1.3 Технические характеристики ультразвуковых дефектоскопов
Рассмотрим данный вопрос на примере современного дефектоскопа УД2-70. Ультразвуковой дефектоскоп УД2-70 предназначен для контроля продукции на наличие дефектов типа нарушения сплошности и однородности материалов, полуфабрикатов, готовых изделий и сварных соединений, для измерения глубины и координат их залегания, измерения отношений амплитуд сигналов от дефектов. Имеется специализированная версия для МПС РФ.
Рисунок 1.3 - Ультразвуковой дефектоскоп УД2-70
К основным особенностям дефектоскопа следует отнести:
- малые габариты;
- большой электролюминесцентный экран с высокой разрешающей способностью (320 х 240 точек) и высокой контрастностью;
- запоминание 100 программ настройки прибора, что позволяет настраивать прибор в лаборатории и вызывать программу на объекте;
- встроенные программы для контроля деталей подвижного состава МПС РФ;
- два независимых строба АСД;
- встроенный глубиномер, измеряющий расстояние до эхо-сигнала в первом стробе по лучу, в координатах Х,У, а также расстояние между сигналами в двух стробах;
- запоминание 2800 значений глубиномера;
- запоминание и просмотр 100 изображений A-Scan с соответствующими настройками прибора;
- цифровая ВРЧ;
- порт RS232 для подсоединения компьютера;
- встроенные часы и календарь;
- прочный алюминиевый корпус для тяжелых условий эксплуатации;
Основные технические характеристики:
- диапазон толщин контролируемого материала (по стали) от 2 до 5000 мм;
- рабочие частоты — 0,4*; 1,25; 1,8; 2,5; 5,0; 10,0 МГц;
- частота зондирующих импульсов — 30; 60; 120; 250; 500; 1000;
- полярность зондирующего импульса — отрицательная;
- амплитуда зондирующего импульса на нагрузке 50 Ом — не менее 185 В;
- длительность зондирующего импульса — не более 75 нс;
- диапазон регулировки усиления — 0-100 дБ;
- шаг регулировки усиления — 0,5 или 1,0 дБ;
- дискретность изменения усиления скачком "+дБ" — 3-30;
- диапазон задержки развертки — 0-5000 мм;
- диапазон измерения глубины залегания дефектов (по стали) — 2-5000 мм;
- дискретность измерения глубины — 0,1 мм;
- погрешность измерения глубины — ± (0,5 + 0,02 Н) мм;
- диапазон установки угла ввода ПЭП — 0-90°;
- дискретность установки — 1°;
- диапазон установки скорости УЗК — 1000-8000 м/с;
- глубина регулировки ВРЧ — 60 дБ;
- отсечка — линейная, 0-100 % высоты экрана;
- размер рабочей части экрана не менее 114 х 86;
- диапазон рабочих температур — -20...+50 °С;
- электрическое питание аккумуляторное — 12 В;
- сеть переменного тока — 220 В, 50 Гц;
- время непрерывной работы — не менее 7 часов;
- габариты не более — 245х145х75 мм;
- масса с аккумулятором не более — 3 кг.
1.4 Технические характеристики ультразвуковых толщиномеров
Для измерения толщины следует применять следующую аппаратуру:
- эхо-импульсные УЗ толщиномеры с цифровой индикацией результата измерения;
- УЗ дефектоскопы второй и выше групп по ГОСТ 23049. Дефектоскопы с блоком цифрового отсчета (БЦО) применяют в диапазоне действия этого блока, а без БЦО - в диапазоне действия задержки развертки;
- импортные дефектоскопы и толщиномеры, если они имеют технические параметры, аналогичные указанным выше приборам.
Современные УЗ толщиномеры и дефектоскопы позволяют:
- измерять толщину стенки стальных объектов в диапазоне от 0,15 мм до нескольких метров;
- измерять скорость УЗ волн в материале;
- запоминать результаты измерений с последующей их распечаткой или выводом на персональную ЭВМ;
- производить допусковый контроль (прибор сигнализирует о выходе за установленные пределы);
- производить измерения на поверхностях с кривизной R> 3 мм;
- автоматизировать операции настройки;
- на малых толщинах (менее 10 мм ) получать погрешность измерения менее 0,1 мм;
- работать на свежезаряженном комплекте батарей до 300 часов.
Примером современного ультразвукового толщиномера может служить прибор ТУЗ-1 (рисунок 1.4).
Рисунок 1.4 - Ультразвуковой толщиномер ТУЗ-1
Ультразвуковой толщиномер ТУЗ-1 предназначен для измерения толщины различных изделий из металлов и неметаллов, включая изделия, доступ к которым имеется только с одной стороны. Прибор может быть использован во всех отраслях промышленности. С помощью ТУЗ-1 измеряется толщина стенок трубопроводов, сосудов давления, котлов и других ответственных и особо опасных объектов, в том числе для определения степени коррозионного и эрозионного износа по остаточной толщине.
Особенности толщиномера:
- три режима измерений: обычный, дифференциальный (измерение отклонения от заданного размера), сканирование ("захват" и индикация минимального значения толщины при движении преобразователя по поверхности);
- калибровка по одному образцу;
- коррекция погрешности за счет V-образной траектории распространения ультразвука;
- три уровня регулировки чувствительности;
- сигнализация недопустимого утонения объекта контроля;
- подсветка дисплея;
- встроенная память и выход на персональный компьютер (порт RS 232);
- аккумуляторное питание и контроль степени разряда батарей.
Основные технические характеристики:
- диапазон измерения (по стали) 0,6-300 мм;
- рабочие частоты преобразователя 2,5; 5; 10 МГц;
- погрешность измерения ± (0,1 + 0,005 Н);
- разрешающая способность 0,1 мм;
- диапазон установки скорости ультразвука 0-9999 м/с;
- дискретность установки скорости ультразвука 1 м/с;
- емкость внутренней памяти 2400 измерений;
- диапазон рабочих температур -10 ...+50 °С;
- электрическое питание аккумуляторное 4,8 В;
- время непрерывной работы не менее 25 часов;
- габариты электронного блока не более 164 х 84 х 30 мм;
- габариты преобразователя не более 25 х 40 мм;
- масса с аккумулятором, не более 0,5 кг.
Настройка чувствительности дефектоскопа и оценка размеров
дефектов по амплитудному принципу
Настройка чувствительности заключается в такой регулировке органов измерения и управления усилением и мощностью дефектоскопа, при которой эхо-импульсы от отражателей заданных размеров, расположенных на заданных глубинах, имеют заданную высоту на экране ЭЛТ дефектоскопа. Минимальный эквивалентный размер несплошности, подлежащей выявлению, и форма искусственного отражателя, с которым сравнивают несплошности, указывают в технических условиях, правилах контроля и других руководящих документах.
Ниже рассматриваются способы настройки чувствительности, получившие наиболее широкое применение в практике УЗ контроля.
1 Способ, основанный на применении стандартных образцов предприятия (СОП). Его использование рекомендуется в следующих случаях:
- при контроле большой серии изделий, однотипных по геометрическим размерам, состоянию поверхности ввода УЗ колебаний и однородных по затуханию;
- при контроле изделий с большой кривизной (радиус кривизны выпуклой поверхности менее 75 мм);
- при контроле тонкостенных изделий (обычно, при толщине стенки менее 20 мм);
- при контроле изделий со сложной конфигурацией, если стенки изделия или его конструктивных элементов изменяют форму свободного звукового пучка.
2 Способ АРД-диаграмм. Может применяться как основной в большинстве случаев контроля изделий простой геометрической формы. Особенно целесообразен в следующих случаях:
- при контроле крупногабаритных или толстостенных изделий;
- при контроле изделий с участками, разнородными по затуханию.
Способ АРД-диаграмм экономически более выгоден, поскольку не требует затрат на изготовление и аттестацию стандартных образцов предприятия.
Разновидностью способа АРД-диаграмм является способ АРД- шкал, представляющих собой прозрачную пластину с нанесенной на нее АРД- диаграммой для определенного типа ПЭП и определенного диапазона контроля. АРД-шкала устанавливается перед экраном ЭЛТ дефектоскопа.
Способ АРД-диаграмм может быть реализован путем включения в функциональную схему дефектоскопа специального АРД-блока, позволяющего для заданных ПЭП производить автоматический расчет эквивалентного размера несплошности.
3 Расчетный способ. Основан на применении формул расчета акустического тракта. Может применяться в тех случаях, когда отсутствуют СОП и АРД-диаграммы, а также при необходимости пересчета эквивалентных размеров по одному из видов отражателей (например, по плоскодонному отверстию) в эквивалентные размеры по другому виду отражателя (например, по цилиндрическому отверстию).