Диссертация (1026120), страница 9
Текст из файла (страница 9)
При этом величина приповерхностных ипридонных мертвых зон (мертвых зон) будет составлять (0,3…0,5) мм, что является преимуществом перед контролем эхо-импульсным методом обычнымиодноэлементными ПЭП с той же частотой (величина мертвых зон не менее 0,5мм). Для контроля панелей с толщинами от 10 мм до 24 мм целесообразно использовать ФАР с частотой 3,5 МГц, а при необходимости понижать частоту до2,5 МГц. При этом величины приповерхностных и придонных мертвых зонысоставляют (0,5…0,7) мм. При контроле эхо-импульсным методом с использовании одноэлементных ПЭП в этом случае используются частоты 2,25 МГц и2,5 МГц, а мертвые зоны не менее 0,7 мм.
Полученные данные при использовании АР фирмы ООО «АКС» с дефектоскопом-томографом А1550 показаливозможность использования антенной решетки с частотой 4 МГц для контроляуглепластиков с толщинами от 2,5 мм до 24 мм с величиной мертвых зон 0,5мм.Небольшие приповерхностные мертвые зоны обеспечивались, в частности, за счет использования акустической линии задержки в виде призмы. Безиспользования призм, мертвые зоны составляли от 5 мм до 8 мм.Дальнейшие исследования были направлены на оптимизацию режимовработы оборудования для контроля монолитных конструкций из углепластика сиспользованием техники ультразвуковых АР, отработку приемов сканированияи анализа результатов контроля.
Эксперименты проводились отдельно для дефектоскопа Omniscan PA 16:128 и «А1550 IntroVisor», так как приборы имеютпринципиально разные меню настроек и принципы работы.Как и в большинстве дефектоскопов работающих в режиме фазировки вдефектоскопе Omniscan РА 16:128 реализовано электронное сканирование. Вданной модификации дефектоскопа доступно использование до 16 элементовФАР, которые могут одновременно работать на передачу и прием ультразвуко-61вых импульсов. Задача стояла в определении оптимального их количества приконтроле монолитных конструкций из углепластика.Для решения данной задачи в настройках дефектоскопа поочередно проводилось изменение количества элементов ФАР одновременно работающих напередачу и прием ультразвуковых импульсов.
Для каждой настройки проводилось сканирование образца, оценка отображаемых на С-скане размеров искусственной несплошности и расчет скорости сканирования и производительности контроля. Шаг электронного сканирования равнялся шагу решетки. Исследования проводились с использованием ФАР Olympus NDT 5L-64-NW1 с рабочей частотой5 МГц на образце из углепластика с искусственными несплош-ностями в виде плоскодонного отражателя диаметром 5 мм. Результаты исследований представлены в Таблице 3.Таблица 3.Результаты исследований по выбору количества элементов ФАР приэлектронном сканировании.Количество элементов апертурыактивной группыФАР 5L-64-NW1С-скан искусственной несплошностиМаксимальная скорость сканирования, мм/сМаксимальная производительность,м2/ч122347410,6644910,76650,510,7362Таблица 3 – Продолжение182352,5410,781054,510,791256,510,781458,510,74166110,76Анализируя данные Таблицы 3 можно сделать вывод, что для достижениянаилучших результатов (отображения размеров дефекта, близких к истинным, идостижимой производительности) будут достигаться при использовании электронного сканирования группой из 8…16 элементов ФАР.Помимо режима электронного сканирования немаловажными параметрами контроля является длительность зондирующего импульса, частота повторения импульсов и фокусировка.
Исследования проводились с использованиемФАР Olympus NDT 3.5L-64-NW1, Olympus NDT 5L-128-13, Olympus NDT 5L64-NW1 на всех образцах плоских панелей путем изменения параметров передатчика и глубины фокусировки. В результате установлено, что наилучшие ре-63зультаты контроля с использованием ФАР будут достигаться при использовании следующих значений параметров контроля [101]:– глубина фокуса ультразвукового пучка – равна величине толщины линии задержки плюс 2 мм. При этом значении фокусировки искажение («размытие») изображения дефекта на В- и С-скане составляет не более 0,5 мм;– длительность зондирующего импульса 50 нс для контроля изделийтолщиной от 2 мм до 10 мм, 70 нс для контроля изделий толщиной от 10 мм до24 мм;– частота повторения импульсов – «Оптимальная» 105 Гц.
Этот параметрвыбирался из достижения максимальной скорости сканирования.Для повышения производительности контроля опробовано электронноесканирования с шагом равным 2 элемента. Установлено, что таким образом повышается производительность в 2 раза без существенного ухудшения результатов контроля (при сохранении чувствительности контроля, эквивалентной выявлению контрольного отражателя диаметром 5 мм).Еще одним преимуществом применения ультразвуковых фазированныхантенных решеток является то, что появляется возможность представлять результаты контроля с использованием данной технологии в виде цветных изображений внутренней структуры материала в реальном масштабе времени, атакже сохранять их в памяти прибора для последующего анализа. Это достигается благодаря использованию электронного сканирования в ФАР, а также использованию специальных кодирующих устройств, которые запоминают данные контроля при перемещении ФАР по ОК.Отработка приемов контроля с использованием кодирующих устройствпроводилась с использованием однокоординатного кодировщика Olympus Encoder ENC1-2.5-DE и двухкоординатного кодировщика Olympus Glider XYScanner (Рис.
3.12).64Glider XY ScsnnerEncoder ENC1-2.5-DEРис. 3.12. Кодирующие устройства Olympus NDTНаиболее простым и мобильным является однокоординатный кодировщик. Он очень легко подкрепляется к призме с фазированной решеткой и имеетмалые габариты. За счет вращения колеса по ОК датчиком координат происходит запоминание результатов контроля в виде С-скана в реальном масштабевремени. При использовании кодировщика Olympus Encoder ENC1-2.5-DE внастройках дефектоскопа устанавливался шаг кодировщика 13 шагов/мм, атакже начало и конец сканирующей области исследуемых образцов. В результате были получены данные о внутреннем состоянии материала исследуемыхобразцов, о наличии или отсутствии нарушений сплошности. Эти данные затеманализировались непосредственно с использованием дефектоскопа, путем просмотра всех трех сечений контролируемого материала (по плоскости и глубине), В-, С- и D-сканов, тем самым определялись характер и расположение несплошностей, а также изменение толщины изготовленных образцов.Более детальный анализ данных результатов контроля проводился с использованием специально разработанного фирмой Olympus программногообеспечения (ПО) TomoView версии «Lite Aero» [102].
С помощью данного ПОпроводился анализ отношения сигнал/шум и определялась контролепригодность исследуемых образцов из углепластика при использовании ФАР [103].Двухккординатный кодировщик Olympus Glider XY Scanner позволяетполучить то же самое, что и однокоординатный кодировщик, но охватываетбольшую область контролируемой поверхности за счет кодирования результатов контроля при перемещении ФАР по ОК в двух взаимно перпендикулярных65направлениях. Еще одним преимуществом является то, что кодирование координат в охватываемой кодировщиком зоне контроля и сохранение данных в виде целостного С-скана происходит за один процесс сканирования. В то времякак при использовании однокоординатного кодировщика для контроля той жезоны, необходимо ее размечать на поверхности материала и сканировать точнопо разметке с последующим сшиванием полученных С-сканов в программеTomoView.Анализируя полученные результаты проведенных исследований плоскихобразцов из углепластика с использованием дефектоскопа c ФАР OmniScan PA16:128 можно сделать вывод, что использование ультразвуковых ФАР с установленными оптимальными режимами позволяет проводить неразрушающийконтроль качества ПКМ с довольно высокой чувствительностью, эквивалентной выявлению контрольного отражателя диаметром 5 мм, что выше чувствительности контроля ПКМ с использованием одноэлементных ПЭП в 2 раза.
Приэтом, за счет большой ширины фазированных решеток удается повысить производительность контроля плоских панелей из ПКМ до 11-22 м2/час, что существенного выше производительности при использовании одноэлементных преобразователей (при использовании эхо-импульсного контроля с использованием одноэлементного пьезоэлектрического преобразователя производительностьконтроля порядка 2-2,5 м2/час). Также показано, что данные в виде В- и С- и Dсканов дают более полную информацию о внутренней структуре материала иизменению геометрических параметров (толщины) контролируемой панели, аиспользование совместно различных типов кодировщиков позволяют сохранить данные результатов контроля и затем дополнительно проанализировать ихна ПК [104-109].Исследования УЗК плоских образцов из углепластика при использованиидефектоскопа-томографа «А1550 IntroVisor» с ультразвуковой линейной АРосуществлялись в режиме томографической визуализации и представлении результатов контроля в виде томограммы (Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
