Основной НТД в России по УЗ- контролю прутков и заготовок круглого, квадратного и прямоугольного сечений - ГОСТ 21120-75. Он распространяется на кованые, катаные, обжатые изделия и по­луфабрикаты из углеродистых, легиро­ванных и высоколегированных сталей и сплавов диаметром или стороной 80 ... 300 мм. Далее будет рассмотрена также методика [233], которая распространяется на контроль прутков диаметром 10 ... 230 мм. Оба документа предусматривают применение для контроля эхометода.

Согласно упомянутому стандарту контроль выполняют продольными и по­перечными волнами, хотя схема контроля поперечными волнами не приведена. В качестве искусственных отражателей в СОП применяют боковые цилиндрические или плоскодонные отверстия (рис. 3.83). Их рекомендуется выполнять на расстоя­нии от поверхности, равном h = 3/4/7, где D - диаметр или толщина ОК. Боковое
цилиндрическое отверстие должно иметь диаметр d < 2,5 мм, плоскодонное отвер­стие - диаметр d < 3 мм. Допускается применение других типов СОП и искусст­венных отражателей.

При оценке допустимости дефекта учитывают амплитуду эхосигнала от него по сравнению с амплитудой эхосигнала от искусственного отражателя и условную протяженность, способ измерения которой стандарт не определяет. По результатам контроля установлено четыре группы ка­чества. Согласно первой из них прутки не должны содержать дефектов с амплитудой эхосигнала, большей, чем от искусствен­ных отражателей, и протяженностью > 20 мм. Согласно другим группам каче­ства прутки могут содержать дефекты, амплитуда эхосигнала от которых больше, чем от искусственных отражателей. Ус­ловная протяженность дефектов должна быть < 50; < 100 и > 100 мм соответствен­но для второй, третьей и четвертой групп качества.

Документ [233] распространяется на контроль прессованных прутков из алю­миниевых сплавов, обточенных катаных заготовок из титановых сплавов и прутко­вых заготовок из жаропрочных сплавов. По мнению авторов книги, возможно рас­пространение документа на другие мате­риалы. Контроль проводится на установ­ках с иммерсионным контактом.

Тип искусственного отражателя в СОП и тип УЗ-волн выбирают в зависимо­сти от преимущественной ориентации, расположения и характера возможных дефектов прутков. Искусственные отража­тели типа радиальных отверстий с пло­ским дном применяют при контроле прут­ков продольными волнами. Настройку чувствительности аппаратуры с помощью таких СОП проводят только в статическом режиме. Плоскодонные отверстия заглу­шают пробкой, исключающей проникно­вение в них иммерсионной жидкости. Ис-

п

кусственные отражатели в виде боковых отверстий, просверленных с торца вставки в составной образец, используют при кон­троле прутков поперечными волнами. Максимальное расстояние от оси отвер­стия до поверхности прутка определяется требуемой величиной контролируемого подповерхностного слоя, но не должно превышать 0,2D, где D - диаметр прутка. Искусственные отражатели в виде про­дольных и поперечных V-образных рисок применяют при контроле прутков поверх­ностными и сдвиговыми волнами. Глуби­на искусственного отражателя этого типа

3.13. Схемы контроля прутков

должна быть больше тройной высоты микронеровностей рельефа поверхности контролируемого прутка.

Методика предусматривает контроль прутков по следующим схемам (рис. 3.84): продольными волнами с применением совмещенного преобразователя (схема А); продольными волнами с применением РС- преобразователя (Б); сдвиговыми волнами в плоскости поперечного сечения прутка совмещенным преобразователем (В] и В2); сдвиговыми волнами в плоскости вдоль оси прутка совмещенным преобразовате­лем (Д, и Дг); поверхностными волнами в плоскости поперечного сечения прутка совмещенным преобразователем (Г і и Г2); поверхностными волнами в диаметраль­ной плоскости прутка совмещенным пре­образователем (Еі и Е2). Характеристики и применимость схем контроля приведены в табл. 3.13.

В установке "Стержень-2", разрабо­танной ВНИИНК (М. Б. Гитис и др.), пру­ток, проходя иммерсионную ванну, не вращается. Для контроля всего сечения прутка применено девять преобразовате­лей с угловым шагом 45° на частоту

2,5 МГц. Преобразователи работают по очереди. Мертвая зона 4 мм. Чувствитель­ность настраивают по плоскодонному от­верстию диаметром 1,6 мм. Многолетняя практика показала полное отсутствие де­фектов в шарико - и роликоподшипниках, изготовленных из стали, проверенной УЗ на установке.

Довольно широкое применение при контроле прутков получили механизиро­ванные способы контроля. Например, преобразователь, размещенный на катя­щейся тележке (см. рис. 2.20, ж), вручную перемещают вдоль прутка. К прутку пре­образователь прижимается с помощью пружины (разработка В. Д. Королева, ЦНИИТмаш).

К. Е. Аббакумов и др. [421, докл. 2.95] предложили использовать УЗ для высоко­производительного контроля проводов городского электротранспорта на наличие дефектов и определение степени износа.

В [422, с. 2154] сообщалось об испы­тании установки для контроля горячей проволоки диаметром 5 ... 10 мм. Приме­няются стержневые продольные волны первой и второй мод, хотя рассмотрена также возможность использования изгиб - ных и крутильных мод. Возбуждение и прием осуществляются ЭМА-преобразо - вателями.

В [425, с. 88/019] сообщалось о кон­троле тросов подвесных мостов. Тросы состояли из большого числа (100 ... 350) элементов в виде параллельных проволок диаметром 7 мм. При контроле использо­вали продольные нормальные волны пер­вой моды на частоте 2,25 МГц. В нату­ральной проволоке из троса длиной 800 мм выявляли искусственный дефект типа зарубки глубиной 1,5 мм. Если трос погружали в воду, сигнал ослаблялся на 10 ... 14 дБ. В реальных тросах обнаружи­вали коррозионные повреждения глуби­ной > 1 мм. Тросы имели оболочку, так что возможен был акустический контакт только с концами проволок.

В [425, с. 93/318] изучались вопросы излучения и приема волн в стержнях и кабелях ЭМА-преобразователями. Стер­жень охватывали намагничивающие ка­тушки излучателя и приемника, которые питались постоянным током. Внутри них размещались по две высокочастотные ка­тушки. На излучающие катушки подавали ток в 1 кВ-А частотой 50 ... 600 кГц, а приемные соединяли с усилителем в 60 дБ. Для отстройки от помех применяли фильтрацию. Испытания вели на стержнях диаметром 14 ... 16 мм. Излучатель и при­емник располагали на расстоянии ~ 3 м, расстояние от торца стержня было 1 ...2м. Приведены осциллограммы, подтвержда­ющие хорошее выявление отверстия диа­метром 5 мм, просверленного поперек стержня.