4.9. Плотность сканирования.
Сканирование – перемещение преобразователя по поверхности изделия (или изделия относительно преобразователя). Преобразователь перемещается с определенной скоростью (скорость сканирования) вдоль линий (рис. 4.9,а). Расстояние между линиями S называют шагом сканирования.
П
ри
сканировании необходимо обнаружить
все дефекты, эхо-сигнал от которых
превышает уровень фиксации. Чувствительность
на линии сканирования максимальна, а
между этими линиями – уменьшается (рис.
4.9,б). Однако здесь она не должна быть
меньше уровня фиксации. Чтобы обеспечить
это чувствительность на линии сканирования
должна быть выше уровня фиксации. Эта
завышенная чувствительность называется
поисковой или уровнем поиска.
О
Рис. 4.9. Шаг
сканирования (а) и его зависимость от
поисковой чувствительности (б).
Для расчета шага сканирования в дальней зоне нужно по диаграмме направленности преобразователя для излучения – приема определить угол , при котором амплитуда эхо-сигнала уменьшается на Р дБ. Если нужно контролировать изделие на глубине Н, то шаг S будет равен: S = 2 H tg.
Однако такой шаг сканирования пригоден только для глубины Н. При контроле прямым преобразователем "от поверхности" шаг будет определяться наиболее узкой частью акустического поля преобразователя. Вблизи границы ближней зоны (см. рис. 2.21) ширина акустического поля на уровне 6 дБ приблизительно равна половине размера пьезоэлемента D, поэтому шаг сканирования обычно делают равным D/2.
4.10. Стабильность акустического контакта.
Акустический контакт обеспечивает передачу ультразвуковых колебаний от преобразователя к контролируемому объекту и обратно от объекта к преобразователю. В процессе контроля качество акустического контакта может изменяться под влиянием случайных факторов, особенно при контроле контактным способом: на плохо смазанном участке поверхности слой контактной жидкости между преобразователем и изделием может отсутствовать или не полностью заполнять зазор; изменение толщины слоя контактной жидкости вызовет изменение коэффициента прозрачности границы преобразователя с контролируемым объектом; возможно, возникновение клиновидного слоя и тогда изменится направление излучения преобразователя.
При контроле прямым преобразователем качество акустического контакта проверяют по изменению амплитуды донного сигнала, однако, при обычных условиях контроля амплитуда донного сигнала уходит за пределы экрана дефектоскопа и по этому признаку можно заметить лишь резкое ухудшение качества акустического контакта.
Если дефектоскоп имеет два автоматических сигнализатора дефектов с раздельной регулировкой интервала времени и порога срабатывания, то один сигнализатор настраивают на слежение за появление эхо-сигналов от дефектов, а второй – на слежение за качеством акустического контакта по амплитуде донного сигнала. В этом случае можно заметить изменение амплитуды донного сигнала на несколько децибел. Одновременно можно осуществлять контроль изделия зеркально-теневым методом. Такими возможностями обладает серийный дефектоскоп УД2-12.
При контроле наклонным преобразователем надежных способов слежения за стабильностью акустического контакта не разработано и дефектоскопы с автоматическим наблюдением за качеством акустического контакта не выпускаются. Следят за тем, чтобы поверхность изделия была покрыта достаточным слоем контактной жидкости, время от времени получают на экране эхо-сигнал от какого-либо естественного отражателя (например двугранного угла), используют преобразователи – шероховатомеры, для проверки качества поверхности изделия и ее сравнения с качеством поверхности СО, по которому настраивалась чувствительность.
С точки зрения стабильности, способы акустического контакта можно расположить в следующем порядке: бесконтактные, иммерсионные, щелевые, контактные. Этим следует руководствоваться при выборе способа контакта с учетом неровности поверхности изделия.
Для стабилизации акустического контакта следует принять меры к выравниванию поверхности ввода, удалению брызг металла, отслаивающейся или рыхлой окалины, краски, загрязнений. При контроле контактным способом механически переработанной поверхности высота неровностей должна быть не хуже Rz 40 мкм по ГОСТ 2789-73.
Существуют специальные преобразователи для контроля изделий по неровной поверхности с довольно высокой стабильностью акустического контакта. Принцип их работы состоит в следующем. Если в контактном или щелевом способах обеспечить заполнение зазора между преобразователем и изделием контактной жидкостью, то нестабильность акустического контакта будет вызываться изменением толщины слоя контактной жидкости. Многократные отражения ультразвука в этом слое приведут к интерференции, результатом которой может быть как усиление, так и ослабление прошедшего через зазор сигнала, т.е. возникает нестабильность контакта.
Для устранения этого явления протектор преобразователя делают из материала с большим коэффициентом затухания и волновым сопротивлением близким к жидкости. В результате отраженный от поверхности изделия обратно в контактную жидкость ультразвук попадет в протектор и в нем затухнет, многократные отражения не возникнут. Кроме того, материал протектора (резина, полиуретан) должен обладать эластичностью, чтобы облегать неровности поверхности изделия.
Оценку стабильности акустического контакта обычно выполняют, измеряя изменение донного сигнала (при контроле прямым преобразователем) или сигнала от двугранного угла (при контроле наклонным преобразователем) в процессе перемещения преобразователя по поверхности ввода изделия или образца.
При настройке чувствительности дефектоскопа по стандартному образцу важно обеспечить одинаковое качество акустического контакта с контролируемым объектом и образцом. Для этого применяют одинаковую контактную жидкость при настройке и контроле, добиваются одинаковой неровности поверхности изделия и образца, и непосредственно проверяют постоянство акустического контакта по одинаковым отражателям на одной глубине в изделии и образце. Например, при контроле наклонным преобразователем делают небольшие зарубки на их поверхностях, которые с изделия потом удаляют пологой вышлифовкой.
-