yandex rtb 1
ГоловнаЗворотній зв'язок
yande share
Главная->Різні конспекти лекцій->Содержание->2.2.2. Налаштування за контрольними зразками

Ультразвукові дифекти

2.2.2. Налаштування за контрольними зразками

Цей спосіб є основним при контролі зварних швів металевих конструкцій. Зразок виготовляють з матеріалу тієї ж марки, такої ж номінальної товщини і кривизни, що і контрольований виріб. Обов'язковою умовою є відповідність якості поверхні випробувального зразка якості поверхні контрольованого виробу і проведення термообробки, якщо вона передбачена для штатного виробу.

На зразку на відстані не менше 20мм від одного з країв виготовляються штучні еталонні відбивачі, відповідні за еквівалентною площею необхідним значенням граничної або бракування чутливості. Проводити настройку чутливості по контрольних зразках з реальними дефектами не можна. Це пояснюється неможливістю точного вимірювання величини і форми реальних дефектів і відтворення їх при тиражуванні зразків.

Вибір типу відбивача визначається його відбивними властивостями, технологічністю і відтворюваність виготовлення.

ГОСТ 14782 - 86 передбачає застосування наступних видів відбивачів: плоскодонний отвір, бічний циліндровий відбивач, кутовий (карб) і сегментний.

Плоскодонний отвір висвердлюють в контрольному зразку так, щоб його вісь співпадала із заломленою віссю ультразвукового пучка. При настройці роздільно – суміщеного п’єзоелектричного перетворювача (РС-ПЕП) вісь отвору повинна бути перпендикулярна до поверхні зразка. Спочатку звичайним свердлом заданого діаметру просвердлюють отвір завглибшки на 1,5...2мм менше, ніж по кресленню. Потім на наждачному камені торцюють ріжучу кромку свердла. Доведення торцевої частини виконують на абразивній шкірці. Якість торцювання перевіряють за допомогою інструментального косинця на просвіт. Потім цим свердлом доводять отвір до заданої глибини. Якість віддзеркалювальної поверхні перевіряють шляхом того, що промацує тонкою голкою або шпилькою.

У еталонного відбивача у вигляді плоскодонного отвору є істотна перевага - крута монотонна залежність приросту амплітуди ехо-сигнала із збільшенням діаметру відбивача. Але цей відбивач вельми важко виготовити під заданим кутом до поверхні зразка. Крім того, не завжди вдається виконати плоскою і гладкою його віддзеркалювальну поверхню. Бічний отвір - найбільш технологічний тип відбивача. Бічний отвір необхідно свердлити на відстані не менше 8... 10мм від нижньої поверхні зразка. Якщо ця умова не дотримується, то на прямій ехо-сигнал від отвору накладається ехо-сигнал, відбитий від поверхні і дефекту, і результуючий ехо-сигнал осцилює з розмахом по амплітуді до 8. ..9дБ.

Істотний недолік бічних отворів - вплив бічної грані зразка. При настройці максимум ехо-сигналу від отвору можна фіксувати, направляючи перетворювач перпендикулярно до осі отвору, що правильно, або на кут, утворений отвором і бічною гранню зразка. У останньому випадку амплітуда сигналу в 1,5. ..2,5 разу може бути вище. Настройка в такому положенні перетворювача приведе до заниженого рівня граничної чутливості.

Основними перевагами бічного отвору є легкість виготовлення, хороша відтворюваність і можливість використання для будь-яких типів перетворювачів.

Кутовий відбивач («карб») добре імітує тріщини, що виходять на поверхню, і непровари і є вельми зручною заміною плоскодонного отвору.

Розсіяння ультразвуку на поверхневих і підповерхневих відбивачах має складний інтерференційний характер, тому звичайні методи променевої акустики для розрахунку полів тут неприйнятні.

При віддзеркаленні поперечних хвиль від вільної поверхні твердого тіла при кутах введення, великих 3-го критичного (для металу 45°>>33°), відбувається звироднілість відбитої подовжньої хвилі в неоднорідну. Унаслідок інтерференції її з відбитим пучком відбувається швидка зміна фази коливань в останній, що еквівалентно його зсуву  уздовж поверхні (недзеркальне віддзеркалення).

Таким чином, наявність зсуву приводить до збільшення розмірів відбивача, що здається. У цій області (при  < 45°) співвідношення між діаметром плоскодонного відбивача , мм і розмірами карбу  мм, може бути знайдено із співвідношення:

                                                    (15)

В області кутів >50° хвиля падає на відбивач під кутами, до 3-го критичного, і відбите від карбу поле складається з двох дифрагованих на ребрах хвиль.

В області кутів введення  > 60° хвиля падає вже на відбивач поблизу 3-го критичного кута. В цьому випадку відбувається трансформація поперечних хвиль в об'ємну подовжню хвилю і утворення двох краєвих хвиль, що розходяться від ребер відбивача. Поверхня відбивача в розсіянні фактично не бере участь. Все це приводить до різкого зменшення амплітуди відбитої поперечної хвилі.

За кордоном для настройки чутливості використовуються СЗ V-1 і V -2.

Якщо проводиться контроль не всього наплавленого металу за один прохід, а по шарах - верхнього, середнього і нижнього, то відбивач повинен знаходитися на глибині нижньої межі відповідного шару. Така методика рекомендується для контролю швів товщиною більш 30мм. Якщо шов контролюється прямим променем за один прохід, то відбивач зазвичай виконують на нижній поверхні зразка. При контролі всього перетину шва одного разу відбитим променем відбивач виготовляють на верхній робочій поверхні зразка. Чутливість для нижньої третини шва, прозвучиної двічі відбитим променем, встановлюють по нижньому відбивачеві.

При контролі виробів з односторонньою зваркою найбільш небезпечні дефекти типу тріщин і непроварів в основному знаходяться в корені, і вони є хорошими відбивачами ультразвуку. У верхній частині шва зазвичай є пори, що є дуже поганими відбивачами ультразвуку. Тому, не дивлячись на високу чутливість, в цій частині шва пори слабо виявляються при контролі.

У разі двосторонньої зварки найбільш небезпечні дефекти (непровари) в основному знаходяться посередині перетини. Вони володіють поганою відбивною здатністю, проте контролюються фактично на вищій чутливості. Якщо вони виявляються ультразвуком, то ніяких претензій про ту, що перебраковує не виникає. При контролі по шарах, наприклад, з розбиттям перетину шва на три шаруючи, максимальна величина зміни фактичній чутливості буде значно вища, і та, що перебраковує зменшиться.

Якщо контролюються низьколеговані стали, невеликої товщини (до 30мм) і зварені автоматичною дуговою або ручною зваркою, то загасання ультразвуку в шві і околошовной зоні вельми мало відрізняється від загасання в основному металі. Тому цією різницею можна нехтувати і з цієї точки зору випробувальний зразок може бути без шва. Але шов потрібний не тільки для обліку загасання ультразвуку в нім.

У з'єднаннях завтовшки більш 30мм загасання в швах деяких сталей може істотно відрізнятися від загасання в основному металі. Зробити оцінку його відносної величини можна за допомогою двох похилих ПЕП, направлених назустріч один одному. Якщо максимальна різниця амплітуд сигналів, що пройшли через шов і основний метал, не перевищує 2дБ, то наявність шва в зразку не обов'язково. Інакше контрольний зразок повинен виготовлятися з швом. Це вимога декілька ускладнює виготовлення контрольного зразка, оскільки в нім не повинно бути дефектів зварки, тому заздалегідь зразок слідує прозвучувати і просвічувати на завищеній чутливості.

 

13