Тема 3.4 Основные параметры эхо-метода

3.4.1 Основные параметры УЗД сварных соединений.

Качество ультразвукового контроля обуславливаются правильностью выбора основных параметров контроля и точностью соблюдения их в процессе контроля.

Под основными параметрами ультразвуковой дефектоскопии следует понимать такие параметры, которые определяют достоверность результатов контроля. Некоторые параметры полностью зависят от применяемой аппаратуры (дефектоскопов, преобразователей), поэтому необходимо выделить параметры контроля и параметры аппаратуры.

Параметры контроля	Параметры аппаратуры
Наименование	Усл. обозначение	Размер-ность	Наименование	Усл. обозначение	Размер-ность
	Длина волны	ʎ	мм	Частота	f	МГц
	Чувствительность: а) реальная б) предельная в) эквивалентная	Sп Sэ	мм мм мм	Чувствительность а) условная б) эквивалентная	Кц Sэ	мм мм
	Направленность поля искателя	α0 ϕ0	град град	Размеры пьезопластины	а	мм
	Угол ввода луча	α	град	Угол призмы	β	град
	Точность измерения координат	А	%	Погрешность грубиномера	Аг	%
	Мертвая зона	М	мм	Длительность а)зондирующего импульса б) ревербирацион-ных шумов из призмы	τз   τр	мкс
	Разрешающая способность: а)по дальности б) по углу	Δ ϕусл	мм град	Разрешающая способность аппаратуры	Тр	Мкс
	Стрела искателя	n	мм	Стрела искателя	n	мм

Длина волны и частота

Длина ультразвуковой волны в материале определяется задаваемой частотой излучаемых колебаний. Оптимальная частота ультразвуковых колебаний для контроля сварных соединений определяется:

1) Структурой металла

2) Толщиной металла

3) ТУ ( предельно допустимым дефектом)

При контроле изделий большой толщины, а также при контроле крупнозернистой структуры стали требуется уменьшение частоты. Это связано со значительным затуханием ультразвуковых колебаний, особенно в зоне термического влияния. При контроле малых толщин (до 12 мм), а следовательно для выявления малых дефектов, контроль следует проводить на высоких частотах.

ТУ задают предельно допустимый дефект, следовательно для выявления этого дефекта необходимо использовать длину волны, соизмеримую с размером дефекта, или меньше.

Чувствительность

Достоверность результатов контроля во многом определяется чувствительностью, которая характеризует возможность выявления данным методом различных дефектов контролируемых изделий. В связи с этим, чувствительность – это способность выявления наименьших размеров дефектов, расположенных на заданной глубине, которые надежно обнаруживаются методами ультразвуковой дефектоскопии.

Различают несколько видов чувствительности: реальная, предельная, условная, эквивалентная.

1) Реальная чувствительность – это способность метода выявлять минимальные размеры реальных дефектов, уверенно фиксируемых в данных соединениях при выбранном режиме контроля.

Реальная чувствительность может быть определена статистической обработкой результатов контроля и металлографического исследования большой серии объектов этого вида.

Заварив стык проводят Узой контроль, определяют все дефекты, режут изделие, делают макрошлифы и определяют какие минимальные размеры дефектов удалось выявить с помощью УЗК.

2) Предельная чувствительность – это определение предельно допустимых размеров дефектов, искусственно образованных в изделии, которые хорошо регистрируются прибором. Для этого дефектоскоп настраивают по образцу, представляющему собой копию сварного шва, в котором выполнены искусственные дефекты. Эквивалентная площадь искусственного дефекта регламентируется по соответствующей нормативной документации. Выбор типа отражателя определяется его отражательными свойствами, технологичностью и воспроизводим остью изготовления. На практике используют следующие виды эталонных отражателей:

а) плоскодонные отражатели

б) угловые (зарубки)

в) сегментные

г) цилиндрические

а) плоскодонные отражатели

В плоскодонных отражателях плоское дно ориентировано под прямым углом к акустической оси излучателя.

В связи со сложностью и точностью изготовления плоскодонных отражателей при работе с наклонными ПЭП можно применять угловые или сегментные отражатели.

Sп – площадь плоскодонного отражателя

б) угловые отражатели (зарубки)

Угловые отражатели изготавливаются в виде зарубки с определенными размерами по высоте или ширине.

Sз – площадь углового отражателя

Sп = Sз∙N

N – коэффициент пропорциональности

0,5 < h/b < 4

Коэффициент пропорциональности N зависит от угла β:

β	300	400	500
N	2,5	1,5	0,5

в) сегментные отражатели

Сегментный отражатель изготавливается с помощью фрезы на поверхности образца.

Отражающая поверхность сегмента радиусом R должна быть перпендикулярна прямолинейной акустической оси ПЭП

Sс – площадь сегментного отражателя

Sс = Sп при h/b>0,4

г) цилиндрические отражатели

Цилиндрическое отверстие диаметром 6 мм в СО-2 используется для настройки предельной чувствительности.

3) Условная чувствительность дефектоскопа определяется максимальной глубиной расположения искусственного отражателя в виде бокового отверстия диаметром 2 мм в стандартном образце № 1 уверенно фиксируемом всеми индикаторами дефектоскопа.

Если реальная и предельная чувствительности представляют собой чувствительность метода, то условная характеризует только чувствительность дефектоскопа и ПЭП.

Предельная и условная чувствительности взаимосвязаны и может быть переведены друг в друга с помощью стандартного образца №1 и стандартного образца предприятия.

4) Эквивалентная чувствительность . В некоторых случаях при контроле соединений сложной формы и малой толщины воспользоваться тест образцами или эталоном для измерения и настройки предельной или условной чувствительности невозможно. Для этого используют тест образцы из основного металла или сварные соединения с моделями реальных дефектов (непровары, поры и т.д.)

При этом дефектоскоп настроенный на эквивалентную чувствительность будет выявлять дефекты, эквивалентные моделям реальных дефектов.

Чувствительность контроля зависит от ряда факторов, в частности шероховатости поверхности, акустических свойств контролируемого изделия, температуры контроля и т.д.