Ультразвуковая дефектоскопия отливок: Методические указания к выполнению практических занятий по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация», страница 7

При эхометоде в изделии имеется часть объема, в котором дефекты не выявляются, так называемая "мертвая зона". На схеме, показанной на рисунке 4б, такой зоной является участок , прилегающий к преобразователю. Если на этом участке будет расположен дефект, то выявить его не удастся, так как отраженный от него сигнал  будет сливаться с зондирующим импульсом А.  Это обусловлено тем, что после излучения зондирующего импульса пьезопластина преобразователя еще некоторое время продолжает колебаться и длительность этих колебаний больше длительности прохождения УЗК до дефекта и обратно до преобразователя. Уменьшить величину мертвой зоны можно за счет сокращения длительности излучаемого импульса.

Величина  мертвой зоны   определяется  шириной  зондирующего импульса . Для прямого преобразователя , для наклонного , где - скорость распространения ультразвука; - длительность зондирующего импульса,

На частоте 5 МГц и выше мертвая зона не превышает 1 мм. На частотах 1,8 и 2,5 МГц мертвая зона увеличивается до 10 мм за счет реверберации УЗК в преобразователе.

При эхоимпульсном методе наиболее часто используют преобразователь совмещенного типа, выполняющий поочередно функции излучателя и приемника УЗК. Чтобы отраженные УЗК не попали на преобразователь в тот момент, когда он работает как измеритель, зондирующие импульсы УЗК посылаются в изделие через определенные промежутки времени - паузы. Период  импульсов УЗК равен сумме длительностей импульса  и паузы , .Чтобы совмещенный преобразователь надежно и четко работал в режиме приемника УЗК,   выбирают из условия . При этом в конце каждого кратковременного    импульса    генератор    импульсов    "запирается''    и импульсы  от  него  на  преобразователь  не поступают.   Во  время  преобразователь принимает отраженные УЗК, формируется эхосигнал. Затем генератор импульсов запускается, на преобразователь подается следующий импульс УЗК и цикл повторяется.

Эхоимпульсным методом можно контролировать сложные фасонные отливки, когда установка электроакустических преобразователей с обеих сторон контролируемого участка отливки невозможна.

Использование поверхностных ультразвуковых волн наиболее эффективно при контроле тонкостенных отливок с переменным поперечным сечением и переменной кривизной рабочей поверхности, что затрудняет ввод нормальных УЗК в изделие. Типичными представителями таких отливок являются лопатки энергетических машин и газотурбинных двигателей. На осциллограмме (рис. 5) хорошо видно, что по мере развития поверхностной трещины импульс С, отраженный от дефекта, возрастает, а "донный" эхоимпульс В уменьшается. Зондирующий импульс А не изменяется.

Рисунок 5 - Осциллограммы поверхностных трещин (трещина указана стрелкой)

3.2 ТЕНЕВОЙ МЕТОД

Контроль внутренних дефектов теневым методом осуществляется путем ввода УЗК в отливку и регистрации прошедших через нее ультразвуковых волн с противоположной стороны, строго напротив места ввода (рисунок 6).

Рисунок 6 - Схема ультразвукового контроля теневым методом

На контролируемое изделие 2 с двух сторон устанавливаются электроакустические преобразователи 3. К верхнему зондирующему преобразователю от генератора 4 подается электрический сигнал, который преобразуется в УЗК. С нижнего приемного преобразователя электрический сигнал снимается и после обработки в блоке 5 поступает на ЭЛТ 6. При прохождении УЗК через изделие интенсивность колебаний из-за рассеяния и поглощения будет уменьшаться от  до  по экспоненциальному закону.

Поэтому на экране ЭЛТ дефектоскопа будут видны два импульса: слева зондирующий импульс с амплитудой , соответствующей начальной интенсивностивводимых в изделие УЗК, справа на расстоянии  импульс с амплитудой , соответствующей интенсивности УЗК после выхода из контролируемого изделия. Если на пути УЗК окажется дефект 1, то часть энергии в нем рассеется и интенсивность прошедших через изделие УЗК резко уменьшится. В результате этого высота (амплитуда) второго импульса на экране ЭЛТ уменьшится от  до, это и является информацией о наличии дефекта в изделии. По высоте импульса  или относительному уменьшению импульса можно судить о площади дефекта в плоскости, перпендикулярной к направлению УЗК. Для этого необходимо иметь градуировочные дефектограммы.