Работы / 978-5-7996-1818-6_2016
.pdf
ПРИЛОЖЕНИЕ (СПРАВОЧНОЕ)
Акустико-топографический метод — метод акустического неразрушающего контроля, основанный на возбуждении в объекте контроля упругих колебаний и регистрации распределения их амплитуд на поверхности объекта.
Акустическая дефектометрия — измерение параметров дефектов, оценка их вида и ориентации в объекте контроля методами акустического неразрушающего контроля.
Акустическая дефектоскопия — акустический неразрушающий контроль наличия дефекта типа нарушения сплошности и однородности.
Акустическая ось преобразователя — линия, соединяющая точки максимальной интенсивности акустического поля в дальней зоне преобразователя и ее продолжения в ближней зоне.
Акустическая структуроскопия — определение структуры материала объекта контроля методами акустического неразрушающего контроля.
Акустическая толщинометрия — измерение толщины объекта контроля методами акустического неразрушающего контроля.
Акустический дефектоскоп — прибор акустического неразрушающего контроля, предназначенный для неразрушающего контроля наличия дефектов типа нарушения сплошности и однородности.
Акустический контакт — соединение рабочей поверхности электроакустического преобразователя с объектом контроля, обеспечивающее передачу акустической энергии между ними.
199
Приложение (справочное)
Акустический метод отражения (Reflection technique)— метод акустического неразрушающего контроля, основанный на излучении акустических колебаний, отражении их от поверхности раздела двух сред и анализе параметров отраженных импульсов.
Акустический метод прохождения (Through transmission technique) — метод акустического неразрушающего контроля, основанный на излучении и приеме волн, однократно прошедших через объект контроля в любом направлении, и анализе их параметров.
Акустический метод свободных колебаний — метод акустического неразрушающего контроля, основанный на возбуждении свободно затухающих упругих колебаний в объекте контроля или его части и анализе параметров этих колебаний.
Акустический неразрушающий контроль (Acousticnonde structivetesting) — неразрушающий контроль, основанный на применении упругих колебаний, возбуждаемых или возникающих в объекте контроля. Методы, приборы и устройства акустического неразрушающего контроля, использующие ультразвуковой диапазон частот, допускается называть ультразвуковыми, например, «ультразвуковая дефектоскопия», «ультразвуковой дефектоскоп».
Акустический прибор неразрушающего контроля — акустическое средство неразрушающего контроля, состоящее из электронного блока и акустического блока или преобразователей, вспомогательных и регистрирующих устройств, использующее методы акустического неразрушающего контроля.
Акустический пьезоэлектрический преобразователь — электроакустический преобразователь, принцип работы которого основан на пьезоэлектрическом эффекте.
АРД-диаграмма — графическое изображение зависимости амплитуды отраженного или прошедшего сигнала от глубины залегания модели дефекта с учетом его размера и типа преобразователя.
Бесконтактный способ возбуждения и приема — способ возбуждения и приема упругих колебаний, не требующий непосредственного соприкосновения преобразователя с объектом контроля и применения специальных сред для создания акустического контакта.
Ближняя зона преобразователя — область акустического поля электроакустического преобразователя, в которой происходит немонотонное изменение интенсивности поля с расстоянием.
200
Акустический метод
Велосимметрический акустический метод — акустический метод прохождения, основанный на анализе изменения скорости упругих волн, обусловленного наличием дефекта в объекте контроля.
Вибрационно-диагностический акустический метод — метод акустического неразрушающего контроля, основанный на анализе параметров вибрации, возникающей при работе объекта контроля.
Временной теневой акустический метод — акустический метод прохождения, основанный на анализе увеличения времени прохождения упругих колебаний, обусловленного наличием дефекта в объекте контроля.
Дальняя зона преобразователя — область акустического поля электроакустического преобразователя, в которой происходит монотонное изменение интенсивности поля с расстоянием.
Диаграмма направленности электроакустического преобразователя — диаграмма, отображающая свойство электроакустического преобразователя излучать или принимать упругие волны в одних направлениях в большей степени, чем в других.
Диаграмма обнаружения по фронту — диаграмма, отражающая зависимость амплитуды эхосигнала от координаты линейного перемещения преобразователя в заданном направлении относительно искусственного отражателя с номинальным эффективным параметром и глубиной залегания Y.
Зеркально-теневой акустический метод — метод акустического неразрушающего контроля, основанный на анализе акустических импульсов после двукратного или многократного их прохождения через объект контроля и регистрации дефектов по обусловленному ими изменению амплитуды сигнала, отраженного от донной поверхности.
Зондирующий импульс — акустический импульс, излучаемый электроакустическимпреобразователемвнаправленииобъектаконтроля.
Иммерсионный способ акустического контакта — акустический контакт через слой жидкости толщиной больше пространственной длительности акустического импульса для импульсного излучения или нескольких длин волн для непрерывного излучения.
Импедансный акустический метод — метод акустического неразрушающего контроля, основанный на возбуждении в объекте контроля упругих колебаний и анализе изменения механического импеданса участка поверхности этого объекта.
201
Приложение (справочное)
Контактная гибкость — гибкость зоны соприкосновения преобразователя с объектом контроля при сухом точечном акустическом контакте.
Контактный способ акустического контакта — акустическийконтактчерезслойвеществатолщинойменееполовиныдлиныволны.
Коэффициент преобразования преобразователя — величина, равная модулю передаточной функции электроакустического преобразователя на частоте максимума преобразования.
Лучевая разрешающая способность акустического дефектоскопа — способность акустического дефектоскопа разделять два дефекта, расположенных по акустической оси электроакустического преобразователя или вблизи нее на близких глубинах залегания искусственного отражателя.
Максимальная пороговая чувствительность акустического дефектоскопа — пороговая чувствительность акустического дефектоскопа при максимальной чувствительности приемника и мощности генератора и заданном отношении сигнал-помеха.
Метод акустоупругости — метод акустического неразрушающего контроля, основанный на измерении скорости распространения упругих колебаний, зависящей от физико-механических свойств или напряженно-деформированного состояния.
Передаточная функция электроакустического преобразователя — отношение сигнала на выходе электроакустического преобразователя, нагруженного на определенную нагрузку, к сигналу на его входе.
Поверхность ввода — поверхность объекта контроля, через которую вводятся упругие колебания.
Полоса пропускания электроакустического преобразователя — интервал частот, включающий в себя частоту максимума преобразования преобразователя, в котором амплитудно-частотная характеристика электроакустического преобразователя принимает значения в режиме приема и излучения на уровне минус 3 дБ, в режиме двойного преобразования — минус 6 дБ.
Пороговая чувствительность акустического дефектоскопа — наименьшее или наибольшее значение параметра объекта контроля или стандартного образца, которое может быть зарегистрировано акустическим дефектоскопом при установленных условиях.
202
Контактная гибкость
Преобразователь акустического прибора неразрушаю - щего контроля — часть акустического прибора неразрушающего контроля, состоящая из излучающего и (или) приемного устройства, предназначенная для выработки электрических сигналов измерительной информации.
Рабочая поверхность электроакустического преоб - разователя — поверхность электроакустического преобразователя, через которую излучаются и (или) принимаются упругие колебания.
Реверберационный акустический метод (Reverberation technique) — акустический метод отражения, основанный на анализе времени объемной реверберации в объекте контроля.
Резонансный акустический метод (Resonance technique) — метод акустического неразрушающего контроля, основанный на возбуждении вынужденных упругих колебаний в объекте контроля или его части и анализе параметров колебаний системы объект контроля — преобразователь при резонансах или вблизи них.
Стандартная акустическая нагрузка — стандартный образец в виде твердой, жидкой или газообразной среды или специальное устройство, с которым находится в контакте рабочая поверхность преобразователя при измерении его характеристик, обладающий определенными акустическими и геометрическими параметрами.
Стандартный образец для средств акустического неразрушающего контроля — средство измерения в виде твердого тела, предназначенное для хранения и воспроизведения значений физических величин, принятых в качестве единиц для измерения метрологических характеристик, отражающих показатели качества продукции в соответствии с назначением средств акустического неразрушающего контроля и физическими особенностями реализуемых ими методов.
Стрела преобразователя — расстояние от точки выхода наклонного преобразователя до его передней грани.
Струйный способ акустического контакта — акустический контакт через струю жидкости, создаваемую между преобразователем и объектом контроля.
Сухой акустический контакт — акустический контакт без дополнительных смачивающих материалов.
203
Приложение (справочное)
Теневой акустический метод — акустический метод прохождения, основанный на анализе уменьшения амплитуды прошедшей волны, обусловленного наличием дефекта.
Точка ввода — точка пересечения акустической оси электроакустического преобразователя с поверхностью объекта контроля.
Угол ввода преобразователя (Angle of incident) — угол между нормалью к поверхности ввода и акустической осью преобразователя, измеренный в плоскости, перпендикулярной к рабочей поверхности преобразователя и проходящей через его акустическую ось.
Условная лучевая разрешающая способность акустического дефектоскопа — лучевая разрешающая способность, определяемая длительностью эхосигнала на уровне 0,5 от его максимального значения, полученного от искусственного отражателя с номинальным эффективным параметром.
Условная фронтальная разрешающая способность акустического дефектоскопа — фронтальная разрешающая способность, определяемая шириной диаграммы обнаружения по фронту на уровне 0,5 от ее максимального значения.
Фронтальная разрешающая способность акустического дефектоскопа — способность акустического дефектоскопа разделять два дефекта, расположенных близко друг к другу на одной глубине залегания искусственного отражателя.
Частота акустического прибора — частота заполнения сигнала прибора акустического неразрушающего контроля, если его форма имеет вид радиоимпульса.
Чувствительность приемника акустического прибора неразрушающего контроля — наименьшее значение амплитуды электрического сигнала на входе приемника акустического прибора неразрушающего контроля, обеспечивающее при установленных условиях заданный уровень амплитуды выходного сигнала на индикаторе.
Ширина диаграммы направленности преобразователя — область диаграммы направленности электроакустического преобразователя в режиме излучения и (или) приема на уровне минус 3 дБ, в режиме двойного преобразования — минус 6 дБ.
Шумодиагностический акустический метод — метод акустического неразрушающего контроля, основанный на анализе акустических шумов, возникающих при работе объекта контроля.
204
Теневой акустический метод
Щелевой способ акустического контакта — акустический контакт через слой жидкости толщиной порядка длины волны.
Электроакустический преобразователь — часть преобразователя акустического прибора неразрушающего контроля, принцип работы которого основан на преобразовании электрической энергии в акустическую и обратно в процессе излучения и (или) приема упругих колебаний.
Эхозеркальный акустический метод — акустический метод отражения, основанный на анализе параметров акустических импульсов, отраженных от дефекта и донной поверхности объекта контроля.
Эхоимпульсный акустический метод (Echotechnique) — акустический метод отражения, основанный на анализе параметров акустических импульсов, отраженных от дефектов и поверхностей объекта контроля.
205
ОГЛАВЛЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ.......................... |
3 |
ВВЕДЕНИЕ....................................................................................... |
4 |
1. МЕТОДЫ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ............................. |
5 |
1.1. Классификационная система.................................................... |
5 |
1.2. Методы прохождения................................................................ |
8 |
1.2.1. Амплитудный теневой метод .............................................. |
8 |
1.2.2. Временной теневой метод.................................................. |
10 |
1.2.3. Велосиметрический метод................................................. |
11 |
1.3. Методы отражения................................................................... |
12 |
1.3.1. Эхометод............................................................................. |
12 |
1.3.2. Эхозеркальный метод......................................................... |
13 |
1.3.3. Дельта-метод....................................................................... |
15 |
1.3.4. Реверберационный метод................................................... |
16 |
1.4. Импедансный метод................................................................ |
17 |
1.5. Метод свободных колебаний .................................................. |
18 |
1.6. Резонансный метод ................................................................. |
20 |
1.7. Комбинированные методы...................................................... |
21 |
1.7.1. Зеркально-теневой метод................................................... |
21 |
1.7.2. Эхотеневой метод............................................................... |
22 |
1.7.3. Эхосквозной метод............................................................. |
23 |
1.8. Пассивные методы АК............................................................. |
25 |
1.8.1. Акустико-эмиссионный метод.......................................... |
25 |
1.8.2. Вибро- и шумодиагностика............................................... |
27 |
1.9. Способы осуществления акустического контакта................. |
27 |
206
|
Оглавление |
1.10. Преимущества и недостатки АК............................................ |
29 |
Контрольные вопросы................................................................... |
31 |
2. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ |
|
АКУСТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ КОНТРОЛЯ................................... |
32 |
2.1. Колебания и волны.................................................................. |
32 |
2.2. Волновой фронт. Плоские, сферические |
|
и цилиндрические волны............................................................... |
37 |
2.3. Упругие характеристики среды............................................... |
40 |
2.4. Фазовая и групповая скорости. Дисперсия скорости............ |
45 |
2.5. Энергетические характеристики упругих волн....................... |
48 |
2.6. Акустические свойства сред.................................................... |
51 |
2.6.1. Скорость звука ................................................................... |
51 |
2.6.2. Акустический импеданс..................................................... |
52 |
2.6.3. Затухание УЗК ................................................................... |
53 |
Контрольные вопросы................................................................... |
58 |
3. УПРУГИЕ ВОЛНЫ В ОГРАНИЧЕННЫХ СРЕДАХ.................. |
59 |
3.1. Поверхностная волна Рэлея.................................................... |
59 |
3.2. Головные волны....................................................................... |
62 |
3.3. Нормальные волны.................................................................. |
64 |
3.3.1. Волны Лэмба ...................................................................... |
64 |
3.3.2. Волны в стержнях (волны Порхгаммера).......................... |
70 |
Контрольные вопросы................................................................... |
73 |
4. ПРОХОЖДЕНИЕ ВОЛН ЧЕРЕЗ ГРАНИЦУ СРЕД................... |
74 |
4.1. Коэффициенты отражения и прохождения............................ |
74 |
4.2. Обобщенный закон Снеллиуса............................................... |
77 |
4.3. Критические углы.................................................................... |
79 |
4.4. Прохождение волн через границу раздела сред...................... |
81 |
4.4.1. Прохождение акустической волны через границу |
|
жидкость — жидкость.................................................................. |
81 |
4.4.2. Энергетические соотношения на границе |
|
жидкость — жидкость и твердое тело — твердое тело................ |
84 |
4.5. Угловая зависимость коэффициентов прозрачности............. |
85 |
4.6. Отражение акустической волны от свободной |
|
поверхности твердого тела............................................................. |
87 |
4.7. Явление незеркального отражения......................................... |
89 |
207
Оглавление |
|
4.8. Отражение от двугранного угла............................................... |
92 |
4.9. Прохождение волн через тонкий слой |
|
на границе раздела двух сред.......................................................... |
93 |
4.10. Влияние толщины слоя на прохождение |
|
акустических волн.......................................................................... |
97 |
Контрольные вопросы................................................................... |
99 |
5. ИЗЛУЧАТЕЛИ И ПРИЕМНИКИ УЛЬТРАЗВУКА.................... |
101 |
5.1. Пьезоэлектрический эффект................................................. |
102 |
5.2. Пьезоэлектрические материалы и их свойства..................... |
106 |
5.3. Классификация пьезопреобразователей............................... |
108 |
5.4. Конструкция преобразователей............................................ |
109 |
5.5. Обозначение пьезопреобразователей................................... |
118 |
5.6. Передаточная функция преобразователя.............................. |
119 |
5.7. Эквивалентные схемы пьезоизлучателей |
|
и приемников............................................................................... |
121 |
5.8. Рациональный выбор параметров преобразователя............. |
124 |
5.9. Бесконтактные способы излучения и приема |
|
акустических волн........................................................................ |
130 |
Контрольные вопросы................................................................. |
139 |
6. АКУСТИЧЕСКОЕ ПОЛЕ............................................................. |
140 |
6.1. Поле преобразователя произвольной формы....................... |
141 |
6.2. Поле дискового преобразователя.......................................... |
143 |
6.3. Диаграмма направленности.................................................. |
146 |
6.4. Поле кольцеобразного преобразователя............................... |
149 |
6.5. Поле прямоугольного преобразователя................................ |
149 |
6.6. Поле преобразователя с акустической задержкой................ |
152 |
Контрольные вопросы................................................................. |
157 |
7. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ |
|
УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ.................................... |
159 |
7.1. Модели дефектов................................................................... |
160 |
7.2. Расчет акустического тракта для случая |
|
прямого преобразователя ............................................................ |
161 |
7.3. Расчет акустического тракта для случая |
|
наклонного преобразователя....................................................... |
164 |
7.4. Стандартные образцы (СО)................................................... |
167 |
208