Ручной УЗК. Продукции
 Скачать 2.08 Mb.
|
|
75  Рис. 7в. Образец с сегментным отражателем Преобразователь  А  А Рис. 76. Образец с угловым отражателем Стандартный образец предприятия с плоскодонным отвер- стием изготавливается из металла, аналогичного по акусти- ческим характеристикам материалу контролируемого изделия. Дно отверстия должно располагаться на расстоянии от точки ввода луча, равном максимальной глубине контроля. После настройки чувствительности по максимальной глубине ее величину для меньших глубин уменьшают с помощью схемы временной регулировки чувствительности (ВРЧ). Хотя плоскодонное отверстие является наилучшим имитато- ром внутреннего дефекта, авторы некоторых руководящих документов на контроль, ссылаясь на сложность изготовления и аттестации такого образца, предлагают использовать для настройки дефектоскопа с наклонным преобразователем угловой отражатель (зарубку). Следует отметить, что такой отражатель является хорошим имитатором поверхности дефектов, таких как трещина, выходящая на поверхность, непровар при односторонней сварке, питтинговая коррозия. При использовании зарубки в качестве источника опорного сигнала становится возможным одновременно с настройкой чувствительности провести потому же отражателю настройку развертки и зоны АСД. Ширина и высота углового отражателя должны быть больше длины ультразвуковой волны, а отношение высоты к ширине отражателя выбирают в пределах 0,5.„4,0. Амплитуда эхо- сигнала от отверстия с плоским дном площадью Sn (предельная чувствительность) и эхо-сигнала от зарубки площадью S. будут одинаковы при условии Sn=N-Sv где N - коэффициент, зависящий от угла ввода применяемого преобразователя:
В стандартном образце предприятия с сегментным отражате-' лем плоскость сегмента должна быть перпендикулярной к акустической оси преобразователя. Для сегментного отража- теля экспериментально установлено, что при углах ввода 40-55 градусов амплитуда эхо-сигналов от плоскодонного и сегментного отражателей совпадает, если их площади равны, а размеры превышают длину волны. Отношение высоты к 76 ширине сегментного отражателя (длина хорды) должно быть больше 0,4. Преимуществом сегментного отражателя является возможность контроля его размеров и состояния отражающей поверхности. Однако из-за сложности изготовления сег- ментный отражатель не нашел в практике контроля такого широкого применения, как плоскодонное отверстие или зарубка. При определении предельной чувствительности следует вводить поправки, учитывающие различие чистоты отработки и кривизны поверхности стандартного образца и контроли- руемого изделия. Кроме описанных выше методов, для настройки предельной чувствительности иногда используется АРД-диаграмма, которая показывает, как изменяется амплитуда эхо-сигнала от большо- го и малых отражателей при увеличении расстояния до них (А - амплитуда эхо-сигнала, Р - расстояние до отражателя, Д — диаметр дискового отражателя). В качестве большого отражателя используется плоская донная поверхность. АРД- диаграмма строится для конкретного преобразователя или для серии однотипных преобразователей (при условии, что их характеристики близки друг другу). Условную чувствитель- ность дефектоскопа, согласно ГОСТ 14782-86, следует измерять по стандартному образцу СО-1 в миллиметрах или по стандартному образцу СО-2 в децибелах. Условную чувствительность по стандартному образцу СО-1 выражают наибольшей глубиной (в миллиметрах) располо- жения цилиндрического отражателя, фиксируемого индика- торами дефектоскопа. Условную чувствительность по стандартному образцу СО-2 выражают разностью в децибелах между показанием аттеню- атора при данной настройке дефектоскопа и показанием, со- ответствующим максимальному ослаблению, при котором ци- линдрическое отверстие диаметром б мм на глубине 44 мм фиксируется индикаторами дефектоскопа. В связи с большим затуханием ультразвука в оргстекле, из которого выполнен образец СО-1, можно получить ряд опорных сигналов в широком диапазоне от боковых отверстий одинакового диаметра (2 мм), но расположенных на разной глубине (от 5 мм до 60 мм с шагом 5 мм) в указанном образце. Глубина залегания отверстия, которое еще обна- руживается дефектоскопом при данной настройке, и есть 77значение условной чувствительности в миллиметрах. Хотя образец СО-1 и входит в комплект дефектоскопа УД2-12, в настоящее время он практически не применяется для настройки чувствительности, т. к. по нему трудно определить значение предельной чувствительности. Другим способом настройки условной чувствительности является использование в качестве опорного сигнала отражения от бокового отверстия диаметром б мм в образце СО-2 или в стандартном образце предприятия. Этот опорный сигнал применяется в качестве нулевого уровня, которому соответствует некоторая исходная предельная чувствитель- ность, определяемая расчетным путем. Если теперь мы уве- личим чувствительность дефектоскопа с помощью калибро- ванного регулятора (аттенюатора) в заданное количество раз, то предельная чувствительность возрастает на заданную величину (т.е. будут обнаруживаться отражатели с площадью, меньше исходной). Если уменьшить чувствительность дефектоскопа, то будут обнаруживаться отражатели с пло- щадью, больше исходной. Точное значение предельной чувствительности можно определить по довольно сложной формуле или по специальным диаграммам. ГОСТ 14782-86 приводит методику определения предельной чувствитель- ности по образцу с цилиндрическим отверстием (надо по- нимать - боковым отверстием) для дефектоскопа с наклонным преобразователем. Для упрощения определения предельной чувствительности рекомендуется рассчитать по приведенной в ГОСТе формуле и построить SKH - диаграмму, которая связывает предельную чувствительность S, условный коэф- фициент выявляемости дефекта К и глубину Н. Из вышеизложенного видно, что наиболее приемлемыми являются способы настройки предельной чувствительности по отражениям от плоскодонного отверстия и зарубки. Настройку порогов АСД целесообразно проводить по тем же образцам, которые использовались для настройки чувстви- тельности. При этом один и тот же отражатель используется для настройки автоматического сигнализатора во всех необходимых режимах. Типовая схема ручного ультразвукового контроля использует три режима оценки дефекта: на брако- вочном, контрольном и поисковом уровнях. Контрольный 78 уровень еще называют уровнем фиксации. Браковочный уровень равен амплитуде эхо-сигнала, отраженного от дефекта, площадь которого является предельно допустимой для несплошности в данном изделии. Таким образом, если амплитуда какого-либо эхо-сигнала превышает браковочный уровень, то считается, что площадь соответствую- щего отражателя превышает допустимое значение, т. е. такой отражатель можно считать недопустимым дефектом. Контрольный уровень (уровень фиксации) устанавливается ниже браковочного уровня (как правило на б дБ, т.е. в два раза меньше). На этом уровне производится измерение линейных размеров отражателя, и по их значениям прини- маются решения о его допустимости. Оценка на контрольном уровне соответствует, например, случаю, когда размер не- сплошности в одном направлении намного меньше ее размера в другом направлении. Тогда площадь отражателя, попадающая в зону ультразвукового пучка будет незначи- тельной, соответственно амплитуда эхо-сигнала будет меньше браковочного уровня. Однако протяженность несплошности в другом направлении может в несколько раз превышать диаметр пучка, что свидетельствует об опасности такого типа дефекта. Возможна и другая ситуация, когда отражатель имеет значительную площадь, превосходящую предельно допусти- мое значение, однако отражающая поверхность не перпен- дикулярна падающему лучу, поэтому на приемник попадает только часть отраженной энергии. Соответственно амплитуда принятого эхо-сигнала будет меньше браковочного уровня, и дефект будет ошибочно оценен как допустимый. Поэтому все отражатели, которые дают эхо-сигнал с амплитудой, превышающей контрольный уровень, подлежат регистрации в журнале контроля (фиксации), вследствие чего контрольный уровень и был назван уровнем фиксации. Разница между браковочным и контрольным уровнем, а также критерий оценки дефекта по одному из размеров (длине или высоте), должны быть заданы нормативной документацией на контроль. Кроме этих двух уровней, используется еще и так называемый "поисковый уровень". Этот уровень устанавлива- ется ниже контрольного (обычно на б дБ) и служит для выявления эхо-сигналов, которые превышают уровень помех. Так как амплитуда помех при сканировании может значи- тельно меняться, этот уровень удобнее "привязать" к уровням, 79 на которых производится разбраковка несплошностей, т.е. к браковочному и контрольному. Поисковый уровень позволяет обнаружить несплошность недопустимых размеров, эхо-сигнал от которой в данный момент сканирования по ряду причин имеет амплитуду ниже браковочного или контрольного уровней. Уменьшение амплитуды эхо-сигнала может быть связано с местоположением отражателя, его ориентацией, ухудшением акустического контакта и прочими влияющими факторами. Обнаружив сигнал на поисковом уровне, оператор должен принять меры по исключению указанных факторов и увеличению тем самым амплитуды эхо-сигнала до максималь- но возможного значения. Только после принятия всех мер может проводиться оценка допустимости несплошности на браковочном или контрольном уровнях. Очевидно, что каждому из приведенных выше уровней соответствует своя предельная чувствительность. Браковочному уровню соответствует самая большая площадь отражателя, поисковому — самая маленькая. Дефектоскоп УД2-12 имеет три уровня (порога) АСД, которые логично "привязать" к трем уровням оценки. Настройка порогов АСД производится в следующем порядке. Обычно опорный сигнал, получаемый на стандартном образце, при настройке чувствительности соответствует браковочному уровню. В этом случае необходимо установить такое усиление приемного устройства, чтобы вершина опорного сигнала находилась на верхнем делении экрана ЭЛТ. На это же деление устанавливается первый (браковочный) порог АСД, который включает световой индикатор красного цвета. Затем с помощью аттенюатора вводится ослабление б дБ, в результате чего вершина опорного сигнала должна опуститься на среднюю линию экрана, на которую устанавливается второй (контрольный) порог АСД. Этот порог включает световой индикатор желтого цвета. Увеличив ослабление с помощью аттенюатора еще на б дБ (всего 12 дБ относительно брако- вочного уровня), уменьшаем опорный сигнал еще в два раза и устанавливаем на соответствующую линию экрана третий (поисковый) порог АСД. Этот порог включает световой индикатор зеленого цвета и звуковой индикатор. Уменьшение амплитуды опорного сигнала в 2 и 4 раза можно получить не только с помощью аттенюатора (б и 12 дБ), но и путемповорота преобразователя вокруг оси на небольшой угол. При этом величина опорного сигнала контролируется по экрану дефектоскопа. В приведенной процедуре настройки порогов АСД исполь- зуется разница между уровнями в б дБ как наиболее рас- пространенная в практике ультразвукового контроля, хотя воз- можны и другие соотношения. Как уже отмечалось выше, экран дефектоскопа может ис- пользоваться не только для отображения сигналов, но и для измерения времени пробега или расстояния, которое соответ- ствует этому времени. В зависимости от требований технологии контроля (только отображение сигналов или отображение с измерением) ис- пользуется соответствующий способ настройки развертки. Если экран используется для простого отображения сигналов, то к настройке предъявляется два основных требования. Первое - установленная скорость развертки должна обес- печивать отображение сигнала от самого удаленного дефекта в контролируемой области изделия. Второе условие - при отображении должна обеспечиваться максимальная разре- шающая способность. Оптимальным решением этих двух условий является установка такой скорости развертки, при которой рабочий участок изображения (от начального им- пульса до самого удаленного сигнала) занимал бы примерно 0,8 ширины экрана. Напомним, что при необходимости возможно рассмотрение какой-либо части контролируемой области с максимально возможной (для данного дефекто- скопа) разрешающей способностью в режиме задержанной развертки. Для настройки развертки в режиме простого отображения используются искусственный отражатель, лежащий на макси- мальном (исходя из требований на контроль) расстоянии от преобразователя. Таким отражателем может служить плоско- донное или боковое отверстие. Кроме того, в случае при- менения прямого преобразователя настройку развертки можно проводить по донной поверхности, для наклонного - по зарубке или двугранному углу. К размерам и качеству поверхности отражателей, используемых для настройки скорости развертки, особые требования не предъявляются. Главное, чтобы они лежали на заданной глубине, а скорость 81 ультразвука в образце, который используется для настройки, и контролируемом изделии была одинакова. Настройка скорости развертки для режима измерения местоположения (глубина залегания) дефекта несколько слож- нее, чем описанная выше, особенно для преобразователей, имеющих призмы (наклонные совмещенные и прямые раз- дельно-совмещенные), в которых происходит дополнительная задержка волны. Подробная технология настройки должна излагаться в инструкциях по контролю конкретного изделия, поэтому рассмотрим только общий подход к этому вопросу. Наиболее проста настройка скорости развертки для прямого совмещенного преобразователя, т. к. погрешностью измерения, связанной с задержкой волны в протекторах, можно пре- небречь для многих случаев контроля. В этом случае проще всего использовать для настройки отражение от донной по- верхности образца, толщина которого может быть исполь- зована в качестве единицы измерения. Учитывая, что горизонтальная шкала дефектоскопа УД2-12 разбита на 10 больших делений, для настройки удобно применять образцы с толщиной, выбранной из ряда 20 (25); 50 и 100 мм. Для настройки развертки необходимо получить донный эхо-сигнал на образце с приемлемой (с точки зрения погрешности измерения) толщиной и регулятором скорости развертки установить его на десятое большое деление горизонтальной шкалы экрана ЭЛТ. В этом случае одно большое деление шкалы будет соответствовать 2 (2,5); 5 или 10 мм. Для настройки развертки на глубину залегания дефекта, которая превышает указанный выше диапазон, используются эхо-сигналы многократных отражений. Например, если на десятое деление горизонтальной шкалы экрана установить эхо-сигнал второго отражения от донной поверхности калиброванного образца, то одно деление шкалы будет соответствовать 4(5); 10 и 20 мм, если эхо-сигнал десятого отражения - то 20(25), 50 и 100 мм соответственно. При использовании прямого раздельно-совмещенного преобразователя для настройки развертки применяют те же образцы, что и при настройке с прямым совмещенным преобразователем. Отличие заключается в том, что для настройки используются два регулятора - задержки развертки и скорости развертки. При этом удобно использовать два эхо-сигнала (первое и второе отражение от донной по- верхности). Процесс настройки сводится к тому, чтобы уста- новить первый эхо-сигнал в центре экрана (на пятое деление), а второй - на десятое деление. Тогда первый сигнал будет соответствовать одной толщине образца, а второй — двукратной. Следует заметить, что описанный метод настройки дает хорошие результаты при использовании калибровочных образцов, имеющих толщину свыше 20 мм. При контроле наклонным преобразователем оператора обычно мало интересует путь, который проходит ультразвук до отражателя (по лучу), а в большей мере - либо место- положение отражателя относительно поверхности ввода (глу- бина залегания), либо местоположение проекции отражателя на поверхность ввода. Эти две координаты обычно исполь- зуются в практике ультразвукового контроля для инденти- фикации отражателя (дефект или мешающий сигнал). На- стройку скорости развертки проще всего проводить по двум отражателям, лежащим на глубинах, которые отличаются друг от друга в два раза. В качестве таких отражателей удобнее всего использовать зарубки или пазы на противоположных сторонах плоского образца, боковые отверстия, можно использовать двугранный угол образца (рис. 8). Процедура настройки развертки аналогична описанной выше. Настройка зоны АСД заключается в установке передней и задней границы строба АСД (ближней и дальней границы контролируемой области), в котором производится автома- тическая оценка допустимости отражателя по уровню сигнала. Для настройки зоны АСД должны использоваться два отра- жателя, один из которых соответствует ближней границе кон- тролируемой области, другой - дальней границе. В качестве отражателей могут использоваться боковые сверления, осо- бенно для настройки ближней границы. Для настройки задней границы строба чаще используются донная поверхность (для прямых преобразователей) и зарубка или паз (для наклонных). Настройка временной регулировки чувствительности (ВРЧ) заключается в установке передней и задней границ зоны ВРЧ и закона регулирования чувствительности в этой зоне. Настройка зоны ВРЧ проводится по тем же правилам, что и зоны АСД, т. к. эти функциональные узлы должны оперировать с одними и теми же сигналами. Установка закона регулировки 6е чувствительности проводится по боковым отверстиям одина- кового диаметра, но лежащим на разной глубине в контро- лируемой области. Обратите внимание, что акустические характеристики образца, используемого для настройки, должны быть как можно ближе к характеристикам материала контролируемого изделия. При настройке сначала устанавли- вается значение чувствительности для самого удаленного отражателя в контролируемой области. Затем устанавливается более низкая чувствительность для близлежащих отража- телей. Кривую функции регулирования можно наблюдать на второй развертке ЭЛТ. Настройку закона регулирования не обязательно проводить на предельной чувствительности контроля, важно не забыть ее установить после окончания процесса настройки ВРЧ. При настройке цифрового глубиномера (блока цифрового отсчета) дефектоскопа УД2-12 необходимо установить нуль отсчета глубины и частоту счетных импульсов ("Скорость ультразвука"). Для установки нуля отсчета можно воспользо- ваться стандартными образцами из комплекта КОУ-2. Для этого глубиномер дефектоскопа необходимо перевести в режим измерения времени и регулятором нуля отсчета установить значение временного интервала, которое соответ- ствует используемому образцу и преобразователю (для прямого преобразователя - 18,6 мкс на образце СО-3 и 20 мкс на образцах СО-1 и СО-2; для наклонного преобразователя - 33,7 мкс на образце СО-3). Установку частоты счетных импульсов необходимо про- водить на образце, в котором скорость ультразвука идентична скорости в контролируемом изделии. Необходимо обратить внимание, что при настройке глубиномера может понадобить- ся перенастройка зоны АСД, развертки, чувствительности, т.е. рабочих параметров дефектоскопа. Поэтому рекомендуется проводить настройку цифрового глубиномера перед уста- новкой рабочих режимов. |
