Ультразвуковой контроль листового проката по ГОСТ 22727-88

Контроль качества листового проката является обязательной частью производственного процесса, поскольку внутренние дефекты металла невозможно всегда обнаружить при визуальном осмотре. Для проверки внутренней структуры стального листа широко применяется ультразвуковой контроль. Данный способ относится к неразрушающим методам контроля, поскольку проведение измерений не приводит к повреждению изделия и позволяет сохранить его пригодность для дальнейшего использования.

Основные методы контроля листового проката ультразвуком регламентируются ГОСТ 22727-88 «Прокат листовой. Методы ультразвукового контроля». Документ определяет порядок применения различных акустических методов для обнаружения внутренних несплошностей в листах из углеродистой и легированной стали.

Требования ГОСТ 22727-88 распространяются на листовой стальной прокат толщиной от 0,5 до 200 мм, включая некоторые виды двухслойного проката. Необходимость проведения контроля и конкретные требования к его результатам устанавливаются нормативной документацией на соответствующую продукцию.

При ультразвуковом контроле могут быть обнаружены дефекты, нарушающие однородность металла. К ним относятся расслоения, скопления неметаллических включений, закаты, отслоения плакирующего слоя и другие внутренние несплошности. Опасность таких дефектов заключается в том, что они могут уменьшать прочность листа, ухудшать его технологические свойства и снижать надёжность готовой конструкции.

Работа ультразвукового дефектоскопа основана на распространении высокочастотных упругих колебаний внутри металлического материала. Ультразвуковая волна вводится в лист при помощи специального преобразователя. В однородном металле волна проходит определённый путь и отражается преимущественно от противоположной поверхности изделия.

Если внутри листа имеется несплошность, акустические свойства участка с дефектом отличаются от свойств основного металла. В результате часть ультразвуковой энергии отражается и возвращается к преобразователю. На экране дефектоскопа такой отражённый импульс регистрируется в виде дополнительного сигнала.

По времени появления сигнала относительно зондирующего импульса можно определить глубину залегания обнаруженной несплошности. Перемещая преобразователь по поверхности листа и отслеживая изменение сигнала, оператор получает возможность определить примерные границы и положение дефектной области.

ГОСТ 22727-88 предусматривает несколько вариантов ультразвукового контроля. К ним относятся эхо-метод, теневой и эхо-сквозной методы, многократно-теневой метод в сочетании с теневым, а также эхо-метод в сочетании с зеркально-теневым.

Конкретный вариант выбирается с учётом особенностей контролируемого материала, его толщины, назначения проката и требований документации на изделие.

При эхо-методе один преобразователь или совмещённый преобразователь используется для излучения ультразвукового импульса и регистрации отражённой энергии. Существенное значение имеет донный сигнал, который соответствует отражению ультразвука от противоположной поверхности листа. Изменение донного сигнала или появление промежуточного отражения может свидетельствовать о наличии внутренней несплошности.

Для выполнения контроля используется ультразвуковой дефектоскоп с подходящими преобразователями. Кроме основного оборудования применяются настроечные и стандартные образцы, позволяющие установить необходимые параметры работы аппаратуры.

До начала измерений контролёр проверяет исправность оборудования и соединительных элементов. Затем выполняется настройка чувствительности, временной развёртки и других параметров в соответствии с принятой методикой. Правильная настройка имеет большое значение, поскольку чрезмерно низкая чувствительность может привести к пропуску небольших дефектов, а чрезмерно высокая — к появлению большого количества ложных сигналов.

Поверхность листа перед контролем должна обеспечивать устойчивый акустический контакт. При наличии загрязнений, ржавчины или значительных неровностей производится соответствующая подготовка поверхности. Между преобразователем и металлом используется контактная среда, необходимая для эффективной передачи ультразвуковых колебаний

Сканирование листа проводят по заранее определённой схеме. Преобразователь перемещают по поверхности с такой скоростью и шагом, чтобы обеспечить требуемую вероятность обнаружения несплошностей. Особое внимание уделяется зонам, для которых нормативной документацией установлены дополнительные требования.

При появлении сигнала, превышающего установленный контрольный уровень, участок исследуют повторно. Преобразователь перемещают в различных направлениях, определяя изменение амплитуды сигнала. Это позволяет установить границы области, в которой фиксируется отражение.

Результаты контроля оценивают по установленным критериям. При необходимости определяют координаты дефекта относительно краёв листа, условные размеры и другие характеристики, предусмотренные методикой.

Одной из основных задач УЗК является определение соответствия фактического состояния листа установленному классу сплошности. ГОСТ 22727-88 предусматривает классы 01, 0, 1, 2 и 3. Конкретный класс назначается в зависимости от требований нормативной документации на соответствующий прокат.

При оценке качества могут учитываться количество обнаруженных несплошностей, их условная площадь, размеры, суммарная площадь дефектных участков и расположение дефектов. Поэтому решение о годности листа принимается не только по самому факту обнаружения отражённого сигнала, но и с учётом установленных предельных значений.

Следует учитывать, что ГОСТ 22727-88 устанавливает непосредственно методы ультразвукового контроля. Требования к обязательности проведения контроля, его объёму и конкретным нормам приемки должны определяться документацией на конкретный вид продукции.

После завершения проверки результаты необходимо зафиксировать в соответствующей документации. В протоколе указывают сведения о контролируемом листе: марку стали, размеры, номер партии или изделия, а также применённое оборудование и преобразователь.

Дополнительно фиксируют метод контроля, параметры настройки и полученные результаты. Если обнаружены несплошности, указывают их расположение и необходимые характеристики. На основании полученных данных оформляется заключение о соответствии продукции установленным требованиям.