17.) 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.

18.) Контроль стыковых сварных соединений листовых конструкций и труб.

Контроль сварных соединений листовых конструкций производится наклонными ПЭП прямым или прямым и однократно отраженным лучом с одной или двух поверхностей изделия. Каждый шов контролируется с двух боковых сторон. Швы толщиной 3,5-15 мм. Для сварных швов листовых конструкций, выполненных односторонней электродуговой сваркой или в среде защит­ных газов, так же как и для трубопроводов, характерно наличие непроваров, провисаний металла и смещения кромок. В ряде случаев по существующим по существующимовиям непровар оп­ределенной высоты допускается. Эхо-метод позволяет определять высоту непровара по экспериментально полученным кривым. Важной проблемой при контроле односторонних швов является от­стройка от ложных сигналов. Швы толщиной 16-40 мм. В швах, выполненных односторонней сваркой, также велико влияние ложных сигналов от провисания в корне. Если технология сварки такова, что провисания не образуются или они очень малы, то контроль производится одним ПЭП прямым и однократно отраженным лучом за один прием с одной поверхности. Наиболее эффективно здесь применение стандартного ПЭП = 60-70° f = 2,5-4,0 МГц. Если же ложные сигналы от провисания велики, то для повышения помехоустойчивости контроль целесообразно проводить раздельно в корневой и остальной частях шва. При этом верхнюю часть шва предпочтительнее контролировать ПЭП с = 45-50°.Швы толщиной 41-120 мм. Эти швы выполняются двусторонней сваркой или односторонней сваркой с подваркой корня. Обычно контролируются двумя наклонными ПЭП: корневая часть с = 45-50° и верхняя часть с = 60-70° на частоту 1,8 и 2,5 МГц только прямыми лучами. Швы сосудов толщиной более 60 мм обычно контролируют с двух поверхностей. Помимо наклонных эти швы также контролируются прямым ПЭП, если в технологии предусмотрено удаление усиления шва, или головными волнами при наличии усиления. Контроль через антикоррозионную наплавку, если она имеется, не допускается. Наиболее опасные дефекты - стянутые непровары в корне шва и трещины, ориентированные преимущественно в вертикальной плоскости. Такие дефекты, расположенные в сечении шва, плохо выявляются при кон­троле одним ПЭП. В этом случае рекомендуется завышать чувс­твительность.

Трубы: Большую часть тонкостенных труб контролируют эхо-методом. Колебания вводят в стенку трубы под углом, превышающим первый критический угол. При этом в стенке трубы распространяется довольно сложный волновой фронт, который в некотором приближении можно считать состоящим из многократно отраженных сдвиговых волн (при малых толщинах стенок и больших диаметрах, например, при контроле сильфонных труб), переходящих в нормальные волны. Схемы прозвучивания предусматривают использование иммерсионного варианта ввода колебаний и фокусированных совмещенных или раздельно-совмещенных преобразователей. При этом трубы обычно прозвучивают с помощью автоматизированных установок. При ручном контроле применяют прямые раздельно-совмещенные и наклонные преобразователи в контактном варианте. Контроль труб проводят на частотах 5 МГц, реже 2,5 МГц; толстостенные трубы иногда контролируют на частоте 1,8 МГц. Расчет углов ввода производят таким образом, чтобы выявлялись заданные искусственные дефекты на внутренней и наружной поверхностях или на обеих поверхностях труб одновременно. При этом учитывается кривизна поверхности трубы.