8.10.8. Алгоритм определения характера дефекта

Для оптимального решения задачи об определении характера (типа и вида) дефекта целесообразно придерживаться следующего алгоритма (по­рядка действий):

1. Графическое представление дефекта в контролируемом объеме. Для сварных соединений эта процедура включает следующие операции:

- определение границ шва. Выполняется путем травления наружной поверхности шва и околошовной зоны;

- определение профиля поверхности контроля. Может быть выполнено с помощью специального инструмента, называемого профильной гребенкой или слесарным лекалом;

- определение профиля противоположной (донной) поверхности. Выполняется путем измерения толщины стенки прямым преобразователем с точной регистрацией положения центра преобразователя относительно границ сварного шва;

- графическое построение разделки сварного шва на основе имеющейся чертежно-технической документации;

- графическое построение отражателя по его измеренным координатам.

Для других объектов может быть выполнена подобная процедура с учетом геометрической формы исследуемого участка.

2. Анализ технологического процесса изготовления рассмат­риваемого объекта с целью выявления возможных отклонений. На­пример, обнаружение нарушения режима противофлокенной обра­ботки в сочетании с другими признаками указывает на то, что выявленные при УЗ контроле несплош­ности могут быть флокенами.

3. Анализ предыдущего опыта изготовления аналогичных изделий с целью определения характера дефектов, типичных для данного мате­риала, способа и режимов сварки, формы и размеров изделия и т. д. Например, результаты металлографических исследований нескольких забракованных цилиндрических поковок, изготовленных в течение последних двух лет, показали наличие остаточной усадочной рыхлости в осе­вой зоне. Это можно считать типичным дефектом для данного изделия.

4. Оценка возможности определения характера дефектов по ти­пичным несплошностям, выходящим на поверхность, путем выборочного вскрытия или отбора образца. Если возможно, такие работы выполняют на пробах или образцах металла из областей, удаляемых при механичес­кой обработке. Например, о характере дефектов, расположенных вблизи осевой зоны заготовки ротора (цилиндрическая поковка большого диа­метра) можно судить по несплошностям, имеющимся в осевом трепане (стержне, механически отобранном из центра заготовки).

5. Исследование обнаруженных дефектов указанными выше ульт­развуковыми методами. Обычно применяют такие методы, которые воз­можны с учетом особенностей конкретного объекта: толщины материа­ла, глубины залегания дефекта, наличия доступа и т.д.

6. Просвечивание изделия под оптимальными углами, если это технически осуществимо.

По названному алгоритму выполняют такой объем работ, который позволяет получить наиболее достоверную информацию о характере дефекта. Заключение о вероятном характере дефекта дает специалист высокой квалифика­ции с учетом всей информации, полученной о несплошности.

8.10.9. Определение реальных размеров дефекта

Для расчетной оценки возможности допуска изделия с дефектом в эксплуатацию в расчет должны быть заложены реальные размеры дефекта. Как правило, наибольшее значение при этом имеет размер в направлении толщины стенки. Могут быть рассмотрены три случая.

1. Размер дефекта превышает размер УЗ пучка. В этом случае дефект озвучивают УЗ пучком, по возможности перпендикулярным его поверхности. Следует применить такой ПЭП, который имеет минимальный размер пучка на глубине залегания дефекта. Наи­большую достоверность для таких случаев дает применение фоку­сирующих преобразователей, имеющих в фокусе диаметр пучка 5 - 7 мм. Условные размеры, определенные по указаниям главы 7, будут наиболее близки к реальным размерам несплошности.

2. Размер дефекта меньше размера УЗ пучка. Оценивают харак­тер и ориентацию дефекта по алгоритму, приведенному в пункте 8.10.9. Для оценки размера дефекта выбирают искусственный отражатель, по форме и ориентации наиболее близкий к найденному дефекту. Опре­деляют эквивалентный размер дефекта путем сравнения с выбранным искусственным отражателем (с помощью образцов, с использованием АРД-диаграммы для отражателей данного типа или расчетным путем).

Полученный размер может быть уточнен, если предполагается, что вслед­ствие различного заполнения полостей дефекта и искусственного от­ражателя они имеют различный коэффициент отражения.

3. Комбинация первых двух случаев: в одном направлении де­фект превышает размер УЗ пучка, а в перпендикулярном направлении - меньше размера пучка. В этом случае реальная протяженность де­фекта будет наиболее близка к условной протяженности, определен­ной с учетом рекомендации п.1. Размер в перпендикулярном направ­лении определяют путем сопоставления с наиболее близким по фор­ме и ориентации искусственным отражателем.

Во втором и третьем случаях может быть полезным при­менение фокусирующего преобразователя.

Рис. 8.52. Измерение высоты трещины дифракционным методом

Если дефект представляет собой трещину с очень острыми кра­ями, для определения ее высоты могут оказаться эффективными диф­ракционные методы. При озвучивании из положения И1 верхнего края трещины волной под углом ₁ (рис. 8.52) возникает дифрагированная волна, принимаемая преобразователем П1 с углом ввода _2. Нижний край трещины озвучивают из положения И2, дифрагированную волну принимают в положении П2. Положения И1, П1 и И2, П2 предвари­тельно определяются тем, что акустические оси преобразователей должны проходить через верхний и нижний края трещины соответст­венно. После предварительной установки, последовательно переме­щая сначала излучающий, а потом приемный ПЭП, их устанавливают в положения, когда дифрагированный импульс имеет максимальную вы­соту. Работу целесообразно выполнять двум дефектоскопистам. Вы­соту h трещины, не выходящей на поверхность, определяют по задержке времени t между сигналами, дифрагированными от верхнего и нижнего краев трещины:

(8.26)

Для измерения высоты трещин в тонкостенных изделиях (тол­щиной до 20 мм) оптимальной является продольная волна под углом ₁ = 60° - 70°. Угол ввода приемника (также продольная волна) мало критичен и может быть принят в диапазоне ₂ = 40° - 50°. Для изме­рения высоты трещин в толстостенных изделиях (толщиной более 20 мм) лучше использовать поперечную волну под углом ₁ = 37° - 47°. Угол ввода приемного ПЭП (также поперечная волна) также может быть принят в диапазоне ₂ = 37° - 50°.