Рис. 1. Дефектоскоп OmniScan МХ2 и сканер WeldROVER
Основой данных систем контроля является дефектоскоп OmniScan MX2, показанный на рис. 1, с конфигурацией каналов излучения-приема 16:128 или 32:128 (число независимых каналов: общее число каналов). С дефектоскопом можно применять сканеры различных моделей, в том числе автоматизированный сканер WeldROVER (рис. 1). Сканер имеет магнитные колеса, привод с дистанционным управлением, систему подачи контактной жидкости, лазерный указатель для наведения на ось шва. С помощью регулируемых держателей на сканер можно одновременно установить до восьми преобразователей «фазированная решетка» (ФР) и TOFD.
За счет функции MultiGroup дефектоскоп OmniScan MX2 позволяет одновременно реализовать до восьми методов, способов и схем контроля, включая двусторонний контроль эхо-методом, схемы слежения за акустическим контактом, способ «тандем» и метод TOFD.
Рис. 2. Схема метода TOFD
По сравнению с традиционным эхо-методом TOFD позволяет надежнее выявлять плоскостные дефекты типа трещин и несплавлений, которые ориентированы перпендикулярно к поверхности сканирования. Именно такие дефекты характерны для сварных соединений, сваренных «в узкую разделку», что все чаще встречается в последнее время. Схема метода TOFD показана на рис. 2.
Кроме того, метод TOFD позволяет определять не условные, а истинные размеры дефектов. Это важно при эксплуатационном контроле объектов со сложным и дорогостоящим ремонтом.
КВАЛИФИКАЦИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ СИСТЕМ МЕХАНИЗИРОВАННОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ С ДЕФЕКТОСКОПОМ OMNISCAN МХ2
При квалификационных испытаниях для сварных соединений каждого типоразмера была разработана операционная технологическая карта контроля (ОТКК). В качестве примера на рис. 3 приведена первая страница ОТКК для кольцевых сварных соединений газопроводов 0 720 х 8(9) мм, сваренных по технологии CRC-Evans.
Рис. 3. Операционная технологическая карта контроля
В ходе проведенных испытаний время контроля одного сварного соединения 0 720 х 8(9) мм, включая подготовительные работы по установке сканера и время сохранения исходных данных (массива А-сканов по всем точкам электронно-механического сканирования), не превышало 3 мин.
По результатам контроля на каждое сварное соединение выдавалось заключение установленной формы. При формировании заключений применялись средства автоматизированной обработки данных дефектоскопа и программного обеспечения для ПК OmniPC.
Для каждого из выявленных дефектов были определены и указаны все его требуемые характеристики (тип, координаты, условные размеры, амплитуда эхо-сигнала). Было приведено поперечное сечение сварного шва (В-скан), которое наглядно показывает положение дефекта с привязкой к границам шва.
Рис. 4. Определение размера дефекта методом TOFD
На рис. 4 дан пример определения размеров дефекта типа несплавления в корне шва методом TOFD.
ИСПЫТАНИЯ ПО ЗАМЕНЕ РК СИСТЕМОЙ МУЗК С ДЕФЕКТОСКОПОМ OMNISCAN
Ультразвуковой контроль (УЗК) по сравнению с радиографическим контролем (РК) имеет ряд преимуществ. Он более безопасный, оперативный, производительный, информативный - например, помогает без дополнительных затрат времени определить глубину залегания дефектов. Кроме того, УЗК позволяет обнаруживать дефекты, которые плохо выявляются РК, а именно плоскостные дефекты типа трещин и несплавлений с раскрытием менее 0,1 мм или ориентированные не по направлению просвечивания.
При этом системы механизированного ультразвукового контроля (МУЗК) устраняют недостатки традиционного ручного УЗК - они позволяют проводить сплошной контроль объекта с высокой скоростью и при этом с высоким разрешением, документировать результаты контроля, определять истинные размеры дефекта - на-пример, методом TOFD.
Преимущество УЗК по сравнению с РК становится особенно заметным при контроле объектов больших толщин. Из-за длительной экспозиции РК таких объектов требует значительного времени. А при работе с системой МУЗК сварных соединений с достаточным числом преобразователей и схем контроля оно зависит от толщины в гораздо меньшей степени. Опыт показывает, что даже для сварных соединений толщиной до 200 мм скорость их контроля системами УЗК составляет не менее 0,5 м/мин.
Рис. 5. Схема комбинированного сканирования
Одна из новых функций дефектоскопа OmniScan, которая позволяет контролировать сечение сварного шва большой толщины, - комбинированная схема электронного сканирования, показанная на рис. 5. Комбинированное сканирование объединяет традиционные для приборов с ФР линейное и секторное сканирования. При новом типе сканирования автоматически изменяются как угол ввода, так и положение излучателя-приемника ФР. Это существенно увеличивает зону контроля в поперечном сечении сварного шва без поперечных перемещений самой ФР.
В качестве примера испытаний по замене РК на МУЗК может послужить выполненный контроль сварных соединений тройников трубопроводов диаметром 1420 и 1020 мм, толщиной стенки 75 и 45 мм соответственно. Производительность контроля для указанных сварных соединений составляла 3 м/мин, что значительно превосходит показатели РК для таких толщин.
Рис. 6. В-скан дефекта
В статье представлены примеры по документированию и информативности результатов МУЗК, полученных дефектоскопом OmniScan при контроле указанных тройников. Выявление дефекта типа несплавления в корне шва отражено на В-скане (рис. 6). Он наглядно отображает положение дефекта в поперечном сечении шва. Тот же дефект показан на продольном
сечении сварного шва - D-скане (В-скане по обозначениям в дефектоскопе OmniScan), приведенном на рис. 7. Этот тип скана дает возможность определить условную протяженность и глубину залегания дефекта.
Рис. 7. D-скан дефекта
Кроме того, D-скан позволяет наглядно отделить индикации от дефектов и ложных сигналов. Так, на рис. 7 показано отделение индикации от дефекта типа несплавления в корне и индикации от обратного валика сварного шва. Это один из способов, которым дефектоскоп OmniScan решает такую серьезную проблему УЗК, как селекция ложных сигналов.
