ПОЛНЫЙ ГАЙД ПО ВЫБОРУ УЛЬТРАЗВУКОВОГО ДЕФЕКТОСКОПА

Ультразвуковая дефектоскопия: принципы, классификация и критерии выбора оборудования

Ультразвуковая дефектоскопия — ключевой метод неразрушающего контроля, применяемый в промышленности для обнаружения внутренних дефектов материалов. По оценкам аналитиков, мировой рынок ультразвукового контроля в 2024 году достиг $3,7 млрд и продолжает расти с прогнозируемым темпом CAGR 12% до 2032 года. 

Выбор ультразвукового дефектоскопа — это инвестиция в качество продукции, безопасность производства и репутацию предприятия. От точности и стабильности УЗ-контроля зависят надежность конструкций — от мостов и резервуаров до авиационных двигателей и атомных реакторов. В условиях ужесточения стандартов и роста требований к качеству сварных соединений оптимальный выбор прибора становится стратегически важным.

Основы ультразвуковой дефектоскопии

Принцип работы ультразвукового дефектоскопа

Ультразвуковой дефектоскоп работает по принципу эхо-локации. Прибор генерирует короткие импульсы ультразвуковых волн (0,5–25 МГц), которые через преобразователь проникают в контролируемый материал.

Процесс контроля включает четыре этапа:

• Генерация импульса — формирование высокочастотного электрического сигнала.
• Преобразование в звук — пьезоэлектрический элемент создаёт механические колебания.
• Распространение в материале — волны проходят через объект, завися от структуры и плотности.
• Анализ отражений — отражённые сигналы регистрируются, позволяя выявлять дефекты и границы.

Типы ультразвуковых волн

Продольные волны (L-волны)

• Скорость в стали — около 5900 м/с
• Используются для контроля толщины и внутренней структуры
• Обладают максимальной проникающей способностью

Поперечные волны (S-волны)

• Скорость в стали — около 3200 м/с
• Применяются для проверки сварных соединений под углом
• Не распространяются в жидкостях

Поверхностные волны (волны Релея)

• Скорость — примерно 90% от скорости S-волн
• Используются для выявления поверхностных трещин
• Глубина проникновения — около одной длины волны

Преимущества ультразвукового контроля

• Высокая чувствительность — обнаружение дефектов от 0,5 мм
• Большая глубина проникновения — до нескольких метров в металле
• Точная локализация — определение координат и размеров дефекта
• Универсальность — подходит для металлов, пластмасс, композитов
• Мобильность — возможно применение в полевых условиях
• Безопасность — отсутствие ионизирующего излучения

Классификация ультразвуковых дефектоскопов

По принципу действия

Эхо-импульсные дефектоскопы

Наиболее распространённый тип приборов, работающих по схеме «импульс-эхо», где один преобразователь излучает и принимает сигнал.

Преимущества:

• Односторонний доступ к объекту
• Высокая чувствительность
• Точная локализация дефектов

Недостатки:

• Сложность при контроле крупнозернистых материалов
• Необходимость надёжного акустического контакта

Теневые дефектоскопы

Используют два преобразователя — излучающий и приёмный, расположенные с противоположных сторон объекта.

Преимущества:

• Высокая производительность контроля
• Простая интерпретация сигналов

Недостатки:

• Требуется двусторонний доступ
• Меньшая чувствительность к мелким дефектам

Резонансные дефектоскопы

Работают на изменении резонансной частоты при наличии дефекта. Применяются для тонких листов, проволоки и мелких труб.

Дефектоскопы на фазированных решётках (Phased Array)

Используют многоэлементные преобразователи с электронным управлением лучом.

• Секторное сканирование одним преобразователем
• Фокусировка луча и высокая точность
• Получение детализированных изображений
• Документирование результатов измерений

По конструкции и мобильности

Портативные дефектоскопы (до 2 кг)

• Вес: 0,5–2 кг
• Время автономной работы: 8–12 часов
• Дисплей: 3–5 дюймов
• Каналы: 1–2

Примеры: АКС, Кропус, SIUI

Переносные дефектоскопы (2–10 кг)

• Расширенный функционал и экран 7–10 дюймов
• Множественные каналы
• Возможность подключения принтера и внешнего питания

Стационарные системы (свыше 10 кг)

• Автоматизированный контроль на производстве
• Подходит для длинномерных изделий
• Высокая точность и стабильность измерений

По назначению

Универсальные дефектоскопы

Многофункциональные приборы для различных задач НК. Поддерживают широкий диапазон преобразователей и настроек.

Для контроля сварных соединений

• Предустановленные методики контроля швов
• Специальные алгоритмы оценки качества
• Соответствие отраслевым стандартам

Для контроля труб

• Компенсация кривизны поверхности
• Специализированные датчики для труб
• Автоматический расчёт параметров дефектов

Авиационные дефектоскопы

• Высочайшая точность измерений
• Соответствие авиационным стандартам
• Контроль композитных и легкосплавных материалов

Критерии выбора ультразвукового дефектоскопа

Технические параметры

Частотный диапазон

• Низкие частоты (0,5–2 МГц): толстостенные детали, максимальное проникновение
• Средние (2–10 МГц): универсальный контроль, сварные швы
• Высокие (10–25 МГц): тонкие изделия, поверхностные дефекты

Чувствительность и разрешение

• Минимальный выявляемый дефект: от Ø1 мм
• Разрешение по дальности: 0,1–1 мм
• Отношение сигнал/шум — ключевой показатель качества

Диапазон измеряемых толщин

Минимум — 1–5 мм (в зависимости от частоты); максимум — до 10 м в металлах.

Скорость сканирования

• Частота повторения импульсов — 100–4000 Гц
• Влияет на производительность и точность измерений

Интерфейс и удобство эксплуатации

Дисплей

• TFT LCD — стандартное решение
• OLED — высокая яркость при дневном освещении
• Сенсорное управление — упрощает навигацию

Размер экрана варьируется: 3–4″ у портативных, 5–7″ у переносных, 8″ и более — у стационарных систем.

Интерфейс и локализация

• Русскоязычный интерфейс и документация
• Быстрый доступ к основным функциям
• Возможность сохранения пользовательских настроек

Автономность и питание

• Время работы: 8–15 часов для портативных моделей
• Поддержка быстрой зарядки и питания от 12 В
• Тип аккумуляторов: Li-ion или NiMH

Эргономика и защищённость

• Степень защиты: IP54–IP67
• Рабочая температура: −20 °C … +60 °C
• Соответствие стандартам MIL-STD по ударопрочности

Заключение

Современные ультразвуковые дефектоскопы обеспечивают высокую точность, скорость и надёжность неразрушающего контроля. Их применение позволяет снизить риск аварий, продлить срок службы конструкций и повысить качество продукции на всех этапах производства.

Компания ВЕЛМАС предлагает широкий ассортимент ультразвуковых дефектоскопов для различных задач — от портативных приборов до автоматизированных систем. Все модели проходят поверку, сертифицированы и сопровождаются обучением персонала. Получить консультацию и подобрать оборудование можно на официальном сайте velmas.ru.