Цель работы и постановка задач
Цель работы: получение навыков настройки, измерения основных параметров контроля (скорости ультразвука, затухания) и работы на ультразвуковом (УЗ) дефектоскопе УД 2-70, проведение ультразвукового контроля стыкового сварного соединения.
Продолжительность работы 4 часа.
Оборудование: дефектоскоп УД 2-70, комплект ПЭП, комплект СО и СОП.
Задачи:
1. Ознакомление с органами управления и работой УЗ дефектоскопа.
2. Ознакомление со способами настройки и проверки работоспособности УЗ дефектоскопа и акустического блока прибора.
3. Освоение методики настройки дефектоскопа и проведение ультразвукового контроля стыкового сварного соединения.
4. Оформление результатов.
Введение
Аппаратуру для УЗ-контроля можно разделить на следующие группы:
а) ультразвуковые дефектоскопы; б) комплекты эталонов и тест-образцов для проверки и настройки приборов; в) координатные линейки и шаблоны для определения размеров дефектов и пределов перемещения искателей; г) вспомогательные приспособления.
На рисунке 2.1 представлена схема функционирования УЗ дефектоскопа.
| Генератор |
| Приемник |
| Дефект |
| Объект |
| Излучающий преобразователь |
| Приемный преобразователь |
Рис.2.1. Схема функционирования дефектоскопа
Дефектоскоп работает следующим образом: генератор дефектоскопа электрическим импульсом возбуждает излучающий преобразователь, превращающий энергию электрического импульса в механические колебания своей рабочей поверхности (прямой пьезоэффект). Колебания рабочей поверхности излучающего преобразователя передаются через слой контактной жидкости поверхности контролируемого объекта. Далее, колебания распространяются в объекте в виде ультразвуковой волны, которая, всречая на своем пути дефект, рассеивается на нем. Рассеянная на дефекте волна распространяется в объекте и некоторая часть ее попадает на приемный преобразователь, который энергию рассеянной волны превращает в электрический импульс (обратный пьезоэффект). Электрический импульс, содержащий информацию о дефекте, поступает в приемник дефектоскопа. В приемнике электрический импульс усиливается, обрабатывается по тому или иному алгоритму и на индикаторе дефектоскопа отображается прямая или косвенная информация о дефекте.
Преобразователи, применяемые для ультразвукового контроля подразделяют на прямые и наклонные. Прямые преобразователи предназначены для излучения и приема продольных ультразвуковых колебаний. Наклонные ПЭП, как правило, предназначены для излучения и приема поперечных (сдвиговых) волн. Наклонные ПЭП имеют призму, поэтому иногда их называют призматическими.
По совмещению функций излучения и приема ПЭП подразделяют на совмещенные и раздельно - совмещенные. Совмещенные преобразователи содержат один пьезоэлемент, выполняющий как функцию излучения, так и функцию приема ультразвука. Раздельно – совмещенные ПЭП содержат два пьезоэлемента, один из которых выполняет функцию возбуждения ультразвука в объекте, другой – приема ультразвуковых колебаний.
Обыкновенные преобразователи имеют пьезоэлемент в виде плоской пластины (пьезопластины).
Схема функционирования пьезопреобразователя показана на рис 2.2.
| демпфер |
| пластина |
| протектор |
| объект |
| корпус |
Рис. 2.2. Схема функционирования пьезопреобразователя
Пьезоэлектрический преобразователь состоит из пьезопластины, демпфера, протектора или призмы. Вся конструкция помещена в корпус. Пьезопластина - это круглая или прямоугольная пластина, на верхнюю и нижнюю грани которой нанесены сплошные электроды из серебра или специального сплава. Основными материалами, из которого изготавливают пьезоэлементы, являются ЦТС–19 (цирконаттитанат свинца), ЦТБ-6 (цирконаттитанат бария) и кристаллический пьезокварц. Наиболее сильно пьезоэффект проявляется у пьезоэлементов из ЦТС-19. Наиболее дешевым и простым в изготовлении материалом является ЦТБ-6. Однако, для изготовления специальных преобразователей, предназначенных для возбуждения в объектах горизонтально поляризованных поперечных волн, применяются пластины Y-среза из кристаллов пьезокварца. Демпфер в ПЭП применяют для гашения собственных колебаний пьезоэлемента и формирования более коротких зондирующих импульсов, поэтому его изготавливают из материалов с высоким затуханием и большим волновым сопротивлением. Чаще всего в качестве демпфера используют специальные пластмассы или эпоксидные смолы с наполнителем из свинцовых или никелевых опилок.
Пьезоэлемент легко повреждается при непосредственном контакте с контролируемым объектом. Чтобы его защитить, к рабочей грани пластины приклеивают протектор, изготавливаемый из твердых, износостойких материалов, например, металлокерамики.
Под воздействием разности потенциалов между электродами (электрического импульса), пьезоэлемент излучающего преобразователя изменяет свою толщину (прямой пьезоэффект), заставляя колебаться протектор или призму. Механические колебания, воздействующие на протектор или призму приемного преобразователя, передаются пьезоэлементу, изменение толщины которого вызывает появление между его электродами разности потенциалов (обратный пьезоэффект). Так формируется электрический импульс на выходе приемного преобразователя.
3. Ультразвуковой дефектоскоп УД 2-70. Методика определения и настройки параметров контроля.
Общие сведения.
Дефектоскоп ультразвуковой УД2-70 общего назначения по ГОСТ 23049-84 предназначен для:
- контроля продукции на наличие дефектов типа нарушения сплошности и однородности материалов готовых изделий, полуфабрикатов и сварных (паяных) соединений;
- измерения глубины и координат залегания дефектов;
- измерения толщины контролируемых изделий.
Дефектоскоп реализует эхо-импульсный, теневой и зеркально-теневой методы неразрушающего контроля с ультразвуковыми (УЗ) пьезоэлектрическими преобразователями (ПЭП) на номинальные частоты 0,4; 1,25; 1,8; 2,5; 5,0 и 10,0 МГц.