Метод этот основан на исследовании распространения упругих ко­лебаний с частотой 0,5...25 МГц в контролируемых изделиях. Различа­ют три основных метода по признаку обнаружения дефекта: теневой, зеркально-теневой и эхо-метод.

При теневом методе (рис. 12.5, а) дефект обнаруживают по умень­шению интенсивности (амплитуды) ультразвуковой волны, прошедшей через изделия от излучающего (И) искателя к приемному (П). Этот метод предполагает двухсторонний доступ к контролируемому изделию.

При зеркально-теневом методе (рис. 12.5, б) дефект обнаруживают по уменьшению интенсивности (амплитуды) отраженной от противо­положной поверхности изделия ультразвуковой волны. Эту поверх­ность, зеркально отражающую волну, называют донной, а импульс, от нее отраженный, - донным импульсом.

При эхо-методе дефект обнаруживается эхо-импульсом, отраженным от него. При любом методе контроля возможно использование двух ис­кателей, один из которых выполняет функции излучения, а другой при­ема. Такая схема включения искателей называется раздельной (рис. 12.5, в). В то же время при эхо-методе (как и при зеркально-тене­вом) возможно применение одного искателя (ИП), включенного по со­вмещенной схеме, при которой один и тот же искатель выполняет функции излучения зондирующих импульсов и приема эхо-сигналов (рис. 12.5, г).

Для возбуждения и регистрации ультразвуковых колебаний исполь­зуют электроакустические преобразователи в виде пластин из пьезо­акустических материалов: кварца, цирконата, титаната свинца, титана - та бария и др. Толщину излучающей пластины подбирают в зависимости

ззо

-А - /

Рис. 12.5. Ра зиовидиости ультразвукового контроля:

а - теневой: 6 - зеркальный; в - зхо-мстод раздельным искателем;

✓ - зхо-мстод с совмещенным искателем

от частоты излучающего генератора. Схема наиболее часто применяе­мого наклонного совмещенного искателя приведена на рис. 12.6.

При контактном способе зазор между излучающей плоскостью искате­ля и поверхностью изделия заполняют контактирующей средой, в качестве которой применяются минеральные масла, солидол, вода, спирт, техничес­кий глицерин.

Иммерсионный контроль ведется при погружении контролируемо­го изделия в контактную среду; при этом толщина слоя контактируе - мой среды составляет более половины длины волнового пакета ультра­звукового импульса, т. е. в этом случае исключается влияние толщины слоя контактируемой жидкости на интенсивность вводимой в изделие волны.

При поиске дефектов совмещенный искатель зигзагообразно переме­щают вдоль контролируемого шва (рис. 12.7). К основным параметрам ультразвукового контроля (УЗК) относятся: выбор схемы прозвучива - ния, чувствительность контроля, тип искателя (совмещенный или раз­

дельный), угол ввода, частота ультразвука, мертвая зона, частота следо­вания импульсов, скорость и шаг перемещения искателя (сканирование).

Признаком обнаружения дефекта при УЗК является прием эхо-сиг­нала, амплитуда которого превышает заданный уровень от отражателя (дефекта), расположенного в металле шва. Для получения необходи­мой информации о выявляемых дефектах используют следующие из­меряемые характеристики дефекта: максимальную амплитуду эхо-сиг­нала от дефекта, координаты расположения дефекта в шве, условные размеры дефекта и их количество на принятой длине шва.

Чувствительность метода предполагает способность выявлять задан­ные дефекты определенного вида при данной настройке аппаратуры и принятой методике поиска.

Признаками наличия дефектов при УЗК являются:

• превышение амплитуды отраженного сигнала при заданном уров­не фиксации (при эхо-методе);

• ослабление амплитуды прошедшего сигнала ниже заданного уровня (при теневом методе);

• ослабление амплитуды сигнала, отраженного от противополож­ной грани изделия (донного сигнала) или от какого-либо экрана (при зеркально-теневом методе).

Все указанные параметры определяются на экране катодной трубки прибора.

Существующие в настоящее время приборы УЗК позволяют измерять параметры, косвенно характеризующие местоположение и размеры дефек­тов по амплитуде отраженного или прошедшего сигнала, расстояния вдоль ультразвукового луча от точки ввода до отражающей поверхности дефек­та (последняя характеристика действительна при эхо-методе).

Для оценки конкретных размеров дефекта (эквивачентной его площа­ди) в зависимости от величины коэффициента затухания ультразвука в дан­ном материале, диаметра отражателя и амплитуды сигната существуют так называемые АРД-диаграммы. Эквиватентная площадь может в определен­ной мере характеризовать предельный (наименьший) размер мелких дефек­тов. Крупные дефекты характеризуют их так называемая условная протя­женность /, условная ширина Ад* и условная высота АН (рис. 12.8).

ззз

Условная протяженность характеризует размеры дефекта вдоль шва (в плане), а условные ширина и высота - размеры дефекта в сечении шва. Величину условной протяженности измеряют длиной зоны пере­мещения искателя вдоль шва, в пределах которого воспринимается эхо - сигнал от выявленного дефекта на экране катодной трубки прибора. Пе­ремещая искатель нормально к шву, измеряют величину условной ширины дефекта, а величину условной высоты вычисляют по разнице интервалов времени между зондирующим и эхо-импульсом при край­них положениях искателя, между которыми измеряли условную шири­ну Ах. Допустимые дефекты, выявленные при УЗ К, определяются со­ответствующими правилами контроля, а их характер, величина и количество диктуются ответственностью данной конструкции и усло­виями ее эксплуатации.

Ультразвуковая дефектоскопия широко применяется для сварных соединений разного рода конструкций из низкоуглеродистых и низко­легированных сталей в толщинах вплоть до 500 мм. Очень часто, для контроля особо ответственных конструкций (корпуса подводных ло­док), одновременно с этим способом применяется рентгеногаммагра - фия, что объясняется необходимостью полного выявления дефектов сварных швов.

Считается, что высокая степень достоверности ультразвуковой де­фектоскопии может быть достигнута путем автоматизации всего про­цесса контроля. В этом случае, наряду с механизацией сканирования, установки для контроля фиксируют его результаты с их автоматизиро­ванной оценкой.