Развитие методов, разработка оборудования и технологии ультразвукового контроля электросварных труб в процессе производства

• Автор: Ткаченко, Андрей Акимович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 255 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений и основных обозначений

Введение

Глава 1. Ультразвуковой контроль электросварных труб.

Обзор состояния

1.1 .Металлургические аспекты сварки труб

1.2.Технология производства электросварных труб большого диаметра

1.3.Дефекты сварных швов труб, возникающие при сварке давлением

1.4.Дефекты сварных швов труб, возникающие при сварке плавлением

1.5.Методы и оборудование УЗ контроля сварных швов труб

1.6.Факторы, влияющие на достоверность автоматизированного

УЗ контроля сварных швов труб
1.6.1.Смещение сварного шва относительно акустического блока
1.6.2.Состояние акустического контакта
1.6.3.Индустриальные и акустические помехи
1.6.4.Форма и пространственное положение дефектов
1.7.Вывод ы
Глава 2. Исследование акустического тракта при УЗ контроле
сварных швов труб
2.1.Анализ прохождения ограниченного пучка импульса
сдвиговых волн в металл стенки трубы
2.2.Зависимость амплитуды эхосигнала от расстояния до точки ввода сдвиговых волн и влияние её характера на параметры контроля
2.3.Влияние температуры на угол ввода сдвиговых волн в металл
стенки трубы
2.4.Возможность использования зависимости амплитуды
эхосигнала от расстояния до точки ввода сдвиговых волн
2.5.Выбор зоны контроля в зависимости от расстояния до точки ввода сдвиговых волн
2.6,Особенности прохождения импульса УЗ волн через контактный
слой жидкости
2.7.Снижение влияния акустического контакта применением автоматической регулировки усиления
2.8.Вывод ы
Глава 3. Особенности автоматизированного контроля
сварных швов труб
3.1 .Контроль сварного шва труб со снятым гратом заподлицо
3.1.1.Выявление участка периметра трубы, содержащего сварной шов
3.1.2.Выявление и слежение за сварным швом по шумовым сигналам
3.1.3.Выявление непроваров и продольных трещин в сварном шве трубы дельта-методом
3.1.4.Выявление поперечных трещин сварного шва трубы
3.2.Контроль сварного шва труб с гратом на внутренней поверхности
3.2.1 .Регулировка канала дефектоскопии по эхосигналам от грата движущегося шва
3.2.2.Использование эхосигналов от грата при автоматической регулировке усиления
3.3.Контроль сварного шва труб с нормированной формой
валиков усиления
3.3.1.Слежение зоны контроля по эхосигналам от дальней кромки
валика усиления шва
3.3.2.Исследование способов помехозащиты и регистрации эхосигналов от дефектов металла шва
3.3.3.Компенсация нестабильности акустического тракта автоматической регулировкой усиления
3.3.4.Схема прозвучивания шва и структурная схема дефектоскопа
3.3.5.Вероятностный и корреляционный способы повышения достоверности контроля сварного шва труб
3.3.6.Возможность определения вида дефекта сварного шва
3.3.7.Многоэлементный пьезопреобразователь для контроля
сварного шва труб большого диаметра
3.4.0собенности контроля сварного шва труб с ненормированной
формой валика усиления
3.5.Выводы
Глава 4. Автоматизированный ультразвуковой контроль
концевых участков труб
4.1.Выявление расслоений в стальных трубах при щелевом
способе ввода ультразвука

4.2.Использование щелевого акустического контакта при измерении толщины стенки труб
4.3.Вывод ы
Г лава 5. Создание установок ультразвукового контроля
электросварных труб в потоке производства
5.1 .Принципы построения установок автоматизированного
УЗ контроля электросварных труб
5.2.Структурные схемы установок для автоматизированного
УЗ контроля труб
5.2.1.Установки автоматизированного УЗ контроля сварного шва
5.2.2.Установки автоматизированного УЗ контроля концевых
участков труб
5.2.3.Структура программного обеспечения установок
УЗ контроля сварного шва и концов труб
5.3.Метрологические аспекты автоматизированного
УЗ контроля электросварных труб
5.4.Некоторые результаты испытаний установок
5.5.Вывод ы
Основные выводы и результаты работы
Список литературы
Приложения

Однако условие стабилизации расстояния между движущимся швом и неподвижным ПЭП является недостаточным т.к. необходимо стабилизировать и угол ввода а сдвиговых волн в металл стенки трубы [9], который подвержен влиянию многих факторов. В [99] рассматривается возможность компенсировать изменения а в зависимости от изменений температуры окружающей среды. В [65] предложена термостабильная система, в которой контактирующая жидкость и оргстекло взаимно компенсируют изменения скорости УЗ от изменений температуры окружающей среды. При этом КСЖ имеет вид регулируемого клина, что позволяет экспериментально выбирать оптимальную величину угла а, используя образцы с искусственными или реальными дефектами сварного шва. Кроме этого, необходимо учитывать, что в цехе металлургического предприятия температура окружающей среды может принимать значения от +3 °С до +45 °С, а контроль осуществляется по поверхности еще неостывшей трубы (температура металла трубы в зоне контроля колеблется от +50 °С до + 80 °С).
Сущность требования стабилизации параметров Ь0 и а сводится к необходимости стабилизации пространственного положения металла сварного шва в зоне контроля неподвижного ПЭП при движении трубы. Понятно, что при увеличении зоны контроля (расширении строб-импульса) вероятность ухода металла шва из зоны контроля вследствие поперечных смещений шва уменьшается. Формирование строб-импульса в дефектоскопах обычно осуществляют с привязкой к моменту излучения преобразователем импульса УЗК.
1.6.2. Состояние акустического контакта
На эффективность и достоверность автоматизированного УЗ контроля сварных швов труб существенно влияет стабильность акустического контакта. Известные способы контроля состояния акустического контакта сводятся к тому, что используется постоянно принимаемый сигнал, прошедший через тот же
участок контактного слоя жидкости (КСЖ), через который проходит зонди-