ТУЗК1 / технология 2008-2

зависимости от случайного соотношения фаз отдельных импульсов, они могут усилить или ослабить друг друга. В результате на экране дефектоскопа структурные помехи имеют вид отдельных близко расположенных импульсов (их иногда называют травой), на фоне которых затруднено или невозможно наблюдение полезного сигнала. Структурные помехи - основной фактор, ограничивающий чувствительность при контроле методами отражения. Довольно часто структурные помехи превышают донный сигнал, исключая тем самым возможность применения эхо - или зеркально-теневого метода.

При контроле массивных изделий и заготовок со структурными помехами следует сначала оценить степень однородности коэффициента затухания ультразвука по флуктуации амплитуд донных сигналов. Однородными по затуханию считают области, в которых размах амплитуд (разность между максимальным и минимальным значениями) не превышает 4 дБ.

На изделии выделяют области, однородные по затуханию. В этих областях для оценки затухания и настройки чувствительности используют среднее значение амплитуды донного сигнала. Допускается для проведения поиска дефектов выполнить настройку чувствительности по наименьшему донному сигналу в изделии, если при этом обеспечивается требуемая чувствительность. В таком случае для определения эквивалентных размеров обнаруженных дефектов используют значения донных сигналов рядом с дефектным местом.

При оценке эквивалентных размеров дефектов, расположенных вблизи боковых стенок изделий большой толщины, следует иметь в виду возможное влияние стенок на УЗ пучок, которое может исказить амплитуду отраженного сигнала. Учесть это влияние можно путем применения ПЭП с узкой диаграммой направленности или, используя стандартные образцы предприятия, имитирующие часть объекта контроля.

Если при контроле массивных изделий или изделий с крупнозернистой структурой из-за повышенного затухания, структурных шумов, или собственных шумов дефектоскопа при высокой чувствительности не обеспечивается поисковая чувствительность на всей толщине изделия, могут быть применены следующие приемы:

- применение временной регулировки чувствительности. При включенной ВРЧ даже в поковке с равномерной крупнозернистостью по всему сечению может наблюдаться увеличение амплитуды структурных шумов в конце диапазона контроля (рис. 8.41). Это объясняется расширением УЗ пучка и вовлечением большего числа структурных отражателей в процесс образования сигналов структурных помех;

Рис. 8.41. Повышение амплитуды структурных помех при включенной ВРЧ в конце зоны контроля за счет расхождения пучка

-контроль с двух противоположных сторон с обеспечением заданной чувствительности на половине толщины изделия. Для сплошных цилиндров это соответствует настройке на заданную чувствительность на оси и (или) на половине хорды;

-послойный контроль (для дефектоскопов без системы ВРЧ). Сначала контролируют слой между дном изделия и глубиной, на которой уровень шумов еще невелик (участок С1-Д на рис. 8.42). Затем чувствительность понижают до контрольного уровня на глубине Н1. Контролируют слой С2-С1. В такой последовательности контроль повторяют до тех пор, пока не будет проверен весь объем заготовки;

Рис. 8.42. Послойный контроль при наличии структурных шумов

-применение преобразователя с большим размером пьезоэлемента. При этом, вследствие сужения пучка, уменьшается контролируемый объем, а, следовательно, и количество элементов структуры, создающих помеху. Этот метод, а также три следующих ниже называют также методами локализации контролируемого объема;

-понижение частоты ПЭП. Нижний предел частоты составляет, как правило, 0,5 МГц;

-применение раздельно-совмещенных преобразователей;

-уменьшение длительности зондирующего импульса.

-выбор оптимального направления прозвучивания. Оптимальным является направление, вдоль которого минимальны изменения упругих свойств

материалов и влияние этих изменений на распространение ультразвука. Это направление может быть определено экспериментально непосредственно на изделии или на образцах;

-выбор оптимального типа УЗ волн. Это относится в первую очередь к контролю наклонным ПЭП, когда вместо поперечных более эффективными могут оказаться продольные волны;

-выбор типа волн с оптимальной поляризацией. Так, например, поперечные волны с горизонтальной поляризацией (SH-волны) могут оказаться эффективнее при УЗ контроле крупнозернистых аустенитных сварных соединений, чем поперечные волны с вертикальной поляризацией (SV-волны) или продольные волны. Правда, для SH–волн существует проблема их возбуждения в объекте контроля.

Если в результате выполнения указанных мероприятий не обеспечивается поисковая чувствительность на всей толщине изделия, допускается проведение контроля на контрольном уровне чувствительности при условии снижения скорости и шага сканирования не менее чем в два раза. Если и контрольный уровень чувствительности на всей толщине не удается обеспечить, для каждой зоны по глубине выполняют контроль на чувствительности на

3 4 дБ ниже уровня максимального шума (рис. 8.43), то есть на максимально возможной чувствительности для данного изделия. При этом, как правило, оказывается, что для разных ПЭП, предусмотренных схемой прозвучивания, получаются различные результаты.

Рис. 8.43. Необходимое превышение полезного сигнала над уровнем шумов

Существуют и другие методы повышения эффективности УЗ контроля материалов с крупнозернистой структурой (например, статистические), но они требуют применения специальной аппаратуры.

В отчете о результатах контроля должен быть приведен график изменения чувствительности, фактически обеспеченной на разных толщинах в изделии.