Дефектоскоп-толщиномер УД3-71

В энергетике и других отраслях, где производится измерение толщины стенок труб или листов при одностороннем доступе к объекту контроля, широко используются ультразвуковые толщиномеры. Они обеспечивают контроль толщины в диапазоне от 0,5 до 300 мм, при этом на экране прибора отображается непосредственно результат измерений. Многие современные микропроцессорные толщиномеры имеют дополнительные возможности, повышающие удобство в работе, производительность и достоверность УЗК.

Несмотря на это, толщиномеры обладают существенным недостатком — оператор не может оценить правильность результатов измерений, т.е. он руководствуется лишь показаниями прибора и собственным опытом работы. Причина заключается в следующем: ультразвуковые толщиномеры — это пороговые устройства, электронный блок которых измеряет время между зондирующим импульсом и первым отраженным сигналом, превысившим определенный порог. Затем, зная скорость распространения ультразвука в объекте контроля, прибор пересчитывает время в пройденное расстояние и отображает результат на экране. При этом могут возникнуть нестандартные ситуации, приводящие к ошибкам измерения толщины:

• амплитуда первого отраженного сигнала не превышает уровень порога. Это может происходить при измерении малых толщин ПЭП, не предназначенными для этого, или при сильном износе их рабочей поверхности. А также по причине плохого акустического контакта при неудовлетворительной обработке места ввода ультразвука. В результате прибор измерит неверное расстояние до следующего отраженного сигнала, превысившего порог;
• порог может быть превышен как сигналом от противоположной поверхности, так и от дефекта расположенного на пути распространения ультразвука или даже шумами, возникающими из-за плохого акустического контакта.

Т.о. оператор не может достоверно оценить правильность измерения и не застрахован от неверных результатов. Чтобы этого избежать, необходимо визуально анализировать отраженные сигналы, т.е. видеть расстояние до которого отражателя измеряет прибор.

Использование универсальных дефектоскопов не в полной мере решает задачи толщинометрии по следующим причинам:

• точность измерения толщин у дефектоскопов несколько ниже;
• масса и габаритные размеры дефектоскопов в несколько раз больше по сравнению с толщиномерами;
• стоимость дефектоскопов на порядок выше.

Поэтому целесообразно использование комбинированного прибора отвечающего всем требованиям толщинометрии и в то же время имеющего функции дефектоскопа. Для этой цели НПФ «Промприлад» разработал микропроцессорный дефектоскоп-толщиномер УД3-71.

Прибор имеет:

• высокую точность измерения толщин и координат дефектов (при использовании соответствующих ПЭП);

• функции современных дефектоскопов;

• малый вес и габаритные размеры.

Высокая точность измерений достигается за счет цифровой обработки принятых сигналов. УД3-71 позволяет отображать информацию в виде радиосигнала, двухполупериодного детектирования, положительной полуволны, отрицательной полуволны. Эхо-сигналы можно детально рассмотреть при помощи «электронной лупы». Измерение расстояний может проводиться в трех режимах:

0-1 — расстояние между зондирующим импульсом и сигналом в 1ом стробе;

0-2 — расстояние между зондирующим импульсом и сигналом во 2ом стробе;

1-2 — расстояние между сигналами в 1ом и 2ом стробах, что позволяет не учитывать задержку в призме преобразователя (т.е. не требуется установка нуля, нужно задать только правильную скорость УЗК в объекте контроля).

Скорость распространения УЗК в объекте контроля можно задавать (или измерять по известному расстоянию) с точностью до 1м/с (для стали это соответствует точности 0,016%).

В режиме 0-1 или 0-2, кроме скорости ультразвука, необходимо установить задержку в призме (установка нуля). Для этого в приборе имеется обычная калибровка, с задержкой от 0 до 100 мкс с шагом 0,1 мкс (для стали это соответствует 0,6 мм), а также точная калибровка — с точностью 0,001 мкс (для стали — 6 мкм).

Измерение расстояния может проводиться как по фронту сигнала (при этом измеряется расстояние до вершины первого полупериода сигнала, превышающего уровень 10% величины экрана), так и по пику сигнала (по максимальной амплитуде). Для точных измерений сигнал должен иметь максимальную крутизну переднего фронта, что обеспечивают широкополосные ПЭП используемые в толщинометрии. Режим измерений по пику полезен, например, при измерении малых толщин по двум донным сигналам, когда они могут сливаться друг с другом, что не позволяет проводить измерения в режиме фронт. В таком случае, введя компенсированную отсечку, можно измерить расстояние в режиме пик.

Измерения могут проводиться как в автоматическом, так и в ручном режиме — до точки, выбранной оператором.

Несмотря на то, что прибор обеспечивает точность до сотых миллиметра, необходимо помнить — точность измерений зависит от чистоты обработки поверхности ввода ультразвука в объект контроля, качества акустического контакта, кривизны поверхности.

Кроме возможностей толщиномера, УД3-71 можно использовать как обычный дефектоскоп. Чтобы показать его возможности рассмотрим основные технические характеристики:

* Длительность строба АСД не может быть меньше 2 мм.

Прибор имеет потребительские функции: «электронная лупа», «стоп кадр», режим двусторонней связи с персональным компьютером.

Особое значение имеет малый вес дефектоскопа — 0,35 кг с аккумуляторной батареей, при габаритных размерах188×107х78 мм, что позволяет удерживать прибор в одной руке и выполнять контроль в труднодоступных для оператора местах.

Отдельное место хочется уделить использованию АРД-диаграмм при работе с УД3-71.

Использование АРД диаграмм для настройки дефектоскопа и оценки эквивалентной площади дефекта уже давно вошло в мировую практику. Это избавляет дефектоскописта от необходимости иметь образцы на каждую из контролируемых деталей, масса которых, при достаточной номенклатуре, могла бы исчисляться тоннами.

Традиционным является использование бумажных АРД-диаграмм и АРД-шкал, либо же прозрачных накладных АРД-диаграмм. Реализация работы с АРД-диаграммами в УД3-71 чем-то напоминает накладные АРД-диаграммы, являясь как бы их электронной версией. К совмещенным преобразователям из комплекта дефектоскопа по заказу поставляются АРД-диаграммы в электронном виде. В случае покупки новых ПЭП, АРД-диаграммы к ним прилагаются на дискете и могут быть «закачаны» в УД3-71 через порт RS-232 при помощи стандартной программы связи прибора с компьютером, уже имеющейся у пользователя.

Настройка дефектоскопа для работы с АРД-диаграммами осуществляется через меню «АРД» и включает в себя ввод таких параметров как:

• эквивалентный диаметр или площадь дефекта, АРД кривую для которого требуется вывести на экран;
• скорость распространения и коэффициент затухания ультразвуковых волн в объекте контроля;
• поправки на условия ввода УЗК и прочие факторы.

В процессе износа ПЭП его параметры — такие как задержка в призме, угол ввода и чувствительность могут меняться, что приводит к необходимости коррекции АРД-диаграмм для этого преобразователя. Эта коррекция производится автоматически при вводе новых — изменившихся — значений параметров ПЭП.

Результатами настройки УД3-71 для работы с АРД-диаграммами являются:

• АРД кривая для выбранного эквивалентного диаметра (площади);
• измерение эквивалентного диаметра (площади) обнаруженного дефекта, эхо-сигнал от которого попадает в измерительный строб.

Таким образом, использование АРД-диаграмм с нашим новым дефектоскопом-толщиномером УД3-71 позволяет не только решить вопрос настройки браковочной чувствительности, не прибегая к использованию настроечных образцов, но и оценивать эквивалентные размеры произвольного дефекта.

В заключение остается лишь сказать, что использование УД3-71, объединившего в себе достоинства как современного дефектоскопа, так и особо точного толщиномера, непременно позитивно скажется на производительности и достоверности контроля на Вашем предприятии.