Раздельно совмещенные

Рис. 4.7. Ультразвуковые преобразователи: а) - прямой; б) - наклонный (призматический); в) - раздельно-совмещенный (PC); 1 - корпус; 2 — демпфер; 3 — пьезопластина; 4 - защитное донышко (протектор); 5 — призма; 6 - токоподвод; 7 — акустический экран

Рис. 2.6. Основные типы преобразователей: а —прямой, б — наклонный, в — раздельно-совмещенный

Раздельно-совмещенный (PC) преобразователь (рис. 2.6, в) имеет излучающий и приемный пьезоэлементы, которые разделены акустически и электрически экраном 9. В то же время они объединены конструктивно в одном корпусе 6. Благодаря разделению электрический и акустический зондирующие импульсы и сопровождающие их помехи практически не попадают на приемник. В результате уменьшается минимальная глубина прозвучивания (мертвая зона).

На рис. 2.6, в показан прямой раздельно-совмещенный преобразователь. Его общая акустическая ось, проходящая посередине меж*

Прутки и заготовки круглого и квадратного сечения (ГОСТ 21120—75) контролируют эхометодом прямым, а иногда также наклонным преобразователем. Для уменьшения мертвой зоны используют раздельно-совмещенный преобразователь. Применяют частоты 2.. .5 МГц. Уровень фиксации 3.. .7 мм2, иногда его на-

Обычный источник помех при контроле сварных соединений—• ложные сигналы от превышения проплавления и верхнего валика. Основные способы отстройки от них рассмотрены в п. 3.3.4. Дополнительно отметим, что различают несколько причин возникновения ложных сигналов от превышения проплавления, отстройку от которых ведут разными приемами. Возможно прямое отражение от превышения лучей как от вогнутой цилиндрической поверхности. Эхосигнал уменьшают, увеличивая угол ввода. Второй источник помех — дифракционное рассеяние в местах сопряжения превышения проплавления шва с основным металлом (ребра Е и F на рис. 3.14, а). От них отстраиваются так же, увеличивая угол ввода и применяя амплитудную дискриминацию. Дифракция порождает поверхностные волны, распространяющиеся вдоль превышения и многократно отражающиеся от ребра. Эти ложные сигналы уменьшают, применяя раздельно совмещенный преобразователь с углом разворота 36° (угол между осями излучателя и приемника 72°). При этом поверхностные волны почти не попадают на приемник.

В импедансном методе различают два способа, в одном из которых используется совмещенный, в другом — раздельно-совмещенный (PC) преобразователь. Совмещенный преобразователь имеет одну зону контакта с контролируемым изделием, PC — две. Эти способы имеют различные возможности и области применения (см. табл. 28) и реализуются с разной аппаратурой.

Для обозначения преобразователей принята буквенно-цифровая система, отражающая большинство перечисленных признаков. Первая буква П означает «Преобразователь». Далее следует группа цифр, первая из которых означает способ контакта, на которой преобразователь рассчитан (1 — контактный, 2 — иммерсионный, 3 — контактно-иммерсионный); вторая — направление акустической оси (1 —для прямых преобразователей, 2 —для наклонных); третья —режим работы (1 —совмещенный, 2 — раздельный, 3—раздельно-совмещенный). На следующей позиции ставится буква Ф для фокусирующих преобразователей или буква Н для неплоских преобразователей; для плоских буква не ставится. Далее после дефиса следует группа цифр, указывающих частоту преобразователя в мегагерцах (с точностью 0,05 МГц). Затем для наклонных преобразователей после дефиса указывается угол призмы из органического стекла в градусах (если призма изготовлена из другого материала, проводится соответствующий пересчет на органическое стекло); для прямых преобразователей эти цифры не указываются.

а — прямой совмещенный; б — прямой совмещенный с плавной перестройкой частоты; в — наклонный совмещенный с плавной перестройкой частоты; г — прямой раздельно-совмещенный; д — наклонный

Прямой широкополосный раздельно-совмещенный преобразователь (рис. 3.26, г) содержит корпус /, в котором на демпфере 2 расположены два идентичных пьезоэлемента 3, передающих через волноводы 4 колебания в изделие. В качестве пьезоэлементов

Передвижная установка УДЦ-12 предназначена для автоматизированного контроля сварных швов сосудов и трубопроводов с толщиной стенки до 250 мм. Комплект аппаратуры содержит акустический, электронный и регистрирующий блоки. Акустический блок состоит из локальной иммерсионной ванны в металлическом корпусе, заполненной трансформаторным маслом, внутри которой по схеме симметричного сканирования со скоростью 100 м/с перемещаются два наклонных ПЭП. Режим работы ПЭП — раздельно-совмещенный. Угол ввода можно регулировать в пределах а = 0 ... 65°. Возможность поворота ПЭП в положение а = 0 позволяет проводить настройку их чувствительности по донному сигналу. Двухкоординатный регистратор, обеспечивающий автоматическую трехканальную запись параметров дефектов в аналоговой форме на электротермической бумаге, конструктивно выполнен в едином модуле с акустическим блоком. На ленте регистрируются координаты, условные размеры и коэффициент формы дефектов.

Прямые и наклонные преобразователи работают по совмещенной схеме: один и тот же пьезоэлемент служит в качестве излучателя и приемника. Выпускают также раздельно-совмещенные (PC) преобразователи (рис. 5.15, в), у которых имеются две пье-

Преобразователи разделяются на прямые - вводят продольную волну перпендикулярно контролируемой поверхности; наклонные - вводят поперечную волну под углом к поверхности; раздельно-совмещенные - вводят продольную волну под углом 5... 10° к плоскости, перпендикулярной поверхности ввода. Конструкции основных типов контактных преобразователей приведены на рис. 4.7.

Для измерения толщины металла конструктивных элементов аппарата применяют малогабаритные высокоточные эхо-импульсные толщиномеры для ручного контроля (в том числе автокалибрующиеся), представляющие собой портативные приборы массой 0,15-2,0 кг с автономным питанием и цифровыми индикаторами. Для расширения возможностей они комплектуются преобразователями различных типов с рабочими частотами от 2 до 25 МГц, в том числе для измерения при повышенных измеряемых температурах изделий. В них в основном применяют раздельно-совмещенные преобразователи различных конструкций и совмещенных специальных типов, имеющие малую мертвую зону. В толщиномерах

В отличие от совмещенных в PC-преобразователях дефект обычно (но не всегда) вызывает увеличение амплитуды сигнала. Это связано с тем, что при уменьшении ?н амплитуда колебаний, возбуждаемых в ОК излучающим вибратором, возрастает, что и регистрирует приемный вибратор. Раздельно-совмещенные преобразователи превосходят совмещенные по глубине залегания выявляемых дефектов, но уступают им по чувствительности к неглубоким дефектам.

Для отстройки применяют преобразователи с призмами с углами наклона меньше первого критического (18—24° в плексигласе), раздельно-совмещенные наклонные преобразователи с углом схождения 15° и более, наклонные фокусирующие преобразователи, а также используют двухчастотный способ контроля.

Преобразователи эхо-импульсных толщиномеров должны иметь малую мертвую зону. Применяют раздельно-совмещенные преобразователи различных конструкций (в приборах группы Б) и совмещенные специальных типов, имеющие малую мертвую зону (в приборах групп А и Б). Особенно удобен для контроля поверхностно возбуждаемый совмещенный преобразователь, практически не искажающий форму сигналов и позволяющий излучать и принимать импульсы длительностью в единицы наносекунд.

раздельно-совмещенные преобразователи, состоящие из излучающего и приемного элементов, конструктивно связанных между собой, но разделенных электрическим и акустическим экранами.

Раздельно-совмещенные преобразователи называют нормальными или наклонными, в зависимости от направления их общей акустической оси, соответствующей направлению максимальной чувствительности таких преобразователей. Преобразователи с переменным углом наклона позволяют изменять угол ввода лучей.

Раздельно-совмещенные преобразователе. Б зависимости отрешаемых задач раздельно-совмещенные (PC) преобразовятеди могут быть прямыми (рис. 3.11) и наклонными (рис.. 3.12). Прямые ПЭП широко применяют при контроле проката, тавровых сварных соединений и стыковых соединений со снятой выпуклостью шва, нахлесточных паяных, соединений, при толщине-

При ручном контроле применяют прямые раздельно-совмещенные и наклонные преобразователи в контактном варианте (рис. 6.9, в).

Анализ литературных источников и результатов, полученных в МВТУ им. Н. Э. Баумана показывает, что для УЗК аустенитных швов целесообразно использовать наклонные раздельно-совмещенные преобразователи (РСП). При контроле продольными волнами параметры РСП следует выбирать исходя из обеспечения равномерности чувствительности по толщине шва. При этом углы ввода необходимо изменять от 40 до 70° при изменении углов разворота от 20 до 60°. Для ввода в металл наклонного пучка продольных волн применяют призмы с углами, меньшими первого критического. В результате в металле одновременно будут присутствовать и продольные, и поперечные волны. При контроле швов толщиной более 20 мм сигналы поперечных волн практически не мешают селекции полезных сигналов от дефектов, выявленных продольными волнами. При контроле швов толщиной менее 20 мм источником сигналов помех являются не только структурно-реверберационные помехи, но и помехи, возникающие вследствие отражения и трансформации поперечных и продольных волн на донной поверхности, на выпуклости шва и на линии сплавления. Причем уровень этих помех существенно выше уровня структурных. В связи с этим для снижения уровня помех в металл необходимо вводить волны только одного типа. Это возможно, если контроль проводят только поперечными волнами.