ЦНИИТМАШ разработал новый дефектоскоп

Больше 20 лет специалисты лаборатории комплексной технологии неразрушающего контроля Института сварки и неразрушающих методов контроля «ЦНИИТМАШа» работают над серией дефектоскопов «Лист» — портативных установок для ультразвукового контроля металлических и биметаллических листов. В январе выпустили «Лист 7М».

Текст: Марина Полякова / Фото: «ЦНИИТМАШ»

Неразрушающий контроль применяют практически везде — от производства автомобильных капотов до строительства атомных реакторов. Методов много: радиационный, оптический, электрический, магнитный и др. Самому популярному, ультразвуковому, уже 90 лет.
В феврале 1928 года советский физик Сергей Соколов предложил применять звуковые волны для обнаружения повреждений материала — трещин и раковин в металлических изделиях и заготовках. Ученый создал первый промышленный образец ультразвукового дефектоскопа.
Развитие сварочной техники в 1940–1950-е годы потребовало новых, более чувствительных методов контроля качества. Это был период исследований для расширения применения ультразвуковой дефектоскопии и совершенствования методов.

Специалисты «ЦНИИТ­МАШа» разработали несколько поколений оборудования для неразрушающего контроля. Так, в 1951 году в институте создали пьезоэлектрический преобразователь, который проверял качество сварных соединений. В 1957-м запустили производство первого в СССР серийного ультразвукового дефектоскопа УЗД‑7Э. Он стал прототипом современных устройств, широко применяемых при строительстве и эксплуатации АЭС.
В ранних дефектоскопах использовались вакуумные трубки — приборы были громоздкими и тяжелыми, работали только от источника питания переменного тока. Полупроводниковые схемы позволили создать в 1960-е более компактные приборы с батарейным питанием и проводить контроль в полевых условиях. Например, находить в подошвах железнодорожных рельсов дефекты, возникающие за время эксплуатации.
Дефектоскоп «Лист 7М», как и его предшественники, мобилен. Он легко перемещается по листу, может разворачиваться, менять направление, не отрывая акустический блок от поверхности, работает без подзарядки восемь часов и весит всего около 25 кг. Работает с металлическими и биметаллическими листами толщиной от 4 до 300 мм и находит дефекты размером от 3 мм.
В основе нового устройства лежит эхо-импульсный метод контроля. «Лист 7М» посылает короткие импульсы ультразвуковых колебаний. Они проходят через деталь и, отражаясь от ее противоположной стороны (донный сигнал) либо от дефекта, возвращаются к излучателю.
Контроль листа проходит через слой воды, излучают и принимают ультразвуковой импульс восемь преобразователей. Жидкость обеспечивает акустический контакт излучателя с поверхностью изделия. Оператор видит показатели всех восьми датчиков и следит за значениями толщины листа, глубины залегания дефекта и донного сигнала. Установку будут использовать для контроля продукции на металлургических заводах, а также в организациях, которые покупают эту продукцию.

---

Игорь Семыкин
Ведущий научный сотрудник лаборатории комплексной технологии неразрушающего контроля Института сварки и неразрушающих методов контроля «ЦНИИТМАШа»
— Установка предполагает не сплошной контроль, а быстрый контроль со смещением. В первом случае преобразователи располагаются в шахматном порядке и перекрывают друг друга. Контролируемая полоса при этом слишком узкая, и нужно много раз водить туда-сюда, чтобы исследовать 100 % поверхности. Я предложил другой вариант — разнести преобразователи на 50 мм. Тогда мы захватываем 560 мм поверхности. Потом смещаем установку на 50 мм и возвращаемся назад. Таким образом можно быстро проконтролировать всю поверхность. Например, исследовать лист размером 2,5×6 м можно всего за 12 минут.