Ультразвуковой контроль (УЗК) — это современный метод неразрушающего контроля (НК), использующий ультразвуковые волны для обнаружения внутренних и поверхностных дефектов, оценки толщины и свойств материалов без их повреждения, основанный на отражении и прохождении звуковых волн от границ и неоднородностей, что позволяет выявлять трещины, поры, включения, контролировать сварные швы и качество бетона, а также толщиномерия трубопроводов.

Принцип работы.

• Генерация и ввод волны: Преобразователь генерирует ультразвуковые колебания (импульсы) высокой частоты и вводит их в материал объекта.
• Распространение: Волны распространяются в материале, отражаясь от его границ или дефектов (трещин, пор, включений).
• Прием и анализ: Отраженные импульсы принимаются тем же или другим датчиком. Прибор (дефектоскоп) анализирует параметры этих сигналов (время прихода, амплитуду).
• Определение дефектов: По характеристикам отраженного сигнала определяют наличие, расположение, размер, тип дефекта и его свойства (например, прочность бетона).

Основные методы УЗК

• Эхо-импульсный: наиболее распространенный, основан на приеме отраженных от дефекта эхо-сигналов.
• Теневой (прозвучивание): измеряется ослабление сквозного сигнала, прошедшего через объект.
• Зеркально-теневой: используется для мелких плоских дефектов, когда отражение идет под углом.
• Дельта-метод: анализирует изменения амплитуды отраженного луча с глубиной.

Применение УЗК

• Промышленность: Контроль сварных швов, трубопроводов, котлов, турбин, рельсов, корпусов судов, авиационных деталей, мостов.
• Строительство: Определение прочности бетона, трещин в камне, контроль качества клеевых соединений.
• Медицина: Ультразвуковое исследование (УЗИ) для визуализации внутренних органов (хотя там принцип несколько иной, но основан на той же идее отражения ультразвука).

Ультразвуковой контроль (УЗК) проводят, посылая ультразвуковые волны в объект через пьезоэлектрический преобразователь, который фиксирует отраженные эхо-сигналы от внутренних дефектов (трещин, пор) или границ материала, отображая их на экране дефектоскопа, что позволяет определить место, размер и тип дефекта путем анализа амплитуд и времени возврата сигналов, после очистки поверхности и настройки прибора с помощью эталона.

Этапы проведения УЗК.

• Подготовка объекта: Очистка поверхности от грязи, ржавчины, краски и масел. Нанесение контактной жидкости (масло, глицерин, смазка) для улучшения акустического контакта.
• Подготовка оборудования: Выбор типа дефектоскопа (ручной или автоматизированный), преобразователя (прямой, наклонный, совмещенный). Настройка прибора и преобразователей с использованием эталонного образца.

Процесс контроля.

• Излучение: Преобразователь излучает ультразвуковые импульсы в материал.
• Распространение и отражение: Волны распространяются в материале и отражаются от границ, включений или дефектов.
• Прием и отображение: Отраженные сигналы принимаются тем же или другим преобразователем и отображаются на экране дефектоскопа в виде импульсов.
• Сканирование: Преобразователь перемещают по поверхности объекта (зигзагом, вращением) для поиска дефектов.
• Анализ результатов: По амплитуде и времени отраженного сигнала оператор определяет тип, размер и положение дефекта, сравнивая с эталонными показателями. Используются специальные диаграммы (ДГС/AVG, АРД) для точного определения параметров.

Основные методы УЗК.

• Эхо-импульсный (самый распространенный): излучается импульс, фиксируется его эхо от дефекта.
• Зеркально-теневой: Дефект блокирует путь сигнала к приемнику.
• Эхо-зеркальный: использует отражение от границы объекта и от дефекта.
• Дифракционный: анализирует дифрагированные волны от кромок дефекта.

УЗК применяется для контроля сварных швов, литья, поковок и других изделий из металлов и композитов, позволяя обнаруживать внутренние и поверхностные дефекты.

Ультразвуковой контроль (УЗК) выявляет внутренние и поверхностные дефекты: трещины, поры, непровары (несплавления), шлаковые и другие включения, пустоты, расслоения, коррозию, разрывы, а также неоднородности химического состава и структуры (флокенов, крупнозернистость), оценивая целостность сварных швов, литья, композитов, трубопроводов и других изделий в машиностроении, энергетике и авиации.

Основные выявляемые дефекты:

• Нарушения сплошности: трещины, поры (пустоты), свищи, расслоения, разрывы, несплавления.
• Включения: шлаковые включения, инородные химические включения.
• Структурные неоднородности: зоны крупнозернистости, ликвационные скопления, флокенов.
• Геометрические отклонения: недопустимые утолщения (в основном, при контроле толщины стенки).
• Дефекты сварки: непровары, неполные проплавы, поры, шлаковые включения в швах.

Ультразвуковой контроль (УЗК) — это неразрушающий метод диагностики, который преимущественно ценится за высокую точность, безопасность (нет излучения), скорость, универсальность в применении к разным материалам и возможность контроля в труднодоступных местах, включая внутренние структуры и работу на действующих объектах, не прерывая процесс, что экономит время и деньги, выявляя трещины, непровары и другие дефекты.

Ключевые преимущества УЗК.

• Неразрушающий характер: не повреждает контролируемое изделие, что позволяет использовать его многократно.
• Высокая точность и чувствительность: обнаруживает мельчайшие дефекты (трещины, поры, непровары), определяет их глубину и точное расположение (координаты).
• Безопасность: Отсутствие ионизирующего излучения делает его безопасным для оператора и окружающих, в отличие от рентгена.
• Скорость и производительность: позволяет быстро сканировать большие объемы, сокращая время контроля.
• Универсальность: применяется для металлов, пластиков, композитов, стекла, как в лабораторных, так и в полевых условиях.
• Контроль в труднодоступных местах: Возможность проверки изнутри или с одной стороны.
• Мобильность: позволяет проводить диагностику непосредственно на объекте без остановки производства, включая ответственные конструкции, работающие под нагрузкой (трубопроводы, авиационные детали, рельсы).
• Экономичность: относительно низкая стоимость оборудования и процедуры, особенно по сравнению с рентгеном.