zubarev_antonУльтразвуковая дефектоскопия – процесс контролирования неразрушающим способом, в основе которого лежит действие ультразвука, распространяющегося без значительных затуханий, отражаясь на линии разделения нескольких противоположных сред. Методы ультразвуковой дефектоскопии позволяют применять колебания ультразвука с целью выявления дефектов в деталях, изготовленных из металла, не разрушая их.
Иными словами, можно сказать, что методы ультразвуковой дефектоскопии позволяют искать недочеты и браки, используя излучение и принятие ультразвуковых колебаний, отражающихся от самого дефекта, а также проводить анализ времени, когда они приходят, формы и остальных критериев, применяя спецоборудование – ультразвуковые дефектоскопы.
Принцип работы ультразвукового контроля
Методы ультразвуковой дефектоскопии подразумевают использование неразрушающего контроля сварки и считаются самыми распространенными и востребованными. Принцип их работы заключается в распространении акустических ультразвуковых волн во внутренней части твердого объекта с определенным погружением. Так как волны характеризуются иными свойствами акустики, чем границы поверхностей, они будут отражаться, а направить их в определенное место можно УЗК дефектоскопами. Отраженные сигналы будут улавливаться и отображаться на мониторе прибора в виде импульсов волны, которая излучилась и отразилась. В зависимости от того, как будут располагаться импульсы и какой силой они будут обладать, становится возможным найти место брака, его размер и определить его характер.
В зависимости от расположения шва применяют разные способы определения дефектов:
- Нижняя часть определяется прямой волной
- Верхняя часть определяется отраженной волной
Методы ультразвуковой дефектоскопии
Методы ультразвуковой дефектоскопии представлены следующими видами:
- Эхо-импульсный метод, при котором акустика направляется на шов сварки и отраженная волна регистрируется от дефекта. В данном случае в качестве источника и приемника волн используется преобразователь в количестве 1 штуки.
- Теневой метод, предусматривающий применение нескольких преобразователей, стоящих в разных сторонах существующей сварки. В данном случае один преобразователь будет преобразовывать появляющиеся колебания, а второй - регистрировать. Если ультразвуковые колебания начнут исчезать, это будет свидетельствовать о наличии дефекта.
- Эхо-зеркальный метод, при котором используются 2 преобразователя, расположенные с одного бока сварочного шва. Данный способ часто применяют с целью поиска брака, который может находиться перпендикулярно поверхности сварного шва.
- Зеркально-теневой метод, в результате применения которого преобразователи размещают на одной поверхности сварочного шва, а под регистрацию при этом попадают не прямопоточные волны ультразвука, а те, которые отражаются от еще одной поверхности соединения. Если отраженные колебания пропадают, значит имеется брак.
Параметры оценки дефектов при ультразвуковом контроле
Самый маленький размер брака, который можно найти, является определяющим элементом чувствительности ультразвукового контроля. В качестве эталонных отражателей, чаще всего, выступают отверстия с плоским дном, расположенные перпендикулярно направлению прозвучивания или выемки с боков вместе с зарубками.
В процессе проведения УЗК контроля выявленный дефект оценивается по таким критериям:
- Амплитуда волны
- Протяженность в условном понимании
- Показатели высоты и ширины брака
- Форма бракованной части
Условная длина может быть определена протяженностью перемещения излучателя вдоль шва, на всей длине которой и фиксируется сигнал. Условная ширина определяется при перемещении излучателя по нормали, а высота оценивается за счет разности интервалов времени между излученной и отраженной волн, когда излучатели находятся в крайних точках.
Определение истинной величины сварочного дефекта – довольно сложный процесс, поэтому проще вычислить его эквивалентные величины (площадь или диаметр). В качестве эквивалентной площади принимают, например, площадь плоскодонного отверстия в образце, в котором амплитуда отраженной волны будет равна амплитуде отраженной волны в шве, который проходит проверку. Практически при всех измерениях вычисленная эквивалентная площадь дефекта будет меньше его реальной площади.
Виды ультразвуковых преобразователей, используемых в дефектоскопах
Разные методы ультразвуковой дефектоскопии подразумевают применение разных видов УЗК преобразователей:
- Раздельно-совмещенные, состоящие из нескольких, составляющих кристаллического типа, находящихся в одном корпусе, между которыми находится препятствие в виде акустики. Одна из составляющих будет играть роль передатчика, а вторая – приемника.
- Контактные, особенность применения которых заключается в конкретном контакте с контролируемым предметом. Это преобразователи с одним элементом, с износостойкой поверхностью и могут быть применены в сложных условиях на производствах.
- Наклонные, с одним элементом, которые используют призму для звуковых волн продольного или поперечного видов под определенным углом. Призма в данном случае может быть сменной или интегрированной, за счет которой ультразвуковой пучок вводится в объект контроля под углом. В большинстве случаев наклонные
- С линией задержки, представляющие собой преобразователь с одним элементом, который используют с заменяемыми линиями задержки. Принцип работы заключается в том, что преобразователь вводит временную задержку между импульсами, которые излучаются и отражаются, улучшая, тем самым, поверхностное разрешение.
- Иммерсионные, одноэлементные, которыми пользуются при работе во влажных условиях и в воде. В данном случае отсутствует прямой контакт с объектом контроля, вместо этого используется водяной столб или иммерсионная ванна, посредством которых происходит передача звуковой энергии в материал. Благодаря такому виду можно обеспечить стабильный, надежный акустический контакт, а эффективность сканирования при этом будет увеличена, даже если осуществлять контроль за движущимися деталями со сложными геометрическими формами.
