8.4.2.3. Определение эквивалентных размеров несплошностей
Эта операция основывается на сравнении амплитуд двух эхоимпульсов. Сравнивают эхоимпульс от неизвестного отражателя с эхо-имлульсом от известного или опорного отражателя. Неизвестным отражателем является обнаруженная несплошность. Опорными служат те же отражатели, которые использовались при настройке чувствительности.
С помощью кривых на АРД-диаграмме можно определить разность (в дБ) между эхоимпульсами от двух отражателей любых размеров, расположенных на любых глубинах.
Рис. 8.21. Определение эквивалентного размера дефекта
С применением ард – диаграммы
Операцию выполняют в следующей последовательности:
- дефектоскопом измеряют амплитуду Aди эхоимпульса от несплошности (индекс д - несплошность, дефект), и расстояние rди (глубину залегания) до дефекта;
- вычисляют разность и между амплитудой Aди сигнала от несплошности и уровнем опорного сигнала Aои с учетом затухания:
(8.14)
- вычисляют расчетную амплитуду Aдр эхоимпульса от несплошности:
(8.15)
- на АРД-диаграмме находят точку пересечения Д расстояния до дефекта rди и усиления Aдр (рис. 8.21).
Для дефектоскопа, аттенюатор которого градуирован в отрицательных децибелах, можно применить общую формулу:
(8.16-1)
Если аттенюатор дефектоскопа градуирован в положительных децибелах, та же формула имеет вид:
(8.16-2)
Ближайшая кривая, проходящая около полученной точки, укажет приближенный эквивалентный размер несплошности. Более точно эквивалентный размер несплошности можно определить с использованием формул акустического тракта для данного ПЭП и соответствующего отражателя. В частности, для несплошности, расположенной в дальней зоне, можно использовать соотношение:
(8.17)
где S'э - эквивалентная площадь несплошности по ближайшей кривой АРД-диаграммы.
k - определяют по таблице 8.2 или рассчитывают на калькуляторе в зависимости от «расстояния» n (в дБ) точки Aдр от ближайшей кривой АРД-диаграммы по линии одной и той же глубины. n берут со знаком "+", если Aдр находится выше кривой АРД-диаграммы и со знаком "-" в противном случае.
Таблица 8.2
Уточненное определение эквивалентной площади
несплошности в дальней зоне
n, дБ |
-6 |
-5 |
-4 |
-3 |
-2 |
-1 |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
k |
0,50 |
0,56 |
0,63 |
0,71 |
0,79 |
0,89 |
1,00 |
1,12 |
1,26 |
1,41 |
1,58 |
1,78 |
2,00 |
Е
ще
одной разновидностью способа АРД-диаграмм
является способ АРД-шкал (рис. 8.22).
Рис. 8.22. Пример построения АРД-шкалы
Каждая отдельная горизонтальная строка соответствует эквивалентной площади S, мм2, указанной в левой части шкалы. По горизонтальной оси отложена глубина hд, на которой оценивается размер несплошности. Каждая горизонтальная строка проградуирована в дБ. Числа над строкой показывают значение р, дБ добавки усиления к значению амплитуды сигнала от опорного отражателя. Опорным отражателем является боковое отверстие 6,0 мм в образце СО-2. Обычно для шкалы выбирают набор эквивалентных размеров, регламентированных в методических документах, или встречающихся в используемых на данном предприятии нормативных документах. Шкалы выполняют для преобразователей с конкретными значениями частоты, размера пьезоэлемента и угла ввода. Кроме того, должен быть указан коэффициент затухания, на который рассчитана шкала. Если коэффициент затухания в изделии отличается от указанного на шкале, то это должно быть учтено отдельно.
В практике встречаются АРД-диаграммы, оформленные в виде таблиц. В верхней горизонтальной строке таблицы приводят дискретный набор расстояний от точки выхода ПЭП до дефекта, в левом столбце указывают эквивалентный размер дефекта. На пересечении каждой строки и каждого столбца записывают значение р, дБ добавки усиления к значению амплитуды сигнала от опорного отражателя. Таблицы изготавливают для конкретных типов ПЭП и оформляют в виде карточек небольших размеров. Таблицы просты в употреблении, компактны и поэтому охотно используются дефектоскопистами.