Badanie ultradźwiękowe spawów – typowe wskazania i dobór kąta głowicy

Złącze spawane ma inną geometrię i inny charakter potencjalnych nieciągłości niż odkuwka, odlew czy wyrób walcowany – dlatego badanie ultradźwiękowe spoiny wymaga innego podejścia niż standardowe badanie materiału jednorodnego. (Jeśli szukasz ogólnego wprowadzenia do zasady działania fal ultradźwiękowych, zobacz nasz artykuł o defektoskopii ultradźwiękowej; o zaawansowanych technikach PAUT, TOFD i TFM piszemy tutaj). Ten artykuł skupia się na tym, co specyficzne właśnie dla spoin: typowych wskazaniach i doborze parametrów badania.

Typowe wskazania w złączach spawanych

W terminologii badań UT to, co urządzenie pokazuje na ekranie, określa się jako wskazanie – dopiero jego analiza (kształt, amplituda, położenie) pozwala ocenić, czy odpowiada ono realnej niezgodności spawalniczej, i czy kwalifikuje się ona do naprawy według przyjętych kryteriów akceptacji. Do wskazań typowych dla złączy spawanych należą:

• braki przetopu – wskazanie w okolicy grani spoiny, wynikające z niepełnego połączenia materiału rodzimego w tym miejscu,
• przyklejenia brzegowe i międzyściegowe – wskazania wzdłuż linii stopienia lub między kolejnymi ściegami, gdzie spoiwo nie połączyło się w pełni z materiałem rodzimym lub poprzednim ściegiem,
• pęknięcia w strefie wpływu ciepła (SWC) – ostre, silne wskazania, często związane z naprężeniami cieplnymi lub wodorowym pękaniem stali,
• porowatość liniowa – seria wskazań ułożonych wzdłuż osi spoiny, charakterystyczna dla pęcherzy gazowych uwięzionych podczas krzepnięcia spoiny,
• wtrącenia żużla – wskazania o nieregularnym kształcie, zwykle wydłużone wzdłuż kierunku spawania.

Odróżnienie tych wskazań od siebie – i od zwykłych, nieistotnych odbić geometrycznych (np. od lica spoiny czy karbu) – wymaga doświadczenia operatora oraz właściwie dobranej czułości badania.

Dobór kąta głowicy do geometrii spoiny

W przeciwieństwie do badania materiału jednorodnego, gdzie często wystarcza głowica prostopadła, badanie spoiny niemal zawsze wymaga głowic kątowych, ponieważ wiązka musi trafić w rowek spawalniczy pod odpowiednim kątem, a nie tylko przeniknąć prostopadle przez grubość materiału. Dobór kąta zależy głównie od grubości ścianki:

• cieńsze spoiny – zwykle głowice o większym kącie załamania (rzędu 60–70°), pozwalające „zajrzeć” w wąski rowek spawalniczy,
• grubsze spoiny – często konieczne jest badanie z kilku kątów lub kilku pozycji głowicy względem osi spoiny, żeby objąć całą objętość złącza i ograniczyć strefy martwe.

Badanie prowadzi się zwykle z obu stron osi spoiny, a przy dostępie z dwóch stron ścianki – również z obu powierzchni, żeby zmaksymalizować prawdopodobieństwo wykrycia wskazania niezależnie od jego orientacji.

Norma regulująca badanie UT złączy spawanych

Badanie ultradźwiękowe spoin reguluje norma PN-EN ISO 17640 (badania nieniszczące złączy spawanych – badania ultradźwiękowe – techniki, poziomy badania i ocena), a kryteria akceptacji wskazań określa PN-EN ISO 11666. Normy te definiują m.in. wymagany poziom badania (A, B lub C – różniący się m.in. liczbą wymaganych kątów i kierunków skanowania) oraz dopuszczalne wielkości poszczególnych typów wskazań w zależności od grubości i odpowiedzialności konstrukcyjnej złącza.

Kiedy warto sięgnąć po PAUT lub TOFD zamiast klasycznego UT

Klasyczne, ręczne badanie UT dobrze sprawdza się przy typowych złączach o niewielkiej lub średniej grubości. Przy grubszych spoinach, elementach o złożonej geometrii lub gdy wymagana jest precyzyjna dokumentacja cyfrowa i dokładne wymiarowanie wskazania, lepszym wyborem bywa PAUT lub TOFD – obie metody radzą sobie lepiej z wykrywaniem i precyzyjnym określaniem wielkości wskazań o skomplikowanej orientacji.

Podsumowanie

Badanie ultradźwiękowe spoin różni się od standardowego badania materiału jednorodnego przede wszystkim doborem kąta głowicy i charakterem typowych wskazań – braków przetopu, przyklejeń, pęknięć w strefie wpływu ciepła czy porowatości liniowej. Prawidłowo przeprowadzone, zgodnie z normą PN-EN ISO 17640, pozwala rzetelnie ocenić jakość złącza przed jego dalszą eksploatacją.

Potrzebujesz badania ultradźwiękowego złącza spawanego zgodnego z wymaganą normą? Skontaktuj się z naszym zespołem – dobierzemy technikę i parametry badania odpowiednie do grubości i geometrii Twojej spoiny.