Отражателя расположенного

1.4.2. Излучатель-приемник волн поперечного типа принимает эхосигнал от цилиндрического отражателя диаметром 1Ь (рис. 1.24), находящегося в стальном образце на расстоянии />Ь. При каком соотношении диаметра Цилиндра и длины волны импульсы волн обегания будут интерферировать, если считать, что длительность импульса равна четырем периодам колебаний т=4Г?

амплитуда боковой волны эквивалентна амплитуде эхо-сигнала, отраженного от плоскодонного отражателя диаметром 5,2 мм, что на 15 ... 20 дБ выше амплитуды краевой волны.

ной, распространяющейся параллельно стенке трубы. Такие условия распространения ультразвукового пучка выполняются, если расстояние по хорде между точками выхода излучателя И и приемника П [4] 2/ = 1/^21) Я — Я2 (Я — толщина стенки трубы), а призмы наклонены под определенными углами. С целью уменьшения интенсивности поверхностной волны и выравнивания чувствительности по толщине изделия применяют фокусирующие линзы или многослойные призмы с неравномерной скоростью по сечению, перпендикулярному падающему лучу. Благодаря этому при контроле не требуется поперечного сканирования ПЭП, причем уровень полезного сигнала таких ПЭП более высокий по сравнению с известными, что обеспечивает выявление небольших объемных и плоскостных дефектов. Например, при прозвучивании шва отраженным от плоскодонного отражателя диаметром 2Ь = = 0,8 мм лучом на глубине 2 мм уровень полезного сигнала равен

Для построения соответствующего графика к аттестуемому образцу определяют в децибелах разность /СУ1 амплитуд NXi от отражателей № 20 и 50 диаметром 2 мм в аттестуемом образце и амплитуду NO от отражателя диаметром 6 мм на глубине 44 мм в образце СО-2: ^ ^ _

а — место расположения микропористости (погонная энергия 90 кДж/см, количество проходов — по одному с каждой стороны); среднее количество микропор в сечении 0,1 при мелкозернистой структуре и 5,7 при крупнозернистой; б — положение контрольного отражателя диаметром 1 мм; частота 5 МГц, угол ввода ультразвукового луча 45°; в — акустические характеристики сплава с мелкозернистой структурой; г — то же, крупнозернистой структурой; / — максимальный уровень шумов; 2 — сигнал от контрольного отражателя; 3 — 20% амплитуды сигнала от контрольного отражателя

Работа производится на частотах 2,25; 6; 10; 15 и 25 мгц, что обеспечивает разрешающую способность на высшей частоте, характеризующуюся обнаружением плоского отражателя диаметром 1,2 мм на глубине 2,5 мм под поверхностью. Автоматический сигнализатор дефектов с помощью световой или звуковой сигнализации указывает на обнаружение дефекта, размеры которого превышают заданную величину.

преобразователей относительно проверяемого шва [3]. Исследозание чувствительности преобразователей производилось на образце с отверстиями диаметром 1,2; 2,1; 3,3; 4,2; 4,7 мм и продольными пазами глубиной 1,8; 3,0; 3,8; 4,3; 6,0 мм и длиной 30 мм каждый. Амплитуда эхосиг-налов от отражателей определялась с помощью дефектоскопа ДУК-66. ^Установлено, что предельная чувствительность соответствует эквивалентной площади плоскодонного отражателя диаметром 1,2 мм (S3KB = 1,13 мм2). Исходя из норм допускаемых дефектов поисковая чувствительность устанавливается по вертикальному цилиндрическому отражателю диаметром 3 мм.

Согласно ОСТ 1.90197-89 брак заготовок дисков и шайб (идущих на диски и валы) из титановых сплавов определяют по плоскодонным отражателям диаметром 1,5 мм. Однако заготовки дисков и шайбы бракуются также в том случае, если амплитуда эхосигнала от предполагаемого дефекта даже меньше амплитуды эхосигнала от плоскодонного отражателя диаметром 1,5 мм, но превышает уровень структурных помех контролируемого металла на > 8 дБ. Таким образом, при достаточно низком уровне структурных шумов металла браковочным признаком УЗ-контроля заготовок дисков и шайб может быть плоскодонный отражатель диаметром < 0,8 мм.

искусственными дефектами (масляные пленки, крупицы кварцевого песка, металлические шарики и др.) показал, что все выше перечисленные искусственные дефекты надежно выявлялись по данной схеме контроля. При контроле трубы диаметром 160 мм с толщиной стенки 15 мм действующего газопровода с реальным дефектом сварного соединения амплитуда сигнала от дефекта превышала на 20 дБ сигнал от отражателя диаметром 1,5 мм.

пульсом от задней стенки, полученным от круглого отражателя диаметром 25 мм. Его эхо-импульс должен настраиваться по высоте и времени прохождения при помощи кольца (обозна-

суда прозвучивают одним излучающим искателем поперечными волнами под углом 45° (искатели 2и5). Эти волны отражаются от какого-либо дефекта, расположенного в соответствующей зоне и ориентированного более или менее перпендикулярно к поверхности, к противоположной поверхности и от нее к приемному искателю (искателю 4). Расстояние между обоими искателями в одной зоне контроля зависит от толщины стенки и положения зоны контроля. При толщинах стенки начиная примерно со 100 мм и более необходим метод тандем, чтобы можно было надежно выявить отражатели, расположенные внутри стенки; более или менее перпендикулярно к поверхности (кромки сварных швов, возможная ориентация дефектов). Граница регистрации располагается на 6 дБ ниже сигнала от круглого дискового отражателя диаметром 10 мм, ориентированного перпендикулярно к поверхности. Метод тандем описан в работе [882].. Внутренние зоны контроля дополнительно контролируются с обеих сторон поперечными волнами по схеме с одним искателем. Дело в том, что если какой-либо отражатель отклоняется от идеальной для тандемной схемы ориентации (т. е. от перпендикуляра к поверхности), показанной на рис. 30.4, то вероятность выявления при этой схеме, настроенной на перпендикулярное расположение дефектов, уменьшится, а при схеме с одним искателем с одной из обеих сторон, наоборот, увеличится. Таким, образом, обе схемы дополняют одна другую и тем самым повышают надежность контроля. Граница регистрации при схеме с одним искателем и тандемной в случае перпендикулярного-прозвучивания отражателя получается такой же, как при одном искателе. Однако если отражатель, как в данном случае при: контроле внутренних зон по схеме с одним искателем, прозву-чивается в неоптимальном направлении, то границей регистрации является эхо-импульс от перпендикулярно прозвучиваемого-отражателя диаметром 3 м (при толщинах стенки более 40 мм). Названные границы регистрации или чувствительность контроля должны выдерживаться с учетом глубины зон, дивергенции: звукового поля и расстояния между соседними траекториями; контроля даже и при самом неблагоприятном расположении отражателя.

В целях унификации измерения амплитуды сигнала вводится условное понятие «эквивалентная площадь дефекта». Эту площадь оценивают площадью искусственного отражателя, расположенного на той же глубине, что и дефект, и дающего эхо-сигнал той же амплитуды. Измерение эквивалентного размера часто выполняют с помощью тест-образцов. В практике используют следующие виды эталонных отражателей (ГОСТ 14782—86): плоскодонные отверстия (рис. 5. 16, а); боковой цилиндрический (рис. 5.16, б); угловой (рис. 5.16, 0); сегментный (рис. 5.16, г). Эхо-сигнал от дефекта последовательно сравнивают с сигналами от отверстий с плоскими днищами различных значений, изготовленных на той же глубине, что и дефект. Задача сводится к нахождению размера отверстия, от которого отражается эхо-сигнал, равный эхо-сигналу от дефекта.

Общая формула для расчета эхосигнала для отражателя, расположенного в дальней зоне совмещенного преобразователя, согласно (2.5) имеет вид [cos4 (0,59) « 1].

Для контроля тонкостенных изделий (Я <; 20 мм) с небольшой кривизной поверхности (HID <' 0,05} или плоских более эффективны РС-ПЭП с угловым вводом и выравненной чувствительностью по высоте и ширине (рис, 3.18), Выравнивание чувствительности обеспечивают выбором угла разворота 2А таким образом, чтобы средняя и верхняя части гава нрозвучивались однократно отраженным центральным лучом, а нижняя часть — прямым периферийным лучом, падающим на дефект под углом 8, При этом эхо-сигналы от одного и того же отражателя, расположенного в верхней и нижней части шва, должны быть равны. Это условие можно обеспечить выбором соответствующей диаграммы направленности при определенных углах ввода, В соответствии с сформулированными условиями разработан алгоритм расчета параметров наклонного РС-ПЭП с выравненной (не хуже +1,5 дБ) чувствительностью по высоте и ширине шва. Установлено, что подобные ПЭП эффективны для контроля сварных соединений без нижнего валика шва высотой 4 ... 16 мм и шириной 8 ... 18 мм. При этом необходимо использовать всего лишь один ПЭП с параметрами: af = 8 мм-МГц; (3 = 53°, 2Д — 70°. Применение такого ПЭП, как и хордового, не требует сканирования поперек шва.

Принцип совмещения шкал основан на однозначной и стабильной связи между скоростями поперечных ct и продольных сг волн для данного металла. Задача состоит в том, чтобы найти порядковый номер донного сигнала А,к продольной волны, появляющегося на развертке ЭЛТ точно в том же месте, что и эхо-сигнал А поперечной волны от отражателя, расположенного на заданной глубине (см. схему измерений на рис. 5.5). Из глубины h эхо-сигнал А приходит через время т( = 2h/(ct cos а„) + 2г3/с3; время прихода на приемник n-го дойного сигнала т. = 2nH/ct, где г3 и ся — средний путь и скорость ультразвука в призме (задержке) преобразователя. Тогда условие совпадения на развертке эхо-сигналов А и Лет (т. е. tt = Т;), являющееся общим выражением для расчета совмещенных координатных шкал, можно записать в виде

с искателем устанавливают по эталону № 1 (ГОСТ 14782—76). Мерой условной чувствительности является глубина отверстия, эхо-сигнал от которого по амплитуде эквивалентен предельной чувствительности. Предельная чувствительность определяется минимальными размерами искусственного отражателя, расположенного на данной глубине и уверенно обнаруживаемого в шве при данной настройке прибора. В качестве меры предельной чувствительности используют площадь отверстия с плоским дном, ориентированным перпендикулярно акустической оси искателя. В связи с трудностью изготовления отверстия с плоским дном, ориентированным строго перпендикулярно акустической оси наклонного искателя, для определения предельной чувствительности в соответствии с ГОСТ 14728—76 используют сегментные или угловые отражатели. При этом площадь сегментного отражателя должна быть равна площади плоскодонного отверстия.

Основными показателями эксплуатационных качеств дефектоскопа являются: чувствительность, т. е. минимальная площадь отражателя, расположенного на заданном расстоянии от-точки ввода ультразвуковых колебаний и четко регистрируемого прибором; дальность действия, т. е. максимальное расстояние, на котором может быть четко обнаружен донный эхо-сигнал; разрешающая способность, т. е. минимальное расстояние между двумя дефектами или расстояние между дефектом и донной гранью изделия, при котором эхо-сигналы от них могут быть отмечены индикатором раздельно; размер «мертвой зоны», т. е. минимальная глубина залегания дефекта, при которой он может быть отмечен индикатором; точность определения координат обнаруживаемого дефекта. Перед проведением ультразвуковой дефектоскопии должны быть подготовлены основные данные о контролируемом объекте и предъявляемые требования, затем разработана основная методика контроля и выбраны] параметры дефектоскопа. Настройка проводится по образцам, имеющим искусственные дефекты. Качество контролируемого материала оценивается в результате анализа осциллограмм.

условных размеров Д// и ДХ' выявленного дефекта и расчетных или измеренных значений условных размеров ALg и ДХ0 ненаправленного отражателя, расположенного

элемент решетки (рис. 1.63) излучает импульс. Эхосигнал от отражателя, расположенного в точке, где желательно получить фокусировку, принимает все элементы решетки. С учетом времени пробега этого импульса, формы и размеров решетки автоматически рассчитываются и вводятся времена задержек для всех других элементов. В экспериментальной установке ФР располагалась на призме из акрила, обеспечивающей требуемый угол падения для возбуждения и приема волн Рэлея или Лэмба. Решетка имела восемь элементов на частоту 5 МГц размером 3,5 х 8,3 мм.

Когда отражатель попадает в ближнюю зону (рис. 2.64, в), тогда увеличение Sa приводит к уменьшению концентрации УЗ-энергии и отношение сигнал/помеха для точечных отражателей ухудшается. В ближней зоне отношение сигнал/помеха можно увеличить, применяя фокусировку УЗ-поля (рис. 2.64, г). Здесь для дискообразного отражателя, расположенного в геометрическом фокусе F, отношение сигнал/помеха определяет формула

Искусственными отражателями при контроле продольными и поперечными волнами служат плоскодонные отверстия на глубинах 2 ... 200 мм. Приняты меры, исключающие влияние боковых поверхностей СОП на амплитуду эхосигнала от отверстия. Оптимальная рабочая частота определяется по максимальному отношению амплитуд сигнала от заданного контрольного отражателя, расположенного на максимальном расстоянии от преобразователя, к уровню структурных шумов. Контроль выполняют всеми типами преобразователей: прямыми контролируют толщины > 10 ... 15 мм, PC - толщины

2 мм для PC-преобразователей. Его уточняют экспериментально по ослаблению на 20 % максимального эхосигнала от заданного контрольного отражателя, расположенного на глубине 4,5 мм. Скорость сканирования 1 м/мин.