В табл. 3.2 приведены способы опре­деления формы, эффективность которых доказана проверкой на реальных дефек­тах. Все существующие способы приме­нимы только к дефектам, размеры кото­рых превосходят длину волны.

Способы разработаны в расчете на контроль сварных соединений, однако они годятся также для других объектов. Для плоскостных дефектов предполагается, что они ориентированы вертикально, т. е. перпендикулярно или почти перпендику­лярно (в пределах 15°) к поверхности вво­да. Изменения амплитуд в табл. 3.2 даны
в положительных децибелах (при отноше­нии амплитуд больше единицы).

Изменение угла озвучивания на по­верхности ввода (способ 1) осущест­вляют одним преобразователем. Находят его положение, соответствующее макси­муму эхосигнала от дефекта. Затем пере­мещают преобразователь по окружности, центром которой является эпицентр де­фекта на поверхности ввода, сохраняя на­правление на дефект (т. е. измеряют угло­вой условный размер).

Если при развороте на 45° амплитуда уменьшилась на 8 дБ или более, то с большой степенью вероятности можно утверждать, что в плоскости, перпендику­лярной к поверхности ввода, дефект пло­скостной. В случае объемного в плане де­фекта амплитуда эхосигнала мало изменя­ется.

Изменение угла озвучивания в плоско­сти падения (способ 2) осуществляется двумя преобразователями с разными уг­лами ввода. Это требует использования бокового цилиндрического отверстия для получения опорного сигнала. Более ин­формативный вариант этого способа пре­дусматривает использование системы "Парус", разработанной и поставляемой ЦНИИТмашем. Подробно методика ис­следования дефекта этим способом будет рассмотрена в разд. 3.2.7.4.

В [427, докл. А-03] применительно к телам вращения предложено озвучивать дефект под разными ракурсами, что по­зволяет получить большую информацию. Применяя наклонный преобразователь с разворотом его на 180°, можно облучать дефект с четырех различных направлений. Это дает возможность обнаруживать и квалифицировать опасные дефекты со значительно более высокой достоверно­стью, чем при выявлении с одной пози­ции, особенно используя реконструкцию дефекта с применением ЭВМ.

Признак Кц (способ 3) основан на оз­вучивании дефекта поперечной волной, а приеме двух волн: поперечной с амплиту­дой А, и трансформированной на дефекте продольной волны с амплитудой А/. Спо­соб разработан в НИИмостов (С.-Петер­бург) [105]. Для приема продольной волны наклонный преобразователь снабжают дополнительным пьезоэлементом. В каче­стве опорного используют эхосигнал от двугранного угла. При переходе от объем­ного К плоскостному дефекту (А^ — ^А/)

возрастает на 10 ... 13 дБ. Достоверность распознавания реальных дефектов этим способом ~ 0,8. Способ можно также реа­лизовать, принимая трансформированную продольную волну другим преобразовате­лем.

Высокую достоверность при оценке формы реальных дефектов показал способ 4, это так называемый дельта-метод (см. разд. 2.2.5.2). Излучают поперечные вол­ны. Приемник получаемых в результате дифракции на дефекте продольных волн располагают над дефектом (при контроле сварных соединений - над валиком свар­ного шва, который обычно зачищают). В случае объемного дефекта сигнал А больше, чем сигнал А2, так как он возни­кает из-за отражения, а не из-за дифрак­ции, а сигнал А2 меньше, так как он возни­кает в результате соскальзывания обе­гающей дефект волны (см. разд. 1.1.5).

В случае плоскостного дефекта (сле­ва) оба сигнала возникают в результате дифракции волн на краях дефекта и их амплитуды приблизительно равны. Прав­да, амплитуда эхосигналов продольной волны, принятой непосредственно после дифракции на дефекте, больше, чем вол­ны, отраженной после дифракции от дна изделия, поскольку последняя проходит больший путь.

Способ 5 - ДВ-метод (см. разд. 2.2.5.3). Он предусматривает измерение координат крайних точек дефекта и одновременное сравнение амплитуд сигналов от его верх­ней и нижней точек. Подробно методика

контроля рассмотрена в разд. 3.2.7.5.

При автоматическом контроле свар­ных соединений часто нужно обнаружи­вать и идентифицировать трещины и дру­гие дефекты различной ориентации. Это реализуется схемой 6 (способ 6) - прозву - чиванием по разным направлениям. Здесь сравнивают амплитуды эхосигналов, из­лученных преобразователями 1, 2, 3 и принятых преобразователями 2, 3 и 4: А12, А 1>3, A2i4 и Д3і4. Если разность (в дБ) А и - А (2 (она приблизительно равна Д2,4 - Дзд) < О, то это плоскостной дефект, ориентиро­ванный вдоль шва. Если эта разность > О, то это плоскостной дефект, ориентиро­ванный поперек шва. Если данная раз­ность близка к нулю, то это, по-видимому, объемный дефект. Здесь используются те же закономерности, что и в схеме 1.

Коэффициент формы (способ 7) определяют по соотношению амплитуд эхосигналов, полученных совмещенным преобразователем А и эхозеркальным методом (обычно вариантом тандем) Д3 (см. разд. 2.2.5.1). Оценка типа несплош - ности по Яф обусловлена различием в на­правленности отраженного от объемных и плоскостных несплошностей УЗ-поля. Подробно методика контроля будет рас­смотрена ниже.

Отметим также спектральный метод определения формы дефекта, не приве­денный в табл. 3.2. Он требует примене­ния специального дефектоскопа - спектроскопа, в котором можно варьиро­вать частоту УЗ в 2 ... 3 раза и наблюдать происходящие при этом изменения ампли­туды эхосигнала. Для объемного дефекта характерно плавное изменение амплитуды в зависимости от частоты. Для плоскост­ного дефекта, наклоненного к оси преоб­разователя, характерны быстрое измене­ние амплитуды с частотой, возникновение максимумов и минимумов. Это объясняет­ся интерференцией дифракционных волн, возникающих на краевых (блестящих) точках дефекта.

Оптимальным средством распознава­ния формы и размеров дефектов при УЗ - контроле следует считать применение ко­герентных методов контроля, в особенно­сти компьютерной акустической гологра­фии. Возможности этого метода рассмот­рены в разд. 2.2.5.6, опыт его применения будет описан в разд. 3.2.7.6.