7.4 Оценка размеров и конфигурации дефектов по параметрам дифрагированных сигналов
Информативные признаки этой группы базируются на сравнении амплитудно-временных характеристик волн, дифрагированных или отраженных дефектами разной формы.
Временные методы основаны на определении времени задержки между сигналом дифрагированной волны и каким-либо опорным сигналом. Эта задержка пересчитывается в размер дефекта.
Амплитудные методы основаны на определении соотношения амплитуд двух дифрагированных волн или дифрагированной и отраженной волн. По измерениям амплитуд (соотношения амплитуд) судят о форме дефекта.
Используют разные схемы измерения. Наиболее известными являются:
1. Дифракционно-временной (TOFD-) метод.
Этот метод (рис. 7.5) предполагает применение двух преобразователей и измерение амплитуд волн одного или разных типов, отраженных или дифрагированных.
Измерение
величины
t
– разности времен прихода сигналов при
озвучивании верхнего и нижнего края
дефекта – позволяет оценить размер
дефекта. Измерение соотношения амплитуд
позволяет оценить остроту кромок, т. е.
форму и потенциальную опасность дефекта.
В связи с этим при измерении по такой
схеме вводят признак K
=
.
Рис. 7.5. Схема дифракционно-временного метода
Измерение K позволяет разделять дефекты на несколько классов.
2. Дельта-метод.
Этот
метод (рис. 7.6) предполагает измерение
амплитуд сигналов продольных волн,
трансформированных (рассеянных) на
дефекте, при двух положениях излучателя,
соответствующих озвучиванию прямым
(U1) и отраженным
(U2) лучом: χ =
U1/U2,
= Hд/δ.
Рис. 7.6. Схема дельта-метода
По
результатам измерений находят χ,
,
а затем для определения формы выявленного
дефекта используют номограмму (рис.
7.7).
В последней схеме одним из недостатков является необходимость использования двух преобразователей, причем один из них должен размещаться над дефектом, что не всегда возможно.
3. Ktl-метод.
Этот метод идентификации дефектов базируется на анализе соотношения амплитуд двух сигналов (рис. 7.8):
1) обычный отраженный эхосигнал поперечной волны (Utt);
2) сигнал продольной волны, рассеянной дефектом обратно к излучающему преобразователю, который возник в результате трансформации на дефекте падающей поперечной волны (Utl).
Таким образом, Ktl = Utl/Utt.
Рис. 7.7. Номограмма – идентификатор типа дефектов для дельта-метода
Рис. 7.8. Кtl -метод
Для приема трансформированного сигнала используют дополнительную пьезопластину, расположенную на призме с углом, определяющимся законом Снеллиуса:
sinβ2 = sinβ1·ct2/cl2.
Учет разницы чувствительностей используемого преобразователя по каналам «tt» и «tl» требует нормирования по эталонному отражателю:
Кtlд = Ntlд – (Ntl0 + Ntl).
Здесь величину Ntl, характеризующую влияние разницы состояния поверхностей эталонного образца и детали, определяют экспериментально. Для этого необходимо одними и теми же прибором и преобразователем выявить какие-либо одинаковые отражатели. В качестве такого отражателя может быть использован околошовный двугранный угол, образованный боковой поверхностью (торцом) изделия и донной поверхностью, и двугранный угол в эталонном образце. Такие измерения будут достоверны, если толщина изделия и образца (т. е. глубина расположения двугранного угла) отличаются не более чем на 10 %.
Допустим, Ntl0 определяется по СО-2, тогда для СО-2 дет
NtlСО-2 – Ntlдет = Ntl.
Если такие измерения нереализуемы, принимают Ntl = 6 дБ.