УЗК на фазированных решетках

Контроль фазированной антенной решёткой, далее ФАР — передовая технология в ультразвуковой дефектоскопии сварных швов и основного металла. В ряде случаев, позволяет механизировать, либо полностью автоматизировать контроль. Проверка кольцевого сварного шва транспортного трубопровода электроприводным датчиком занимает 5-10 минут в зависимости от диаметра. Наша лаборатория использует многоканальную систему «Harfang VEO» с набором роликовых датчиков разного типа.

Контроль проводится быстрее и точнее классического УЗК с одноэлементными датчиками ПЭП. ФАР представляет собой матрицу, где 64 таких датчика работают одновременно. Они образуют антенную решётку, в которой микропроцессор управляет смещением фазы в каждой рабочей точке. В результате формируется направленная интерференционная ультразвуковая волна с заданными параметрами. Отражённый сигнал принимается каждым ПЭП в системе ФАР и обрабатывается.

Тот же принцип используется для контроля воздушного пространства в радиолокации. В ультразвуковом контроле ФАР позволяет получать точные данные о внутренней структуре материала и залегающих дефектах. За один проход датчика контролируется большее пространство, чем при контроле одноэлементным пьезопреобразователем. Последний может генерировать колебания с одним углом и в одном направлении. Использование ФАР датчика снимает эти ограничения.

Наша ФАР система позволяет выполнять ультразвуковое сканирование в режиме развёртки под разными углами с максимальным разрешением 0,05 градуса в заданном диапазоне. Так исключается пропуск дефектов в виде расслоений, расположенных перпендикулярно фронту звуковой волны. Двумя парами отдельных датчиков проводятся ToFD измерения, основанные на регистрации дифракционных волн, возникающих на краях дефекта от действия несущих колебаний.

Использование ФАР и ToFD измерений позволяет определять геометрические параметры дефекта в трёх декартовых плоскостях. Дефектоскоп получает аналоговый сигнал от каждого датчика и сразу после преобразования в цифровой формат сохраняет данные в энергонезависимой памяти. Впоследствии, на основе этих данных генерируются отчёты любого типа: S-скан, L-скан, А-скан, В-скан, ToFD дефектограммы, виды объекта сверху и сбоку, пространственная 3D модель.

Обработка массива данных осуществляется с помощью пакета программного обеспечения UT Studio. Результаты контроля сварного соединения представляют собой единый файл —  дефектограмму состоящую из нескольких видов, включая каналы ToFD. Параметры выявляемых дефектов: глубина залегания, высота, протяжённость, тип и координаты. После выполнения контроля файл передаётся заказчику с выдачей заключения установленного образца.

Система механизированного ультразвукового контроля «Harfang VEO» внесена в Государственный реестр средств измерений и реестр средств неразрушающего контроля качества ОАО «Газпром». Рекомендована для контроля качества сварных соединений сухопутных участков магистральных трубопроводов с толщиной стенки от 8-32 мм, диаметром 500-1420 мм. Одобрена к применению Федеральной службой по экологическому, технологическому и атомному надзору.