Поковки и другие заготовки контро­лируют эхо - и ЗТ-методами. Допускается использование других методов при усло­вии выявления ими недопустимых дефек­тов. Контроль ЗТ-методом осуществляют путем наблюдения за ослаблением ампли­туды донного сигнала, если форма заго­товки позволяет его получить.

Схемы прозвучивания поковок раз­личной геометрической формы показаны на рис. 3.31, a-з. Считается, что поковка проверена в полном объеме, если каждый элементарный объем металла прозвучен в трех взаимноперпендикулярных направ­лениях или близких к ним. Если это усло­вие не выполняется (например, из-за на­личия мертвой зоны), контроль считается неполным.

Части изделия, где координаты и эк­вивалентная площадь дефектов определя­ются с большими погрешностями (напри­мер, при контроле прямым преобразовате­лем вблизи боковой поверхности изделия; см. разд. 2.2.3.4 и 3.1.2), называют зонами неуверенного контроля. Подобно этому, если один из размеров поковки / превыша­ет другой размер d в т или более раз, то контроль прямым преобразователем вдоль большего размера заменяется контролем наклонным преобразователем (см. рис. 3.31, б, в, д, е, з). При этом применяются наклонные преобразователи с возможно большим углом ввода (обычно рекоменду­ется применять углы 45 ... 60°) и прозву- чивание проводится вдоль наибольшего размера в двух противоположных направ­лениях.

Величина т определяется выражени­ем

djl= m = 0$2D/, (3.10)

где D - диаметр пьезопластины преобра­зователя.

Это условие определяется следую­щими соображениями. В длинномерном изделии (рис. 3.32) от дефекта может от­ражаться не только прямой луч АВ, но и боковой луч АСВ, отраженный от боковой поверхности, что может вызвать ошибки в оценке дефекта. Чтобы этого не произош­ло, диаграмма направленности преобразо­вателя должна быть достаточно узкой.

Согласно формуле (1.30) угол рас­твора основного лепестка диаграммы на­правленности 0о определяется соотноше­нием

sin0o = Ull’kjD.

Из рис. 3.32 следует, что если дефект расположен вблизи донной поверхности, т. е. расстояние до него близко к /, то зер-

кально отраженный от боковой поверхно­сти луч попадает на него, когда

„ d/ 2 d

0 = arctg—— = arctg—

1/2 В I

С учетом малости углов 9 и 90 усло­вие 90 < 9 определяется неравенствами

откуда следует (3.19). Исходя из приве­денных в разд. 1.3.1 пояснений о реальном
угле раскрытия основного лепестка вместо (3.19) целесообразно пользоваться форму­лой

т = D/X.

В России, как правило, в преобразо­вателях для продольных волн отношение диаметра к длине волны равно 5. С учетом этого указаны соотношения размеров на рис. 3.31. Для более надежной проверки зон неуверенного контроля эти области металла рекомендуется контролировать

Рис. 3.32. Контроль длинномерного
изделия

наклонными преобразователями, так же как длинномерные изделия.

В ГОСТ 24507-80 отсутствует важ­ное требование, относящееся к контролю полых цилиндрических поковок (см. рис. 3.31, ж, з). В таких поковках необхо­димо обнаруживать дефекты, ориентиро­ванные в радиальной плоскости, как пока­зано на рис. 3.2. Такие дефекты образуют­ся при ковке из усадочной раковины и рыхлоты в центральной части слитка. Под действием деформации они расплющива­ются и образуют в поперечном сечении поковки так называемый "ковочный крест" с центром на оси поковки. Расточ­кой канала убирают наиболее пораженную дефектами центральную часть поковки, но могут сохраниться остатки ковочного кре­ста. По некоторым сведениям, подобные дефекты послужили причиной аварий двух роторов в США в 60-е годы XX века. В [356] предусмотрен обязательный кон­троль на такие дефекты.

Максимум эхосигналов от подобных дефектов при контроле поперечными вол­нами, как следует из рис. 1.20, дости­гается при углах падения на внутреннюю поверхность 35 ... 45 и 90° (по касатель­ной, см. рис. 3.2). Однако, когда отноше­ние толщины стенки к наружному диа­метру > 0,2 (приближенное условие - наружный диаметр меньше, чем удвоен­ный внутренний), акустическая ось пре­образователя поперечных волн с мини­мальным углом ввода 35° (при меньших углах наряду с поперечной появляется продольная волна) не касается внутрен­ней поверхности. В этом случае применя­ют наклонные преобразователи продоль­ных волн. Для этого прямой преобразова­тель снабжают призмой-насадкой из орг­стекла с углом призмы 3 ... 10° так, чтобы преломленный УЗ-луч был направлен по касательной к поверхности [261].

Скорость и шаг сканирования уста­навливаются технической документацией на контроль, исходя из надежного выявле­ния недопустимых дефектов. Здесь следу­ет руководствоваться рекомендациями в разд. 2.2.4.8. Обычно скорость ручного сканирования задается величиной 50 ... 100 мм/с, но не > 150 мм/с. Шаг сканиро­вания - не более половины диаметра пье­зопластины преобразователя, если толщи­на > 50 мм.

Если толщина < 50 мм, то шаг скани­рования рекомендуется определять экспе­риментально с помощью СОП с плоско­донным отверстием на глубине, близкой к половине толщины изделия. Он равен смещению центра преобразователя от по­ложения, при котором амплитуда эхосиг - нала от отражателя максимальна, до по­ложения, при котором она уменьшается на 6 дБ. Рис. 1.47, б (кривая ослабления на 3 дБ) позволяет определить шаг сканирования без проведения экспериментов.

Частота УЗ, согласно государствен­ному стандарту, выбирается исходя из следующего. Массивные и крупнозерни­стые поковки рекомендуется прозвучивать на частотах 0,5 ... 2,0 МГц, тонкие поков­ки с мелкозернистой структурой - на час­тотах 2,0 ... 5,0 МГц. Частота 0,5 МГц практически не употребляется, низшая частота, как правило, 1,2 МГц.

Перед началом контроля дефектоскоп настраивают на требуемый уровень фик­сации во всем объеме контролируемого металла изделия. Затем чувствительность повышают до уровня поиска. Дня учета изменения уровня фиксации по толщине изделия либо используют временную ре­гулировку чувствительности, либо нано­сят на экран дефектоскопа линии, показы­вающие изменение чувствительности с

глубиной (см. рис. 2.59), либо последова­тельно контролируют различные по глу­бине зоны изделия с соответствующей корректировкой чувствительности.

Уровень фиксации и браковочный уровень устанавливаются техническими требованиями на заготовку. В ГОСТ 24507-80 содержится таблица, в которой поковки разбиты на четыре группы каче­ства и восемь подгрупп. Для каждой груп­пы и подгруппы указаны площади плос­кодонных отверстий, соответствующих уровню фиксации и браковочному уров­ню. Уровни зависят от толщины заготовки и типа преобразователя (прямой или на­клонный) и изменяются от 3 до 70 мм2. Установленные при контроле уровни должны соответствовать требуемым зна­чениям с погрешностью не более ± 2 дБ.

Если не удается достичь заданного уровня фиксации в связи с недостаточной чувствительностью аппаратуры или высо­ким уровнем структурных шумов, следует воспользоваться рекомендациями, изло­женными в разд. 2.2.4.5.

Поиск дефектов проводят на поиско­вой чувствительности, которую устанав­ливают при ручном контроле на 6 дБ вы­ше уровня фиксации, а при автоматиче­ском контроле чувствительность прини­мают такой, чтобы дефект, подлежащий фиксации, выявлялся не менее 9 раз из 10 опытных прозвучиваний.

При контроле фиксируют участки, в которых наблюдается хотя бы один из следующих признаков дефектов:

- появился эхосигнал, равный или превышающий уровень фиксации для эхометода;

- ослабился донный или сквозной сигнал (при контроле теневым методом) до или ниже заданного уровня.