ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Эталонирование чувствительности ультразвукового контроля из "Ультразвуковая дефектоскопия" В условиях массового контроля серийной продукции особое значение имеют надежность и воспроизводимость результатов контроля, а также их объективность. Чтобы исключить влияние субъективных факторов на результаты контроля, необходимо создать стандартные условия. Одним из суптественных моментов стандартизации является настройка дефектоскопов по стандартным образцам (эталонам) и периодическая проверка настройки в процессе контроля. [c.136] Под чувствительностью дефектоскопа понимают минимальную площадь отражателя, расположенного в стандартном образце на определенном расстоянии от точки ввода УЗК в плоскости, перпендикулярной направлению прозвучивания, регистрируемого индикатором дефектоскопа. Чувствительность дефектоскопа зависит от характеристики контролируемого материала, акустического контакта изделия с преобразователем, а также от электрических и акустических параметров прибора. [c.136] Отражатели в виде боковой поверхности сверления и сверления со сферическим дном (рис. 66, а, б) просты в изготовлений и пригодны для контроля преобразователем с любым углом наклона. Однако они не дают однозначной зависимости между диаметром сверления и амплитудой отраженного сигнала. [c.138] Отражатель в виде сверления с плоским дном (рис. 66, в), перпендикулярным к акустической оси преобразователя, является наиболее подходящим для эталонирования чувствительности. Однако изготовлять торцовые сверления сложно, кроме того, для каждого угла наклона призмы преобразователя необходимо иметь стандартные образцы. [c.139] Иногда плоскодонные отражатели заменяют [32,38] отражателями углового типа, выполненными в виде запиловки или вырубки (рис. 66, г, д). [c.139] Рассмотренные стандартные образцы широко применяют для настройки ультразвуковых дефектоскопов при контроле крупногабаритных изделий простой формы на наличие дефектов в глубине металла (раковин, закатов, расслоений и др.) и контроле сварных соединений на наличие дефектов сварки (непроваров, трещин, зон пористости и др.) с помощью продольных и сдвиговых волн. Однако при контроле изделий поверхностными и нормальными волнами они не пригодны. [c.139] Автором были проведены исследования по эталонированию чувствительности ультразвукового контроля при использовании поверхностных и нормальных волн [34]. В качестве искусственного отражателя предложено использовать регламентированные по длине, глубине и раскрытию надрезы па поверхностях контролируемых деталей (рис. 66, е), плоскости которых ориентированы перпендикулярно направлению центрального луча пучка УЗК, проходящего через середину надреза. При этом чувствительность оценивается минимальной площадью стенки надреза, надежно выявляемой дефектоскопом. В ходе работы определяли коэффициенты выявляемости различных дефектов на конкретных изделиях. [c.139] например, коэффициент выявляемости поверхностных трещин на лопатках турбин определяли следующим образом. Подбирали две одинаковые по материалу, конфигурации и обработке лопатки — одну с естественной мелкой усталостной трещиной, наличие которой определяли цветной дефектоскопией, другую — эталонную. [c.139] Лопатку с усталостной трещиной подвергали прозвучиванию при определенной настройке чувствительности дефектоскопа. Возникший на экране сигнал от трещины фиксировали и замеряли его амплитуду. [c.139] Величины, входящие в эту формулу, легко определяются измерениями. [c.140] Далее участок кромки лопатки с трещиной вырезали, изготавливали шлиф и определяли глубину трещины. Затем таким же способом определяли глубину надреза. Так как трещина и надрез расположены на кромках лопатОк в одном и том же месте, а плоскости их совпадают, то коэффициент выявляемости с небольшой погрешностью можно определить по формуле й = /1э//1д, где йэ—глубина надреза на эталонной лопатке йд—глубина трещины на дефектной лопатке. [c.140] Аналогичные эксперименты проводили на стальных тонкостенных цилиндрических и конических трубах с использованием нормальных волн. Коэффициент выявляемости в данном случае достигал значений 0,6—0,7. [c.141] Следует отметить, что применение поверхностных и нормальных волн меняет сложившиеся представления о выявляемости дефектов. Считалось, что дефект надежно выявляется, если его размеры больше половины длины волны ультразвука, т. е. i/ A/2. Как оказалось, это справедливо лишь для продольных и сдвиговых (объемных) волн. Чувствительность контроля поверхностными и нормальными волнами на 1,5—2 порядка выше. Так, например, с помощью поверхностных волн на кромках лопаток выявлены трещины глубиной - 0,01 мм и протяженностью 0,3 мм, площадь отражающей поверхности которых составляла тысячные доли квадратного миллиметра. Увеличение чувствительности контроля при использовании поверхностных и нормальных волн объясняется тем,что они распространяются более концентрированным пучком за счет локализации в поверхностном Jioe или по толщине детали. В этом случае пучок УЗК обладает большей иитенсивностью по сравнению с пучком объемных волн. Вследствие этого количество ультразвуковой энергии, падающей на дефект и отраженной от него, возрастает (см.гл. III). [c.141] Экспериментальные исследования показали, что искусственный дефект в виде надреза по отражательным свойствам наиболее близок к усталостным трещинам, возникающим на деталях машин в условиях эксплуатации. Кроме того, надрез прост в изготовлении и может быть выполнен практически на любой кривой поверхности, что позволяет имитировать трещины на натурных деталях и исследовать чувствительность с учетом условий прохождения и отражения УЗК, близких к реальным. [c.141] При изготовлении стандартных образцов глубину и место надреза на детали выбирали в соответствии с техническими условиями на допустимые и недопустимые нарушения сплошности поверхностного и подповерхностного слоев металла изделия, а также с учетом опасных зон, в которых возникали трещины усталости. [c.141] Перед контролем дефектоскоп настраивали по этой лопатке так, чтобы амплитуда отраженного от надреза сигнала составляла 25—30 мм. Такая настройка прибора позволяет надежно выявить па кромках лопаток мелкие поверхностные трещины глубиной от —0,1 мм и более, а также поверхностные и подповерхностные дефекты (трудноразличимые глазом мелкие риски и забоины, межкристаллитную коррозию и др.). [c.142] Искусственный отражатель в виде надреза применяли также для имитации дефектов на валах, стержнях, трубах и других деталях, которые можно проконтролировать только с помощью продольных и сдвиговых волн. Оказалось, что и в этом случае отражатель в виде надреза можно с успехом применять для оценки чувствительности ультразвукового контроля. [c.142] Проведенные исследования были использованы при разработке стандартных образцов для настройки чувствительности ультразвуковых дефектоскопов. Образцы представляют собой деталь в натуре или ее часть, на поверхности которой в опасном участке выполнен искусственный отражатель в виде регламентированного надреза. [c.142] Вернуться к основной статье