Некоторые нормативные документы не допускают наличия протяженных де­фектов в контролируемом изделии, поэто­му возникает задача распознавания ком­пактных и протяженных дефектов средст­вами УЗ-дефектоскопии.

Дефект относят к компактным (не­протяженным, точечным, одиночным) или протяженным с позиции УЗ-контроля в зависимости от того, меньше или больше его размер по сравнению с шириной УЗ - пучка лучей от данного преобразователя на данном расстоянии от него. Определя­ют это на основании измерения условных размеров дефекта. Дефект считают ком­пактным, если все его условные размеры не больше, чем у ненаправленного отра­жателя.

Практически дефект считают ком­пактным, если его условные протяжен­ность, ширина или высота не превосходят условной протяженности, ширины или высоты эквивалентного дефекту плоско­донного отверстия при их измерениях лю­быми способами. Иногда для упрощения контроля сравнивают условные размеры всех обнаруженных дефектов и плоско­донного отверстия максимально допусти­мого размера для ОК.

Обычно плоскодонное отверстие имеет диаметр значительно меньше диа­метра преобразователя, поэтому его ус­ловную протяженность определяют по диаграмме направленности преобразова­теля как излучателя-приемника. Если диаметры отражателя и преобразователя соизмеримы, то их общая диаграмма на­правленности сужается (см. рис. 3.15). Только когда размер отражателя больше,

чем преобразователя, условные протяжен­ности, измеренные способами "6, 10 или 20 дБ", возрастают.

Условная протяженность, определен­ная по уровню фиксации, постоянно рас­тет с увеличением размера отражателя. Отсюда следует, что при измерении ус­ловной протяженности разными способа­ми превышение ею условной протяженно­сти эквивалентного дефекту плоскодонно­го отверстия свидетельствует о выявлении протяженного дефекта, который (возмож­но) лишь частично отражает УЗ.

Когда дефект расположен в дальней зоне прямого преобразователя, для отли­чия компактного и протяженного дефек­тов пользуются графиками (см. рис. 3.18). Они построены в безразмерных координа­тах.

Прямые на рис. 3.18, о соответствуют условной протяженности Ах, измеренной относительными способами на уровнях 6 и 20 дБ. Кривые на рис. 3.18, б отвечают условной протяженности Ах', измеренной по уровню фиксации. Кружок или квадра­тик у графиков соответствует круглому или прямоугольному пьезоэлементу раз­мером D в направлении перемещения пре­образователя; (Лд/Лф) - превышение ам­плитуды эхосигнала от дефекта над уров­нем фиксации, в положительных дБ. Если точка, отвечающая измеренной условной протяженности дефекта, лежит на соот­ветствующей кривой или ниже ее, дефект компактный, если выше - протяженный.

Пример 3.5. При тех же условиях кон­троля, как в примере 3.4, обнаружен дефект эквива­лентным диаметром d = 4 мм на глубине г -70 мм. Условная протяженность его на уровне фиксации (по плоскодонному отверстию диаметром d = = 2,2 мм) Дх’ = 25 мм. Является или нет дефект протяженным?

Определим, на каком уровне от максимума измеряется условная протяженность дефекта. Приведенное расстояние

r/N = 70/18 = 3,9 •

Дефект находится в дальней зоне преобра­зователя. Следовательно, можно пользоваться графиками, приведенными на рис. 3.18, и ампли­туда эхосигнала от него пропорциональна площа­ди эквивалентного отражателя:

(Дл/Дф) = 201§(4/2,2)2=Ю,4.

Определяем параметр на оси ординат рис. 3.18, б:

Ax'D/(r) = 25 • 12/(70 - 2) = 2,14 .

На рис. 3.18, б находим точку с координа­тами (10,4; 2,14). Она лежит выше кривой с кру­жочком. Квалифицируем дефект как протяжен­ный.

Рекомендуется способ распознавания компактных и протяженных дефектов сварных соединений с помощью эмпири­ческой формулы и практических данных (см. разд. 5.1.1.5).

Для разделения дефектов на неразви­тые и развитые по высоте относительным способом ("6 дБ") сравнивают перемеще­ния эхосигнала по линии развертки, соот­ветствующие дефекту и боковому цилин­дрическому отверстию (см. рис. 3.17, а), выполненному на той же глубине, что и дефект. Диаметр отверстия может быть произвольным. Если это перемещение для дефекта больше, дефект считают разви­тым по высоте. Сравнение с отверстием необходимо, чтобы учесть перемещение эхосигнала, связанное с раскрытием диа­граммы направленности преобразователя.

На рис. 3.19 показаны временные ин­тервалы At (мкс) пробега эхосигнала по линии развертки на уровне 6 дБ в зависи­мости от глубины залегания цилиндриче­ского отражателя у (мм) для некоторых наклонных преобразователей из комплек­та ПРИЗ-Д5. Кривые сняты эксперимен­тально на образцах из углеродистой мел­козернистой стали. Отклонение от приве­денных кривых в сторону уменьшения временного интервала для больших глу­бин возможно под влиянием повышенного затухания УЗ.

Согласно теории, если затухание УЗ в материале ОК мало, то временной ин­тервал для цилиндрического отверстия возрастает линейно с увеличением глуби­ны. Отклонение от линейности некоторых кривых (например, 2,5; 65°, см. рис. 3.19) вызывается недостаточной величиной стрелы наклонного преобразователя. Ди­фракция УЗ-волн на угле А (см. рис. 2.15) искажает акустическое поле преобразо­вателя.

Пример 3.6. Преобразователем из ком­плекта ПРИЗ-Д5 с углом ввода 50° на частоту 2,5 МГц в сварном шве обнаружен дефект на глу­бине 50 мм. Временной интервал пробега эхосиг­нала по линии развертки до уменьшения его амплитуды на 6 дБ от максимума At равен 9,5 мкс. Является ли дефект компактным или он развит по высоте?

По графику 50°, 2,5 МГц для абсциссы у = =60 мм находим At - 8 мкс, т. е. меньше измерен-

ного для дефекта значения At. Квалифицируем дефект как протяженный.

Более точный способ сравнения де­фекта с боковым цилиндрическим отвер­стием - определение второго центрально­го нормированного момента [222]. Он предусматривает измерение амплитуд эхосигналов от дефекта и бокового отвер­стия при перемещении преобразователя с шагом ~1 мм и сравнение интегральных значений амплитуд от этих отражателей. Этот способ, однако, трудоемок и редко применяется на практике.