11 Вопрос: Ультразвуковой контроль межкристаллической коррозии и коррозии растрескивания под напряжением

Ответ:

(Клюев 799)

Межкристаллитная коррозия поражает изнутри стенки сосудов и трубопроводов. Она проявляется в том, что происходит химическое превращение веществ, располагающихся по границам кристаллитов (зерен) металла, и в результате резко снижается прочность.

Другие виды коррозии обнаруживают по локальному уменьшению толщины стенок с помощью толщиномеров группы Б. Межкристаллитная коррозия характерна очень тонкими промежутками между зернами металла, причем эти промежутки заполнены продуктами коррозии. Тонкие несплошности не дают четкого отражения УЗ-волн, поэтому межкристаллитную коррозию обычно контролируют по уменьшению скорости и увеличению коэффициента затухания УЗ.

По измерениям В.Н. Приходько, межкристаллитная коррозия вызывает изменение скорости не более чем на 15% (рис. 7.60), в то время как коэффициент затухания меняется в десятки раз (рис 7.61). Надежный способ контроля межкристаллитной коррозии состоит в сравнении амплитуд сигналов, прошедших один и тот же путь в ОК, пораженном и не пораженном коррозией.

Коэффициент коррозии принимают равным отношению амплитуд донных сигналов в корродированном и некорродированном (образцовом) ОК на одной и той же частоте. Контроль ведут на частотах 1…10 МГц. Частоту выбирают так, чтобы влияние коррозии было наибольшее и в то же время наблюдались достаточно большие амплитуды сигналов.

В зависимости от условий контроля могут быть использованы продольные волны с применением совмещенного или РС-преобразователя или поперечные волны, излучаемые и принимаемые двумя встречно расположенными наклонными преобразователями. При небольшой толщине ОК используют волны Лэмба или квазирэллеевские волны.

Недостаток метода измерения коэффициентов коррозии состоит в том, что два ОК должны очень точно соответствовать друг другу по форме и чистоте поверхности. Несколько снижаются требования к образцовому ОК при использовании относительного метода, когда контроль ведут на двух частотах таким же способом, как при измерении структурных коэффициентов. При этом ошибки в измерении глубины коррозии составляют 5..10%.

Скорость УЗ измеряют со значительно более высокой точностью, чем затухание. С учетом этого в работах Г.И. Гиллера разработана методика измерения межкристаллической коррозии по скорости звука или одновременно по относительному изменению скорости и амплитуды донного сигнала, характеризующего затухание. Градуировку выполняют по двум образцам с разной степенью поражения межкристаллитной коррозией.

Эффективный способ контроля межкристаллитной коррозии – по измерению скорости звука с помощью УЗ-толщиномера и вихретоковым методом. Погрешность измерения глубины поражения межкристаллитной коррозией составляет 5…7%.

Межкристаллитная коррозия особенно сильно поражает наплавленный металл сварного шва и зону термического влияния. Для контроля коррозии сварного соединения используют отражение от валика шва, полученное с помощью двух встречно расположенных наклонных преобразователей поперечных волн с углами ввода 40…50 градусов, соединенных по зеркально-теневой схеме. Таким способом измеряют коррозию глубиной 0,3…0,7 мм.

В работах испанских и французских исследователей предлагается оценка глубины достаточно сильно развитых межкристаллитных коррозионных трещин (глубиной 2,5 мм и более), возникающих под действием коррозии под напряжением. Такие трещины отличаются большим раскрытием, чем описанные ранее трещины от межкристаллитной коррозии. Измеряют разность времен пробега УЗ-импульса, дифрагированного на конце трещины и отраженного от ее основания, т.е. используют дифракционно-временной метод.

Также была разработана методика контроля турбинных дисков на коррозию под напряжением. Для контроля используют наклонные преобразователи с различными углами ввода, обеспечивающими проверку опасных зон. Выявлялись трещины глубиной 6 мм и более. На рис. 7.62 в показана схема контроля шпоночной канавки диска. Надежно обнаруживались трещины глубиной более 3 мм.