Ультразвуковая дефектоскопия
Ультразвуковой метод контроля позволяет обнаруживать и определять несплошности и трещины всех типов - от микроскопических до раковин, расслоений, газовых пузырей и т.п., практически на любой глубине и в любых металлических материалах.
Ультразвуковая дефектоскопия основана на способности ультразвуковых колебаний отражаться от границы раздела двух сред, имеющих различную плотность, и включает регистрацию отраженных колебаний, препятствиями для распространения которых в металле могут явиться наряду с противоположной поверхностью изделия также различного рода дефекты.
Для дефектоскопии обычно применяют колебания с частотой 1 – 5МГц, что позволяет уверенно выявлять отражение ультразвуковой волны от несплошностей, размер раскрытия которых в тысячи раз меньше ее длины, а минимальная площадь составляет 1 мм2.
Ультразвуковые колебания имеют высокую направленность распространения по законам геометрической оптики, а также весьма незначительное затухание, которое в металлах обусловлено главным образом рассеянием и проявляется лишь в достаточно крупнозернистых структурах или при наличии крупных включений.
Различают продольные и поперечные ультразвуковые волны. Благодаря явлению трансформации, которое испытывает ультразвуковая волна при переходе из одной среды в другую, можно, меняя ее угол падения, обеспечивать распространение в контролируемом материале либо только продольной, либо поперечной ультразвуковой волны, а, следовательно, управлять траекторией распространения падающей и отраженной волны в металле.
Для создания акустического контакта между преобразователем и изделием наносят слой жидкости (воды, минерального масла, растворов солей). Различают прямой и наклонный преобразователи, являющиеся источниками соответственно продольных и поперечных колебаний, а также раздельно – совмещенный, в котором разделены функции источника и приемника продольных ультразвуковых волн. По величине амплитуды дополнительного импульса можно оценить размер дефекта, а по его удалению от начала развертки – глубину залегания дефекта в металле. При использовании наклонного преобразователя донное отражение ультразвуковой волны искателем не улавливается, а фиксируются лишь дополнительные импульсы в том случае, если на пути распространения волны встречается дефект.
При ультразвуковой дефектоскопии дефекты оцениваются путем сравнения результатов определения дефектов в контролируемом изделии и в эталонном образце.
Возможности ультразвуковой дефектоскопии для проведения неразрушающего контроля металлических изделий весьма широки. Можно контролировать изделия практически неограниченных размеров (при толщине металла до 2 м), различной формы, обнаруживать как объемные, так и плоскостные дефекты, причем в последнем случае независимо от их ориентации в изделии.
Ультразвуковой дефектоскоп – это электронно-акустическое устройство, предназначенное для возбуждения-приема ультразвуковых колебаний с целью обнаружения нарушений сплошности или однородности материалов и измерения их характеристик. Дефектоскоп преобразует колебания в вид, удобный для вывода на соответствующий индикатор. Он снабжен сервисными устройствами для настройки и сохранения параметров контроля и измерения параметров принятых сигналов.
Согласно ГОСТ 23049, в зависимости от области применения дефектоскопы делятся на приборы общего назначения и специализированные. В зависимости от функционального назначения дефектоскопы подразделяют на следующие группы:
1. Для обнаружения дефектов (пороговые дефектоскопы, обычно вместо экрана имеют светодиодный индикатор, показывающий факт превышения сигналом порогового уровня);
2. Для обнаружения дефектов, измерения глубин их залегания и измерения отношения амплитуд сигналов от дефектов;
3. Для обнаружения дефектов, измерения глубин их залегания и измерения эквивалентной площади дефектов по их отражающей способности или условных размеров дефектов;
4. Для обнаружения дефектов, распознавания их форм или ориентации, для измерения размеров дефектов или их условных размеров.
По конструктивному исполнению дефектоскопы подразделяются на стационарные, переносные и портативные.
По степени участия дефектоскописта в процессе контроля различают ручные, механизированные и автоматизированные дефектоскопы.
Условное буквенно-цифровое обозначение отечественных дефектоскопов состоит из букв УД (для дефектоскопов общего назначения) или УДС (для УЗДС), номера группы назначения и порядкового номера модели. Например: УД2-12 относится ко второй группе, а УД3-103 «Пеленг» – к третьей.