7.3. Классификация несплошностей на протяженные и непротяженные

Для классификации на протяженные и непротяженные условную протяженность несплошности L сравнивают с действующей шириной пучка L₀ на глубине залегания несплошности. Величина L₀ может быть определена экспериментально и расчетным путем.

При использовании экспериментального метода (рис.7.10) вы­бирают ступень стандартного образца предприятия (СОП), соответст­вующую глубине залегания дефекта. Находят искусственный отража­тель, эквивалентный по амплитуде данному дефекту, и определяют на поверхности сканирования СОП расстояние между условными гра­ницами на том же уровне чувствительности, что и для реального дефекта. Этим расстоянием определяется величина L₀.

Рис. 7.10. Экспериментальное определение действующей ширины пучка

При расчетном способе действующую ширину пучка для прямых ПЭП с круглым пьезоэлементом, определяют по формуле

(7.6)

где угол ₀ при известных а,  определяется с помощью таблицы 7.1 в зависимости от разности |А_max - А₀|.

Таблица 7.1

Определение полуширины диаграммы направленности при илучении-приеме 0

|Аmax - А0|, дБ	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20	24
(а/)sin0	0,15	0,21	0,26	0,30	0,32	0,35	0,37	0,40	0,414	0,43	0,46

Здесь А_max, дБ - амплитуда эхоимпульса от дефекта;

А₀, дБ - уровень, на котором определяются условные границы. Значения А_max и А₀ считывают с аттенюатора:

|А_max - А₀|, дБ-модуль (положительное значение) разности;

r, мм - расстояние от поверхности ввода до дефекта;

а, мм - радиус пьезоэлемента ПЭП;

, мм - длина УЗ волны в изделии;

₀ , град - полуширина диаграммы направленности при излучении-приеме на глубине залегания несплошности на уровне |А_max - А₀|, дБ.

Найденное одним из этих способов значение L₀ сравнивают с величиной L. Если L  L₀ дефект считают непротяженным. Если L > L₀ дефект считают протяженным.

Аналогичным способом можно произвести классификацию де­фектов по параметру Н (условной высоте).

Пример. Дефектоскопом USM 25S с преобразователем типа B2S^Е (а = 12 мм, f = 2,0 МГц) на глубине r = 150 мм в стали (с_l = 5900 м/с) обнаружен дефект А_max = 36 дБ. Его L, определенная при уровне чувствительности А₀ = 44 дБ, составляет L = 28 мм. Определить, является ли данный дефект протяженным.

Решение: из таблицы 7.1 для |А_max - А₀| = 8 дБ получаем:

Подставляя значения, получаем:

sin₀ = 0,074, ₀ = 4.2 град., tg₀ = 0,074. Определяем L₀ = 22,3 мм. Поскольку L > L₀, дефект классифицируем как протяженный.

Методические документы, регламентирующие правила проведения УЗ контроля в энергетике, допускают возможность определения L₀ для наклонных ПЭП по эмпирической формуле:

(7.7),

где N – разность между браковочным и контрольным уровнями чувствительности, дБ;

r = r_м + r_пр – расстояние от пьезоэлемента до несплошности, мм;

r_м – расстояние по УЗ лучу в металле, мм;

r_пр – расстояние по УЗ лучу в призме преобразователя;

a – радиус (полуширина) пьезоэлемента в плоскости, перпендикулярной плоскости падения, мм;

f - частота УЗ колебаний, МГц.

В некоторых методических документах указывают численное значение условной протяженности несплошности (например, 10 мм), до которого несплошность квалифицируют как непротяженную.