Мертвая зона при контроле эхо-методом

Различают 2 мертвых зоны:

- мертвая зона зондирующего импульса;

- мертвая зона донного сигнала.

Концом или началом мертвой зоны является точка в объекте контроля, в которой дефект значимо отличается от зондирующего импульса или донного сигнала, т.е. от места слияния сигналов до максимума амплитуды сигнала от дефекта больше 6 дБ.

Величина мертвой зоны зависит от частоты УЗВ, текущей чувствительности дефектоскопа и числа периодов в зондирующем импульсе:

r_m≈0.5τ_имп*с

В современных дефектоскопах τ_имп=2…6Т.

При появлении одиночного эхо-сигнала в зоне контроля выше поисковой чувствительности выполняют оценку качества:

1. Определяют максимум амплитуды эхо-сигнала и превышение ее уровня фиксации при установке браковочной чувствительности. Если сигнал выше браковочной чувствительности, то деталь считается непригодной к эксплуатации;

2. Проводится оценка координат отражателя для установления местоположения дефекта и возможного наличия отражения от конструктивных элементов изделия;

3. В ряде случаев необходимо измерять условные размеры и условные расстояния между допустимыми дефектами, а также их количеством в одном изделии;

4. Все измеренные параметры дефекта, а также изделия, должны быть занесены в журнал.

Факторы, определяющие амплитуду сигнала

1. Размер дефекта;

2. Расстояние до дефекта;

3. Ориентация дефекта (максимальная амплитуда наблюдается, если дефект ориентирован перпендикулярно АО);

4. Форма дефекта (ультразвуковые волны отражаются не от всей площади дефекта, а от его эффективной площади);

5. Заполненность дефекта другой средой (вода, масло, шлаки). Чем больше плотность среды, заполняющей трещину, тем меньше отраженная от дефекта амплитуда УЗВ;

6. Затухание УЗВ;

7. Стабильность акустического контакта;

8. Шероховатость поверхности.

К преимуществам эхо-метода относятся:

— односторонний доступ к изделию;

— выявляет дефекты, соизмеримые с длиной волны;

— высокая точность определения координат дефек­тов;

К недостаткам эхо-метода можно отнести:

— низкую помехоустойчивость к поверхностным от­ражателям;

— выявляет дефекты, перпендикулярные акустической оси;

— плохое обнаружение дефектов в ближней зоне.

Несмотря на указанные недостатки, наибольшее практическое применение находит эхо-метод: им проверяют до 90 % всех объектов. Применяя волны различных типов, с его помощью решают задачи дефектоскопии поковок, литья, сварных соединений, многих неметаллических материалов. Эхо метод используют также для измерения геометрических размеров изделий. Фиксируя время прихода донного сигнала и зная скорость ультразвука в материале, определяют толщину изделия при одностороннем доступе. Если толщина изделия известна, то по донному сигналу измеряют скорость, оценивают затухание ультразвука, а по этим параметрам определяют физико-механические свойства материалов.

 

Зеркально-теневой метод

Зеркально-теневой метод (далее ЗТМ) основан на анализе амплитуды донного (отражённого от зеркальной поверхности) сигнала (рисунок 1.17).

 

Выявление дефекта заключается в ослаблении донного сигнала. Оценкой допустимости дефекта служит коэффициент дефектности, К_д:

(23)

где А_д - амплитуда донного сигнала при наличии дефекта,

А₀ - амплитуда донного сигнала при отсутствии дефекта.

Значение коэффициента дефектности варьируется от 0 до 1, при К_д = 0 – дефект считается сильно развитым и полностью перекрывает дно, К_д = 1 – дефект отсутствует.

Особенности контроля:

1. В ближней зоне с увеличением глубины залегания дефекта коэффициент дефектности не изменяется, а с увеличением глубины залегания дефекта в дальней зоне – увеличивается;

2. ЗТМ позволяет выявлять дефекты следующих видов: расслоение за счёт ослабления волны, дифракция на краю трещины и берегах трещины. При этом эффективно выявляются дефекты длиной более 15 мм.

3. Наличие ослабления сигнала, не связанного с дефектом, приводит к ложной перебраковке. Как экспертный метод используется при контроле в эмерсионной ванне. Контроль контактным способом либо используется для оценки структурного состояния материала, либо как дополнительный для эхо-метода

Настройка чувствительности выполняется либо на контролируемом объекте на бездефектном участке, либо на СОП, имеющего среднее, либо ниже среднего, значение затухания УЗВ.

Преимущество зеркально-теневой метода состоит в том, что он позволяет выявлять дефекты любой ориентации и места, включая мёртвую зону.

К недостаткам данного метода относятся:

1. выявление только развитых дефектов (по сравнению с эхо методом);

2. невозможно определить глубину залегания дефекта;

3. влияние на результат контроля параллельности поверхностей;

4. наличие диффузной зеркальной поверхности и уменьшения амплитуды вследствие рассеяния на ней;

5. влияние структурных неоднородностей (например, сварные соединения);

6. влияние посторонних факторов на акустический контакт (наличие грязи, выбоин, вмятины, выпуклости и др.).

Критерии оценки качества.

Критерии оценки качества выполняются путем определения коэффициента дефектности. Рассчитывается двумя способами:

1. K_q.отн =A_q/A_o

A_q – амплитуда донного (прошедшего для теневого метода) сигнала при наличии дефекта.

А_о – амплитуда донного (прошедшего) сигнала при отсутствии дефекта.

2. K_q.дб=N_q-N_o

N_q- амплитуда донного сигнала в (дБ) при наличии дефекта.

N=20lg(A₁/A₂)

N_о – амплитуда данного сигнала в (дБ)при отсутствии дефекта

A₂- амплитуда зондирующего импульса.

A₁- амплитуда донного сигнала.

или (A_q/A_o) при переводе K_qотносительноK_{q Дб}.

При стабильном акустическом контактеK_q=0,5.

Если K_qотн<0,5-брак. Это соответствует K_qДб.=6дБ.

Если K_qДб.>6дБ-брак.

 

 

Расчет параметров контроля