В докладе на УЗДМ-2019 сделан общий анализ технологий УЗК труднодоступных (проблемных) сварных соединений, таких как: аустенитные сварные швы, швы, сваренные в узкую разделку, патрубковые сварные соединения, швы с ограниченным доступом для размещения пьезопреобразователей.
Все эти задачи решаются с применением систем серии «АВГУР» разработанных и производимых ООО «НПЦ «ЭХО+».
В презентации описаны основные сложности и пути их решения при ультразвуковом контроле сварных соединений приварки патрубков, фланцев и бобышек и вварки. Показана возможность применения технологии фазированных антенных решеток для УЗК указанных сварных швов. Достоверность контроля достигается за счет подбора параметров фазированной решетки и зоны сканирования, построения трехмерной модели объекта контроля. Такая технология может быть реализована с применением дефектоскопов АВГУР-АРТ или ГЕККОН.
В статье рассматриваются современные методы автоматизированного ультразвукового контроля сварных соединений магистральных газопроводов. Среди этих методов наиболее мощными являются высокотехнологичные методы, использующие когерентные способы обработки ультразвуковых эхо-сигналов. Они позволяют решать широкий спектр практических задач, от выявления малых дефектов на фоне структурных помех металла до дифракционной дефектометрии в толстостенных объектах контроля. Так реализация трёхмерного метода когерентного восстановления изображений позволила полностью решить задачу контроля поднакладочного сварного соединения тройников сварных с накладками. Задача осложнена ограниченностью доступа к сварному соединению, а также наличием влияния сварных соединений накладки в области контроля. Решить задачу на требуемом уровне чувствительности традиционными методами невозможно. В статье рассматриваются основные положения технологии автоматизированного контроля таких объектов, основные результаты аттестационных и практических испытаний. Применение сочетания различных методов получения визуальных данных позволило совместить производительность, высокое качество и полную документированность контроля. Примером такого совмещения служит новая система АВГУР-ТФ, успешно прошедшая аттестационные испытания во ВНИИГАЗ в 2017 г. В системе используются методы фазирования антенных решёток, многозонального контроля по схеме тандем, дифракционно-временной метод, а также метод цифровой фокусировки антенны. В процессе контроля первые три метода используются одновременно, при этом сохраняется высокая скорость сканирования.
В ООО "НПЦ "ЭХО+" проведены испытания дефектоскопов с фазированными решетками для контроля сварных соединений мостовых металлоконструкций. Применялись дефектоскопы Геккон и АВГУР-АРТ на стыковых, тавровых сварных соединениях и сварных соедиинениях контактной сварки упоров Нельсона. Применение фазированных решеток в режиме цифровой фокусировки антенных в сочетании со сканирующими устройствами позволило выявить дефекты на требуемом уровне чувствительности, обеспечить 100% запись данных.
Испытания проводились на Бованенковском НГКМ ООО "Газпром добыча Надым". Для решения задачи сплошной толщинметрии применялся дефектоскоп на фазированных решетках ГЕККОН и двухкоординатный сканер Хамелеон. Показана возможность выявления питтиноговой коррозии (0,5 - 1 мм) в промысловых газопроводах. Измерения проводились в лабораторных условиях и при температуре минус 17 градусов.
Описаны общие принципы построения и проанализированы особенности методик автоматизированного ультразвукового контроля сварных соединений с использованием систем с когерентной обработкой, использующих методологию синтезированной аперту-ры. Проанализированы особенности применения приборов использующих цифровую SAFT- и ЦФА обработку (SAFT- и ЦФА- дефектоскопы) и приборы с ФАР (ФАР-дефектоскопы). Общей характеристикой дефектоскопов является получение изображения контролируемого объёма изделия с высоким разрешением. Реальные параметры обнаруженных несплошностей оцениваются по этим изображениям. Рассмотрены методики АУЗК, разработанные ООО «НПЦ «ЭХО+», которые позволяют использовать полезные особенности SAFT-, ФАР- и ЦФА- дефектоскопов. Все методики контроля разделены на две группы: контроль перлитных сварных соединений и сварных соединений с высоким уровнем структурных шумов. Рассмотрены особенности разработки методик в зависимо-сти от объекта контроля. Даны примеры практического использования методик. Приведены их основные характеристики такие, как: рабочая частота, способы когерентной обработки данных, разрешающая способность и погрешность измерения реальных размеров и т.д.
Количественная оценка надежности систем неразрушающего контроля является важным фактором при риск – ориентированном подходе в диагностике. Для этого обычно используются кривые выявляемости дефектов (PoD–кривые) и кривые достоверности (ROC–кривые) при неразрушающем контроле (НК). Кривая PoD (Probability of Detection) описывает распределение вероятности обнаружения дефектов по их размерам. Эта кривая отражает возможности используемого метода и аппаратуры контроля на выбранной чув-ствительности системы и позволяет прогнозировать выявляемость дефектов различных размеров в объекте за счет известной функциональной зависимости вероятности обнаружения дефектов от их размеров.
Для оценки достоверности данных, полученных при контроле объекта с примене-нием методов и средств ультразвукового контроля (УЗК), необходимо учитывать не толь-ко вероятность обнаружения дефектов при контроле, но и вероятность их пропуска и фиксации ложных дефектов . Для этих целей часто используются ROC–диаграммы и ROC–кривые (Receiver Operating Characteristic curve), которые отражают взаимную зави-симость количества ложных и правильно найденных дефектов. Выполняемые для их по-строения действия называют ROC–анализом. ROC–анализ был разработан и применяется в теории обработки сигналов и радиолокации для описания соотношения между событи-ями верного обнаружения цели и ложными срабатываниями. В неразрушающем контроле ROC–анализ начал применяться для анализа достоверности контроля методик, аппарату-ры и персонала как средство для быстрой оценки методов и приборов УЗК. Ниже мы рассмотрим особенности применения ROC– анализа для приборов УЗ дефектометрии и УЗ дефектоскопии. Для этого мы используем базу данных УЗК, полученную на аустенит-ных кольцевых сварных соединениях (СС), содержащих трещины различной высоты. Из-мерения выполнялись с применением двух методов УЗ дефектометрии (ФАР и SAFT–обработка), в которых анализ данных контроля выполнялся по акустическим фокусиро-ванным изображениям, и традиционного метода УЗ дефектоскопии, в котором анализ данных контроля выполнялся по амплитуде УЗ сигнала.
В статье рассмотрены вопросы применения автоматизированного ультразвукового контроля аустенитных сварных соединений, выполняемого взамен радиографического контроля проводимого при монтаже технологических трубопроводов комплекса каталитического крекинга. Представлены результаты испытаний методики автоматизированного ультразвукового контроля аустинитных сварных соединений, основанной на применении когерентных методов получения акустических изображений внутренней структуры объекта контроля.
В докладе рассматривается возможность перехода от старых критериев оценки качества сварных соединений, таких как эквивалентная площадь, количество точечных дефектов, условные размеры и пр., к новым информационным критериям дефектности по результатам современных видов автоматизированного УЗК. Трехмерная визуализация областей контроля, получаемая с использованием современных когерентных методов восстановления изображений, дает новые информационные параметры. Такими параметрами могут являться габаритные размеры дефектов, профиль внутренней поверхности шва, а также визуальный, приближенный к оптическому, образ дефекта, получаемый за счёт использования многих схем прозвучивания по технологии цифровой фокусировки антенных решеток. Приводятся примеры действующих методик с размерными критериями по новым нормам оценки качества.
Рассмотрены преимущества и недостатки радиографии и автоматизированного ультразвукового контроля (АУЗК) с когерентной обработкой данных. Сопоставляются информативность и чувствительность этих методов. Проанализированы возможности измерения размеров дефектов в радиографии и при АУЗК. Утверждается, что для практических целей выявляемость и погрешность определения геометрических размеров дефектов при АУЗК с когерентной обработкой данных вполне достаточна. Приведен пример применения системы с когерентной обработкой данных для контроля аустенитных сварных соединений трубопроводов значительной толщины — до 45 мм. Трубопроводы использованы при строительстве комплекса каталитического крекинга. Хронометрирование работ показало, что выполнении АУЗК одного сварного соединения Ø 508 × 34 мм не превышало 60 мин, при возможности проведения других монтажных работ.