Голямина И.П. - Ультразвук (маленькая энциклопедия) (1040516), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Однако при понижении () падает чувствительность искатевя, поэтому демпфирование следует доводить до нек-рого оптимума, определяющегося условиями контроля. В наклонном совмещеныом искателе (рис. 2,б) имеется преломляющая призма 7, изготавливаемая из материала (обычно органыч. стекло), в к-ром скорость распространения продольных УЗ-вых волн сг намного меньше, чем в материале контролируемого изделия (в оргавич.
стекле с~ 2550 ы)с, в металлах сг 6000 ьтгс). Это дает возможность, направляя продоль- ные волны Л пьеаоэлемента под углом падения пт превышающим нек-рос крнтич, значение (обьшно 26- 30'), обеспечить полное внутреыпес отражение продольных волн (см. Отражег«нс задка) и, используя трансформацию колебаний, ввести в неделин одни лишь сдвиговые волны Я, распространяющиеся под углом преломления Если угол падения продольных волн увеличить до зпачеыны, превышающего второи нритичесвпй угол (около 60'), то наблюдается полное внутреннее отрез«генуте также и сдвиговых волн, и по свободной поверхности изделия распространяются поверхностыые волны.
Эти особенности преломлиющего искателя существенно расширяют возмон«посты контроля и широко используются, ыапример, при контроле сварных соединений, а также изделии сложной формы, Призма 7 выполняет также роль гасителя отраженных от контактной поверхности УЗ-вых волн (продольных и сдвиговых). 1'аздельно-совмещенный искатель (рис. 2,а) менее универсален, но обладает малой мертвой зоыой, к-рая в этом случае определяется пространственной ориеытацией осей характеристик направленности пьезоэлементов.
Приклеивают пьезовдементы к преломляющим призмам на органич. стекла под углом и, значительно меныпим первого критического (около 5 — 6'). Поэтому в изделие вводятся иродольные УЗ-вые волны Л под значительным углом преломления (). что поэноляет получить отражение от дефекта, залегающего на малой глубиые ()з сннжаотся до 0,5 — 1,0 мм). Однако при этом из-за аначительного преломления глубина залегания обнаруживаемых дефектов ограыичивается (т. е. она не должна пренышать 150 — 200 мм]. 108 ДНФЕКТОСК011ИЯ В нек-рых случаях, напр.
при контроле изделий небольшой толщины, ограниченных параллельными плоскостями и изготовленных из материалов с невысоиими значениями 6, можно сниаить мертвую вону до 2— 3 мм, используя зеркальный эхо-метод, в к-ром придмное устройство регистрирует эхо-сигнал, отраженный не от обращенной к искателю поверхности дефекта, имеющего небольшие поперечные размеры, а от противоположной (задней). Эхо-сигнал образуется в результате отражения первого донного сигнала от задней поверхности дефекта. Поскольку ахо-сигиал совершает двойной путь, то на экране индикатора ов виден перед вторым донным сигналом в отличие от сигнала, получонвого в основном варианте эхо-метода, где зхо-сигналы наблюдаются в промегкутке иежду начальным (зондпрующилг) импульсом и первым донным сигналом (рис.
3). Чувствительность эхометода оценивается аквивалентными размерами дефектов, уверенно обнаруживаемых на заданной глубине, т. е. площадью искусственных отражателей, ориентированных перпендикулярно лучу и расположенных Вд з Сгз Рис. 3. о — схема обкаружзэяя дефекта зеРкальным эхо-методом: И вЂ” искатель; ДП — Пейеят э изделий А — А' — луч, обрззуюшяй донный зхо-сигнал; Бвгде— путь луча, образующего эхо-сигяал от яерзктз; б — иэображение иа *эрэие эдт: и — яачальяый сигнал; Гдега)— эремзявбе положение эхо-сигвала от деФеята прэ эхо-методе; доя 1 я Доя И— Г-й и т-й донные зхо-сигналы; Дезов эхо-сигвая от деФекта.
в специально изготовленных контрольных обраацах на ааданвом расстоянии от места ввода луча. Покааатель чувствительности К аависит от частоты 1 УЭ, толщины изделия в даннои сечении и аиустич. характеристик материала контролируемого изделия (коэфф. затухания 6 и уровня структурных шумов). Величина К возрастает с яовышением В поскольку при уыеньше- нин отношения йМ увеличивается доля отраженной от поверхности дефекта загрози ззузозой волям и повышается направленность излучения и приема. Однако наряду с этим прп увеличении г возрастает 6 и уровень структурных шумов, что приводит Ряз.
З. Заэясимость покаэате- Х ля чуэотэотельвости И от чзстоти у ультразяуза:  — толппзяз изделия; в,<в,<вп бг<а <аз. к понижению К. В результате одновременного влияния перечисленных факторов К в функции г изображается кривой с максимумом (рнс. 4), т. е. наивысшая чувствительность соответствует определенной частоте.
По мере возрастания 6 и толщины изделия ыаксимумы смощаются в сторону низких частот и абсолютное значение их уменыпается, т. е, чувствительность падает. Наивысшая чувствитеггьность может быть достигнута при контроле иаделий из деформированных сплавов на основе алюминия, магния и титана. Для этих сплавов при =2,5 МГц и 6 =- 0,001 — 0,06 Нп,'см уровень структурных шумов, характеризуемый отношением амплитуды огибающей шумовых помех вблизи донной грани к амплитуде донного эхо-сигнала, невысок ( 0.001).
Это поазоляет в частотном диапазоне 0,5— 25,0 МГц, обеспечиваемолг современной аппаратурой, выбрать режим, при к-ром в условиях контроля изделий толщипои до 200 — 250 мм реализуется теоретически предельная чувствительность, т. е. обнаруживаются дефекты с Й ггзМ что длЯ частоты 10,0 МГц соответствует контрольному отражателю дваметром около 0,3 мм. Конструкционные стали обладают большим аатуханием (6 0,01 — 0,08 Нпгсзг) и несколько более высоким уровнем шумов (0,002 — 0,005), Поэтому при контроле изделий иа них той же толщины в оптимальном диапазоне 1 = 2,5 — 4,0 МГц величина К примерно иа порядок виже, что соответствует контрольному отражателю диаметром днюнктоскопия 109 И зе 1,0 им.
При контроле изделий из сталей аустенитыого класса и в особенности из жаропрочных сплавов ка никелевой основе показатель К гщо ыиже. Этн материалы характеризуются высоким уровнем структурных шумов (0,01 — 0,03) к большим затуханием. Так, в зависимости от структурного состояния металла (величина зорка, состояыие границ, тонкая внутрвзеренная структура) величина 6 может изменяться в широких пределах, примерно от 0,04 до 0,3 Нп!см. Поэтому при контроле изделий из этих материалов толщиной 100— 200 мм оптимальная частота понижался до 2,5 — 1,0 МГц, а аначение К падает еще на порядок в даже болыпе. Для изделий толщиной около 100 мм, сели коэфф. 6 близок к нижнему пределу, К соответствует контрольному отражателю с з) ае 1,0 — 1,5 мм) при больших значениях 6 величина К еще уменыпается (диаметр контрольного отра>католя 2 — 3 мм), а при максимальных значениях 6 обнаружение дефектов, залегающих на глубине свыше 150 — 200 мм, вообще практически невоаможно.
Предел реальной чувствительности может наступить и при ыеньшвх толп(ынах, если высок уровеыь структурных шумов, определяюы(ийся степенью упругой анизотропни зерен твердого раствора сллава, степенью дпсперсыости и акустич. характеристиками упрочняющих фаа. В этих случаях ыек-рос повышение К может быть достигнуто использованном специально разработанных систем подавления поыех. ')увствительпость при контроле литых изделий, как правило, ывже, чем при контроле деформированных изделий из тех же материалов. 1йонтролю эхо-методом подвергаются слитки, фасонное литье, поковки, штамповки, плиты, листы, проволока, трубы, прутки, рельсы, а также сварные, клееные, заклепочыые, паяные соединения н др.
При этом обнаружпваются поверхностные (напр., усталостные трещины) и выутреввие дефекты (расслоения, шлаковые вялючевия и др.) в ваготовках и ивделиях различной формы и габаритов из металлич, и неметаллич. материалов. Могут быть обнаружены зоны нару(пения одиородностн крпсталлич. структуры и зоны коррозионыого поражеыпя металлич. изделий, а также изме- рева с высокой точностью — до сотых долей мм — толщина изделия, ограниченного плоскими параллельыымп гладкими поверхностями, при одностороннем доступе.
Теыезой метод уступает эхо-методу в чувствительности и универсальности и поэтому используется гл. обр. для контроля изделий простой формы и небольших сечений. УЗ-вые волыы вводятся с одной, а принимаются, Рвс. з. Схема сбаартжсввн дсйсвтсз теневым (а, б, в) в зсрвальас-теневым методами: > — генератор; в — врвсввый тракт; г -- ивдвватор;  — излучающий ксвзтслзб в — — првйввый искатель; в— контролируемое изделие; Д вЂ” ЛсФснт.
как правило, с другой стороны. О налвчии дефекта судят либо по умеыьшению иатвнсивиссжи звука в зоне звуковой тени, нуда УЗ-вые волны проникают гл. обр. вследствие дифравйии волн (рвс, 5, а, б, с), либо по ивменению фазы клн времени приема волны, огибающей дефект и прошедшей, следовательно, более длинный путь, Необходимость двустороннего доступа к изделию является существенным ограничением применимости теневого метода. Однако если вместо работы в непрерывном рек(име применять импульсы, то теневов метод может быть осуществлен также и в зеркальыом варианте прн одностороннем доступе к изделию (рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
