41. Акустический контроль поверхностных характеристик материалов (шероховатость, поверхностно упрочненные слои).

Оценка качества поверхности изделий с помощью ультразвука может осуществляться на основе использования различных эффектов:

- затухание волн Рэлея; затухание будет тем больше, чем больше шероховатость и чем острее гребни и впадины неровностей, оставшихся после обработки;

- изменение акустического импеданса пьезопреобразователя, нагруженного на изделие; увеличение высоты неровностей приводит к повышению толщины слоя жидкости между преобразователем и изделием и, как следствие, к изменению входного импеданса поверхности изделия;

- отражение от поверхности УЗ-волн, падающих из жидкой или газообразной Среды; если неровности поверхности нерегулярные, то наблюдается рассеянное отражение; при регулярном характере неровностей, шаг которых соизмерим с длиной волны, происходит дифракция УЗ-волн; в обоих случаях происходит уменьшение амплитуды сигналов, соответствующих геометрическому отражению лучей, что используется для измерения степени шероховатости.

В приборах для контроля шероховатости поверхности могут быть использованы все приведенные эффекты. Наиболее точным является способ, основанный на определении отношения амплитуд отраженных импульсов, несущие частоты которых отличаются например в два раза. Отношение амплитуд в этом случае зависит от шероховатости поверхности.

42. Методика настройки дефектоскопа по стандартным и контрольным образцам при контроле различных объектов.

Этот способ является основным при контроле сварных швов различных конструкций. Образец изготовляют из материала стали той же марки, такой же номинальной толщины и кривизны, что и контролируемое изделие. Обязательным условием является соответствие качества поверхности испытательного образца качеству поверхности контролируемого изделия и проведение термообработки, если она предусмотрена для штатного изделия.

Рисунок 1.5 – Основные типы искусственных отражателей

На образце на расстоянии не менее 20 мм от одного из краев изготовляются искусственные эталонные отражатели, соответствующие по эквивалентной площади требуемым значениям предельной или браковочной чувствительности. Производить настройку чувствительности по контрольным образцам с реальными дефектами нельзя. Это объясняется невозможностью точного измеренияочного измеренияы реальных дефектов и воспроизведения их при тиражировании образцов.

Выбор типа отражателя определяется его отражательными свойствами, технологичностью и воспроизводимостью изготовления. Стандарты предусматривают применение следующих видов отражателей: плоскодонное отверстие, боковой цилиндрический отражатель, угловой (зарубка) и сегментный (рисунок 1.5).

Плоскодонное отверстие высверливают в контрольном образце таким образом, чтобы его ось совпадала с преломленной осью ультразвукового пучка. При настройке РС-ПЭП ось отверстия должна быть перпендикулярна к поверхности образца. У эталонного отражателя в виде плоскодонного отверстия имеется существенное достоинство — крутая монотонная зависимость приращения амплитуды эхо- сигнала с увеличением диаметра отражателя.

Боковое отверстие — наиболее технологичный тип отражателя. Боковое отверстие необходимо сверлить на расстоянии не менее 8—10 мм от нижней поверхности образца. Если это условие не соблюдается, то на прямой эхо-сигнал от отверстия накладывается эхо-сигнал, отраженный от поверхности и дефекта, и результирующий эхо-сигнал осциллирует с размахом по амплитуде до 8-9 дБ.

Существенный недостаток боковых отверстий — влияние боковой грани образца. Основными преимуществами бокового отверстия являются легкость изготовления, хорошая воспроизводимость и возможность использования для любых типов преобразователей.

Угловой отражатель хорошо имитирует выходящие на поверхность трещины и непровары и является весьма удобной заменой плоскодонного отверстия.

Для перерасчета предельной чувствительности от плоскодонного отверстия к зарубке можно применить зависимость S_з = S_по/N. Коэффициент N определяется по графику.

Для настройки чувствительности подбирают СОП, подходящий для контролируемого изделия.

Настройка чувствительности заключается в том, что на ЭЛТ дефектоскопа получают эхо-импульс от искусственного отражателя размером, равным минимально фиксируемому дефекту, на глубине, соответствующей максимальной чувствительности для данной толщины, и устанавливают высоту этого эхо-импульса, равной 2/5 или 1/2 высоты экрана (в зависимости от типа дефектоскопа). Показание аттенюатора А_о в этом случае (при неизменном положении некалиброванных регуляторов усиления и мощности) соответствует контрольному уровню чувствительности. Далее производится настройка на отражатели того же размера, расположенные на других глубинах в пределах толщины изделия. Показания аттенюатора А_оi для каждой глубины записывают.

Контроль изделия производят на поисковой чувствительности. При обнаружении дефекта эхо-импульс от него устанавливают на заданную высоту (2/5 или 1/2 высоты экрана). По показанию аттенюатора А_д и по глубине расположения дефекта путем сравнения с соответствующим А_оi определяют превосходит обнаруженный дефект заданный уровень фиксации или нет. Для оценки эквивалентного размера дефекта в СОП на глубине залегания дефекта находят искусственный отражатель, дающий эхо-импульс такой же высоты. Его размер и является эквивалентным размером дефекта.