5.7 Мертвая зона

В целом при неразрушающем контроле мертвыми зонами называют участки изделий, которые невозможно проконтролировать по тем или иным причинам (в основном вследствие невозможности возбуждения на этом участке поля той или иной природы).

Под мертвой зоной M при ультразвуковом контроле понимают зону, прилегающую к контактной поверхности, в которой невозможно выявление дефектов эхоимпульсным методом вследствие слияния эхосигнала от дефекта с зондирующим импульсом (рис. 5.8).

Очевидно, что в первую очередь величина мертвой зоны зависит от длительности зондирующего импульса и длительности реверберационных шумов преобразователя. Чем они меньше, тем меньше и мертвая зона. Поэтому простейшие пути борьбы с мертвой зоной – укорочение зондирующего импульса, хорошее демпфирование, правильные форма и размеры акустической ловушки призмы.

Эталонируют мертвую зону обычно путем выявления простейших отражателей, а именно боковых цилиндрических отверстий, расположенных на заранее рассчитанном расстоянии от контактной поверхности. При этом величина мертвой зоны не измеряется, а лишь оценивается. Такая оценка должна производиться только после настройки чувствительности.

При использовании наклонных преобразователей величина М зависит от угла . При увеличении угла  мертвая зона уменьшается. Общепринятые значения М в стали для углов  = 50º и  = 65º составляют 8 и 3 мм соответственно.

Рис. 5.8. Мертвая зона

5.8 Разрешающая способность

Основной параметр контроля – разрешающая способность – определяется минимальным расстоянием между двумя одинаковыми отражателями, при котором эти дефекты фиксируются раздельно.

Различают два вида разрешающей способности: лучевую (по дальности) и фронтальную (по углу).

Лучевая определяется минимальным расстоянием между двумя раздельно выявляемыми дефектами, расположенными в направлении хода лучей вдоль акустической оси преобразователя.

Фронтальная определяется минимальным расстоянием между двумя одинаковыми по величине точечными, раздельно выявляемыми отражателями, залегающими на одной глубине.

Улучшение лучевой разрешающей способности достигается, в первую очередь, уменьшением длительности зондирующего импульса. Для проверки лучевой разрешающей способности используют какие-либо ступенчатые отражатели, причем высота ступеньки рассчитывается в зависимости от применяемых рабочих частот.

Для оценки фронтальной разрешающей способности используют расчеты по формулам акустического тракта для двух одинаковых точечных, рядом расположенных отражателей.

Для фронтальной разрешающей способности важнейшим влияющим фактором является ширина диаграммы направленности. Эту разрешающую способность можно оценить и экспериментально, путем измерения огибающих от двух рядом расположенных отражателей при изменении расстояния между ними. Известен такой эксперимент для двух плоскодонных отверстий.

Измерения и расчеты показали, что для нормальных преобразователей в дальней зоне, на глубине Н фронтальная разрешающая способность приблизительно равна Н/2а. Фронтальная разрешающая способность особенно важна при выявлении цепочек или скоплений дефектов, однако обязательному эталонированию по действующим стандартам подлежит только лучевая разрешающая способность.