Методика контроля дифракционно­временным методом (ДВМ) изложена в разд. 2.2.5.3 в соответствии с рекоменда­циями британского стандарта (БС) [366]. Здесь излагаются предписанные им спосо­бы применения ДВМ для исследования несплошностей.

При использовании ДВМ кроме ти­пов дефектов, различаемых при традици­онном УЗ-контроле, различают нитевид­ные дефекты. Введение дефектов такого типа связано с расширением объема ин­формации, получаемой при контроле ДВМ. Внутренние плоскостные дефекты индицируются в виде двух эхосигналов обычно с различными фазами от верхнего и нижнего кончиков. Для плоскостного дефекта фаза эхосигнала от верхнего кон­чика должна быть такой же, как фаза дон­ного сигнала, но амплитуды сигнала зна­чительно меньше. Фаза эхосигнала от нижнего кончика должна быть такой же, как фаза головной волны. Объемные де­фекты отличают по очень разным ампли­тудам эхосигналов от верхнего и нижнего кончиков. Сигнал от нижнего кончика обычно значительно меньше, чем от верх­него. Не наблюдается также четкого раз­личия фаз эхосигналов.

В случае цепочки шлаковых включе­ний не наблюдается четкого изменения фаз сигналов, наблюдаемых от верхнего и нижнего кончиков плоскостного дефекта, поэтому цепочку шлаковых включений можно спутать с плоскостными дефектами.

Плоскостные дефекты, распростра­няющиеся со стороны поверхности ввода, регистрируются ДВМ как эхосигнал от кончика дефекта. Обычно они сопровож­даются исчезновением или ослаблением сигнала головной волны. Фаза эхосигнала совпадает с фазой сигнала головной вол­ны. Ухудшение качества акустического контакта, приводящее к исчезновению головной волны, может сделать изображе­ние таким же, как от плоскостного дефек­та, выходящего на донную поверхность. Проверить ухудшение акустического кон­такта можно по донному сигналу.

Плоскостные дефекты, выходящие на донную поверхность, регистрируются ДВМ как эхосигнал от верхнего кончика дефекта. Фаза при этом такая же, как фаза донного сигнала. Этим дефектам обычно соответствует увеличение времени пробе­га и/или ослабление донного сигнала. Главная причина ошибок при оценке пло­скостных дефектов, идущих от донной поверхности, - это эхосигналы от крупных пор или цепочек шлаковых включений, расположенных вблизи донной поверхно­сти. Они имеют много общих характери­стик с эхосигналами от плоскостных де­фектов, хотя амплитуда эхосигнала от объемных дефектов обычно больше. Там, где интерпретация затруднительна, изме­ряют высоту дефекта, используя прямое отражение от предполагаемого дефекта и эхосигнала от нижней части дефекта как от углового отражателя.

Эхосигналы от объемных дефектов могут иметь те же особенности и соотно­шение фаз, как от внутренних плоскост­ных дефектов, но, как отмечалось ранее, эхосигнал от верхнего края обычно значи­тельно больше, чем эхосигнал волны оги­бания и соскальзывания, образовавшейся в результате дифракции на нижней по­верхности.

Нитевидный дефект - это отража­тель, дающий четкий эхосигнал от верхне­го кончика и нечеткий - от нижнего. Воз­можно, существует фазовое различие ме­жду данными эхосигналами от такого де­фекта и сигналами от кончиков плоскост­ного дефекта, но это нельзя установить визуально. Эхосигналы от кончиков ните­видного дефекта не разрешаются. От де­фектов типа цепочек шлаковых включе­ний также могут наблюдаться сигналы, образующие прерывистые линии. От то­чечных дефектов получают такие же эхо - сигналы, как от объемных или нитевид­ных дефектов, но они не имеют заметной протяженности и высоты.

Обычно донный сигнал достаточно просто различить на экране, но он может получиться расщепленным на два или бо­лее сигналов. К примеру, особенности сварного шва могут вызвать на отдельных его участках появление двух или трех больших отражений: два от плоских по­верхностей основного металла и одно от поверхности повышенного проплавления (провисания) сварного шва. Также вызы­вают расщепление донного сигнала нали­чие подкладного кольца, смещение кро­мок свариваемых деталей, их наклон от­носительно друг друга или подрез. Труд­ность состоит в том, что эти расщепления могут быть интерпретированы как дефек­ты вблизи донной поверхности.

Связь между наблюдаемым временем прихода эхосигнала и его глубиной в ис­следуемом образце дается уравнением (2.28). Высоту плоскостных дефектов оп­ределяют по разности глубин, измеренной по эхосигналам, соответствующим верх­нему и нижнему кончикам дефекта. Как отмечалось, фазы эхосигналов, дифраги­рованных на вершине дефекта, приблизи­тельно одинаковы с фазой донного сигна­ла (на самом деле фазы отличаются на 45°, но это трудно определить на глаз). Дифра­гированные эхосигналы от нижней точки дефекта имеют противоположную фазу, приблизительно такую же, как фаза го­ловной волны.

При оценке глубин, соответствую­щих двум таким эхосигналам, нужно учи­тывать возможное изменение фаз. Так, если для отраженных эхосигналов в каче­стве начала отсчета времени выбран пер­вый положительный период, то за начало отсчета времени прошедших сигналов надо принять первый отрицательный пе­риод. Не обязательно выбирать какую - либо определенную точку импульса за начало отсчета, но желательно, чтобы эти точки соответствовали одинаковым поло­жениям на импульсах, так как их измере­ния используются совместно. Длина де­фекта оценивается по его условной про­тяженности. Альтернативный способ из­мерения - использование когерентных методов

Для уточненного определения разме­ров дефектов получают данные из 5- разверток (см. рис. 2.83). С помощью 5- развертки стремятся определить смещение дефекта по ширине сварного шва путем движения пары преобразователей под прямым углом к дефекту. Для правильно­го определения бокового положения должны быть установлены начальная и конечная позиции всех 5-разверток отно­сительно отмеченной линии. При сравне­нии результатов от нескольких смежных 5-разверток не допускается любое боко­вое движение пары преобразователей вдоль длины дефекта.

При 5-развертке эхосигнал от кончи­ка дефекта приходит с минимальной за­держкой, когда дефект находится посре­дине между преобразователями. Это мо­жет быть использовано для боковой лока­ции дефекта и служит индикацией того, что два кончика дефекта действительно связаны. Полезно повторить 5>-развертку (см. рис. 2.84) вдоль линии, для которой смещение X отсутствует. Это дает более точную оценку глубины дефекта. Этим путем можно определить изменение про­филя дефекта и его глубину в пределах исследуемого объекта.

Из 5-развертки можно также полу­чить другую полезную информацию о де­фекте, например определить относитель­ное боковое положение кончиков дефекта и угол наклона дефекта внутри ОК. Это может помочь в определении характера дефекта (например, наклонный дефект соответствует несплавлению с боковой кромкой разделки сварного шва), а также показать, где эхосигналы от предполагае­мых кончиков могут быть неправильно объединены друг с другом.

5-развертка с использованием преоб­разователей в наиболее асимметричных позициях имеет повышенную разрешаю­щую способность, эхосигнал от дефекта легче выделяется, поэтому глубина дефек­та может оцениваться с хорошей точно­стью. Дополнительная информация от В- разверток может помочь проанализиро­вать ситуацию там, где фазы эхосигналов неопределенны, так как благодаря разно­образию углов падения обеспечивается получение большего количества инфор­мации.

Погрешности в определении размера дефекта по высоте с помощью ДВМ воз­никают в результате действия многих факторов: неточности измерения времени, отклонения скорости УЗ от номинального значения, неопределенности положения дефекта между преобразователями. Глав­ные влияющие на погрешность измерения высоты дефекта факторы - это изменение толщины контактного слоя жидкости ме­жду преобразователями и ОК и случайное изменение расстояния между преобразо­вателями. Оценки показывают, что если глубина залегания дефекта 30 мм, а рас­стояние между преобразователями 50 мм, то изменение толщины контактного слоя жидкости на 0,5 мм вызовет погрешность измерения высоты в 2,6 мм, а изменение расстояния между преобразователями на 1 мм внесет погрешность в результате из­мерения высоты на 1,2 мм.

В БС представлены типичные изо­бражения на А - и D-развертках, соответст­вующие обнаружению дефектов различ­ного типа. В радиационном контроле по­добные изображения принято называть атласом дефектов. Предложена таблица, рекомендующая порядок действий для определения характера дефекта.

ДВМ с одним преобразователем применялся в [427, докл. С14]. Отличие состояло в том, что координаты кончика трещины, распространяющейся от корня сварного шва, измеряли при контроле од­ним преобразователем. Использовали ис­панскую установку "Sumiad III" фирмы Tecnatom и преобразователь поперечных волн на частоту 3,5 МГц с углом ввода 68°, диаметром пьезоэлемента 11 мм.

Контролировали аустенитные свар­ные швы трубопроводов из стали 08Х18Н10Т диаметром 325 мм с толщи­ной стенки 15 мм. Дефекты имитировали пропилами различной глубины шириной 0,15 мм, длиной 20 мм, расположенными перпендикулярно к донной поверхности и под углом 15° к ней (параллельно линии разделки шва). Обнаруживались дифрак­ционные сигналы от отражателей высотой > 4,6 мм. Погрешность измерения высоты пропила ±1,5 мм.

По измерениям [134] амплитуда эхо - сигнала от концов пропила шириной 0,1 мм или от кончика реальной усталост­ной трещины при контроле наклонным преобразователем на 16 ... 20 дБ меньше, чем от плоскодонного отверстия диамет­ром 2,2 мм, по которому обычно настраи­вают чувствительность. Отсюда следует вывод о том, что дифракционные эхосиг­налы от реальных трещин при контроле одним преобразователем получаются со­измеримыми с уровнем структурных по­мех даже при контроле сварных соедине­ний из углеродистой стали.