Неразрушающие методы контроля материалов. Учебное пособие

Проведениеизмеренийтолщиныизделийсиспользованиемпреоб-

разователей серии П112. Необходимособлюдатьследующий порядок действий для проведения измерений.

1.Подготовить толщиномер к работе.

2.Провести установку нуля подключенного преобразователя.

3.Принеобходимостивыполнитькалибровкупреобразователя.

4.ЗадатьрежимыпроведенияизмеренийивойтиврежимОСН для проведения измерений.

5.Нанести слой контактной смазки на поверхность контролируемого изделия в местах установки преобразователя.

6.После нанесения контактной смазки установить преобразовательконтактнойповерхностьюнаповерхностьизделия,хорошо его притереть, добиться засветки метки АК.КОНТ и устойчивых минимальныхпоказаний,считатьрезультатизмерения.Послепотериконтактапреобразователемнаиндикатореостанетсярезультат измерения.Приснятиипреобразователясповерхностинеобходимо следить за тем, чтобы на контактной поверхности не оставался толстый слой смазочной жидкости, который может привести к появлению ложных эхосигналов и показаний. Для обеспечения требуемойпогрешностиизмеренияследуетпериодическиустанавливать нуль преобразователей.

7.Провестисериюизмеренийнаповерхностиизделиядляопределения распределения толщины по площади изделия.

8.Записать результаты измерения.

9.Нарисоватьэскизизделиявсоответствиисрезультатамипроведенных измерений.

5.3.Требования к оформлению отчета

1.Описание установки.

2.Методика проведения эксперимента.

3.Результаты измерений.

4.Эскиз плиты с дефектами.

61

6. УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ

6.1. Описание работы Olympus OmniScan

Ультразвуковые дефектоскопы используются в промышленности более 60 лет. С 40-х годов прошлого века законы физики о распространении высокочастотных звуковых волн используются дляобнаруженияскрытыхтрещин,полостей,пористостиипрочих внутренних несплошностей в металлах, композитах, пластике и керамике,атакжедляизмерениятолщиныианализасвойствматериалов.Ультразвуковойконтрольнетребуетразрушенияинспектируемогоматериалаиявляетсясовершеннобезопасным.Оншироко применяетсявпроизводстве,обрабатывающейпромышленностии отраслях инфраструктуры. Наиболее важен этот контроль в областях,вкоторыхпредъявляютсяповышенныетребованиякнадежностиидолговечностиметаллическихконструкцийисварныхшвов.

Прибор OmniScan MX и программное обеспечение OmniScan MXU-Mпредназначеныдляпроведениянеразрушающегоконтроля промышленных материалов.

Нарис6.1приведеныосновныеобластипросмотраиэкранные схемы.

1.Область просмотра A-скан является основным режимом, на которомбазируютсявсеостальныеобластипросмотра.Этаобласть представляетсобойизображениеамплитудысигналавзависимости от времени его прохождения (пути ультразвука) или кривую.

Сигналсмаксимальнойамплитудойсоответствуетэхосигналуот отражателяилиотнесплошностивобъекте.Пикивначалеиконце ультразвуковой оси обычно соответствуют входу сигнала в объект

иотражению от донной поверхности.

2.Область просмотра В-скан – двухмерный вид сбоку. По однойосиотображаютсяданныеультразвукаидлинасканирования, по другой – путь ультразвука.

3.Область просмотра С-скан – двухмерный вид сверху. По однойосиотображаютсяданныеультразвукаидлинасканирования, по другой – длина по оси индексирования. Один из параметров (например,максимальнаяамплитуда)проецируетсянаплоскость,

62

Ось ультразвука

Рис. 6.1. Основные области просмотра и экранные схемы: а – В-скан; б – С-скан; в – S-скан

задаваемую осью индексирования и осью сканирования для каж- догопикселяизображения.С-сканомобычноназываютвидсверху.

4. Область просмотра S-скан (только ФР) – двухмерное изображение объекта контроля в поперечном сечении с наложением всех A-сканов, созданных законами фокусировки при секторном сканировании (так называемый диапазон сканирования). A-сканы представляют собой линии с амплитудой, которая отображается разнымицветами.Книмпримененакоррекциязадержкиифактическая глубина, чтобы их положение было точным по отношению к ультразвуковой оси.

ПрограммноеобеспечениеOmniScanMXU-M-2.2ориентировано на выполнение множества функций ультразвукового контроля для различных областей применения технологий НК. Оно совмещает в себе режимы контроля ультразвуком (УЗ) и фазированными решетками (ФР). Программное обеспечение OmniScan создано

63

для портативного дефектоскопа OmniScan MX с ультразвуковым модулем для ручного контроля.

На рис. 6.2 представлена схема подсоединения датчиков. ПрограммноеобеспечениеOmniScanработаетврежимеультраз-

вука(УЗ)ифазированныхрешеток(ФР).Взависимостиотмодуля, установленного в приборе, можно использовать УЗ-датчики или ФР-датчики.УЗ-датчикиподключаютсявУЗ-разъемы(BNC).Для раздельно-совмещенного режима необходимо применять специальный раздельно совмещенный датчик.

Датчик с фазированной решеткой подключается в разъем PA (рис. 6.3).

Программное обеспечение OmniScan оснащено интерфейсом какдляультразвуковогометодаконтроля,такидляметодаконтроля фазированными решетками. Переключение между пользовательскими интерфейсами осуществляется без перезапуска OmniScan.

ЦветинтерфейсаOmniScanменяетсявзависимостиотиспользуемогорежима.Врежимефазированныхрешеток(ФР)интерфейс представленвсинихтонах,врежимеультразвука(УЗ)–взеленых.

Чтобы переключиться между режимами УЗ и ФР, необходимо выполнить следующее: нажать и удерживать клавишу «МЕНЮ (1=2)» в течение двух секунд или выбрать в меню последовательность режимов: УЗ > ФР или ФР > УЗ.

Одноэлементный

датчик в режиме ИЭ

или

Раздельно-совме- щенный датчик

врежиме РС

Рис. 6.2. Подключение и экран работы с одиночными датчиками

64

Датчик ФР

Рис. 6.3. Подключение и экран работы с датчиками на фазированных решетках

Текущий режим прекратит свою работу. При запуске нового режима будет загружен файл, использованный при последнем переключении.

Настройка датчика и призмы. В процессе подготовки к контролю в OmniScan необходимо указать используемые модели датчика и призмы.

Приборавтоматическиобнаруживаетизагружаетхарактеристики ФР-датчика Olympus при его подсоединении к прибору через разъемOmniScan.ПрииспользованииразъемаOmniScanилидатчика другой фирмы необходимо вручную выбрать модель датчика из списка.

Аналогичным образом указывается модель призмы: выбор модели из списка предустановленных призм или ввод информации вручную.

Для настройки датчика и призмы необходимо выполнить следующие действия.

1.В меню Мастер настройки → Настройка перейти во вкладку Начало.

2.Нажать на кнопку «Далее» до появления режима Датчик

и призма.

Если автодетектирование включено (Автодетектирование = Вкл), OmniScan автоматически находит подключенный датчик

65

ФР Olympus и модель датчика появляется в кнопке параметра Датчик.

3.Еслидатчикнеобнаруженавтоматически,следуетотключить параметр автодетектирования и перейти к параметру Выбрать =

Выбор Tx/Rx.

4. Нажать Датчик и в появившемся диалоговом окне (рис. 6.4) выбрать модель используемого датчика:

–при помощи ручки прокрутки выбрать категорию датчиков

влевом подокне;

–нажать клавишу ОК;

–при помощи ручки прокрутки выбрать датчик в правом окне выбора, в нижней части отобразятся технические характеристики датчика;

–нажать клавишу ОК для подтверждения выбора датчика.

5.Нажать Призма и в появившемся диалоговом окне (рис. 6.5) выбрать модель используемой призмы:

–припомощиручкипрокруткивыбратькатегориюпризмвле- вом подокне;

– нажать клавишу ОК;

– при помощи ручки прокрутки выбрать вид призмы в правом окневыбора,внижнейчастидиалоговогоокнаотобразятсятехнические характеристики призмы;

– нажать клавишу «ОК» для подтверждения выбора призмы.

6.Нажать«Далее»исоблюдатьдальнейшиеинструкциимастера настройки.

Длянастройкипараметровгенератораиприемниканеобходимо действовать согласно следующей последовательности.

1.В меню Настройки УЗ → Генератор → Режим Tx/Rx выбрать нужный режим приема и передачи (рис. 6.6).

2.В меню Настройки УЗ → Генератор выбрать Частота и ввести частоту датчика.

3.В меню Настройки УЗ → Генератор выбрать Напряжение

иввести напряжение датчика.

4.В меню Настройки УЗ → Генератор выбрать ДИ и ввести длительность импульса. В автоматическом режиме длительность импульса будет настраиваться в соответствии с частотой датчика.

66

Технические

характеристики

датчика

Рис. 6.4. Экран выбора типа датчика

Технические

характеристики

призмы

Рис. 6.5. Экран выбора призмы датчика

67

Рис. 6.6. Режимы работы одиночного датчика

5. В списке Настройки УЗ → Генератор → ЧЗИ выбрать Опти-

мальный, чтобы прибор подставил оптимальное значение, или ввести необходимое значение ЧЗИ.

Калибровка.Передначаломконтроляследуетвыполнитьнесколько процедур калибровки с использованием датчика, призмы и калибровочногоблока,сделанногоизтогожематериала,чтоиобъект контроля.

ВподменюМастер →Калибровка производитсявыбормастера для калибровки кодировщика, ультразвуковых параметров (Ско-

рость,ЗадержкапризмыиЧувствительность)икривыхОЭПО(DAC,

ВРЧ, АРД и API).

Для выбора объекта калибровки:

–открыть меню Мастер → Калибровка → Тип;

–выбрать Тип калибровки;

–в зависимости от сделанного выбора в предыдущем шаге выбрать параметр для калибровки в списке Режим.

ПараметрПрименитьдоступентолькоприкалибровкезадержки

впризме и чувствительности. Он предназначен для выбора диапазона применения калибровки: применительно ко всем законам фокусировки или к двум-трем углам и/или ВАД.

Калибровка скорости должна быть выполнена до калибровки задержки призмы. OmniScan использует результаты калибровки скорости ультразвука для калибровки задержки призмы. При попытке калибровки задержки призмы до калибровки скорости прибор выдаст сообщение, что калибровка задержки призмы будет утеряна.

68

6. Нажмите Начало для перехода к первому шагу выбранного мастера. Мастер настройки поможет пройти дальнейшие этапы процедуры.Изнегоможновыйтивлюбоймомент,нажавклавишу «ОТМЕНА».

Основные типы калибровки представлены в табл. 6.1. Калибровкаосуществляетсясиспользованиемкалибровочных

блоков с разными типами известных отражателей.

Для более полного знакомства с работой дефектоскопа и процедурой проведения калибровки (см. Инструкцию по использованию прибора).

Таблица 6.1

69

6.2. Построение карты дефектов стальной плиты при помощи наклонного ультразвукового датчика

Основные характеристики наклонных совмещенных ПЭП. На-

клонныйпреобразователь(рис.6.7)представляетсобойсовмещенное устройство, которое используется с призмой, позволяющей вводить в объект контроля преломленную поперечную или продольную ультразвуковую волну.

Основные преимущества наклонного преобразователя:

–конструкцияпризмулучшаетотношениесигнал/шумиобеспечивает их высокую износостойкость;

–высокотемпературныепризмыпозволяютпроводитьконтроль изделий с высокой температурой поверхности;

–преобразователимогутоснащатьсясменнымипризмамиили иметь интегральную конструкцию;

–возможно проведение дополнительного профилирования. Доступны призмы и интегральные преобразователи со стан-

дартным углом ввода ультразвука в алюминий.

Рис. 6.7. Конструкция одиночного наклонного датчика: 1 – корпус; 2 – призма; 3 – пьезопластина; 4 – демпфер; 5 – тоководы;

6 – разъем для подключения к прибору

70