Измерение толщины изделия резонансным методом.

Измерение толщины резонансным методом проводят в следующем порядке. Преобразователь устанавливают на измеряемую деталь, предварительно обеспечив акустический контакт. Если преобразователь не прижат к детали, на экране ЭЛТ видны только измерительные сигналы. Если преобразователь прижат к детали, на экране ЭЛТ появляются резонансные сигналы. Измерение толщины заключается в совмещении измерительных сигналов с резонансными, после чего значение толщины считывают по стрелочному визиру.

Четкий резонанс со значительной амплитудой сигнала наблюдается только при параллельности поверхностей ввода и отражения УЗК. Непараллельность стенок существенно снижает точность показаний прибора особенно при измерении толщины тонких металлических листов. Так при толщине металла 3—4 мм и непараллельности поверхностей погрешность измерения резко возрастает и при толщине металла 1 мм достигает 10 %. При большей непараллельностн стенок резонанс возникать не будет и контроль толщины этим методом невозможен. Кривизна поверхности не является препятствием для измерения толщины этим методом.

Резонансными толщиномерами контролируют толщину штампованных, тянутых или механически обработанных труб, листовой прокат, штампованные или фрезерованные панели и листы, полые штамповки и изделия, изготовленные с помощью шлифования, точения, фрезерования и выдавливания. В эксплуатации ими контролируют толщину обшивки корпусов кораблей, стенок сосудов высокого давления, трубопроводов, котельных труб и др.

Диапазон толщин, измеряемых резонансным методом, колеблется в интервале от —0,1 до 250—300 мм и зависит от структуры металла, частоты УЗК и конструктивных особенностей прибора. Точность измерения составляет 0,1—3 % от истинной толщины.

8.2 Сущность ультразвуковой дефектоскопии эхо-методом (рис 27)

Ультразвуковая дефектоскопия это комплекс методов контроля, использующих упругие колебания ультразвукового диапазона. Она основана на свойстве упругих волн распространяться в однородном твердом теле и на его плоских или кривых поверхностях в виде лучей прямолинейно и отражаться от границ тела или нарушений сплошности, а также на свойстве упругих волн рассеиваться и поглощаться структурными составляющими контролируемых объектов.

Эхо-метод является наиболее распространенным методом ультразвуковой дефектоскопии, применяемым для контроля металлов и металлоизделий, в том числе крупногабаритных и сложной формы. Контроль проводят различными волнами, при одностороннем доступе к объекту, контактным или иммерсионным способами.

Эхо-метод основан на посылке в контролируемое изделие коротких импульсов УЗК и регистрации интенсивности и времени прихода сигналов, отраженных от дефектов или границ изделия.

УЗК вводят в изделие 1, как правило, с одной стороны совмещенным преобразователем 2 (рис.27). Излучаемые импульсы УЗК называют зондирующими. Их посылают в контролируемое изделие один за другим через определенные промежутки времени — паузы или интервалы. Периодом импульсов Т называют время, прошедшее от начала действия одного импульса до начала действия следующего.

Зондирующий импульс УЗК, пройдя через металл, отражается от противоположной поверхности изделия и. возвращаясь, частично попадает на преобразователь (рис., а). На экране ЭЛТ возникает донный (концевой) сигнал 5. При наличии дефекта 3 импульс УЗК отразится от него раньше, чем от противоположной поверхности детали (рис.,6). Между начальным 4 и донным (концевым) 5 сигналами возникает промежуточный сигнал 6. Если дефект полностью перекрывает путь ультразвуковому пучку, то на экране ЭЛТ наблюдается только начальный сигнал и сигнал от дефекта (рис.,в).

На рис. 28 показана схема прозвучивания изделий эхо-методом по совмещенной схеме поверхностными, нормальными и сдвиговыми УЗК. Осцилограммы прозвучивания поверхностными и нормальными волнами (Рис. 28 а,б) аналогичны осциллограммам, показанным на рис 27. Осциллограммы прозвучивания изделия сдвиговыми УЗК (рис. 28, в) отличаются от рассмотренных. При отсутствии дефектов сдвиговые волны, многократно отражаясь от противоположных поверхностей изделия, уходят и не попадают на преобразователь. На экране ЭЛТ наблюдается осциллограмма, состоящая из начального сигнала 4 и линии развертки (рис., г). Дефект прерывает ход лучей и отражает часть энергии; на экране возникает второй сигнал 5 (рис.,д).

Так как время прохождения УЗК прямо пропорционально пройденному пути, а скорость их для данного материала есть величина постоянная, то горизонтальная линия на экране ЭЛТ представляет собой глубину залегания дефекта в каком-то масштабе.