в ходе контроля скорость перемещения катушек/преобразователей относительно трубы не должна изменяться более чем на ±10%.

На обоих концах трубы могут оставаться не проконтролированные короткие участки.

Примечание — Ограничения по применению вихретокового метода контроля приведены в приложении А.

Рисунок 1 — Упрощенная схема вихретокового метода контроля с концентрической катушкой

1 — вторичная катушка 1; 2 — первичная катушка; 3 — вторичная катушка 2; 4 — труба;

Примечание — Рисунок является упрощенной схемой преобразователя со множеством катушек, которая может содержать, например, разделенные первичные катушки, парные дифференциальные катушки и измерительную катушку.

Рисунок 1 — Упрощенная схема вихретокового метода контроля с концентрической катушкой

Рисунок 2 — Упрощенная схема вихретокового метода контроля с дисковой катушкой

Примечание — Дисковые катушки в а) и b) могут иметь различные формы, например, однокатушечные, многокатушечные различной конфигурации, в зависимости от используемого оборудования и прочих факторов.

Рисунок 2 — Упрощенная схема вихретокового метода контроля с дисковой катушкой

Рисунок 3 — Упрощенная схема контроля сварного шва с сегментной катушкой

1 — сварной шов; 2 — вторичная катушка 1; 3 — первичная катушка; 4 — вторичная катушка 2; 5 — труба; 6 — катушка;

Примечание — Существует много вариантов расположения сегментных катушек, которые зависят от используемого оборудования и контролируемого изделия.

Рисунок 3 — Упрощенная схема контроля сварного шва с сегментной катушкой

Рисунок 4 — Упрощенная схема вихретокового метода контроля с сегментными катушками

Рисунок 4 — Упрощенная схема вихретокового метода контроля с сегментными катушками

5.1.2 При контроле труб с использованием концентрической катушки, наружный диаметр трубы должен быть не более 180 мм (250 мм для Е4Н).

Данным способом с использованием катушек соответствующей формы также могут быть проконтролированы квадратные или прямоугольные трубы с максимальным размером диагонали 180 мм.

5.1.3 При контроле труб с использованием неподвижного или вращающегося преобразователя/дисковой катушки, труба и преобразователь/дисковая катушка должны двигаться относительно друг друга, или движение должно симулироваться при помощи электронной коммутации отдельных преобразователей, составляющих диск, так чтобы сканировалась вся поверхность трубы. При использовании данного способа нет ограничений по максимальному наружному диаметру труб.

Читайте также:  Установка видеорегистратора на ssangyong

Примечание — При помощи данного способа можно выявить только дефекты наружной поверхности.

5.1.4 При контроле сварного шва трубы с использованием сегментной катушки ограничений по максимальному наружному диаметру труб нет. Катушка должна находиться на одной оси со сварным швом, так чтобы был проконтролирован весь шов.

5.1.5 При контроле всей поверхности тела трубы с использованием сегментной катушки наружный диаметр трубы должен быть не более:

— 219,1 мм — для схемы катушек 2х180°;

— 508,0 мм — для схемы катушек 4х100°.

Примечание — Необходимо отметить, что чувствительность способа является максимальной на поверхности трубы, прилегающей к катушке, и снижается с увеличением глубины (см. приложение A).

5.2 Оборудование для проведения контроля

Оборудование должно классифицировать трубы как годные или сомнительные при помощи автоматической системы сигнализации о превышении уровня в сочетании с системой маркировки и (или) регистрации и (или) сортировки.

6 Настроечный образец-труба

6.1 Общие положения

6.1.1 Настоящий стандарт определяет искусственные дефекты, подходящие для настройки оборудования неразрушающего контроля. Размеры этих искусственных дефектов не должны быть истолкованы как минимальный размер дефектов, обнаруживаемых данным оборудованием.

6.1.2 Настроечный образец-труба должен иметь такие же номинальный наружный диаметр и толщину стенки, качество поверхности, состояние поставки (например, после прокатки, нормализации, закалки и отпуска) и должен быть из стали с аналогичными свойствами, что и контролируемые трубы. Для труб толщиной стенки более 10 мм, толщина стенки настроечного образца-трубы может быть больше, чем толщина стенки контролируемых труб, при условии, что глубина паза имеет значение, соответствующее толщине стенки контролируемых труб. По требованию заказчика изготовитель должен продемонстрировать эффективность принятого решения.

6.1.3 Для различных способов контроля должны быть использованы следующие искусственные дефекты:

а) настроечное отверстие, или отверстия, указанные в 6.2 и 6.5.1 для способа контроля с использованием концентрической катушки;

b) настроечное отверстие, или отверстия, указанные в 6.3 и 6.5.1, для способа контроля с использованием сегментной катушки;

c) настроечный паз, указанный в 6.4 и 6.5.2, для способа контроля с использованием неподвижного или вращающегося преобразователя/дисковой катушки.

Примечания

1 В особых случаях, например при контроле горячих труб или при непрерывном процессе проката труб, по согласованию может применяться измененная процедура настройки и проверки настройки.

2 При контроле с использованием концентрической катушки, по согласованию между заказчиком и изготовителем в качестве искусственного дефекта может использоваться продольный настроечный паз.

6.1.4 Искусственные дефекты (см. 6.2-6.4) должны быть достаточно удалены друг от друга в продольном направлении (для настроечных отверстий) и достаточно удалены от концов настроечного образца-трубы, чтобы полученные от них сигналы были четко различимы.

6.2 Контроль с использованием концентрической катушки

6.2.1 При контроле с использованием концентрической катушки, настроечный образец-труба должен содержать три или четыре отверстия, просверленных радиально сквозь всю толщину стенки настроечного образца-трубы. Отверстия должны располагаться друг от друга по окружности на 120° или 90°.

6.2.2 Может быть просверлено только одно отверстие сквозь всю толщину стенки настроечного образца-трубы, и в ходе настройки и проверки настройки должен быть осуществлен прогон настроечного образца-трубы через оборудование с ориентацией отверстия в положениях 0°, 90°, 180° и 270°.

6.3 Контроль с использованием сегментной катушки

6.3.1 При контроле с использованием сегментной катушки, в настроечном образце-трубе должно быть просверлено одно отверстие радиально сквозь всю толщину стенки непосредственно в сварном шве или примыкающее к нему.

6.3.2 При проведении контроля всей поверхности трубы с использованием сегментной катушки, в настроечном образце-трубе должно быть просверлено три отверстия радиально сквозь всю толщину стенки. Каждая сегментная катушка должна быть проверена при помощи настроечного образца-трубы, при этом три отверстия должны располагаться следующим образом:

— 180° сегментная катушка: 0°, плюс 90° и минус 90° от центра катушки;

— 100° сегментная катушка: 0°, плюс 45° и минус 45° от центра катушки.

6.3.3 Может быть просверлено только одно отверстие сквозь всю толщину стенки настроечного образца-трубы, при этом в ходе настройки и проверки настройки должен быть осуществлен прогон настроечного образца-трубы через оборудование с ориентацией отверстия в положениях 0°, плюс 90° и минус 90° относительно центра 180° сегментной катушки и в положениях 0°, плюс 45° и минус 45° относительно центра 100° сегментной катушки. Эти операции должны быть проведены для каждой сегментной катушки.

6.4 Контроль с использованием неподвижного или вращающегося преобразователя/дисковой катушки

При контроле с использованием неподвижного или вращающегося преобразователя/дисковой катушки, настроечный образец-труба должен содержать продольный настроечный паз на наружной поверхности.

6.5 Размеры искусственных дефектов

6.5.1 Настроечное отверстие

Максимальные диаметры настроечных отверстий в зависимости от наружного диаметра трубы и уровня приемки указаны в таблице 1; отверстия должны быть изготовлены путем механической или электроэрозионной обработки, или другим подходящим способом.

Таблица 1 — Максимальный диаметр настроечных отверстий в зависимости от наружного диаметра трубы и уровней приемки

Максимальный диаметр настроечного отверстия для уровня приемки

Максимальный диаметр настроечного отверстия для уровня приемки

источник