2.6. Специальные преобразователи и контактные среды

Если один современный дефектоскоп может быть ис­пользован для контроля практически любой дефектоско­пической продукции, то вариации в геометрии и типораз­мере сварных швов требуют применения различных преобразователей. Полная унификация здесь невозмож­на. Поэтому преобразователи разрабатываются для конт­роля конкретных швов.

Преобразователи для контроля швов труб. Основной трудностью при УЗ-контроле сварных стыков труб с толщиной стенки менее 10 мм является наличие ложных эхо-сигналов от обратного валика шва, мало отличаю­щихся по времени и амплитуде от ожидаемых сигналов от дефектов. Кроме этого, из-за большой ширины валика шва, которая в 2—3 раза превосходит толщину стенки трубы, нельзя приблизить преобразователь к шву на­столько, чтобы обеспечить прозвучивание центра шва акустической осью диаграммы преобразователя.

Преобразователи для контроля по грубой поверхно­сти. Рассмотрим некоторые конструкции специальных преобразователей, применяющихся для контроля метал­ла и сварных швов по грубой поверхности.

Широкое применение нашли эластичные преобразо­ватели с герметизированной иммерсионной локальной ванной, внутри которой размещен пьезоэлемент. Эти пре­образователи обеспечивают высокую стабильность чув­ствительности, однако имеют следующие недостатки: большие габариты, относительно высокий уровень реверберационных шумов, нестабильный угол ввода ультра­звука в контролируемое изделие, необходимость частой замены резинового донышка ванны вследствие проколов. Эти недостатки отсутствуют у наклонных преобразо­вателей, на рабочую поверхность которых наклеена рези­на. Однако преобразователи такой конструкции недолго­вечны.

Преобразователь ИЦ-15Б со свободно скользящим трубчатым протектором не имеет указанных недостат­ков. В качестве материала протектора в нем использует­ся маслостойкая резина, из которой изготавливается кольцо диаметром 28—30 мм, толщиной 0,8—1,2 мм. В кольце делается большое число проколов или сверле­ний. При перемещении преобразователя по изделию эла­стичный протектор вращается, облегает неровности конт­ролируемого металла, что способствует улучшению аку­стического контакта. В зазор между преобразователем и протектором вводится масло.

Преобразователи с иммерсионной локальной ванной и менискового типа фактически не требуют специальной подготовки поверхности. Они закрепляются внутри ко­жуха с регулируемым контактным зазором. С помощью штуцеров и двух трубок внутренний объем кожуха со­единен с герметичным бачком для воды. При работе в бачке создается небольшое разряжение, которое удер­живает воду внутри кожуха; в результате создается ста­бильный акустический контакт даже на очень грубой по­верхности. Такая конструкция обеспечивает ничтожный расход воды, но допускает возможность работы лишь в нижнем положении.

Хорошие результаты по повышению стабильности чувствительности ультразвукового дефектоскопа достиг­нуты при использовании капиллярных эффектов. Здесь возможны различные конструктивные решения.

Во-первых, акустическую задержку (призму) можно выполнить из капиллярно-активных слоистых материа­лов, подобных тем, которые используются в сердечниках фломастеров.

Во-вторых, непосредственно на рабочую поверхность обычной призмы из оргстекла можно нанести слой ка­пиллярно-пористого протектора небольшой толщины.

В-третьих, по периферии призмы можно сделать ка­пиллярные каналы (сверлением или фрезерованием).

Во всех конструкциях капилляры служат аккумуля­тором контактной жидкости и обеспечивают автоматиче­скую подпитку контактного зазора, что ускоряет восста­новление сплошности контактного слоя.