Источник - статья С. А. Попоудина опубликованная в журнале «В мире НК» № 3(37). 2007.
Другие статьи на тему толщинометрии изделий можно посмотреть в разделе Статьи.

Ультразвуковая толщинометрия (УЗТ) находит широкое применение во многих отраслях народного хозяйства.

УЗТ позволяет оценивать толщину изделий в процессе производства и эксплуатации, а также выявлять расслоения в материале изделий.

В настоящее время, в связи с возросшими требованиями к точности проводимых измерений, на смену аналоговым ультразвуковым толщиномерам приходит аппаратура на основе микропроцессоров [1] с представлением информации на дисплее в виде А-развертки и В-развертки, с дополнительной информацией о фазе отраженного сигнала.

За последние десять лет в Беларуси, благодаря большой информационно-методической работе Белорусской ассоциации НК и технической диагностики (БАНК и ТД) и при ее содействии интенсивно идет замена морально и физически устаревших средств НК, в том числе и ультразвуковых толщиномеров.

Качество выполнения УЗТ зависит прежде всего от наличия и технического уровня технических нормативных правовых актов (ТНПА).

В странах СНГ в области УЗТ на сегодняшний день действуют ТНПА, которые разрабатывались более тридцати лет назад и не потеряли своей актуальности, а также разрабатываются новые документы и вводятся в качестве государственных международные и европейские стандарты. В общем случае, применительно к УЗТ, так же как и ко всем методам НК, стандарты можно разделить на следующие группы.

1. Термины и определения:

– ГОСТ 23829-85. Контроль неразруша-ющий акустический. Термины и определения.

– *СТБ ЕН 1330-4-2004. Контроль нераз-рушающий. Часть 4. Термины, применяемые при ультразвуковом контроле.

-----------------

* СТБ – Государственный стандарт Республики Беларусь.

2. Технические требования к СНК и методам контроля (включая требования к точности измерений):

– ГОСТ 18353-79. Контроль неразрушаю-щий. Классификация видов и методов.

– ГОСТ 20415-82. Контроль неразруша-ющий. Методы акустические. Общие положения.

– ГОСТ 28702-90. Контроль неразруша-ющий. Толщиномеры ультразвуковые. Общие технические требования.

– СТБ ЕН 583-2-2005. Контроль нераз-рушающий. Ультразвуковой метод. Часть 2. Настройка чувствительности и длительности развертки.

– СТБ ИСО/МЭК 17025-2001. Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий.

– ГОСТ 8.010-99. Государственная система обеспечения единства измерений. Методики выполнения измерений. Основные положения.

– СТБ ИСО 5725. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений, части 1–6.

3. Метрологическое обеспечение СНК:

– ПМГ 06-2001. Порядок признания результатов испытаний и утверждения типа, поверки, метрологической аттестации средств измерений.

– ГОСТ 8.495-83. Толщиномеры ультразвуковые контактные. Методы и средства поверки.

Кроме перечисленных ТНПА в странах СНГ действуют нормативные документы (РД, ОСТ, ВСН, СНиП) по УЗТ различных объектов, например [2] и [3].

Опуская детальный анализ недостатков и взаимной несогласованности перечисленных ТНПА, остановимся на стандарте ЕN 14127 «Неразрушающий контроль. Ультразвуковые измерения толщины» [7], который был введен в действие в августе 2004 г. С февраля 2005 г. в странах Евросоюза он действует как национальный.

Рис. 1. Методы проведения измерений толщины ультразвуковым методом.

Согласно стандарту ЕN 14127:2004 оценка точности измерений выражается в виде неопределенности результатаизмерения. Оценка неопределенности измерений проводится в соответствии с ISO 14253-2 [8] «Спецификации на Геометрические Параметры Изделий (GPS) – Инспекция путем измерения рабочих заготовок и измерительного оборудования. Часть 2. Руководство по оценке неопределенности при измерениях GPS, при калибровке измерительного инструмента, а также верификации продукции», положения которого позволяют определить, когда результат измерения можно считать соответствующим показанию прибора. Стандарт ISO 14253-2 представляет интерес при рассмотрении процедуры по планированию и использованию неопределенности и, конечно же, требует отдельного рассмотрения.

Стандарт ЕN 14127:2004 устанавливает:

– основные требования к ультразвуковому методу измерения толщины;

– методы проведения измерения толщины (рис. 1);

– типы применяемой аппаратуры для проведения измерений;

– требования к квалификации персонала;

– факторы, влияющие на точность измерений (табл. 1);

– выбор аппаратуры, порядок настройки аппаратуры с цифровой индикацией и имеющей экран с А-разверткой;

- порядок и особенности технологии проведения измерений;

- оценку точности;

- составление отчета.

В стандарте ЕN 14127:2004 приводятся информативные приложения в виде таблиц и схем:

- возможные виды коррозии сосудов и трубопроводов;

– особенности настройки аппаратуры;

– учет параметров, влияющих на точность измерений;

– схемы проведения контроля с учетом особенностей при проведении измерений в процессе производства или эксплуатации с рекомендациями по выбору аппаратуры и др.

Исходя из содержания рассматриваемого стандарта, можно сказать о том, что он достаточно полно раскрывает особенности УЗТ и может служить в качестве основы для совершенствования и разработки ТНПА.

В соответствии с ЕN 14127:2004 специалист, выполняющий УЗТ, должен знать физические основы ультразвука, а также иметь теоретические и практические навыки измерения толщины ультразвуковым методом. Кроме этого, оператор должен иметь информацию о конструкции объекта контроля и его материале, особенностях эксплуатации, возможном состоянии его обратной поверхности. В качестве подтверждения своей квалификации специалист должен иметь сертификат в соответствии со стандартом EN 473 или его эквивалентом.

Точность проведения измерений с помощью ультразвука – это тот важный момент, который выделяет УЗТ из области дефектоскопии и должен быть учтен при подготовке специалистов, проводящих ультразвуковые измерения толщины. Специалист должен знать, с какой точностью он должен выполнять измерения и как ее добиться при проведении измерений. Практика показывает, что персонал, имеющий сертификат по ультразвуковой дефектоскопии, в курс обучения которого не входила углубленная подготовка по обеспечению точности проведения измерений ультразвуковым методом, не сможет качественно выполнить задачу, связанную с оценкой остаточной толщины изделия в процессе эксплуатации. Очевидно, что сертификация специалистов для этого направления весьма актуальна [9].

Выводы:

1.   Ввести в качестве межгосударственного стандарта европейский стандарт ЕN 14127:2004. Эту работу мог бы взять на себя межгосударственный комитет по НК МТК 515 «Неразрушающий контроль».

2.  Ввести сертификацию персонала по ультразвуковой толщинометрии, для чего разработать программы подготовки специалистов для целей сертификации, схемы сертификации, экзаменационные вопросы и т. д.

Литература

1. Гиллер Г. А., Могильнер Л. Ю. Современные ультразвуковые толщиномеры. Новые возможности. – «В мире НК». 1999. № 5. С. 6–9.

2. ПНАЭ Г 7-031-91. Унифицированные методики контроля основных материалов (полуфабрикатов), сварных соединений и наплавки оборудования и трубопроводов атомных энергетических установок. Ультразвуковой контроль. Часть ІІІ. Измерение толщины монометаллов, биметаллов и антикоррозионных покрытий. – М.: ЦНИИ атоминформ, 1992.

3. РД РОСЭК 006-97. Машины грузоподъемные. Толщинометрия ультразвуковая. Основные положения. – М.: Машиностроение, 1998.

4. Руководство по выражению неопределенности измерения. Перевод с англ. Под науч. ред. проф. Слаева В. А. – СПб.: ГП ВНИИМ им. Д. И. Менделеева, 1999.

5. СТБ ИСО 5725-1-2002. Точность (правильность и прецизионность) методов и результатов измерений. Часть 1. Общие принципы и определения. – Минск: БелГИСС, 2002.

6. Руководство ЕВРАХИМ/СИТАК. Количественное описание неопределенности в аналитических измерениях. 2-е издание, 2000, перевод с англ. Р. Л. Кадиса, Г. Р. Нежиховского, В. Б. Силенка под общей редакцией Л. А. Конопелько. – СПб.: ВНИИМ им. Д. И. Менделеева, 2002.

7. ЕN 14127:2004 (Е). Non-Destructive Testing – Ultrasonic Thickness Measurement.

8. ISO/TS 14253-2:1999(E) Geometrical Product Specifications (GPS) – Inspection by Measurement of Workpieces and Measuring Equipment – Part 2: Guide to Estimation of Uncertainty in GPS Measurement, in Calibration of Measuring Equipment and in Product Verification.

9. Попоудина С. А. Развитие системы сертификации персонала в области НК в Республике Беларусь. – В мире НК. 2005. № 4(30). С. 54–55.

Табл. 1. Таблица параметров, влияющих на точность измерений