14.5. Образцы для ультразвукового контроля

Образцом называют средство УЗ-контроля в виде твердого тела, предназначенного для хранения и воспроизведения значений физи­ческих величин (геометрических размеров, скорости звука, затуха­ния), используемых для проверки или настройки параметров дефек­тоскопа и преобразователей. Различают стандартные образцы СО и стандартные образцы предприятий СОП.

Стандартные образцы. К ним относятся образцы: СО-1; СО-2; СО-3 (СО-ЗР) согласно ГОСТ 14782, а также образцы К1; К2; VW; СВU, широко применяемые в европейской международной практике.

Стандартный образец СО-1 (рис. 165) изготавливается из орга­нического стекла марки ТОСП. Предназначен для определения ус­ловной чувствительности (измеряется в мм) глубины залегания цилиндричес­кого отверстия; оценки точности работы глубиномера для дефек­тоскопов, у которых глубиномер калиброван в единицах времени (время прохождения ультразвуком расстояния от поверхности, на которую установлен ПЭП, до пропила составляет 20 мкс); для оцен­ки лучевой разрешающей способности прямого ПЭП (при этом, если все три отражателя разрешаются, то на экране дефектоскопа наблю­даются три импульса, расстояние между которыми соответствует по стали между 1 и 2—5,5 мм, а между 2 и 3—11 мм); оценки лучевой раз­решающей способности наклонного ПЭП.

Рис. 165. Стандартный образец СО-1

При этом на экране дефек­тоскопа наблюдается три импульса от поверхностей цилиндров, рас­стояние между которыми соответствует по стали между 1 и 2 — 5,5 мм, а между 2 и 3 — 11 мм. Скорость распространения продольной вол­ны в образце С = 2670 ± 133 м/с.

Стандартный образец СО-2 изготовлен из стали марки 20 по ГОСТ 1050. Скорость продольной волны в образце при температу­ре 20 °С ± 5 С = 5900 ± 59 м/с. Стандартный образец СО-2 использу­ют для настройки и проверки параметров при УЗ контроле объек­тов из малоуглеродистой и низколегированной сталей и определе­ния условной чувствительности при контроле любых материалов. Его применяют в следущих случаях:

• определения погрешности глубиномера, время прохождения уль­тразвуком расстояния от поверхности до дна составляет 20 мкс;

• измерения угла ввода луча наклонного ПЭП; перемещая наклон­ный ПЭП около положений Б или Б' получают максимальный эхо сигнал (рис. 166) (величину угла ввода считывают по риске напро­тив точки выхода);

Рис. 166. Стандартный образец СО-2

96

• проверки мертвой зоны дефектоскопа с преобразованием в по­ложении В;

• определения предельной чувствительности с использованием опорного отражателя Ф6, ПЭП в положении Б или Б';

• определения ширины основного лепестка диаграммы направ­ленности при перемещении наклонного преобразователя около по­ложения Б или Б';

• настройки глубиномера дефектоскопа с прямым ПЭП в поло­жении А или Г;

• настройки чувствительности дефектоскопа с использованием опорного сигнала от отверстия Ф6 наклонным ПЭП в положении Б или Б'.

При контроле соединений из металлов, отличающихся по акус­тическим характеристикам от малоуглеродистой и низколегирован­ной сталей, для определения указанных параметров, исключая по­грешность, глубиномер должен применяться стандартный образец СО-2А, изготовленный из соответствующего материала.

Стандартный образец СО-3 (рис. 167) изготавливают из стали марки 20 или стали марки 3. Скорость продольной волны С = 5900 ± 59 м/с.

Рис. 167. Стандартный образец СО-3

Этот образец предназначен для следующих операций:

• определение точки выхода УЗ луча, для чего наклонный ПЭП устанавливают над центральной риской, небольшими перемещения­ми находят положение, соответствующее максимальному сигналу (точ­ка выхода расположена точно над центральной риской образца);

• определение условной чув­ствительности для наклонного ПЭП;

• определение предельной чувствительности для наклонно­го ПЭП;

• настройка глубиномера для наклонного ПЭП;

• настройка чувствительности для наклонного ПЭП.

Все вышеуказанные операции выполняют в положении наклон­ного ПЭП, когда его точка вы­хода совпадает с центром «0» образца. Три последние операции могут выполняться только для объек­тов из малоуглеродистой и низколегированной стали.

Стандартные образцы предприятий (СОП). Прежде чем присту­пать к выполнению контроля, необходимо изготовить образцы тех деталей, которые чаще всего подвергаются дефектоскопии. Это оси колесных пар, бандажи, подшипники и другие детали механической части. На деталях определяют характерные точки, в которых чаще всего возникают дефекты в виде трещин, раковин или внутренних несплошностей, и в этих метах делают искусственные дефекты (про­пилы, отверстия и пр.) На этих контрольных образцах выполняют­ся операции проверки работоспособности и настройки чувствитель­ности дефектоскопа. Пример контрольного образца оси колесной пары приводится на рис. 168.

2

Рис. 168. Контрольный образец оси колёсной пары электровоза ВЛ10:

1 – искусственные дефекты в закрытых зонах; 2 – искусственные дефекты в открытых зонах

Для контроля бандажей колесных пар и настройки дефектоскопов используют контрольный образец, пред­ставленный на рис. 169. Контрольный образец выполняется из це­лого бандажа или его части, включающей сектор не менее 90°. На рис. 169 показаны размеры и расположение модели дефекта на кон­трольном образце.

Рис. 169. Контрольный образец и расположение ЛЭП для дефектоскопирования гребня бандажа

1 – модель дефекта; 2 – бандаж; 3 – точка ввода УЗ; 4 – ПЭП; 5 – акустическая ось

98

Контроль зубьев зубчатого колеса и шестерни редуктора элект­ровоза и тепловоза проводят с помощью УЗД с использованием специализированных преобразователей (рис. 170).

Рис. 170. Специализированный преобразователь для контроля шестерни:

1 – электровыводы; 2 – пьезоэлементы; 3 – призма

Для подготов­ки дефектоскопа к работе и определения его рабочих режимов ис­пользуется КО (контрольный образец) с моделью дефекта в зоне впадины (рис. 171).

Рис. 171. Контрольный образец шестерни или зубчатого колеса:

М – модель дефекта