Сплошность листового проката: оценка качества при УЗК

Сплошность является одной из основных характеристик качества листового проката. Под ней понимают отсутствие в объёме металла недопустимых внутренних несплошностей, способных снизить прочность, надёжность и эксплуатационные свойства изделия.

В процессе производства стали и последующей прокатки внутри листа могут возникать расслоения, скопления неметаллических включений, закаты и другие дефекты. Визуальным осмотром поверхности обнаружить большинство таких нарушений невозможно. Для проверки внутреннего состояния металла применяется ультразвуковой контроль (УЗК).

Основные методы УЗК листового проката установлены ГОСТ 22727-88 «Прокат листовой. Методы ультразвукового контроля». Стандарт определяет способы выявления внутренних несплошностей, однако конкретные требования к качеству и приемке устанавливаются нормативной документацией на соответствующий вид продукции.

Работа метода основана на распространении упругих ультразвуковых волн внутри металла. Преобразователь вводит ультразвуковой импульс в контролируемый лист. В однородном металле волна проходит через толщину материала и отражается от противоположной поверхности.

Если на пути распространения ультразвука находится несплошность, часть энергии отражается от её границы. На экране дефектоскопа появляется дополнительный сигнал. По времени его появления можно определить глубину расположения дефекта, а по изменению сигнала при перемещении преобразователя — установить условные границы дефектной области.

Основным признаком внутренней несплошности при эхо-методе является появление дополнительного отражённого импульса или изменение донного сигнала. Полученные показания сравниваются с установленным уровнем чувствительности.

При УЗК листового проката могут обнаруживаться расслоения, скопления неметаллических включений, закаты и другие нарушения однородности металла. Для двухслойного и плакированного проката также контролируется состояние соединения слоёв и наличие возможных отслоений.

При оценке качества учитываются не только наличие дефекта, но и его характеристики: условный размер, площадь, количество, расположение и характер распределения. Несколько небольших несплошностей и одна крупная дефектная область могут иметь различное значение для качества листа, поэтому оценка проводится по совокупности установленных показателей.

Перед проведением контроля проверяют исправность дефектоскопа, преобразователя и соединительных элементов. Затем выполняют настройку аппаратуры по соответствующим настроечным или стандартным образцам.

Устанавливаются необходимые параметры чувствительности и временной развёртки. Настройка должна обеспечивать возможность обнаружения несплошностей, соответствующих установленному уровню контроля.

Правильный выбор чувствительности имеет большое значение. При слишком низкой чувствительности небольшие несплошности могут быть пропущены. Чрезмерное увеличение чувствительности, наоборот, может привести к регистрации сигналов, связанных со структурой металла, состоянием поверхности или другими особенностями, которые не являются браковочными дефектами.

После обнаружения подозрительного сигнала проводят дополнительное сканирование участка. Преобразователь перемещают в различных направлениях, фиксируя изменение амплитуды отражённого сигнала. По результатам определяют условные границы несплошности.

Также устанавливают координаты дефектной области относительно краёв листа или других принятых ориентиров. Это необходимо для последующей оценки результатов контроля.

Следует учитывать, что размеры, определяемые ультразвуковым методом, являются условными. На полученный результат влияют форма и ориентация несплошности, направление ультразвукового луча, акустические свойства материала и характеристики преобразователя.

ГОСТ 22727-88 предусматривает оценку сплошности листового проката по классам 01, 0, 1, 2 и 3. Требуемый класс определяется нормативной документацией на конкретный вид проката.

Для каждого класса устанавливаются допустимые показатели выявленных несплошностей. При оценке могут учитываться количество дефектов, условная площадь отдельных несплошностей, их суммарная площадь, условный размер и расположение.

Таким образом, обнаружение отражённого сигнала само по себе ещё не означает, что лист является бракованным. Полученные характеристики необходимо сопоставить с допустимыми значениями для установленного класса сплошности.

При наличии несплошности определяют область её распространения. Для этого фиксируют участки, на которых регистрируется сигнал, и устанавливают условные границы дефекта. На основании полученных данных оценивают его площадь и размеры.

Если в листе обнаружено несколько несплошностей, учитывают не только параметры каждого дефекта, но и их взаимное расположение. Особое внимание уделяется зонам, для которых нормативной документацией предусмотрены отдельные требования.

Итоговая оценка проводится путём сравнения фактических результатов УЗК с установленными критериями. Если количество, размеры и площадь обнаруженных несплошностей находятся в допустимых пределах, лист признаётся соответствующим требованиям по сплошности.

При превышении установленных норм дальнейшие действия определяются документацией на конкретную продукцию. В зависимости от требований может выполняться повторный или дополнительный контроль либо приниматься решение о несоответствии материала.

Результаты контроля фиксируются в протоколе, журнале или другой установленной документации. Указывают марку стали, размеры листа, номер изделия или партии, используемый дефектоскоп и преобразователь, метод контроля и основные параметры настройки.

При выявлении несплошностей записывают их координаты, условные размеры и другие необходимые характеристики. В заключении указывается соответствие или несоответствие листового проката установленному классу сплошности.

Оценка сплошности листового проката при УЗК включает несколько последовательных этапов: подготовку оборудования, его настройку, сканирование листа, обнаружение отражённых сигналов, определение положения и условных размеров несплошностей и сравнение полученных данных с установленными нормами.

Ультразвуковой контроль позволяет выявлять внутренние дефекты без разрушения изделия и тем самым повышать достоверность оценки качества листового проката. При этом ГОСТ 22727-88 следует применять совместно с нормативной документацией на конкретную продукцию, которая определяет требуемый класс сплошности и критерии приемки.