Образец для неразрушающего контроля

для неразрушающего контроля
Полезная модель относится к неразрушающнм способам контроля в частности к ультразвуковому, сварных соединений различных металлов и сплавов и может быть использовано в любой отрасли промышленности для аттестации оборудования для неразрушающего контроля, проверки методик контроля и обучения персонала.
Трудности при изготовлении образцов, указанного выше назначения, заключаются в создании в них искусственных дефектов, идентичных реальным дефектам в изделии, которые в условиях неразрушаюшего контроля дают те же показания, что и реальные дефекты и которые называются реалистичными.
Известен образец для ультразвукового контроля, выполненный в виде тела из контролируемого материала с, по крайней мере, одной полостью, в которой размещен искусственный дефект, а остальная часть заварена, при этом искусственный дефект выполнен в виде дефектообразующего элемента, в одной из поверхностей которого выполнена выемка, и этой поверхностью дефектообразующий элемент неразъемно соединен с одной из плоскостей полости тела, причем размеры, геометрическая форма выемки идентичны реальному дефекту, а дефектообразующий элемент выполнен из коЕГГролируемого материала в виде накладки или полушайбы, и для его фиксации на плоскости полости тела ввшолнено фиксирующее углубление (патеш- РФ № 2186383, кл. G 01N 29/04, публ. 2002 г.).
Данный образец позволяет получить искусственные дефекты идентичные реальным как по форме, геометрическим размерам, так и по месту расположения рабочей полости в теле образца. Однако этот образец не позволяет имитировать трепщны, непровары и несплавления большой протяженности (более 10 мм). Кроме того, технология изготовления этого образца сложна и требует больших материальных затрат.
Однако по совокупности существенных признаков «Образец для ультразвукового контроля по патенту РФ Х 2186383, кл. G 01N 29/04, публ. 2002 г., является наиболее близким к заявляемому техническому решению и потому выбран за прототип.
Задачей предлагаемого технического решения является разработка образпа с реалистичными протяженными дефектами (более 10 мм) с обратной стороны сварного шва, которые особенно часто встречаются после изготовления и эксплуатации изделий, в частности труб из аустенитных сталей, и упростить технологию изготовления этих образцов.
Сущность предлагаемой полезной модели заключается в создании в образце для неразрушающего контроля, в частности ультразвукового, протяженных реалистичных дефектов, которые в условиях контроля дают практически те же показатели, что и реальные дефекты в изделиях, что, в конечном счете, повышает достоверность контроля.
Указанный технический результат при использовании полезной модели достигается тем, что, в образце для неразрушающего контроля, вьшолненном в виде тела из контролируемого материала, содержащего искусственный дефект и, по крайней мере, одну ступенчатую разделку, которая заварена, искусственный дефект выполнен в ступеньке с обратной стороны разделки под сварку в виде дефектообразующей проточки, имитирующей реальный дефект с обратной стороны сварного шва изделия, при этом ширина проточки равна сумме усадки металла после сварки и ширине имитируемого реального дефекта в изделии, а глубина и проточки, и разделки выполнены переменными с противоположным знаком, причем ступенька разделки под сварку, по крайней мере, в одной из сторон выполнена из металла сварного шва, а, по крайней мере, в одном из углов разделки под сварку выполнена дополнительная проточка.
Выполнение искусственного дефекта в ступеньке с обратной стороны разделки под сварку, в виде дефектообразуюшей проточки, позволяет имитировать реалистичный дефект (непровар) с обратной стороны сварного
M)6IOYl
шва юделия в его корневой части, то есть в реальном месте его расположения в изделии после сварки, например трубе.
Выполнение ширины проточки равной сумме усадки металла после сварки и ширины имитируемого реального дефекта в изделии, а глубины и проточки, и разделки под сварку переменными с противоположным знаком, позволяют получить дефект, который практически по своим размерам равен дефекту (непровару) в реальном изделии и в процессе контроля даст близкий результат, то есть практически получается образец с протяженным реалистичным дефектом.
Выполнение ступеньки, по крайней мере, с одной из сторон разделки под сварку из металла сварного шва, позволяет получить имитацию трепщны с обратной стороны сварного шва реального вделия в реальном месте, в первом случае, в сварном пше по центру, во втором случае, в переходной зоне от металла свиного шва к основному металлу, что является наиболее трудно имитируемым дефектом и наиболее часто встречаюпщмся после изготовления и эксплуатации шделий, особенно из аустенитных сталей.
Выполнение, по крайней мере, в одном из углов разделки под сварку дополнительной проточки, позволяет получить реалистичный протяженный дефект несплавление с одной или двух сторон разделки.
Таким образом, признаки, приведенные в формуле изобретения, являются необходимыми и достаточными для достижения указанного выше технического результата, а именно, получения на образце реалистичных протяженных дефектов (непроваров, несплавлений, трепщн с обрапгной стороны сварного шва в его корневой части), которые в условиях неразрушаюшего контроля, дают те же показания, что и реальные дефекты на юделии, то есть, являются существенными.
Наличие отличительных признаков по отношению к выбранному прототипу свидетельствует о соответствии заявленного технического решения критерию «новизна по действуюшему законодательству.
Сведения, подгверждаюпще возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического р ультата, поясняются чертежами.
На фиг. 1 показан один из торцев одной из разделок под сварку предлагаемого образца - трубы для неразрушающего контроля, в котором ступенька разделки под сварку выполняется с эксцешриситетом относительно геометрической оси трубы, что при постоянном притуплении той же разделки позволяет получшъ переменную с противоположным знаком глубину и дефектообразующей проточки и разделки под свгфку.
На фиг. 2 показаны сечения предлагаемого образца-трубы соответственно: А-А в месте максимальной глубины дефектообразующей проточки, Б-Б в месте промежуточной глубины дефектообразующей проточки, В-В в месте нулевой глубины дефектообразующей проточки, где:
а)ступенчатая разделка под сварку с дефектообразующей проточкой в ступеньке в сечениях А-А, Б-Б образца-трубы;
б)заваренная вьппеуказанная ступенчатая разде.11ка с реалистичным дефектом (протяженным непроваром) в сечениях А-А, Б-Б с обратной стороны сварного щва;
в)разделка под сварку с дефектообразующей проточкой с обратной стороны в ступеньке, половина которой состоит ю металла сварного шва в сечении А-А, Б-Б;
г)заваренная вьппеуказанная разделка с реалистичным дефектом протяженной трещиной изнутри образца-трубы в корневой части сварного шва в сечениях А-А, Б-Б в переходной зоне от металла сварного шва к основному металлу;
д)разделка под сварку с дефектообразующей проточкой с обратной стороны ступеньки, которая полностью состоит из металла сварного шва;
е)заваренная вьппеуказанная разделка с реалистичным дефектом протяженной трепщной изнутри образца-трубы по центру корневой части сварного шва в сечениях А-А и Б-Б;
ж)разделка под сварку с дефектообразующей проточкой с обратной стороны ступеньки в сечениях А-А и Б.Б и с дополнительными дефектообразуюпцши проточками в каждом из углов разделки в ее корневой части;
з)заваренная вышеуказанная ступенчатая разделка с реалистичными дефектами: протяженными непровгфами с обратной стороны сварного пта в его корневой части в сечениях А-А, Б-Б и протяженными несплавленимями в углах разделки в корневой ее части в сечениях А-А, Б-Б и В-В;
Предложенный образец для неразрушающего кошроля представляет тело 1 (сварное соединение), в частности трубу (см. фиг. 1), из контролируемого материала, с, по крайней мере, одной заваренной ступенчатой разделкой 2 см. фиг. 2 а), в), д), ж), а также искусственный дефект, выполненный в ступеньке 3 с обратной стороны разделки 2 в виде дефектообразуюшей проточки 4, им1ггарующей реальный дефект с обратной стороны сварного шва изделия в корневой части 5: свиного шва 6:
б) непровар 7 - сечения А-А, Б-Б;
г) трепщна 8 в переходной зоне от металла сварного пгоа 6 к основному металлу - сечения А-А, Б-Б;
е) трепщна 9 по центру свиного шва 6 - сечения А-А, Б-Б;
з) непровар 7 сечения А-А, Б-Б и несплавления 10 сечения А-А, Б-Б, ВВ.
При этом пшрина Н (в мм) (см.фиг.1,2) дефектообразующей щюточки 4 равна сумме усадки Д (в мм) металла после сварки и ширине С (в мм) им1ггируемого реального дефекта изделия, то есть Н  (Д + С) мм, глубина h (в мм) проточки 4 и глубина К (в мм) разделки 2 вьшолнены переменными с противоположным знаком, а притупление t разделки 2 остается постоянным (см. фиг. 1) кроме того, по крайней мере, в одном из углов (а) разделки 2 (см. фиг. 2 ж) вьшолнены дополнигельные дефектообразуюпще проточки 11, имитируюпще реальные дефекты изделия - несплавления 10. Для получения реалистичного дефекта с обратной стороны свгфного шва 6: протяженной
JO
трещин 8 в переходной зоне от металла сварного шва 6 к основному 1 и протяженной трещины 9 по центру сварного пюа 6, половина ступеньки 3 или вся ступенька 3 выполнена из металла сварного пша 6.
Для аттестации оборудования ультразвукового контроля был изготовлен образец-труба из материала 08Х18Н10Т (ГОСТ-9940-81, ТУ-143935-85) диаметром 325 мм с толщиной стенки 16 мм, длиной 300 мм. Образец имеет два стыка. Расстояние стыков от торцев образца и между стыками по 100 мм. В каждом из стыков выполнена U-образная ступенчатая разделка: зтол раскрытия разделки 40 , толщина ступеньки (2,7 - 8,7) мм, а щирина 7 мм. В ступеньке разделки под сварку с обратной стороны разделки выполнена дефектообразующая проточка пшриной 3,8 мм с переменной глубиной от О до 6 мм, при этом глубина разделки также переменная, но с обратным знаком, а притупление ступенчатой разделки остается постоянным и составляет 2,7 мм. Кроме того, в обоих углах разделки одного из стыков параллельно вертикальной плоскости стыка выполнены проточки 2,5x2,5 мм. Разделка завгфена проволокой Св04Х19Н11МЗ на соответствующем режиме до образования реалистичных дефектов: протяженных непровара и несплавления.
Во втором стыке, где на одной половине торца стыка стз генька выполнена из металла сварного пюа, а на другой половине торца обе ступеньки разделки выполнены из металла сварного пша, заваренная разделка имеет соответственно реалистичные дефекты: в первом случае трещину в переходной зоне сварного шва к основному металлу изнутри трубы, а во втором - трещину по ценгру пюа.
Описанный выще образец прощел испытания:
Оценивалась достоверность результатов ультразвукового контроля производственных сварных соединений на трубопроводах идентичных размеров и материалов заваренных по той же технологии, вьшолнявщегося по методике ПНАЭ Г-7-032-91 с использованием дефектоскопа УД2-12. Для этого использовался предложенный образец.
Кошроль проводили PC преофазователями типа П 112-2,5-12-002 с рабочей частотой 2,5 и 1,8 МГц.
Проведена иденгафикация сигналов.
Сигналы от реалистичных дефектов в образце зафиксированы между крайними положениями преобразователя. При перемещении его вдоль несплошности, где амплитуда эхо сигнала уменьшается до поискового уровня чувствиггельности и увеличивается до максимального значения.
По результатам контроля установлена минимальная г.11убина (h  2,5 мм) реалистичного дефекта, которая надежно выявляется использованным прибором по указанной методике.
Применение данного образца позволило обьективно установить возможности методики контроля ПНАЭ Г-7-032-91 и прибора УД2-12 по выявлению плоскостных протяженных дефектов типа трепщн, непров юв и несплавлений в свиных соединениях трубощюводов диаметром 325 мм с толшрной стенки 16 мм.
Таким образом, можно сказать, что предлагаемое техническое решение обладает новизной и промышленно гфименимо с указанным вьппе техническим результатом. Получен образец для неразрушающего контроля с реалистичными дефектами: протяженным непров ром, несплавлениями, трещинами в переходной зоне от металла сварного шва к основному и по ценгру металла свиного шва, которые в условиях рассматриваемого неразрушаюшего контроля, ультразвукового, дают те же показания, что и реальные дефекты изделия, что значительно повьш1ает достоверность.