Оценка коэффициента затухания УЗ волн

В этой книге речь идет во всех случаях именно об оценке, но не об измерении коэффициента затухания, поскольку измерение пред­полагает использование более точных средств, методик, а также установле­ние показателей погрешности измерения. Методика строится на сравнении разности амп­литуд эхоимпульсов от отражателей, расположенных на разных глубинах в контролируемом изделии и такой же разности, определенной из АРД-диаграммы для материала с d = 0.

Для оценки коэффициента затухания продольных волн в изделии прямым ПЭП следует использовать два образца толщинами Н₁ и Н₂, выполненных из материала контролируемого изделия. При этом Н₂ = (2-4) Н₁. Поверхности ввода и "дна" должны быть плоскопараллельны. Шероховатость поверхности ввода R_а £ 2,5 мкм, донной поверхности – R _z £ 40 мкм. В случае отсутствия таких образцов используют 1-й и 2-й донные эхосигналы. При этом для прямых ПЭП с жестким протекто­ром второй донный сигнал (A ₂) измеряют на свободной поверхности изделия, а при измерении первого донного сигнала (A ₁) к донной по­верхности прижимают второй ПЭП (балластный), не присоединенный к дефектоскопу и идентичный измерительному (рис. 8.16).

Перемещая балластный ПЭП, устанавливают его в такое положение, при котором донный сигнал минимален. Это делают для исключения влияния акустической нагрузки, которой является сам из­лучающий ПЭП, на второй донный сигнал.

Рис. 8.16. Использование балластного преобразователя при оценке коэффициента затухания продольных волн

 

Дефектоскопом с помощью аттенюатора измеряют амплитуды отражений A ₁ и A ₂ в дБ. Вычисляют разность

                                                                              (8.2)

Из АРД-диаграммы для соответствующего ПЭП определяют раз­ность D A _р в дБ между уровнями донного сигнала для толщин Н₂ и Н₁.

Вычисляют разность

                                  (8.3)

Коэффициент затухания ультразвука в данном изделии опреде­ляют из выражения

   (дБ/мм)                               (8.4)

Если для оценки коэффициента затухания были использованы 1-й и 2-й донные сигналы из изделия толщиной Н, то

(дБ/мм)                              (8.5)

Для оценки коэффициента затухания сдвиговых волн исполь­зуют схему, показанную на рис. 8.17, а. Здесь два однотипных наклон­ных ПЭП включены по раздельной схеме. Положение излучающего ПЭП (И) не меняется. В положениях П1 и П2 приемного ПЭП измеряют амплитуды эхосигналов соответственно A ₁ и A ₂. Все дальнейшие операции выполняют так же, как для продольных волн. Оценку коэф­фициента затухания сдвиговых волн для углов ввода от 35° до 55° можно выполнить с помощью отражений от двугранного угла. В таком случае используют отражения от двугранных углов на разных толщи­нах, или схему рис. 8.17, б. При этом необходимо, чтобы двугранный угол был равен 90°, а шероховатость поверхностей, образующих дву­гранные углы, а также поверхности ввода, R_а £ 2,5 мкм.

Рис. 8.17. Оценка коэффициента затухания сдвиговых волн:

 а - по раздельной схеме; б - по совмещенной схеме

 

Следует помнить, что для сдвиговых волн коэффициент затуха­ния определяется через расстояния по ходу луча, то есть

(дБ/мм)                 (8.6)

Описанные выше способы оценки коэффициента затухания наиболее часто употребляются на практике, но не являются единст­венно возможными. В общем случае оценка коэффициента затуха­ния возможна, если

 

- имеются одинаковые опорные отражатели в контролируемом изделии и в образце с известным затуханием, расположенные на одинаковом расстоянии;

 

- имеется опорный отражатель в изделии (или в образце мате­риала изделия) и возможность измерения эхосигнала от него при расстояниях г₁ и r₂, где r₂ = (2-4) r₁.

 

Знание коэффициента затухания и резерва усиления позволяет с помощью АРД-диаграммы опреде­лить максимальную предельную чувствительность на различных глу­бинах. Для этой цели определим, на какую величину D V_r уменьшается под влиянием затухания резерв усиления на расстояниях (глубинах) r ₁, r ₂,... r_n:

Нанесем эти данные на АРД-диаграмму, как показано на рис. 8.18. Несплошности, эквивалентные размеры которых находятся ниже кривой К, не будут выявлены данным ПЭП в изделии с данным затуханием.

Рис. 8.18. Влияние затухания на выявляемость несплошностей в изделии