Основные измеряемые характеристики

К ним относятся: координаты дефектов, эквивалентная площадь (диаметр) и условные размеры - протяженность, высота и ширина.

Координаты дефектов Н и L (рис. 6) определяют относительно точки (О) выхода. Решение задачи сводится к нахождению положения преобразователя на поверхности изделия, соответствующего максимальной амплитуде эхо-сигнала, и определению времени t пробега импульса от пьезопластины преобразователя до дефекта. Тогда

, ,

где t₃ - время пробега импульса в акустической задержке (например, призме) преобразователя.

Рис. 6. Схема определения координат дефектов при контроле наклонным преобразователем

Погрешность измерения координат складывается из систематических и случайных погрешностей

Погрешность измерения времени (погрешность глубиномера) одинаково проявляется при прямом и наклонном преобразователях. Ее причины - погрешность глубиномера как измерительного устройства, ошибка учета пути в задержке-призме, включая слой контактной жидкости, длительность импульса. Погрешность глубиномера проверяют на СО-1 или СО-2 или по любому другому образцу, размеры которого и скорость распространения продольной волны известны.

Скорость звука влияет на точность измерения расстояния так же, как и время. При настройке скорости проявляются те же факторы, поэтому Δс/с+Δt/t=2Δt/t. При контроле наклонным преобразователем скорость влияет также на угол ввода.

Погрешность определения положения максимума эхо-сигнала (точки О_I) на поверхности изделия в основном случайна. Она тем больше, чем шире акустическое поле преобразователя. В ближней зоне ширина поля определяется размером преобразователя D, а в дальней зоне - отношением λr/D.

Измерение эквивалентной площади дефекта

Нужно определить площадь или диаметр плоскодонного отражателя, дающего эхо-сигнал той же амплитуды и расположенного на такой же глубине и в таком же материале, что и естественный дефект. Для этого используют тест-образцы с искусственными дефектами и АРД-диаграммы.

Применение АРД-диаграмм ограничивается кривизной поверхности изделия. При контроле стального изделия контактным способом (негустая контактная жидкость, дефектоскоп настроен по образцу с плоской поверхностью) для изделия с неплоской поверхностью АРД-диаграмму можно применять при выполнении следующих двух условий

где R - радиус кривизны поверхности изделия, мм; D - размер преобразователя в радиальной плоскости изделия, мм; f - частота, МГц.

Если применять густую контактную жидкость и настраивать дефектоскоп по образцу, кривизна поверхности которого близка к кривизне изделия, то эти условия менее жесткие:

Тест-образцы и изделие должны иметь одинаковое качество поверхности ввода. Это проверяют тем же дефектоскопом с датчиками ДШП или ДШВП и, в случае несоответствия, вводят поправки удобно также применять индикатор шероховатости ИШП-1, которым можно проверить и плоскостность дна отверстий/

Реальную площадь компактных дефектов определяют, деля эквивалентную площадь на коэффициент выявляемо. Для поковок и проката он равен 0,15-0,4, для сварных швов - 0,01-0,1. Более точно этот коэффициент может быть определен для конкретных изделий, технологий и материалов.

Измерение условных размеров

Условная протяженность протяженного дефекта, параллельного поверхности ввода. Условную протяженность дефекта ΔL_д измеряют по расстоянию между положениями преобразователя над краевыми точками дефекта (рис. 7).

Рис. 7. Схема определения условной протяженности и условной высоты дефекта при контроле наклонным преобразователем

При контроле сварных соединений преобразователь перемещают вдоль шва. Условную ширину дефекта ΔM_д при контроле сварных соединений измеряют по перемещению преобразователя между краевыми точками дефекта в направлении, перпендикулярном шву. Условную высоту ΔHд измеряют также, как и условную ширину, но измеряемая величина - пробег импульса вдоль линии развертки. Условную высоту определяют как разность глубин координат дефекта, измеренных при положениях преобразователя в краевых точках.

Положение краевых точек определяют по одному из следующих признаков:

· ослабление эхо-сигнала до уровня фиксации;

· ослабление эхо-сигнала на 6 дБ от максимального значения.

При измерении вторым способом условная протяженность плоских дефектов остается постоянной, пока размер дефекта d меньше 1/4 размера преобразователя D, а затем уменьшается и имеет минимум при ; при приближается к истинному размеру дефекта. Условная протяженность округлых дефектов остается постоянной.

При измерении первым способом условная протяженность плоских дефектов, как правило, значительно больше истинных размеров, а условная протяженность округлых дефектов очень медленно увеличивается с увеличением диаметра отражателя.

При измерении условной высоты дефектов следует иметь в виду, что дефект (например, вертикальный) ориентирован не перпендикулярно к акустической оси преобразователя. Эхо-сигнал от такого дефекта возникает вследствие рассеяния на неровностях его поверхности и дифракции на краях дефекта.

Для гладких дефектов (например, усталостных трещин) дифракционные максимумы эхо-сигналов от его краевых точек значительно превосходят сигнал от остальной части дефекта. По координатам точек, соответствующих этим максимумам, определяют размеры и ориентацию дефекта. Фактически, это дифракционно-временной способ определения размеров дефекта. Соотношение реальных и измеренных размеров при этом может значительно отличаться от соотношения, полученного при измерении по максимумам эхо-сигналов от дефекта, параллельного поверхности ввода.