Методика оценки результатов ультразвукового контроля сварного соединения рельса. Расчет вида и размеров дефекта, страница 3

Рассчитываем значения условной протяженности  и условной высоты дефекта:

,

и заносим в таблицу 2.2.

        Таблица 2.2 – Экспериментальные данные от реального дефекта

, дБ	, дБ	, мм	, мм	,мм	,мм	, мм	, мм	, мм	, мм
24	15	39	33	8	7	34	28	42	35

        Определим необходимые для дальнейшего расчета величины.

Длину волны в металле:

Волновое число:

Расстояние до дефекта:

Расстояние до бокового цилиндрического отражателя в СО-3Р (с глубиной залегания эталонного отражателя y = 42мм):

        Коэффициент прохождения  для металла контролируемого объекта:

        Угол призмы при этом составляет:

        Площадь мнимого преобразователя:

Определяем  по формуле (1.1) с учетом того, что B определяется для цилиндрического отверстия в стандартном образце бесконечной протяженности с b = 3мм, который имитирует отверстие в стандартном образце:

        Учитывая, что разница между амплитудой сигнала от дефекта и условной чувствительностью составляет , значение равно:

        Теперь нам известно значение ,  и  для дефекта в проконтролированном материале, неизвестно только , потому что в этом компоненте неизвестно реальное значение размера  и неизвестно, какого типа отражателем является дефект. Поэтому для начала придется исходить из того, что дефект может быть любой из предполагаемых форм, поэтому, рассчитаем значение  и  для всех типов отражателей:

        Выражая из формул в таблице 1.1, получаем следующие значения:

1) для сферы:

;

2) для цилиндра:

3) для дискового отражателя при условии нормального падения волны () на него (составляющая, включающая функцию Бесселя, равна 0,5):

;

4) для полосы (также при нормальном падении):

.

        Далее определим измененные значения расстояний до дефекта для обоих случаев, то есть для нахождения преобразователя в точках 2 и 3 рис. 1.2.

        Учитывая изменение направления оси диаграммы направленности относительно центра отражателя, определяем изменение углов , где  - угол между нормалью к поверхности перемещения преобразователя и прямой, соединяющей центр дефекта и точку выхода преобразователя. Исходя из геометрических данных рис.1.2, эти углы находятся по формулам:

,

.

        Рассчитываем последовательно по формуле (1.1) значение всех  для всех видов отражателей при смещении преобразователя в точку 3 рисунок1.1.

        Определим величину амплитуды сигнала в точке 3 от цилиндрического отражателя:

а затем вычислим относительное снижение этого значения в децибелах по формуле

Определим величину амплитуды сигнала в точке 3 для сферы:       ,      

                     а затем вычислим относительное снижение этого значения в децибелах по формуле

        Определим величину амплитуды сигнала в точке 3 для дискового отражателя:

,

а затем вычислим относительное снижение этого значения в децибелах по формуле

.

        Определим величину амплитуды сигнала в точке 3 для полосы:

,

,

а затем вычислим относительное снижение этого значения в децибелах по формуле

.

        Результаты вычислений сводим в таблицу 2.3.

Таблица 2.3 – Результаты расчетов акустических трактов от искусственных  отражателей

Отражатель	, мм	Амплитуда при смещении преобразователя с оси, дБ
			0
Сфера	2,9	-26	0	-
Цилиндр	2,2	-30	0	-
Диск	0,78	-28	0	-
Полоса	0,12	-57	0	-

        Проведенные экспериментальные исследования и расчеты показали, что наиболее вероятным отражателем по данным контроля является сферический и цилиндрический отражатель с диаметром  2,9 и 2,2 мм соответственно.