Раздел 2.4. Классификация ультразвуковых методов контроля
Ранее мы установили, что признаком наличия неоднородности в материале может быть ослабление упругих волн или наличие отраженных упругих волн изнутри материала. Эти две характеристики являются основными параметрами при неразрушающем контроле изделий, материалов, заготовок и др.
Существует два вида акустического неразрушающего контроля: активный и пассивный. Активный вид заключается в возбуждении ультразвуковых импульсов специальным устройством, называемым преобразователем. Ультразвуковой импульс затем вводится в контролируемый материал. Измеряют либо ослабление этого импульса, либо фиксируют наличие отраженных импульсов. По результатам указанных измерений принимают решение о качестве изделия. Пассивный вид контроля заключается в использовании физических свойств материала. Если материал нагружать (сгибать, скручивать и т.д.), то в нем рано или поздно возникнут трещины. Развитие трещин, как правило, происходит скачкообразно и очень быстро. Ярким примером такого процесса являются землетрясения. При этом в материале возбуждаются и распространяются ультразвуковые импульсы иногда очень значительной амплитуды. Специальными приемниками – преобразователями измеряют их количество, время приема и амплитуды. По результатам измерений принимают решение о качестве изделия.
Среди активных видов контроля наиболее широко применяемыми являются следующие методы:
- метод фиксации отраженных от дефектов волн - называется эхо-методом контроля.
- метод измерения величины ослабления амплитуды ультразвукового импульса, при его прохождении через заданный объем материала, - соответственно, называется методом прохождения.
Суть эхо-метода поясняется рисунком 2.5.
Рис. 2.5 Отражение ультразвуковых волн от внутреннего дефекта материала.
Дефектоскоп подводит импульсную энергию к преобразователю (T/R). Преобразователь возбуждает в изделии ультразвуковые импульсы (УЗИ). УЗИ распространяются в объеме изделия. Наталкиваясь на дефект, УЗИ частично от него отражаются и принимаются тем же или другим преобразователем. Дефектоскоп измеряет амплитуду принятого импульса и время его появления. Типичная осциллограмма, соответствующая рис.2.5, показана на рис. 2.6.
Рис. 2.6 Осциллограмма на экране ультразвукового импульсного дефектоскопа с эхо- импульсом от дефекта.
Существует много вариантов эхо метода, обусловленных способами расположения преобразователей, методом анализа принятой информации, представлением информации, полученной в результате измерений и т. д.
Метод прохождения имеет две основных разновидности. Теневой и зеркально-теневой. Теневой вариант, рис.2.7, заключается в возбуждении ультразвуковых импульсов с одной стороны изделия и приеме УЗИ с противоположной стороны изделия.
Рис. 2.7 Ультразвуковой контроль изделия методом прохождения ультразвуковых импульсов через контролируемый участок объема изделия.
Дефектоскоп измеряет амплитуду прошедших импульсов, сравнивает их величину с амплитудой импульса на годном изделии и принимает решение о качестве изделия по полученной величине. Зеркально-теневой метод заключается в возбуждении УЗИ в изделии и приеме импульса отраженного от противоположной стороны изделия. В этом случае УЗИ проходит один и тот же участок изделия дважды. Следовательно, ультразвуковой импульс при наличии дефектов ослабляется вдвое сильнее. Чувствительность зеркально-теневого метода выше, чем теневого. Иногда для повышения чувствительности используют амплитуду многократно переотразившихся УЗИ между плоскопараллельными поверхностями изделия.
