вап. Лекции по УК новые. Курс лекций по ультразвуковому контролю материалов и изделий разработал Специалист iii уровня по ук, к т. н
 Скачать 2.27 Mb.
|
|
. Информативность, мобильность, безопасность, портативность, экономичность и автономность электропитания, достаточность одно- стороннего доступа к объекту, а главное – более высокая достоверность контроля – вот те качества, в которых этот метод значительно выигрывает перед рентгеном. Если рентгену в самом мощном (рентгеноскопическом) варианте доступны для контроля стальные объекты не толще 80 мм, то для ультразвукового эхо-метода этот размер мо- жет измеряться метрами. Эхо-метод позволяет не только выявлять внутренние дефек- ты, но и оценивать их величину, отличать плоскостные дефекты от объемных, опреде- лять глубину залегания. Единственный показатель, в котором радиационные методы имеют приоритет перед ультразвуковым эхометодом – иллюстративность результатов контроля. Но и эта проблема в акустике сегодня решается: например, на рисунке II.2-в приведена фотография современного ультразвукового дефектоскопа Х-32, построенно- го на так называемых фазированных акустических решетках (ФАР) и показывающего приблизительные образы выявляемых дефектов. Сегодня трудно найти такую отрасль промышленности, где бы не применялся ультразвуковой эхо-метод в целях оценки качества сварных соединений, металличе- ских и неметаллических деталей и элементов. Эхо-зеркальныйметод ранее при контроле сварных соединений котлоагрегатов вменялся как обязательный для оценки формы и размеров дефектов, заведомо выяв- ленных эхометодом. Но из-за отрицательного влияния габаритов датчиков он мог быть 45 применим только на объектах толщиной более 40 мм. Сегодня такие задачи успешно решаются с помощью дифракционно-временногоидельта-метода. а) б) в) Рис. II.2: а) цифро-аналоговый ультразвуковой дефектоскоп «EPOCH LT»; б) выявление подобным дефектоскопом модели дефекта в стальном образце; в) ФАР-дефектоскоп «Х-32». 46 Реверберационныйметод применяется для проверки качества межметаллической адгезии в биметаллах, например, при диагностике состояния плакирующих наплавок на внутренней поверхно- сти варочных котлов бумагоделательного произ- водства. Ультразвуковая толщинометрия (импульс- ным эхометодом) – неотъемлемая процедура при диагностировании сосудов, трубопроводов, резер- вуаров, а также в судостроительном и судоремонт- ном производстве. На объектах Ростехнадзора в большинстве случаев удовлетворяет точность из- мерения ± 0,1 мм, но некоторые современные толщиномеры (например, выпускаемые герман- ской фирмой «Крауткремер») позволяют измерять толщины от 1 до 50 мм с точностью ± 0,001 мм. Эхо-теневойметод применяется как вспо- могательный при лабораторном контроле неболь- ших, но ответственных деталей. Для него необхо- дим специальный дефектоскоп с дополнительным приемным каналом. Зеркально-теневойметод применяется как дополнительный (подтверждающий результаты эхо-метода) при контроле толстых сварных соединений котлоагрегатов и трубопроводов в электроэнергетике. Эхо-сквознойметод, в частности, реализован российско-германской компанией «Нординкрафт» в виде стационарной установки для контроля листового проката на Че- реповецком металлургическом комбинате (см. фото на рисунке II.4). Рис. II.4. Установка «Нординкрафт» для автоматического контроля эхо-сквозным мето- дом листового проката на Череповецком металлургическом комбинате Рис. II.3. Измерение толщины стенки трубы ультразвуковым толщиномером. 47 II.2. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЭХО-МЕТОДА Таблица II.3 № Параметр метода Какими параметрами аппаратуры управляется 1 2 3 1. Длина волны , мм Частота f, МГц 2. Предельная чувствительность S п , мм 2 ; уровень фиксации, мм 2 ; уровень браковки, мм 2 Чувствительность: условная по СО-1 К у , мм; условная по СО-2 К у , дБ; абсолютная. 3. Угол ввода луча Угол призмы 4. Направленность поля преобразователя Размеры преобразователя а (мм), частота f (МГц), угол ввода ( ). 5. Погрешность измерения координат А, % Погрешность глубиномера А г , % 6. Мертвая зона r min , мм Длительность: зондирующего импульса , мкс; реверберационных шумов призмы р , мкс. 7. Лучевая разрешающая способность r, мм Длительность зондирующего импульса , мкс. 8. Фронтальная разрешающая способность l, мм. Направленность поля преобразователя 9. Параметры сканирования (неравномерность чувствительности в сканируемом сечении ОК) S пс /S п0 Скорость сканирования v c , мм/с; шаг сканирования с , мм Таблица II.4. Браковочные параметры дефектов. № Параметр дефекта Какими техническими средствами оценивается 1 2 3 1. Амплитуда эхо-сигнала На дефектоскопе: экран, аттенюатор, блок измерения амплитуды. 2. Условная высота На дефектоскопе: экран, глубиномерное устройство. 3. Условная протяжен- ность На дефектоскопе: экран; на объекте: миллиметровая линейка или рулетка. 4. Коэффициент формы На дефектоскопе: экран, аттенюатор, блок измерения амплитуды. II.2.1. Длина волны как фактор выявляемости дефекта эхо-методом. Ранее уже говорилось о том, что существует минимальный предел размера d де- фекта, менее которого дефекты не выявляются эхо-методом, - если ультразвуковая вол- на имеет длину >4d. Такие дефекты обегаются потоком этих волн и не дают отраже- ния. Отсюда ясно, что чем длиннее волна, тем более крупные дефекты будут игнориро- ваться. Поэтому с целью повышения чувствительности нужно стремиться к укорачива- нию длины волны . Как видно из формулы (I.1.1), в силу неизменности скорости звука как физической величины материала это можно сделать только регулировкой (подбо- ром) частоты f, причем для повышения чувствительности (укорачивания ) частоту надо увеличивать. Но всегда ли полезно повышать чувствительность увеличением частоты? Нет. Дело в том, что любой твердый материал в той или иной степени обладает зернисто- 48 стью, а зерна, как и несплошности, имеют некоторую хаотически ориентированную отражающую способность. Чем выше чувствительность (частота), тем звуковой поток более склонен к рассеянию на зерне, то есть затуханию. Поэтому при контроле эхо- методом глубоких слоев материала в толстых изделиях, а также при контроле крупно- зернистого материала (стальные отливки и поковки, сплавы на основе меди, чугуны, пластмасса, керамика) приходится понижать частоту по мере увеличения толщины из- делия (глубины контроля). В некоторых случаях по этой причине невозможно приме- нять наклонный способ контроля поперечными волнами, поскольку даже при низкой частоте не удается преодолеть зернистость (чугуны, медные сплавы). II.2.2. Чувствительность: виды, режимы, способы настройки (оценки) Реальная чувствительность - чувствительность, при которой выявляются абсо- лютно все несплошности с точным отображением их реальных размеров, формы, ори- ентации, координат. Реальная чувствительность недостижима, поскольку в твердых материалах существует множество неуправляемых факторов, как линейно, так и нели- нейно влияющих на чувствительность пучка по мере удаления от точки его ввода (см. раздел "Уравнение акустического тракта"), и для обеспечения реальной чувствительно- сти теоретически для каждого конкретного ОК потребовалось бы очень большое мно- жество настроечных образцов с различными дефектами. Далее реальная чувствитель- ность не рассматривается. Предельная чувствительность - способность настроенной аппаратуры выявлять и численно характеризовать отражатели путем сравнения с отражением от модели дефек- та заданных предельных размеров для данного ОК. Для настройки предельной чувствительности применяют различные типы искус- ственных отражателей, приведенные в таблице II.5. Таблица II.5 Тип отражателя Эскиз Отражающий элемент Основной и моделируемые дефекты для прямого способа для наклонного способа размерный показатель 1 2 3 4 5 Глухое плоско- донное отверстие – расслоения и косые трещины, закаты. Торец (диск) d Зарубка – попе- речные трещины, язвы, корневые непровары в швах нет Угол между вертикальной прямоугольной гранью и поверхностью образца Размеры b и l вертикаль- ной грани 49 1 2 3 4 5 Вертикальное от- верстие – попе- речные трещины, язвы, корневые непровары в швах нет Угол между цилиндриче- ской поверхностью и по- верхностью образца d Горизонтальное отверстие - не- провары, ракови- ны Цилиндрическая поверх- ность d Сегмент - косые трещины, рассло- ения, закаты, яз- вы, корневые не- провары нет Торец (полудиск) d Глухое отверстие со сферическим дном - поры, пу- зыри, язвы, шла- ковины Торец (полусфера) d Риска - неглубо- кие протяженные трещины, волосо- вины нет Грань (полоса) Глубина b Паз - расслоения, закаты Дно (полоса) Ширина l Процесс настройки предельной чувствительности сводится к следующему. Нормативным документом должны быть назначены тип и размеры модели дефекта. Подбирают образец с такой моделью, при этом толщина и материал образца должны быть идентичны присущим объекту контроля. Выставив ПЭП в позицию макси- мального отражения от модели, органами усиления (ослабления) выводят вершину эхо-сигнала на кон- трольную горизонталь экрана. После этого ручки плав- ной регулировки усиления неприкосновенны, а контрольная горизонталь является бра- ковочным уровнем (см. рис. II.5). Рис. II.5 50 Уровень браковки - чувствительность, при которой оценивают первичный бра- ковочный параметр - амплитуду эхо-сигнала от дефекта, путем сравнения с амплитудой эха от модели. Амплитудный уровень браковки - это горизонталь экрана, превышение которой эхо-сигналом при некоторой заданной настройке обязывает признать данный дефект недопустимым. Уровень фиксации - чувствительность, при которой определяют необходимость регистрации дефектов, а также оценивают вторичные браковочные параметры: услов- ные размеры и коэффициент формы дефекта. Амплитудный уровень фиксации - это горизонталь экрана, превышение которой эхо-сигналом при некоторой заданной настройке обязывает зарегистрировать и под- вергнуть анализу данный сигнал. В нормативных документах на ультразвуковой контроль должен быть указан шаг между браковочным уровнем и уровнем фиксации (в дБ), либо уровень фиксации в мм 2 Если задан шаг между браковочным уровнем и уровнем фиксации в децибелах, то для перехода на уровень фиксации аттенюатором увеличивают усиление (уменьша- ют ослабление) на заданный шаг; при этом контрольная горизонталь экрана примет роль амплитудного уровня фиксации. Если браковочный уровень S б и уровень фиксации S ф заданы в единицах отра- жающей площади (мм 2 ), то для получения шага в децибелах необходимо вычислить отношение этих площадей и перевести результат в децибелы по номограмме либо рас- считать его по формуле: | А|=20lg(S ф /S б ) (II.2.1) Поиск дефектов ведут на поисковом уровне чувствительности, который на 6 дБ выше уровня фиксации. Это предусмотрено для исключения пропуска дефектов. При обнаружении дефекта переходят в режим уровня фиксации, и если эхо- сигнал превышает контрольную линию, то приступают к оценке дефекта. В некоторых случаях приходится применять такой критерий, как эквивалентный диаметр отражателя d. Он связан с эквивалентной площадью S обычной геометриче- ской формулой: (II.2.2) Если известен эквивалентный диа- метр d предельно допустимого дефекта, то настройку чувствительности можно произ- вести по АРД-диаграмме ("АРД" - "ампли- туда-расстояние-диаметр"), предназначен- ной для конкретного материала ОК, кон- кретной частоты f и конкретного угла вво- да (см. рис. II.6). Для этого с произволь- ной дистанции (около 20 мм) получают отражение от бесконечной плоскости (донной поверхности образца, ориентиро- ванной перпендикулярно УЗ-лучу), орга- нами усиления выводят вершину отраже- ния на контрольную горизонталь экрана, глубиномером измеряют прямое расстоя- Рис. II.6 51 ние Р х до точки отражения, отмечают это расстояние на абсциссе (Р), проводят из полу- ченной точки перпендикуляр. Затем по ординате (А) определяют в децибелах разность А между точками пересечения перпендикуляра с кривой "донная поверхность" и с кривой для заданного диаметра. На эту разность увеличивают усиление (уменьшают ослабление) на аттенюаторе. Кривые на АРД-диаграмме отображают ослабление сигнала по мере удаления отражателя от ПЭП, то есть учитывают все те факторы, о которых говорилось в первой части курса. Например, область восхождения кривых (слева) есть тот остаток ближней зоны акустического поля, который не удается поглотить призмой ПЭП. Фактически эти кривые - не что иное, как графическое отображение уравнения акустического тракта. О применении АРД-диаграммы для разбраковки эхо-сигналов будет рассказано позже. Наиболее часто используют модели типа "зарубка". Однако по действующим стандартам на ультразвуковой контроль чувствительность чаще всего выражается как эквивалентная площадь предельно допустимого дефекта (понятие "эквивалентная пло- щадь" - см. в разделе "Уравнение акустического тракта"). В ГОСТ 14782 приведена ме- тодика пересчета эквивалентной площади в размеры "равносигнальной" ей зарубки. Условная чувствительность - чувствительность аппаратуры, выраженная через параметры отражений от соответствующих элементов стандартных образцов СО-1 и СО-2 ГОСТ 14782. Условная чувствительность по образцу СО-1, выполненному из оргстекла, вы- ражается в миллиметрах. Это - миллиметры глубины расположения горизонтального отверстия 2 мм относительно главной рабочей поверхности образца. Весь принцип построен на том, что затухание звука в оргстекле приблизительно в 100 раз выше, чем в стали. Благодаря этому та или иная чувствительность эхо-метода по стали интерпрети- руется как способность сигнала "пробить" тот или иной слой оргстекла. К примеру, при чувствительности "5 мм" по СО-1 в стали мы будем обнаруживать лишь весьма круп- ные дефекты, а при чувствительности "60 мм" - отражения на уровне структурных шу- мов. Обычно используют чувствительность 40 45 мм по СО-1. Этот образец удобен тем, что при его компактности и легкости позволяет устанавливать чувствительность в очень широком диапазоне. Процесс настройки условной чувствительности по СО-1 состоит в следующем. Предварительно уточняют точку выхода на ПЭП по СО-3, затем - угол призмы по спе- циальному элементу СО-1. От каждого отверстия на боковой грани СО-1 показаны лу- чи, соответствующие углам призмы 30, 40 и 50 . Сообразно полученному углу призмы устанавливают ПЭП на облучение того отверстия, которое соответствует заданной чув- ствительности, уточняют позицию максимума отражения, после чего органами усиле- ния выводят вершину эхо-сигнала на контрольную линию экрана. Оценку по СО-1 ранее настроенной или случайно полученной чувствительности ведут после уточнения угла призмы обратным порядком: сканируя ПЭП по главной рабочей поверхности образца, отыскивают такое отверстие, эхо-сигнал от которого касается вершиной контрольной линии. Номер этого отверстия и показывает условную чувствительность по СО-1. Однако у образцов СО-1 есть существенный недостаток. Он состоит в том, что акустические свойства оргстекла настолько неоднородны, что могут сильно различать- ся у двух внешне одинаковых СО-1, и чувствительность, настроенная по одному СО-1, не будет соответствовать настройке по другому. Для обобщения чувствительности по СО-1 в ГОСТ 14782 предусмотрена методика составления и применения так называе- мого аттестат-графика. 52 Заготовка для аттестат-графика представляет собой диаграммную сетку с двумя вертикальными шкалами (справа и слева) и одной горизонтальной (внизу). Левая шкала (исходно - пустая) предназначена для нанесения чувствительности по СО-2 в децибе- лах. Правая шкала относится к чувствительности по базовому (эталонному) СО-1, ниж- няя - к чувствительности по аттестуемому СО-1. Нижняя и правая шкалы равномас- штабны и выражены в мм. Построение аттестат-графика производится так. Один из образцов СО-1 назна- чен в качестве базового, его в повседневной работе не используют. Этому образцу бу- дет соответствовать правая шкала и наклонный пунктир, уже имеющийся на графике. По базовому образцу попеременно настраивают чувствительность по каждому отвер- стию. В каждом случае чувствительность оценивают по СО-2 в децибелах, результаты записывают на соответствующих горизонталях на левой шкале. Так выстраивается ле- вая шкала - та же чувствительность, но выраженная в децибелах по СО-2. Образец СО- 2 выступает в роли "свидетеля" чувствительности при построении графика. Затем берут аттестуемый образец СО-1 и уже по нему настраивают минималь- ную чувствительность (5 или 15 мм). Эту чувствительность оценивают в децибелах по СО-2 (используется тот же образец), полученное значение отыскивают на левой шкале. Из него проводят горизонталь до пересечения с вертикалью, соответствующей 5 или 15 мм по нижней шкале. Точку пересечения отмечают. Далее по аттестуемому СО-1 настраивают максимальную чувствительность (60 мм), оценивают в децибелах по СО- 2, полученное значение отыскивают на левой шкале и проводят горизонталь до пересе- чения с вертикалью, соответствующей 60 мм по нижней шкале. Точку пересечения со- единяют с первой. Так получен аттестат-график для данного СО-1. Этот график поме- чают заводским или инвентарным номером, нанесенным на данном СО-1. На одной сетке может быть помещено несколько линий для разных единиц СО- 1. Пользоваться полученным графиком следует так. Если чувствительность задана в миллиметрах по СО-1, необходимо взять любой аттестованный образец и его аттестат- график. На правой вертикали отыскать заданное значение и далее следовать вдоль со- ответствующей ему горизонтали до пересечения с аттестат-графиком (линией) данного образца. Точку пересечения снести вертикально на нижнюю шкалу. Полученное по нижней шкале значение - это то отверстие, по которому следует настраиваться, исполь- зуя данный образец, чтобы наиболее объективно получить заданную чувствительность. Процесс настройки условной чувствительности по СО-2 состоит в следующем. Предварительно необходимо по нормативной документации узнать шаг между опор- ным и браковочным уровнями чувствительности. Обычно этот шаг составляет 6 дБ. Устанавливают ПЭП на облучение отверстия 6 мм на глубине 44 мм, уточняют пози- цию максимума отражения, после чего органами усиления выводят вершину эхо- сигнала на контрольную линию экрана. В таком состоянии контрольная горизонталь экрана соответствует опорному уровню. Далее органы плавной регулировки чувстви- тельности - неприкосновенны, а аттенюатором увеличивают усиление (уменьшают ослабление) на заданный шаг. При этом чувствительность переходит в браковочный режим, а контрольная горизонталь экрана переходит в качество браковочного уровня. Такая процедура вызвана тем, что в универсальном стандартном образце из ста- ли не удается смоделировать контрольный отражатель диаметром менее 6 мм (при меньших значениях мешает фактор дифракционных наложений, неравномерно иска- жающий амплитуду эха), однако использовать столь крупную модель в качестве прямо- го критерия разбраковки, разумеется, недопустимо. Поэтому и предусмотрена такая мера, как существенное повышение чувствительности от опорного до браковочного уровня. 53 Если шаг между опорным и браковочным уровнем не задан, но задана предель- ная чувствительность в единицах эквивалентной площади предельно допустимого де- фекта, то для конкретного материала ОК, конкретных значений частоты f и угла ввода этот шаг можно определить по так называемой SKH-диаграмме (S - эквивалентная площадь, К - условный коэффициент выявляемости, Н - глубина залегания отражателя). Шаг определяют таким образом. На левой вертикальной шкале отыскивают за- данное значение S п . По линиям сноса это значение сносят до вертикали, соответствую- щей номинальной частоте. Из полученной точки проводят горизонталь до пересечения с вертикалью, восстановленной из точки Н=44 мм на нижней шкале. Точка пересечения лежит в области восходящих кривых, из числа которых выбирают ближайшую к этой точке. У выхода этой кривой на периметр диаграммы стоит число (условный коэффи- циент выявляемости, дБ), которое и представляет собой шаг между опорным и брако- вочным уровнями. Если перед числом стоит "-", то чувствительность следует увеличить (уменьшить ослабление) на данное число децибел; в противном случае (крайне редко) чувствительность уменьшают (увеличивают ослабление); ноль означает, что браковоч- ный уровень равен опорному. Оценку чувствительности, настроенной иначе (скажем, по СО-1 при составлении аттестат-графика), в децибелах по СО-2 производят таким образом. ПЭП устанавлива- ют на облучение отверстия 6 мм со стороны глубины залегания 44 мм, и в положе- нии максимума эха аттенюатором выводят вершину эхо-сигнала на контрольную го- ризонталь. Число децибелов, на которое изменили показание аттенюатора, и есть условная чувствительность по СО-2. Причем если усиление пришлось увеличивать (уменьшать ослабление), то перед итогом ставят знак "-"; если же не пришлось вводить никаких изменений, то условная чувствительность по СО-2 равна 0. Криволинейностью АРД- и SKH-диаграмм компенсируется ослабление сигнала по мере его удаления от ПЭП, то есть обеспечивается (условно) выравнивание чувстви- тельности эхо-метода по глубине. Однако это можно сделать и при помощи аппарату- ры. Для этого в некоторых дефектоскопах предусмотрен блок временной регулировки чувствительности (ВРЧ; в некоторых изданиях - ВАРУ, временная амплитудная регу- лировка усиления). Этот блок управляет коэффициентом усиления усилителя таким образом, что более поздно пришедшие эхо-сигналы усиливаются в большей степени, чем ранние. Однако если применяется АРД-диаграмма, АРД-шкала либо SKH- диаграмма, блок ВРЧ должен быть выключен во избежание "двойного счета" при оцен- ке амплитуды эхо-сигнала. Если же ВРЧ используется, то настройка этого блока произ- водится до калибровки чувствительности, поскольку требует использования органов плавной регулировки усиления. После настройки браковочного уровня по образцам СО-1 или СО-2 переход к уровню фиксации и поисковому производят так же, как и при применении предельной чувствительности. В приведенных выше вариантах под контрольной горизонталью понималась средняя линия экрана. Большинство методик ориентирует пользователей на эту линию, однако устройство современных дефектоскопов позволяет более эффективно использо- вать аппаратурные возможности, если применять не одну, а три индикаторных линии: верхняя, средняя и четвертная (в половину от средней) горизонтали. Если браковочный уровень установить по верхней горизонтали, то на средней линии будет амплитудный уровень фиксации (вдвое, т.е. на 6 дБ, ниже браковочного), а на четвертной линии - поисковый амплитудный уровень (уровень "начала внимания", вдвое ниже уровня фик- сации и вчетверо, т.е. на 12 дБ, ниже браковочного). Если на приборе УД2-12 сообразно этому настроить цветные индикаторы ("светофор") и включить звуковой сигнал, то 54 всякое появление эхо-сигнала, превышающего по высоте поисковый уровень, даст зум- мер и зеленую индикацию; если сигнал превысит уровень фиксации - желтая индика- ция, а при превышении браковочного - красная. Если цифровое табло при этом вклю- чить в режим измерения амплитуды ("dB"), то при желтой индикации без всяких пере- ключений аттенюатора оно будет показывать в децибелах ту степень недостижения, которую надлежит указать в итоговом документе для сигналов с амплитудой между уровнем фиксации и браковочным. В документации требуют регистрировать в децибе- лах и степень превышения браковочного уровня, однако логически эта цифра не оправ- дана, так как критерием однозначной выбраковки дефекта по первичному признаку является не степень, а уже сам факт превышения амплитудой браковочного уровня. Без переключений аттенюатора при такой настройке можно также оценивать и вторичные параметры отражения - по желтому индикатору и табло в режимах "Y" (условная высо- та) и "dB" (коэффициент формы). Эквивалентная чувствительность - способность настроенной аппаратуры выяв- лять и численно характеризовать отражатели, в сравнении с отражением от реальных дефектов с известными размерами в образцах, идентичных ОК. Используется крайне редко, поэтому в данном курсе не обсуждается. Абсолютная чувствительность - чувствительность аппаратуры при максималь- ной мощности зондирующего импульса и полном усилении на приеме. Настраивается без образцов, путем выведения всех органов плавной регулировки в максимум, удале- ния всякого ослабления на аттенюаторе и гашения шумов только органами отсечки. Для практического применения чрезмерно высока, используется главным образом для оценки запаса чувствительности: после введения абсолютного уровня настраивают предельную или условную чувствительность, пользуясь только аттенюатором. Ослаб- ление на аттенюаторе покажет этот запас. II.2.3. Влияние угла ввода на достоверность контроля эхометодом Точка выхода на ПЭП - акустический центр рабочей поверхности призмы наклонного ПЭП, наиболее активно воспринимающий и передающий ультразвуковую энергию между призмой и материалом ОК. Стрела ПЭП - расстояние между точкой выхода и передней гранью призмы наклонного ПЭП. Для того, чтобы понять, как влияет угол ввода на качество контроля, рассмотрим два варианта контроля сварных соединений: тонкое и толстое. Необходимо, имея односторонний доступ, проконтролировать все сечение свар- ного соединения. Допустим, имеются в распоряжении два ПЭП с углами ввода 1 < 2 Отметим, что по ряду причин преобразователи с большими углами ввода на большую частоту f зачастую конструктивно имеют более короткие стрелы, то есть n 1 >n 2 . Понят- но, что контроль корня шва в любом случае выгоднее всего производить прямым, а верхней части - однократно отраженным лучом. Имея в виду затухание, это наводит на мысль о преимуществе пользования малыми углами. Однако это далеко не всегда так. Поскольку стрела ПЭП n 0, преимущество малых углов может быть отнесено только к толстым соединениям (см. рис. II.7), но даже в этом случае оно не абсолютно. На рисунке II.8 показана ситуация, в которой точка на оси шва облучается надежнее ПЭП с большим углом ввода, так как он обеспечивает более короткий акустический тракт. Эта ситуация описывается неравенством: (0,5b+n 1 )/sin 1 >(0,5b+n 2 )/sin 2 (II.2.3) 55 Рис. II.7 Для тонких соединений стрела ПЭП сильно огра- ничивает снизу величину угла ввода, так как не позволяет достаточно приблизить точку выхода к кромке шва. Это ограничение является критерием для подбора стрелы ПЭП n и/или угла ввода при условии, что корень шва должен озвучиваться прямым лучом: tg (0,5b+n)/h (II.2.4) или n htg -0,5b (II.2.5) Исходя из сказанного, на практике придерживаются такого правила: чем тоньше ОК, тем выше угол ввода, но на толстых соединениях верхнюю часть шва проверяют дополнительно ПЭП с большим углом. Однако существует обстоятельство, которое заставляет в некоторых случаях делать выбор и между некоторыми значениями среди больших углов, а именно: для контроля стальных изделий угол ввода поперечной вол- ны 57 является опасным по причине крайне плохого отражения от вертикальных тре- щин. Для того, чтобы понять это, необходимо вернуться к рисунку I.1.18. Это - тот угол, при котором луч попадает в нижнюю пройму графика. По тем же причинам при прочих равных условиях угол ввода 70 выгоднее, чем 65 Если производят контроль наклонным лучом с использованием промежуточных переотражений от поверхностей плоскопараллельного ОК, то в интересах точности определения координат следует избегать применение углов ввода менее 45 , поскольку в противном случае вступает в силу эффект смещения пучка со сдвигом фазы, рассмот- ренный нами в разделе I.1.3.2. II.2.4. Влияние направленности акустического поля на качество контроля. Направленность акустического поля (степень расхождения ультразвукового пуч- ка) напрямую связана с законом сохранения энергии: поскольку совокупная (суммар- ная) мощность излучения всех лучей пучка постоянна независимо от угла раскрытия, то при увеличении пучка раскрытия мощность каждого отдельно взятого луча (в том чис- ле акустической оси) уменьшается. Направленность влияет на такие параметры, как дальность активного действия импульса (см. тему "Уравнение акустического тракта"), точность определения координат отражателя, фронтальная разрешающая способность. Чем больше направленность пучка, тем менее интенсивно уменьшается акусти- ческое давление на единицу площади фронта по мере его удаления, то есть менее осла- бевает плотность звукового потока. Таково влияние направленности на уравнение аку- стического тракта, то есть - на способность импульса выявлять дальние малые дефекты. Рис. II.8 56 Что касается точности опре- деления координат, то для случая дальнего расположения отражателей при широко расходящемся пучке вследствие влияния затухания мо- жет возникнуть эффект смещения акустической оси (АО), показанный на рисунке II.9. На малых дистанци- ях осевой луч наиболее активен, и определение координат по нему - точное. На больших глубинах зале- гания отражателя возникает ситуа- ция, при которой разность х между пробегом при облучении дефекта акустической осью и более коротким пробегом при облучении не осевым (нижним) лучом в силу затухания влияет на результат в большей степени, чем разность в соб- ственной мощности осевого и неосевого лучей. Поэтому положение максимума эха на приеме уже не будет соответствовать облучению дефекта акустической осью. Но по- скольку глубиномер всегда настроен относительно акустической оси, то прибор будет показывать не реальную глубину h р , а некоторую меньшую h г , и чем меньше направ- ленность, тем больше такая погрешность. Однако если задача контроля ограничивается только поиском дефекта (по прин- ципу "да или нет") и не требует уточнения его координат и оценки, то в этом случае выгодно пользоваться малонаправленным лучом, поскольку это позволяет снизить тру- дозатраты на сканирование, сделав его менее плотным. II.2.5. Погрешность измерения координат Любая погрешность подразделяется на объективную и субъективную. Объективная погрешность измерения координат вызвана физическими характе- ристиками аппаратуры и объекта. Во-первых, точность измерений определяется разрядом табло глубиномера (чис- лом ячеек после запятой). Если табло дефектоскопа рассчитано на показания с точно- стью до 0,1 мм, то прибор уже не способен отличить глубину 3,19 мм от глубины 3,16 мм, и будет показывать 3,2 мм в обоих случаях, то есть с погрешностью от 0,3% до 1,3%. Во-вторых, при высоком коэффициенте затухания возможна погрешность от ис- кажения формы импульса. Засекание момента запуска и приема сигнала в силу неиз- бывности некоторого уровня шумов всегда ведется на определенном амплитудном уровне (уровне дискриминации, ниже которого все колебания игнорируются). Между тем ударно-затухающая форма зондирующего импульса по мере его движения по аку- стическому тракту может постепенно преобразиться в колоколообразную, и первая ос- цилляция, по которой был начат отсчет времени, в силу всех причин ослабления ока- жется ниже уровня дискриминации (см. рис. II.10), поэтому показание по дальности увеличится на одну длину волны. Третья причина объективной погрешности измерения глубины расположения дефектов рассмотрена в предыдущем разделе. Субъективная погрешность связана с личными физическими качествами и акку- ратностью действий оператора. Рис. II.9. 57 Если при настройке глубиномера позиция максимума им была определена точно, а при исследовании дефекта в ОК - неточно, то проявится случайная по- грешность. Если же позиция максимума была определена неточно уже при настройке глубиномера либо он был не- верно отъюстирован, то погрешность будет систематической на всем протяже- нии контроля. Поскольку абсолютное исключе- ние объективной и субъективной по- грешности невозможно, на нее устанав- ливается допуск (обычно не более 10%). II.2.6. Мертвая зона Когда дефектоскоп работает в совмещенном режиме, то зондирующий импульс поступает с выхода генератора на вход приемного устройства, минуя акустический тракт, и на экране слева вычерчивается этот очень мощный и широкий сигнал. Кроме того, в призме возникают "гуляющие" переотражения, часть из которых может тут же попасть обратно на пьезопластину, образуя ложные эхо-сигналы (реверберационные шумы). В совокупности с изображением собственно зондирующего импульса они обра- зуют в левой части экрана область, в пределах которой всякий дополнительный эхо- сигнал будет поглощен уже существующим изображением этого широкого "пика". Од- нако пока этот пик "рисуется" электронным лучом по экрану, передний фронт акусти- ческого сигнала уже следует по объекту со скоростью звука С в нем, и за время вы- черчивания зондирующего импульса на экране он успевает пройти расстояние х=С Если в пределах первой половины этого расстояния окажется дефект, то эхо от него вернется в ПЭП раньше, чем завершится "рисование" зондирующего импульса, и сиг- нал, наложившись на изображение зондирующего импульса, не будет различим. По- этому принято считать, что участок, равный произведению С× и измеряемый от точки ввода в направлении ультразвукового потока, при совмещенном эхо-методе является мертвой зоной, в пределах которой дефекты не выявляются. Однако на практике под мертвой зоной подразумевают не сам отрезок х = С× , а толщину приповерхностного слоя ОК, определяемую этим отрезком и углом ввода. Если ПЭП имеет призму или толстый протектор (линию акустической задержки), то мертвая зона увеличивается, поскольку к добавляется время переотражений в призме (протекторе) той доли сигна- ла, которая не проходит в ОК. Мертвая зона (МЗ) - это приповерхностный слой контролируемого материала, недоступный для дефектоскопии прямым ультразвуковым лучом в совмещенном режи- ме эхо-метода ввиду наложения поступающих из него эхо-сигналов на еще излучаемый зондирующий импульс и шлейф ревербераций в призме, либо на импульс системного (донного) отражения. Для прямых преобразователей =0, и если нет линии акустической задержки, то размер МЗ определяется собственно протяженностью зондирующего импульса: М=С l = n l = n С l /f (II.2.6) где n - число активных волн в импульсе. При наличии линии акустической задержки: Рис. II.10 58 М=С l +С l а з р (II.2.7) где С l а з - скорость продольных волн в материале линии акустической задержки; р - расчетно неопределимая продолжительность паразитных ревербераций в ней. Из формулы (II.2.6) видно, что поскольку скорость продольных волн неизменна, то величину МЗ можно уменьшить сокращением числа волн в импульсе (демпфирова- нием тыльной поверхности пьезопластины) и увеличением частоты f. У наклонных преобразователей при той же частоте и степени демпфирования МЗ значительно меньше по двум причинам. Во-первых, ввиду использования попереч- ных волн, имеющих почти вдвое меньшую скорость, сильно сокращается длина волны . Во-вторых, вступают в силу правила тригонометрии, и в итоге размер МЗ наклонных ПЭП исчисляется как: М=С t cos = n t cos = n С t cos /f (II.2.8) С учетом паразитных ревербераций в призме: М=(С t +С l а з р ) cos (II.2.9) Чем больше угол ввода, тем меньше его косинус и тем меньше МЗ. Если прямым преобразователем исследуют объект плоскопараллельной формы, а наклонным - объект со скошенной противоположной поверхностью, то имеет место вторичная мертвая зона M', прилегающая к донной поверхности (см. рис. II.11). Это - та зона, которую на экране дефектоскопа занимает изображение "донного" эхо-сигнала. Ее размер всегда определяется только протяженностью импульса (без ревербераций), то есть по формуле (II.2.6), но для случая применения наклонного ПЭП в этой формуле С l заменяют на С t : М'=С t = n t = n С t /f (II.2.10) Это явление имеет одну природу с лучевой разрешающей способностью. Рис. II.11. 59 II.2.7. Разрешающая способность Разрешающей способностью вообще называют способность аппаратуры или ор- гана отделять изображение одного объекта от другого. В данном случае речь идет о способности отображать два близко лежащих дефекта как два отдельных эхо-сигнала. По ряду причин в рамках эхо-метода приходится говорить о двух видах разрешающей способности - лучевой и фронтальной. Лучевая разрешающая способность (ЛРС) - это способность дефектоскопа отоб- ражать две близко лежащих несплошности, размещенных вдоль акустической оси одна за другой, как два отдельных эхо-сигнала, фиксируемых на экране одновременно. ЛРС считается удовле- творительной, когда эти сиг- налы не сливаются. Это до- стижимо при условии, когда расстояние между отражаю- щими поверхностями дефек- тов: d С = n = nС/f (II.2.11) Сравнив эту формулу с выражениями для мертвой зоны (II.2.6), (II.2.8) и (II.2.10), легко прийти к вы- воду, что ЛРС может быть улучшена теми же мерами, которыми достигается со- кращение мертвой зоны (демпфирование, повышение частоты). На рисунке II.12 показаны случаи удовлетво- рительной (а) и неудовлетво- рительной (б) ЛРС. В случае "а" оператор справедливо объявляет о наличии двух близко лежащих дефектов. В слу- чае "б", скорее всего, будет объявлено об одном крупном дефекте с неровной поверхно- стью (поскольку для таких дефектов свойственны эхо-сигналы с несколькими верши- нами). Однако здесь промежуточный пик - ложный, он образуется не в объекте, а в электронно-лучевой трубке дефектоскопа: поскольку первый пик не успел завершиться в тот момент, когда второй начал нарастать, то в точке их наложения напряжение от первого и от второго сигналов складываются, и вертикальные отклоняющие пластины трубки "подбрасывают" электронный луч вверх до уровня суммарного напряжения, что и вводит оператора в заблуждение. Фронтальная разрешающая способность (ФРС) - это способность дефектоскопа отображать две близко лежащих несплошности, размещенных на равной глубине (т.е. в плоскости единого фронта волны), как два отдельных эхо-сигнала, возникающих на экране в процессе сканирования раздельно в одном и том же месте. ФРС считается удовлетворительной, когда в процессе сканирования существует промежуточный момент, в котором эхо-сигнал отсутствует: пучок целиком проскаль- зывает между дефектами. Это достижимо при условии, когда расстояние между краями дефектов: Рис. II.12. 60 d > 2(a+Htg ), (II.2.12) где a - полуразмер преобразователя в плоскости контроля; H - глубина залегания дефек- тов; - угол расхождения ультразвукового пучка. Из формулы видно, что ФРС определяется не только параметрами аппаратуры, но и глубиной расположения дефектов. Поэтому о мерах ее улучшения говорить слож- но, однако очевидно, что ФРС может быть оптимизирована уменьшением угла расхож- дения пучка . Как указывалось ранее - см. формулу (I.1.8), - этот угол обратно пропор- ционален размеру источника а и частоте f. Если пытаться уменьшить увеличением размера источника, то это вряд ли приведет к улучшению, поскольку а присутствует в формуле (II.2.12) еще и как слагаемое в сомножителе. Поэтому оптимизация ФРС воз- можна только через повышение частоты f. На рисунке II.13 показаны случаи удовлетво- рительной (а) и неудовлетворительной (б) ФРС. В случае "а" оператор справедливо объявляет о наличии двух близко лежащих дефектов. В случае "б" будет объявлено об одном протяженном дефекте, поскольку существует момент II одновременного охвата пучком двух равноудаленных дефектов, а в силу их равного удаления от точки ввода эхо-сигналы возвращаются одновременно и демонстрируются на экране как единый пик с суммарной амплитудой, что и вводит оператора в заблуждение. Рис. II.13. II.2.8. Способы и параметры сканирования. ГОСТ 14782 предусматривает 2 основных и несколько вспомогательных спосо- бов ручного и механического сканирования сварных соединений. Основными являются поперечно-продольный и продольно-поперечный способы. II.2.8.1. Поперечно-продольное сканирование. Принцип. ПЭП перемещают от шва или ко шву перпендикулярно оси соединения в преде- лах зоны сканирования, с пошаговым смещением вдоль шва после каждого такого дви- жения. (см. рис. II.14). Параметры. К параметрам поперечно-продольного сканирования относятся: 61 а) ширина зоны сканирования; б) шаг продольного перемещения; в) скорость перемещения ПЭП. Ширина зоны поперечно- продольного сканирования S определяется углом ввода , толщиной ОК h и числом промежуточных переотражений m (т.е. намерением вести контроль прямым лучом либо с помощью одно- или многократных переотражений). Кроме того, имеют значе- ние такие параметры, как стрела ПЭП n, ши- рина валика усиления В, ширина подлежа- щей контролю околошовной зоны А (см. рис. II.15). В общем виде расстояние от оси шва до границы зоны сканирования определяет- ся по формуле: L=0,5B+А+(m+1) h tg (II.2.13) Ширина зоны сканирования S пред- ставляет собой ту часть L, в пределах кото- рой перемещается точка выхода ПЭП при его поперечном движении: S=L-0,5B -n=А+(m+1) h tg -n (II.2.14) (то есть из L исключаются две области, недоступные для точки выхода - валик усиле- ния и стрела ПЭП). Из формулы (II.2.13) видно, что для контроля прямым лучом (m=0): L=0,5B+А+h tg (II.2.15) а для контроля однократно отраженным лучом (m=1): L=0,5B+А+2h tg (II.2.16) Угол ввода и стрела ПЭП n должны быть подобраны так, чтобы прямым лучом гарантированно захватывался корень шва (см. рис. II.15). Это выполняется при условии: n >0,5B+h tg (II.2.17) Ширина зоны зачистки под сканирование должна превышать L не менее чем на одну габаритную длину корпуса ПЭП. Шаг продольного перемещения S пр по расчету мог бы определяться шириной пучка в горизонтальной плоскости, то есть шириной ПЭП и углом расхождения '. При таком расчете пределом S пр вблизи шва была бы половина ширины ПЭП b, а на дальней границе зоны сканирования - более крупный шаг величиной S пр =[(m+1) h tg ]sin ' (II.2.18) Рис. II.14 Рис. II.15 62 Однако такой расчет выгоден только при разработке механических сканеров; дляручного же режима он дает мало преимуществ. Поэтому в ручном режиме сканиро- вания пользуются простым правилом: этот шаг не должен превышать половины шири- ны пьезопластины ПЭП. Скорость перемещения ПЭП не должна превышать 100 мм/с. II.2.8.2. Продольно-поперечное сканирование. Принцип. ПЭП перемещают вдоль шва параллель- но оси соединения в доступных пределах, с пе- риодическим смещением перпендикулярно шву (см. рис. II.16). Обычно этот метод применяют на ровных поверхностях (например, стенки со- судов). Параметры. К параметрам продольно-поперечного сканирования относятся: а) протяженность зоны сканирования; б) предельные шаги поперечного пере- мещения; в) скорость продольного перемещения ПЭП. Протяженность зоны продольно- поперечного сканирования S пр в ручном режиме определяется доступностью шва, а в автомати- ческом – геометрическими характеристиками сканера. Шаги поперечного смещения S 1,2 опреде- ляются углом ввода и углом вертикального раскрытия диаграммы направленности ПЭП (см. рис. II.17). Толщиной ОК h определяется коли- чество таких шагов. Скорость перемещения ПЭП вдоль шва при ручном контроле не должна превышать 50 мм/с, а при автоматическом ограничива- ется эффектом Доплера и возможностями аппаратуры. Эффект Доплера: при взаимно встречном (или одностороннем) движении отра- женного звукового сигнала и приемника их скорости суммируются (или вычитаются), но поскольку длина волны остается неизменной, то изменяется частота на приеме. Это при чрезмерно быстром движении ПЭП может привести к тому, что сигнал на приеме выйдет за пределы полосы пропускания и не будет отмечен. II.2.8.3. Вспомогательные способы сканирования. Вращательное сканирование, как правило, применяют одновременно с выбран- ным основным способом сканирования при контроле плоских (условно плоских) свар- ных соединений. Его принцип состоит в том, что ПЭП по ходу основного движения «подкручивают» на угол приблизительно 15 градусов, с целью обнаружения дефектов, не параллельных оси шва. Рис. II.16 Рис. II.17 63 Поворотное сканирование применяют для оценки формы дефекта при контроле плоских (условно плоских) сварных соединений. Его принцип состоит в том, что ПЭП поворачивают по дуге с постоянным радиусом и центром в точке предполагаемого края дефекта (см рис. II.18). Рис. II.18. Сканирование качающимся лучом осуществляется с помощью неподвижного преобразователя или фазированной решетки с автоматически меняющимся углом ввода (см. рис. II.19 и далее – раздел «Специальные преобразователи»). Рис. II.19. Сканирование бегающим лучом осуществляется с помощью неподвижного мат- ричного или мозаичного преобразователя путем автоматического последовательного переключения прибора с одной пьезопластины на другую (см. рис. II.20 и далее – раз- дел «Специальные преобразователи»). Рис. II.20. II.2.9. Способы обеспечения акустического контакта II.2.9.1. Контактный способ В идеальном случае под контактным способом понимается непосредственное присоединение пьезоисточника (пьезоприемника) к поверхности изделия. Этот способ 64 широко применялся в первые годы развития ультразвуковой дефектоскопии, когда в качестве источника (приемника) применяли кварц. Однако в настоящее время такой способ используется крайне редко по следующим причинам: 1) ввиду низкого коэффициента двойного электрического преобразования кварц в подавляющем большинстве случаев заменен на искусственные пьезокерамики, значи- тельно более эффективные, но очень хрупкие и потому требующие надежной механи- ческой защиты; 2) для эффективной передачи ультразвуковых колебаний требуется очень тонкая подготовка поверхности (полировка), надежные меры крепления пьезопластины к ней, например, приклеивание, что исключает возможность сканирования; 3) наклонный посыл сигнала в этом случае может быть обеспечен только приме- нением сложного устройства – фазированной решетки из набора пластин, требующей использование специальной аппаратуры (см. раздел «Технические средства ультразву- кового контроля»); 4) при правильном выборе заполненного контактной жидкостью зазора приме- нение щелевого способа может несколько повысить эффективность посылаемого сиг- нала. В чистом виде контактный метод сегодня применяют в автоматическом дистан- ционном контроле на объектах, где исключен доступ человека (например, элементы реакторов атомных электростанций, неохлаждаемых доменных печей и т.п.). В обиходе же часто под контактным подразумевают наиболее часто применяемый контактно- щелевой способ. II.2.9.2. Контактно-щелевой способ Контактно-щелевым называется такой способ, при котором толщина жидкостно- го слоя между протектором (призмой) ПЭП менее четверти длины продольной волны в данной жидкости. При этом потери в слое жидкости считаются пренебрежимо малыми, и они тем меньше, чем более гладкая поверхность. Однако в этом случае требования к чистоте обработки поверхности изделия гораздо менее строги: на частоте 1 МГц можно успешно вести контроль при шероховатости поверхности до Rz80. На практике чаще всего добиваются чистоты обработки Rz20, и это вполне обеспечивает качественный контроль на частотах до 5 МГц. Вместе с тем, существуют определенные требования к контактным средствам, представленные в таблице II.6. Таблица II.6 Средство Особенности В каких условиях применяется 1 2 3 Вода Относительно низкий коэффици- ент затухания звука, высокий ко- эффициент смачивания металлов, низкая вязкость При очень больших объемах кон- троля горизонтальных поверхно- стей (железнодорожные рельсы в теплый период) Этиловый спирт Относительно низкий коэффици- ент затухания звука, высокий ко- эффициент смачивания металлов, низкая вязкость, устойчивость к замерзанию На горизонтальных поверхностях в условиях низких температур (железнодорожные рельсы в хо- лодный период) Жидкие масла (трансформаторное, веретенное и т.п.) Высокий коэффициент смачива- ния металлов, умеренная вязкость, устойчивость к замерзанию На горизонтальных поверхностях в условиях, допускающих приме- нение масел (т.е. кроме кислород- ных баллонов, медицинских баро- камер, объектов, подвергаемых далее горячей обработке) 65 1 2 3 Консистентные масла (циатим, литол, фи- ол)* Высокий коэффициент смачива- ния металлов, высокая вязкость На горизонтальных, вертикаль- ных, потолочных и покатых по- верхностях в условиях, допуска- ющих применение масел (см. вы- ше) Глицерин Высокий коэффициент смачива- ния металлов, умеренная вязкость, устойчивость к замерзанию При низких температурах, а также в условиях, не допускающих при- менение масел Обойный клей В жидком виде высокий коэффи- циент смачивания металлов, регу- лируемая вязкость; склонность к отвердеванию На горизонтальных, вертикаль- ных, потолочных и покатых по- верхностях в условиях, не допус- кающих применение масел (см. выше) *Использование солидола и более густых смазок не рекомендуется ввиду того, что при сканировании налипание контактного средства на рабочую поверхность призмы приво- дит к раскатыванию масла и образованию пустот. II.2.9.3. Щелевой способ Щелевым называется такой способ, при котором толщина жидкостного слоя между протектором (призмой) ПЭП приблизительно равна половине длины продоль- ной волны в данной жидкости. При этом имеет место усиливающий эффект, который обязан синфазной интерференции в жидком слое, притом, что реверберации в нем еще весьма пассивны. Если толщина слоя меньше указанной и близка к четверти длины волны, то в нем возникает гасящая парафазная интерференция. Если же слой суще- ственно толще половины длины волны, то возникающие в нем переотражения создают значительные помехи. Щелевой способ применяют при контроле изделий с грубой по- верхностью, обеспечивая удержание жидкости и сохранение величины зазора специ- альным приспособлением в конструкции ПЭП (см. рис. II.21). Рис. II.21 II.2.9.4. Иммерсионный способ Наименование способа происходит от английского «immerse» – «погружать». Деталь погружают в специально подготовленную жидкость (дегазированная очищенная вода или масло) и передачу акустического сигнала осуществляют через слой жидкости, толщина которого значительно превышает длину продольной волны в ней (см. рис. II.22, а). Это исключает возникновение мешающих ревербераций в слое и во многих случаях дает возможность менять угол ввода простым механическим наклоном обыч- ного прямого совмещенного преобразователя (см. рис. II.2.18, б). Более того, слой жид- кости должен превышать величину, определяемую по одной из формул: 66 h ж min =h ок С ж /С ок l - при контроле продольными волнами без наклона; (II.2.19) h ж min =2а sin - при контроле поперечными волнами под наклоном. (II.2.20) Здесь: h ок – толщина объекта контроля; С ж – скорость звука в иммерсионной жидкости; С ок l - скорость продольных волн в материале ОК; 2а – диаметр ПЭП; - угол наклона ПЭП. а б Рис. II.22. В «прямом» варианте такая мера необходима для того, чтобы исключить нало- жение вторичного системного отражения от верхней грани ОК на интересующую зону контроля в пределах экрана (см. рис. II.23). Благодаря этому второе отражение от верх- ней грани ОК (позиция 3) придет в ПЭП позже донного сигнала (позиция 4), то есть при корректной настройке развертки будет условно располагаться за правой границей экрана. Поскольку скорость звука в жидкости существенно меньше скорости продоль- ной волны в большинстве твердых материалов, то обеспечение этой меры, как правило, не вызывает проблем. Исключение составляют случаи контроля очень толстых изделий на большую глубину. Примечание: на рисунке показаны зондирующий импульс 1 и первое (входное) отражение от поверхности ОК 2. Но обычно развертку настраивают так, чтобы исключить из пределов экрана «жидкостный» участок 1-2 как не представ- ляющий интереса. h ж |