Комбинированные методы

В основу положены явления отражения акустической волны от дефекта и изменения параметров акустических сигналов при их прохождении через дефект.

К комбинированным методам относятся:

- зеркально-теневой метод;

- эхо-теневой метод;

- эхо-сквозной метод.

Зеркально-теневой метод(рис. 4.11) основан на измерении амплитуды донного сигнала. По технике выполнения это метод отражения (фиксируется эхо-сигнал), а по физической сущности контроля он близок к теневому методу (измеряется ослабление сигнала, дважды прошедшего контролируемое изделие в зоне дефекта).

Рис. 4.11. Схема зеркально-теневого метода АК: 1 – излучатель, 2 – приемник

Информативный параметр – амплитуда донного сигнала. Критерием наличия дефекта при контроле зеркально-теневым методом является уменьшение донного эхо-импульса.

К недостаткам метода можно отнести:

- невысокую чувствительность к отдельным мелким дефектам;

- требование повышенной стабильности акустического контакта;

- шероховатость поверхности приводит к уменьшению достоверности результатов.

Эхо-теневой метод основан на анализе как прошедших, так и отраженных волн (рис. 4.12).

Информативные параметры:

- амплитуда сигнала;

- время прохождения.

Рис. 4.12. Схема эхо-теневого метода АК: 1, 2 – излучающий и приемный преобразователи, 3 – генератор, 4, 5 – приемник

Достоинства метода:

- большая вероятность обнаружения дефектов;

- возможность оценки характера дефектов.

Эхо-теневой метод применяется при механизированном контроле сварных стыков труб.

Эхо-сквозной метод (рис. 4.13) использует набор полезных сигналов, прошедших через изделие.

Рис. 4.13. Схема эхо-сквозного метода АК (а): 1, 2 – преобразователь, 3 – слой жидкости; б) осциллограмма метода. Сигналы I, II существуют всегда, они свидетельствуют о наличии крупных дефектов, сигналы III и IV свидетельствуют о существовании мелких дефектов

Информативный параметр метода – амплитуда сигнала.

Сигналы I и II существуют всегда, они свидетельствуют о наличии крупных дефектов. Сигналы III и IV свидетельствуют о существовании мелких дефектов. Недостатком метода является трудность определения местонахождения дефекта (один дефект – четыре сигнала).

Преимущества метода:

- повышенная чувствительность по сравнению с теневыми методами;

- время прихода сигналов не зависит от взаимных перемещений изделия по отношению к преобразователям;

- шероховатость поверхности не сказывается на результатах контроля;

- отсутствие “мертвой зоны”.

Пассивные методы

Метод акустической эмиссии использует бегущие волны, которые излучаются самим объектом контроля в результате динамической внутренней перестройки структуры (рис. 4.14). Процесс развития трещины сопровождается сигналами акустической эмиссии, говорят “дефект трещит”.

Рис. 4.14. Схема метода акустической эмиссии: – внешняя сила

Источники акустической эмиссии:

1) возникновение и развитие микротрещины;

2) процессы пластической деформации (стадии предразрушения);

3) процессы коррозии;

4) процессы фазовых превращений (плавление, кристаллизация, полиморфные и мартенситные превращения и др.);

5) фрикционные явления (трение);

6) процессы намагничивания и перемагничивания ферромагнетиков;

7) процессы электризации.

Из перечисленных источников акустической эмиссии процессы 4–7 чаще являются источником помех.

Информативные параметры акустической эмиссии (АЭ):

- суммарный счет N – число зарегистрированных импульсов АЭ, превышающих установленный порог за все время наблюдения;

- скорость счета ;

- число импульсов, превышающих установленный порог в единицу времени;

- спектр частот;

- амплитуда сигнала А.

Приборы, использующие явление АЭ, – компьютеризированные многоканальные приборы. Пример схемы, использующей явление АЭ для выявления развивающихся дефектов типа трещин в сосуде, приведен на рис. 4.15.

Рис. 4.15. Структурная схема метода акустической эмиссии: 1 – котел, 2, 3, 4, 5 – приемные преобразователи, 6 – сумматор, 7 – анализатор

По разнице времени прихода сигнала от датчика определяют месторасположение дефекта. Метод АЭ пригоден не только для контроля и диагностики, но и для исследований прочностных свойств материалов. Недостатком метода является повышенная чувствительность к помехам и шумам.