Распространения ультразвукового

где t - время распространения ультразвукового импульса в изделии от поверхности ввода УЗК до донной поверхности и обратно; С- скорость распространения ультразвуковых волн в материале, из которого выполнено измеряемое изделие.

Положение точки выхода луча определяют по стандартному образцу СО-3 (рис. 4.12), изготовленному из стали той же марки, что и образец СО-2. По образцу СО-3 можно также определить схему преобразователя и отстроить от времени 2tn (в мкс) распространения ультразвуковых колебаний в призме преобразователя: 2tn = ti - 33,7, где ti - временный сдвиг между зондирующим импульсом и эхо-сигналом от вогнутой цилиндрической поверхности в образце СО-3 при установке преобразователя в положение, соответствующее максимальной амплитуде эхо-сигнала.

При исследовании влияния малоцикловой усталости на скорость распространения ультразвуковых волн рабочая зона образца разбивается на ячейки, в каждой из которых замеряется скорость прохождения ультразвуковой волны. Было установлено, что скорость распространения продольных ультразвуковых волн в сварном шве ниже, чем в основном металле (рис. 5.14).

Рис. 5.14. Зависимость скорости распространения ультразвуковых продольных волн от уровня накопления усталостных повреждений N/NP

Изменение скорости распространения ультразвуковых волн по мере накопления уровня усталостных повреждений (N/Np) в зоне термического влияния происходит быстрее, чем в зоне сварного шва и основного металла, что видно из графика (рис. 5.15.).

В отличие от методов просвечивания, ультразвуковые методы позволяют успешно выявлять именно трещиноподобные дефекты. Спецификой ультразвукового метода контроля является то, что он не дает конкретной информации о характере дефекта, так как на экране дефектоскопа появляется импульс, величина которого пропорциональна отражающей способности обнаруженного дефекта. Последняя зависит от многих факторов: размеров дефекта, его геометрии и ориентации по отношению к направлению распространения ультразвуковых колебаний. В связи с тем, что эти параметры при контроле остаются неизвестными, обнаруженные дефекты обычно характеризуются эквивалентной площадью, которая устанавливается в зависимости от интенсивности полученного сигнала. Достоинствами ультразвукового метода являются его меньшая по сравнению с методами просвечивания трудоемкость, а также возможность достаточно точного определения координат обнаруженного дефекта. Как показала практика применения ультразвукового метода, он не позволяет достаточно надежно обнаружить дефекты, лежащие вблизи поверхности изделия в связи с экранированием сигнала от дефекта сигналом ог поверхности. Это обстоятельство также необходимо учитывать при практическом использовании данного метода контроля. Ультразвуковые методы используют как для контроля дефектов металла листов и поковок на стадии их изготовления, так и для контроля сварных соединений, для диагностики трубопроводного транспорта. На данном принципе созданы внутритрубные инспекционные снаряды (ВИС) — Ультраскан-СД, которые, двигаясь внутри трубы, считывают информацию о техническом состоянии трубопроводов. При этом фиксируется толщина стенки, коррозионные каверны, расслоения металла, дефекты стресс-коррозионного происхождения.

Память и АЦП в интроскопах требуются скоростные. Объясняется это темпом поступления информации, который определяется скоростью распространения ультразвуковых колебаний в контролируемом изделии и требуемым осевым разрешением. Так, если необходима разрешающая способность по глубине 1 мм, при скорости звука 6000 м/с, то в эхо-импульсном интроскопе цикл АЦП — память должен быть не более 1/3 мкс, что реально с применением таких микросхем, как КП07ПА1 и К565РУ5. Совокупность блоков: АЦП, память, ЦАП и БУ называют иногда цифровым преобразователем ультразвуковых

ствлять тензометрию изделий при времени распространения ультразвуковых волн в них более 10 мкс.

Установка представляет собой ряд дефектоскопов, выходные сигналы которых непрерывно в определенном масштабе и синхронно со скоростью движения вагонов фиксируются на кинопленке и бумаге регистрирующих устройств. Регистрация на кинопленку производится в координатах время распространения ультразвуковых колебаний — длина пути. Пленка протягивается синхронным приводом, управляемым сельсин-преобразователем, жестко связанным с нетормозным колесом индукторной тележки вагона. Индикаторный блок предназначен для визуального контроля чувствительности и качества акустического контакта, а также для синхронизации работы схемы установки.

В отличие от методов просвечивания, ультразвуковые методы позволяют успешно выявлять именно трещиноподобные дефекты. Спецификой ультразвукового метода контроля является то, что он не дает конкретной информации о характере дефекта, так как на экране дефектоскопа появляется импульс, величина которого пропорциональна отражающей способности обнаруженного дефекта. Последняя зависит от многих факторов: размеров дефекта, его геометрии и ориентации по отношению к направлению распространения ультразвуковых колебаний. В связи с тем, что эти параметры при контроле остаются неизвестными, обнаруженные дефекты обычно характеризуются эквивалентной площадью, которая устанавливается в зависимости от интенсивности полученного сигнала. Достоинствами ультразвукового метода являются его меньшая по сравнению с методами просвечивания трудоемкость, а также возможность достаточно точного определения координат обнаруженного дефекта. Как показала практика применения ультразвукового метода, он не позволяет достаточно надежно обнаружить дефекты, лежащие вблизи поверхности изделия в связи с экранированием сигнала от дефекта сигналом от поверхности. Это обстоятельство также необходимо учитывать при практическом использовании данного метода контроля. Ультразвуковые методы используют как для контроля дефектов металла листов и поковок на стадии их изготовления, так и для контроля сварных соединений, для диагностики трубопроводного транспорта. На данном принципе созданы внутритрубные инспекционные снаряды (ВИС) — Ультраскан-СД, которые, двигаясь внутри трубы, считывают информацию о техническом состоянии трубопроводов. При этом фиксируется толщина стенки, коррозионные каверны, расслоения металла, дефекты стресс-коррозионного происхождения.

Если на пути распространения ультразвуковых колебаний в исследуемом металле находится какой-либо дефект (трещины, несплошность металла, раковины и т. п.), который может рассматриваться как нарушение непрерывности акустических свойств среды,

где t - время распространения ультразвукового импульса в изделии от поверхности ввода УЗК до донной поверхности и обратно; С- скорость распространения ультразвуковых волн в материале, из которого выполнено измеряемое изделие.

Импульсные толщиномеры. Импульсные толщиномеры, как правило, работают по принципу измерения времени t распространения ультразвукового импульса в изделии от поверхности ввода УЗК до донной поверхности и обратно. При этом измеряемая толщина а — V2c/. Действие импульсных толщиномеров может быть основано на измерении частоты повторения многократно отраженных в изделии импульсов УЗК, частоты или периода свободных колебаний или изменении амплитуды при сквозном прозвучивании. Эхо-импульсные толщиномеры делят на приборы для контроля изделий с хорошо обработанными (Rz ^ 40 мкм) параллельными поверхностями (группа А) и грубо обработанными, корродированными

Рис. 3.4. Схема распространения ультразвукового пучка в наклонном преобразователе

ЦНИИТМАШ. В зависимости от траектории распространения ультразвукового пучка относительно поверхности сканирования РС-ПЭП типа «Дуэт» называют хордовыми и угловыми (рис. 3.17, а, б). Применение хордовых РС-ПЭП возможно только для контроля изделий с большой кривизной поверхности (п режде всего труб с диаметром D <; 100 мм). Принципиальная особенность этих ПЭП [4 ] — прозвучивание дефекта горизонтально поляризованной вол-

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

6. Проверку работоспособности и настройку прибора УКБ-1 производить в соответствии с инструкцией по эксплуатации или по эталонному, в котором заранее известно точное значение времени распространения ультразвукового сигнала.

5. Определить по прибору и записать в журнал время распространения ультразвукового сигнала.

Рис. 4. Схема распространения ультразвукового пучка

распространения ультразвукового импульса

По мере распространения ультразвукового контроля появились многочисленные официальные и неофициальные предписания по контролю отдельных типов изделий (см. главу 34). При этом все же приходится предъявлять некоторые требования к приборам, потому что выяснилось, что нет единообразно определяемых показателей свойств и соответствующих способов их измерения и контроля. Эти вопросы в последнее время рассматриваются в различных странах разными организациями. Здесь следует сослаться на проект Западногерманского общества по неразрушающим методам контроля [1711, 1083], DIN 54124, см. также [1709].

преобразователя. Независимость результатов от места падения индентора на образец обеспечивается параллельной установкой образца и отражателя. Время распространения ультразвукового импульса от отражателя по стойке, на которой он закреплен, к звукопроводу легко рассчитывается как т' = 1(Ё I р)~1У2,