Ультразвуковые (УК) методы контроля

Теневой амплитудный
	Импульсные или непрерывные ультразвуковые волны пропускают сквозь плоский ОК от излучателя (И) к приемнику (П). Вариант I. Между И и П дефектов нет, волны проходят беспрепятственно, и на приеме – сигнал большой амплитуды. Вариант II. Малый дефект (Д) оттеняет часть потока, и амплитуда на приеме падает. Вариант III. Крупный дефект полностью перекрывает поток, обнуляя сигнал на приеме. Глубина залегания и размеры дефекта не оцениваются.
Теневой амплитудный метод используется только при контроле крупных отливок и поковок. Достоинства метода: · Реализуется в простом непрерывном режиме излучения ультразвука. · Волны проходят толщину объекта лишь в одну сторону (это снижает потери их амплитуды от затухания). Недостатки метода: · Необходим двусторонний доступ к ОК. · Глубина залегания и размеры дефекта не оцениваются.
Эхо-теневой
	В раздельно-совмещенном режиме аппаратуры импульсы ультразвуковых волн посылают в ОК. Если на тракте есть дефект, то импульс частично отражается от него в совмещенный преобразователь (ИП) как эхосигнал. Отдельным приемником (П) оценивают падение амплитуды сквозного сигнала, вызванное дефектом. Обладает качествами эхометода + подтверждение дефекта теневым принципом, но требует двустороннего доступа к ОК.

Эхо-теневой метод применяется как вспомогательный при лабораторном контроле небольших, но ответственных деталей. Для него необходим специальный дефектоскоп с дополнительным приемным каналом.

Зеркально-теневой

В совмещенном (прямой ИП) или раздельном (наклонные И и П) режиме аппаратуры импульсы ультразвуковых волн посылают в ОК. Если на тракте есть дефект, то он преграждает путь, вызывая падение донного сигнала. По падению донного сигнала судят о наличии и величине дефекта. Достаточен односторонний доступ к ОК, при наклонном – выявление дефектов любой формы и ориентации. Не дает глубину залегания дефекта

Зеркально-теневой метод используется как дополнительный (подтверждающий результаты эхометода) при контроле толстых сварных соединений котлоагрегатов и трубопроводов в электроэнергетике.

 

Эхо-зеркальный метод («тандем»)

Предназначен для оценки формы и размеров заведомо выявленного внутреннего дефекта. В раздельно-совмещенном режиме аппаратуры дефект облучается импульсами ультразвуковых волн. Вариант I. Эхо в ИП лишь немного превышает эхо в П, и оба сигнала средней амплитуды - предполагают круглую форму дефекта. Вариант II. Cигнал в ИП мощный, а в П отсутствует - предполагают плоскую форму и наклонную ориентацию. Вариант III. Если не удается получить эхо обоими преобразователями (вариант III), предполагают горизонтальную плоскую форму. Вариант IV Если эхо в П выше, чем в ИП (вариант IV), то дефект плоский вертикальный. Разводя и сближая ИП и П, по дистанции между ними в позициях пропадания сигналов можно оценить высоту дефекта

 

Дельта-метод
	Применяется для оценки высоты заведомо выявленных внутренних дефектов. В раздельном режиме работы аппаратуры импульс ультразвуковых волн посылается в ОК так, что облучается верхний край дефекта (позиции I). По дифрагированному эхосигналу определяют глубину залегания верхнего края. Затем, раздвигая И и П, находят позицию облучения нижнего края (II). Разность показаний глубины есть высота дефекта

 

 

Эхометод
	В совмещенном I или раздельном II режиме работы аппаратуры импульс ультразвуковых волн посылается в ОК. Если на его пути встречается дефект, то импульс частично отражается от него и возвращается в преобразователь, образуя сигнал на приеме (эхосигнал). В раздельном режиме изображение посылаемого (зондирующего) импульса на экране отсутствует.

 

Ни один из других ультразвуковых методов контроля в настоящее время не может сравниться по популярности с эхометодом.

Достоинства метода:

· Односторонний доступ к объекту.

· Информативность.

· Мобильность и портативность аппаратуры.

· Экономичность и автономность электропитания.

Толщинометрия
	Толщиномер измеряет время t пробега сигнала до противоположной поверхности ОК и обратно и определяет толщину ОК как h = 0,5C t, где С – известная скорость звука в данном материале

Ультразвуковая толщинометрия (импульсным эхометодом) – неотъемлемая процедура при диагностировании сосудов, трубопроводов, резервуаров.

В большинстве случаев удовлетворяет точность измерения ±0,1 мм, но некоторые современные толщиномеры позволяют измерять толщины с точностью ±0,01 мм.

 

ТЕПЛОВОЙ КОНТРОЛЬ

Тепловой вид неразрушающего контроля включает в себя методы инфракрасной дефектоскопии и пирометрии.

Инфракрасная дефектоскопия нашла применение в гражданской промышленности лишь в конце 1970-х гг. Метод основан на том, что в местах дефектов металла подогретого объекта или в зонах утонения стенок трубопровода с подогретой средой тепло передается от внутренней к внешней поверхности стенки несколько в большей степени, чем в окружающих бездефектных зонах. Тепловизор преобразует картину теплового распределения на поверхности объекта в видеоизображение. Чувствительность современных тепловизоров исчисляется десятыми долями градуса. Внешний вид некоторых тепловидеокамер показан на фото. Все приборы снабжены лазерным указателем рассматриваемой зоны.

 

На рис. приведены некоторые примеры термограмм – итоговых документов инфракрасной дефектоскопии объектов. Из последнего примера видно, насколько показательны результаты тепловидеосъемки даже при контрасте температур между объектом и внешней средой лишь в 5 ºС.

 

а – перегрев электродвигателя может указывать на недостаточное охлаждение или проблемы с электропитанием	б – разность температур между электроклеммами может указывать на несимметричность нагрузки, неисправность компонентов, разъемов или проводов
в – высокая температура шарикоподшипников является ранним признаком скорого отказа оборудования	г – обнаружено место утечки тепла из жилой квартиры.

 

Инфракрасная дефектоскопия все более широко применяется при диагностике котлоагрегатов, паропроводов, теплотрасс, промышленных вытяжных труб, объектов металлургического производства. Достоинствами метода являются дистанционность и возможность контроля объекта в процессе его эксплуатации. Недостаток – высокая стоимость аппаратуры.

 

Пирометрия – дистанционное измерение температуры объекта – применяется в литейном производстве для оценки температуры расплавов и в теплоэнергетике. Выполняется более простыми приборами – пирометрами. Преимущества аппаратных средств пирометрии заключаются в выведении оператора из зоны действия повышенной температуры.