Ультразвуковая дефектоскопия. Классификация методов акустического контроля. Аппаратура для ультразвукового контроля, страница 2

Метод свободных колебаний, или спектральный метод, основан на анализе спектра частот собственных колебаний изделия, вибрирующего после удара по нему (рис. 1, г).

Резонансный метод дефектоскопии и толщинометрии основан на возбуждении и анализе резонансных колебаний в исследуемом объеме изделия (рис. 1, д). По резонансным частотам определяют толщину изделия. На наличие дефекта указывают заниженное по сравнению с номинальным значение толщины, ослабление или исчезновение резонансных пиков на ос-циллоскопическом индикаторе.

Из пассивных методов акустической дефектоскопии наиболее развиты метод акустической эмиссии и шумовибрационный.

Поскольку ультразвуковые волны в используемом на практике мегагерцевом диапазоне частот не проходят через воздух, зазор между преобразователем и контролируемым изделием должен быть заполнен контактной жидкостью. По способу создания акустического контакта различают следующие акустические методы: контактный, щелевой (менисковый), иммерсионный и бесконтактный.

Ультразвуковая дефектоскопия применяется для обнаружения внутренних, замкнутых дефектов (раковин, трещин, расслоений, замкнутых пор, неметаллических включений) и для определения места их расположения.

В настоящее время практическое применения находят несколько методов УЗД: резонансный, теневой, импедансный, импульсный. В резервуаре- и трубопроводе строении наиболее применим импульсный эхо-метод. Он высокопроизводителен, безопасен для организма человека, у данного метода низка стоимость эксплуатации по сравнение о гамма- и рентгеноскопией.

Работа УЗ-дефектоскопов в целом основана на свойстве высокочастотных ультразвуковых колебаний (УЗК) глубоко проникать в металл и отражаться от поверхности дефектов. Для получения ультразвуковых колебания используют свойства некоторых кристаллов, например, кварца, турманина, титанита бария, сегнетовой соли, мгновенно преобразовывать электрические колебания в механические и наоборот. С учетом этого в основу действия УЗ-де-фектоокопа положен следующий принцип; от генератора - излучателя в пластинки вышеназванных кристаллов подводятся импульсы электрического тока. В пластинках возникают собственные упругие колебания. Эти импульсы упругих колебаний посылаются в контролируемое изделие (упругое тело), где они вызывают механические волны о частотой 0,5 ... 20 МГц. Отраженные от внутренних дефектов волны, т.е. эхо-сигналы принимаются приемником-дефектоскопом. Мощность импульсов, передаваемых пластинками кристаллов в упругое тело, прямо пропорциональна площади пластины и квадрату амплитуды подводимого напряжения. По амплитуде эхо-сигнала можно судить о величине дефекта, а, измеряя время от - момента посылки сигнала до момента его приема, можно определить расстояние до дефекта.

Импульсный эхо-метод дефектоскопии обладает рядом преимуществ; импульсный режим при контроле изделий достаточно большой толщины позволяет избежать интерференции, поскольку отраженный сигнал обычно не встречается с излучаемым; прием отраженных эхо-сигналов происходит в период паузы, когда генератор импульсов не работает и, следовательно, не создает электрических помех, затрудняющих расшифровку принятого сигнала и др.

Аппаратура для ультразвукового контроля

В зависимости от области назначения различают ультразвуковые дефектоскопы общего и специального назначения - для ручного и автоматизированного контроля. Дефектоскопы общего назначения могут использоваться для контроля самой разнообразной продукции. Специализированные дефектоскопы создают для решения узкоцелевых задач. Например, стрелочный (без панорамного дисплея) портативный дефектоскоп для контроля сварных швов арматуры строительных конструкций