Методи акустичного контролю, щороку
У цьому розділі розглянуті основні методи ультразвукового ПК, зокрема, методи хвиль, що біжать.
Акустичні методи ПК, як відомо, діляться на 2 типи: 1. активні - засновані на випромінювання в ОК УЗ хвиль від зовнішнього джерела та подальшому їх прийомі 2. пасивні - засновані на прийомі УЗ хвиль, що виникають у самому ОК
Пасивні методи: 1. акустико-емісійний - реєстрація пружних хвиль, що виникають в результаті акустичної емісії (випромінювання пружних хвиль внаслідок внутрішньої динамічної локальної перебудови структури матеріалу ОК) 2. вібраційно-діагностичний - вимірювання вібрації будь-якого вузла чи деталі 3. шумодіагностичний - аналіз спектру шумів працюючого механізму
Активні методи: 1. методи хвиль, що біжать (відображення, проходження, комбіновані) - засновані на властивостях біжучих хвиль спрямовано поширюватися в середовищах у вигляді променів і відбиватися від меж середовищ або несплошностей, що володіють іншими акустичними властивостями 2. методи власних коливань (вільних та вимушених) - засновані на збудженні в ОК вимушених або вільних коливань та вимірі їх параметрів: власних частот та величини втрат 3. імпедансні - інформативний параметр – механічний імпеданс ОК у зоні його контакту з перетворювачем
Методи хвиль, що біжать: 1. відбиття - аналіз відбиття імпульсів пружних хвиль від неоднорідностей чи меж ОК 2. проходження - аналіз впливу параметрів ОК на характеристики хвиль, що пройшли через нього 3. комбіновані - оцінка впливу параметрів ОК як на відображення, так і проходження пружних хвиль
Методи відображення: 1.луна – метод - прозвучування ОК короткими імпульсами та прийом відбитих від несплошностіехосигналів
Випромінені у виріб імпульси УЗ хвиль називають зондуючими. Дефектоскоп надсилає їх через певні проміжки часу. Зондуючий імпульс ультразвукових коливань відбивається від протилежної (донної) поверхні виробу і, повертаючись, частково потрапляє на прийомний п'єзоелемент перетворювача. На екрані дефектоскопа з'являється донний сигнал. За наявності несплошности імпульс ультразвукових коливань відіб'ється від нього раніше, ніж від донної поверхні. Між зондуючим і донним сигналами виникає проміжний імпульс від несплошності, який і є ознакою наявності несплошности.
2.луна – дзеркальний метод - прозвучування шва двома ідентичними похилими ПЕП, розташованими з одного боку шва і синхронно переміщаються
тандем метод - варіант ехо-дзеркального методу, розрахованого виявлення вертикальних несплошностей
Для виявлення несплошностей у перерізі EF підтримують постійним значення LA+LD=2Htga Для виявлення максимального (дзеркального) відображення від невертикальних несплошностей змінюють значення LA+LD
3.дельта – метод - реєстрація дифрагованих хвиль, перевипромінюваних краями несуцільності
Частина падаючої на несплошность поперечної хвилі від випромінювача розсіюється на всі боки на краях несплошности, причому частково перетворюється на поздовжню хвилю. [1] – хвиля, трансформована в поздовжню на верхньому краю несплошности [2] – хвиля, трансформована на нижньому краю і відбилася від дна виробу У разі площинної несплошності обидва сигнали виникають у результаті дифракції хвиль на краях , але A2>A1, оскільки для другого сигналу направлення на приймач ближче до максимуму дифракції У разі об'ємноїнесплошності A1>A2, т.к. А1 виникає в результаті відображення, а не дифракції, а А2 менше, оскільки він пов'язаний із зісковзуванням хвилі, що обігає несплошність.
4.дифракційно - тимчасовий метод - прийом хвиль, що виникають в результаті розсіювання на верхньому та нижньому кінчиках несплошності
Зазвичай випромінюються та приймаються поздовжні хвилі, т.к. відповідні імпульси надходять раніше, ніж для поперечних хвиль. Головна інформаційна характеристика – час надходження сигналу. Цей метод також називають часопролітним (TOFD).
5.ревербераційний метод - оцінка часу об'ємної реверберації в ОК
При контролі двошарової конструкції час реверберації шарі, з яким контактує перетворювач, буде менше у разі доброякісного з'єднання шарів, т.к. частина енергії буде переходити до іншого шару. Наприклад, УЗ імпульси вводять у металевий шар, у якому спостерігаються багаторазово відбиті ехосигнали. Дефект з'єднання збільшує коефіцієнт відображення ультразвуку на межі розділу метал – пластик, що зменшує швидкість загасання амплітуд ехосигналів (збільшує час реверберації) у шарі металу.
Методи проходження: 1.тіньовий метод (амплітудно-тіньовий) - реєстрація зменшення амплітуди минулої хвилі (наскрізного сигналу) під впливом несплошності
2.часовий тіньовий метод - вимірювання запізнення імпульсу, спричиненого обгинанням несплошності
Комбіновані методи 1.дзеркально – тіньовий - ознака виявлення несплошности – ослаблення амплітуди сигналу, відбитого протилежної поверхні
За технікою виконання (фіксується ехосигнал) - це метод відображення, а за фізичною сутністюконтролю (вимірюють ослаблення сигналу, що двічі пройшов ОК у зоні несплошности) - близький до тіньового методу. Дзеркально-тіньовий метод часто застосовують одночасно з луною-методом. Спостерігають за появою ехосигналів та за можливим ослабленням донного сигналу несплошностями, які не дають чітких ехосигналів та погано виявляються луною-методом. Це може бути скупчення дуже дрібних несплошність або несплошність, розташований так, що відбитий від нього сигнал йде вбік і не потрапляє на приймальний перетворювач.
2.луна – тіньовий - аналіз як минулих, і відбитих хвиль