U L T R A ZAKŁAD BADAŃ MATERIAŁÓW

Transkrypt

1 U L T R A ZAKŁAD BADAŃ MATERIAŁÓW Wrocław, Głogowska 4/55, tel/fax Wrocław, Harcerska 42, tel tel. kom e.mail: ultrasonic@home.pl krymos@pwr.wroc.pl Nr. ewidencji U.M.Wrocław NIP: Ultradźwiękowe badaniach spoin małych grubości Instrukcja ultradźwiękowego badania spoin rur o grubości 2-6 mm oraz spoin blach o grubości 2-6 mm metodą IBUS-TD głowicami typu tandem NOWOŚĆ Instrukcja IBUS-TD Obejmuje nieznormalizowany zakres badań spoin od 2 mm NOWOŚĆ Metoda IBUS-TD Jest zgodna z Normą PN-EN ISO/IEC p-kt Opracował:Władysław Michnowski Certyfikat Kompetencji w BN - UT 3 nr Wrocław marzec 2005 wersja 10 Uzasadnienia do metody podano w załączniku 1.

2 1. Wstęp Istniejące obecnie normy i zalecane techniki badań są ograniczone jedynie do spoin grubszych od 8 mm. Zastosowanie opisanej tu metody pozwala na badanie spoin o grubości od 2 do 6 milimetrów. Załączony artykuł wyjaśnia powody ograniczenia standardowych metod.. Ponadto artykuł powołuje się na kilkudziesięcioletnie doświadczenia Zakładu ULTRA z polską Energetyką w tym zakresie oraz omawia zasady i zalety metody IBUS- TD 2. Opis i warunki badania metodą IBUS-TD 2.1 Opis metody IBUS-TD Metoda IBUS-TD słuŝy do badania doczołowych spoin blach lub spoin obwodowych rur o grubości od 2 do 6 mm, wykonanych ze stali węglowej lub niskostopowej. Pozwala ona na wykrywanie wad makro w badanych spoinach. Badanie spoin metodą IBUS-TD polega na porównaniu echa ultradźwiękowego od wady rzeczywistej z echem uzyskanym podczas badania wady wzorcowej. Porównania dokonuje się przy uŝyciu sporządzonej wcześniej krzywej (DAC-t) odzwierciedlającej amplitudę echa wady wzorcowej w zaleŝności od odległości od głowicy. Porównywanie wyników pomiarów z krzywą DAC-t sporządzoną na podstawie poprawnie wykonanego wzorca jest jednoznaczne z walidacją badania. Wobec walidacji kaŝdego badania nie jest konieczna walidacja metody. 2.2 Aparatura uŝywana do badania Badanie wykonuje się za pomocą dowolnego defektoskopu ultradźwiękowego, przy uŝyciu głowic typu tandem (TD). Głowice te pozwalają na otrzymanie wyraźnego wskazania otworka wzorcowego przy pomijalnie małym wpływie szumów, wynikających z geometrii spoin. Schemat głowicy tandem pokazany jest na rysunku 1. Do przeprowadzenia badania powinno uŝywać się głowic pozwalających na poprawne przygotowania krzywej DAC-t, na wzorcu spełniającym podane dalej kryteria. Defektoskop uŝywany do badania powinien mieć moŝliwość współpracy z głowicami typu tandem. Zastosowanie defektoskopu cyfrowego, a w szczególności defektoskopu CUD, pozwalającego na edycję i zapamiętywanie krzywych DAC-t zwiększa wygodę, szybkość oraz wiarygodność przeprowadzanego badania. E Rys. 1 Schemat głowicy tandem TDx4T Wzorce Do sporządzenia krzywej DAC-t stosuje się wzorce płaskie i rurowe z nawierconą wadą wzorcową w postaci otworka o średnicy 1 mm (rysunki 2. i 3.). Wprowadzono dwie kategorie wzorców: wzorce zwyczajne, wykonane przez producenta aparatury, np. wzorzec IBUS-W pokazany na rysunku 4., oraz wzorce uproszczone wykonane doraźnie przez badającego. Wzorce doraźne mogą być wykonane poprzez nawiercenie otworka o na fragmencie blachy lub rury identycznym z fragmentem badanym, co pozwala na uzyskanie wysokiej wiarogodności. Wzorce doraźne powinny spełniać następujące warunki: 1. Powierzchnia wzorca powinna być identyczna lub zbliŝona do badanej.

3 2. Powierzchnia ta nie moŝe mieć uszkodzeń korozyjnych,, erozyjnych lub mechanicznych widocznych nieuzbrojonym okiem, a ograniczających powierzchnię kontaktu głowicy - doprofilowanej dla rur, lub płaskiej na powierzchni płaskich. 3. Otworek wzorcowy powinien być prostopadły do powierzchni (promieniowy w przypadku wzorców rurowych). Odchylenie od kąta prostego nie powinno przekraczać Otworek musi być wykonany nowym, ostrym wiertłem o twardości większej od materiału odcinka co najmniej o 25 HRc. Rys. 2 Wzorzec elementu płaskiego o grubości g, średnicy otworka ø=1 P kierunki przesuwu głowicy przy wyznaczania krzywej DAC-t P Rys. 3 Wzorzec do badań spoin rur o grubości g, średnicy D, średnicy otworka ø ok 30 Rys 4. Wzorzec rurowy IBUS-W

4 2.4 Podobieństwa Podczas badania spoin rur i przygotowywania krzywych DAC-t moŝna korzystać typoszeregu przedstawionego w tabeli 1. Średnice rur - głowice doprofilowane wykazują dobry kontakt w pewnym zakresie średnic. Pozwala to na zmniejszenie ilości głowic doprofilowanych i wprowadzenie typoszeregu podanego w tabeli 1. Wykresy DAC-t wykresy DAC-t wykazują podobieństwa w zakresie niewielkich zmian grubości i przy zachowaniu wymogów zakresu średnic wg tabeli 1. Pozwala to na zmniejszenie ilości przechowywanych wykresów DAC-t i zmniejszenie ilości wzorców. Nr nominalny Zakres średnic [mm] Średnica wzorca [mm] Tabela 1 typoszereg średnic wzorców i głowic do badania rur 3. Procedura badania 3.1 Podłączanie głowicy Głowicę TD (rys. 1.) podłącza się tak, aby przedni przetwornik (lewy na rysunku) był nadajnikiem, a tylni odbiornikiem. Równocześnie w defektoskopie naleŝy nadajnik rozłączyć z odbiornikiem, podobnie jak dla głowic podwójnych. 3.2 Sporządzanie krzywej DAC-t Sporządzanie wykresów (krzywych) DAC-t to zaznaczenie amplitudy echa od otworków o średnicy wzorcowej =1, w róŝnych odległościach P od wzorca (rysunki 2 i 3). Przez punkty najwyŝszej lokalnie amplitudy echa prowadzi się krzywą DAC-t. Przykład krzywej DAC-t na ekranie defektoskopu CUD przedstawiony jest na rysunku 4. Pokazany zasięg DAC-t, 2-6 cm wyznaczony markerem M (bramka ) jest zasięgiem typowym. PoniŜej 2 cm głowica jest zbyt blisko otworka, a powyŝej 6 cm czułość badania jest zbyt mała i badanie traci sens. W zakresie 2 6 cm mogą pojawiać się lokalne maksyma i minima ech i trzeba je uwzględnić na wykresie DAC-t, więc wykres nie musi być monotoniczny. W defektoskopach prostych (analogowych) krzywą DAC-t. wykreśla się na naklejonej na ekran folii. W defektoskopach CUD, i w niektórych innych defektoskopach cyfrowych, krzywą DAC-t. zapamiętuję się w pamięci i wielokrotnie - w miarę potrzeb - wyświetla. Krzywej zapamiętywanej dla jej identyfikacji nadaje się nazwę, w której podaje się nr głowicy, grubość i ewentualnie średnicę wzorca. 1 Kolejne echa 2 DAC-t M cm Rys. 4 Tworzenie krzywej DAC-t dla wzorca g=3 mm, =1 mm

5 3.4 Badanie Badanie polega na wukonywaniu określonych ruchów głowicą w pobliŝu spoiny oraz na równoczesnej obserwacji ekranu defektoskopu. Ruchy głowicą wykonuje się w kierunku wzdłuŝ tworzącej oraz łączy się je z ruchem obwodowym równolegle do obwodowej osi spoiny. Ruchy te mogą być wykonywane dość szybko i energicznie ale naleŝy je wykonać odcinkami tak aby cała objętość spoiny była badana kilkakrotnie. Obserwacja ekranu w trakcie wykonywania ruchów głowicą naleŝy obserwować ekran defektoskopu i oceniać wskazania pojawiających się ech. Rys 5 Badane spoiny króćca 32x4 mm 3.5 Ocena badanych spoin Oceny badanych spoin dokonuje się poprzez porównanie amplitudy echa od spoiny z zarejestrowaną krzywą DAC-t. W czasie oceny naleŝy kierować się następującymi regułami: Wskazania ech poniŝej krzywej DAC-t uznaje się za wskazania od szumów; nie uznaję się ich za wady i są to wskazania akceptowalne. Wskazania ech powyŝej krzywej DAC-t uznaje się za wady niedopuszczalne. Dopuszcza się pewien zakres błędu wskazań ech wynoszący ± 3 db w stosunku do krzywej DAC-t. 4. Uwagi Wzorce zwyczajne IBUS-W mogą być zakupione w ZBM ULTRA, i mają one poświadczenie zgodności (certyfikat) z wymogami instrukcji IBUS-TD (załączony rysunek wzorca IBUS-W). Wzorce IBUS-W mogą być wykonane we własnym zakresie i poświadczona ich zgodność z wymogami instrukcji IBUS-TD. we własnym zakresie jeśli wymogi zewnętrzne nie stanowią inaczej. Wzorce uproszczone wykonuje się we własnym zakresie, a poświadczenia ich zgodność z wymogami instrukcji IBUS-TD (według punktu 2.3) dokonuje operator umieszczając odpowiednią uwagę w protokóle z badań.