Теневой способ ультразвукового контроля

Теневой метод ультразвукового контроля

Теневой метод одним из первых стал применяться для ультразвукового контроля металлоизделий. Излучатель ультразвуковых волн И, изделие и приемник П образуют «акустический тракт». Решение о состоянии проверяемого изделия выносится по уровню принятого сигнала U (на электродах приемного ПЭП П). Если на пути ультразвуковых волн от излучателя до приемника нет несплошностей, отражающих или рассеивающих ультразвуковые волны, то уровень принятого сигнала максимален. Этот уровень резко уменьшается или падает до нуля, если в изделии есть несплошность Д (рис 2.9.).

Рис 2.9. Теневой метод ультразвукового контроля

В отличие от эхо-метода, теневой метод имеет высокую помехоустойчивость и слабую зависимость амплитуды от угла ориентации дефекта. Недостатком метода является требование двухстороннего доступа к изделию. Кроме того, серьезным недостатком теневого метода является наличие значительных погрешностей показаний прибора, регистрирующего уровень прошедшего сигнала (из-за нестабильности акустического контакта обоих преобразователей с контролируемой деталью). Теневой метод не дает информации о координатах дефекта. По этим причинам данный метод в дефектоскопии деталей железнодорожного транспорта имеет ограничение применение.

Зеркальный метод ультразвукового контроля

При поиске дефектов, ориентированных перпендикулярно к поверхности сканирования, например, некоторых контактно-усталостных трещин, контроль одним наклонным преобразователем не всегда дает достаточно надежные показания. Это связано с тем, что ультразвуковой луч, падая на дефект, в основном зеркально отражается от его плоскости практически не возвращается на излучаемый ПЭП. Для повышения эффективности обнаружения вертикально ориентированных поперечных трещин рекомендуется дополнить эхо-метод ультразвукового контроля зеркальным методом. Он реализуется при прозвучивании изделия двумя ПЭП, которые размещены на поверхности сканирования так: образом, чтобы фиксировать одним ПЭП сигнал, излучаемый другим ПЭП. Сигнал переотражаясь от противоположной поверхности изделий от плоскости дефекта, поступает на приемную пьезопластину. (рис. 2.10).

Рис. 2.10. Зеркальный метод ультразвукового контроля

В простейшем случае в дополнение к первому ПЭП, работающемув обычном режиме «излучение-прием», на определенном расстоянии В от него устанавливают второй ПЭП, который может работать только в режиме приема зеркально отраженных от плоскости дефекта сигналов (рис. 2.11). Расстояние В между двумя ПЭП выбирают, исходя из условия наилучшего озвучивания зоны вероятного обнаружения дефектов.

Рис 2.11. Процесс формирования сигналов при зеркальном методе ультразвукового контроля

Зеркально-теневой метод ультразвукового контроля

Зеркально-теневой метод, как видно из рис. 2.11, не требует двухстороннего доступа к изделию. При этом признаком обнаружения дефекта служит ослабление амплитуды сигнала, отраженного от противоположной поверхности.

Как видно из рис. 2.12, зеркально-теневой метод (ЗТМ) ультразвукового контроля реализуется, если перенести приемный пьезоэлектрический преобразователь, реализующий теневой метод, с донной поверхности на поверхность сканирования изделия и наблюдать за амплитудой дважды прошедшего через изделие сигнала (от поверхности ввода до донной поверхности и обратно).

Естественно, временное положение донного сигнала относительно зондирующего импульса в два раза превышает временное положение прошедшего сигнала при теневом методе.

Источник

Методы УЗ дефектоскопии: теневой, зеркально-теневой, эхо-метод

Большинство ультразвуковых дефектоскопов являются импульсными. Принцип действия их основан на посылке ультразвуковых импульсов в изделие и приеме их отражений от несплошностей или конструктивных элементов изделий.

Генератор импульсов возбуждения (зондирующих импульсов) формирует короткий электрический зондирующий импульс, который с выхода дефектоскопа подается на преобразователь для его возбуждения. Отраженный от противоположного торца изделия (донный) или от дефекта эхо-сигнал принимается тем же (совмещенная схема включения) или другим (раздельная схема) преобразователем, который подключаются к входу приемника дефектоскопа.

Через заданный промежуток времени (период следования зондирующих импульсов Т_ЗИ) процесс повторяется.

Теневой метод контроля предполагает доступ к изделию с двух сторон и реализуется при раздельной схеме включения ПЭП. В этом случае ультразвук излучается одним ПЭП (И), проходит через контролируемое изделие и принимается другим ПЭП (П) на другой стороне. Признаком дефекта при теневом методе является уменьшение ниже порогового уровня или пропадание сигнала прошедшего через контролируемое изделие. Метод обладает высокой чувствительностью, но не дает информации о глубине залегания дефекта. О величине дефекта можно судить по степени ослабления прошедшего сигнала. На уменьшение амплитуды сигнала при теневом прозвучивании влияют кроме того и другие факторы: шероховатость поверхности, затухание ультразвука, расхождение пучка, нарушение соосности преобразователей.

При зеркально-теневом методе излучатель посылает импульс, который отражается от противоположной (донной) стороны изделия и регистрируется приемником. Полученный сигнал называют «донным» сигналом. Ультразвук проходит изделие два раза, что повышает чувствительность контроля. В отличие от теневого метода ЗТМ не требует двухстороннего доступа к изделию, но необходимо наличие двух плоско-параллельных поверхностей. ЗТМ также не дает информации о глубине залегания дефекта.

Признаком дефекта при ЗТМ контроля является пропадание донного сигнала или его ослабление ниже порогового уровня. О величине дефекта можно судить по степени ослабления донного сигнала. Выявляемость дефекта не сильно зависит от его ориентации по отношению к акустической оси.

Эхо-метод ультразвуковой дефектоскопии основан на посылке в изделие коротких ультразвуковых сигналов (зондирующих импульсов) и регистрации сигналов (эхо-сигналов), отраженных от выявляемых дефектов.

При контроле прямым преобразователем наряду с эхо-сигналом от дефекта на экране может присутствовать донный сигнал

Признаком дефекта при эхо-методе контроля является появление в зоне контроля эхо-сигнала с амплитудой выше порога срабатывания сигнализации при заданной чувствительности дефектоскопа.

Эхо-метод контроля прямым ПЭП при наличии донной поверхности обычно совмещают с зеркально-теневым методом, т.е. анализируют как пропадание или уменьшение донного сигнала, так и появление эхо-сигналов от дефектов.

К достоинства эхо- метода можно отнести: односторонний доступ к контролируемому изделию, достаточно высокую чувствительность к дефектам и высокая точность определения координат дефектов.

Источник

Ультразвуковой контроль УК

Определение термина «ультразвуковой контроль»

Ультразвуковой контроль — одна из разновидностей неразрушающего контроля. Заключается в установлении свойств исследуемого предмета при помощи ультразвука.

Что такое ультразвуковая дефектоскопия

Ультразвуковая дефектоскопия — поиск дефектов в материале изделия ультразвуковым методом, то есть путем излучения и принятия ультразвуковых колебаний, и дальнейшего анализа их амплитуды, времени прихода, формы и пр. с помощью специального оборудования — ультразвукового дефектоскопа.

Подготовленные для ультразвукового метода неразрушающего контроля поверхности непосредственно перед прозвучиванием необходимо тщательно протереть ветошью и покрыть слоем контактной смазки.

Применяемый нашими специалистами ультразвуковой дефектоскоп А1212 Master разработан специально для использования в особенно сложных условиях, предназначен для решения широкого круга задач дефектоскопии, толщинометрии. Это уникальный в своем роде прибор, отличается многочисленными функциями программного обеспечения и широкими возможностями по управлению информацией. Бесперебойная работа прибора гарантирована в самых жестких промышленных условиях. Его универсальность применяется нами для выявления внутренних эффектов в различных материалах: металлах, пластмассах, композитах.

Основные методы проведения ультразвукового контроля

На сегодняшний день в промышленности применяют пять основных методов проведения УЗК, которые отличаются между собой только способом регистрации и оценки данных:

1. Теневой метод

Заключается в контроле уменьшения амплитуды ультразвуковых колебаний прошедшего и отраженного импульсов.

2. Зеркально-теневой метод

Обнаруживает дефекты швов по коэффициенту затухания отраженного колебания.

3. Эхо-зеркальный метод или “Тандем”

Заключается в использовании двух аппаратов, которые перекликаются в работе и с разных сторон подходят к дефекту.

4. Дельта-метод

Основывается на контроле ультразвуковой энергии, переизлученной от дефекта.

5. Эхо-метод

Основан на регистрации сигнала отраженного от дефекта.

Преимущества ультразвукового контроля качества металлов и сварных швов

• высокая точность и скорость исследования, а также его низкая стоимость;
• безопасность для человека (в отличие, к примеру, от рентгеновской дефектоскопии);
• возможность проведения выездной диагностики (благодаря наличию портативных ультразвуковых дефектоскопов);
• во время проведения УЗК не требуется выведения контролируемой детали или всего объекта из эксплуатации;
• при проведении УЗД проверяемый объект не повреждается.

Основные недостатки ультразвуковой дефектоскопии

• ограниченность полученной информации о дефекте;
• некоторые трудности при работе с металлами с крупнозернистой структурой, которые возникают из-за сильного рассеяния и затухания волн;
• необходимость проведения предварительной подготовки поверхности шва.

Что такое ультразвуковая толщинометрия

Ультразвуковая толщинометрия — используется для определения минимальной и максимальной толщины технического устройства с возможностью последующего расчета остаточного ресурса. Исследование состоит из снятия точечных замеров в количестве, необходимом для определения минимальной и максимальной толщины. Толщиномеры являются идеальными и универсальными приборами в случаях проведения измерений на поверхностях с покрытием или окрашенных.

Источник

Теневой и зеркально- теневой методы ультразвукового контроля

Теневой метод одним из первых стал применяться для ультразвукового контроля металлоизделий. Излучачатель ультразвуковых волн И, изделие и приемник П образуют «акустический тракт». Решение о состоянии проверяемoгo изделия выносится по уровню принятого сигнала U. Если на пути ультразвуковых волн от излучателя до приемника нет препятствий (несплошностей), отражающих или рассеивающих ультразвуковые волны, то уровень принятого сигнала максимален. Этот уровень резко уменьшается или падает до нуля, если в изделии есть несплошность Д (рис. 9.9).

Рис. 9.9. Теневой метод ультразвукового контроля.

Решение выносится при соблюдении требований к условиям обеспечения стабильного акустического контакта обоих искателей с контролируемым изделием. В отличие от эхо-метода, теневой метод имеет высокую помехоустойчивость и слабую зависимость ампли­туды от угла ориентации дефекта.

Недостатком метода является требование двухстороннего доступа к изделию. Естественно, это условие не может быть выполнено при контроле рельсов в пути. Кроме того, серьезным недо­статком теневого метода является наличие значительных погрешностей показаний прибора, регистрирующего уро­вень прошедшего сигнала (из-за нестабильности акусти­ческого контакта обоих преобразователей с контролиру­емой деталью). Теневой метод не дает информации о расположении (координатах) обнаруженной несплошно­сти. По этим причинам данный метод в дефектоскопии деталей железнодорожного транспорта имеет ограничен­ное применение.

Зеркально-теневой метод, как видно из рис. 9.10, не требует двухстороннего доступа к изделию. При этом признаком обнаружения дефекта служит ослабление ам­плитуды сигнала, отраженного от противоположной поверхности.Ее обычно называют донной поверхностью, а эхо- сигнал,отраженный от этой поверхности — донным сигналом.

Рис. 9.10. Переход от теневого метода ультразвукового контроля к зеркально-теневому

Каквидно из рис. 9.10 зеркально-теневой метод (ЗТМ) ультразвукового контроля реализуется, если перенести приемный пьезоэлектрический преобразователь, реализующий теневой метод, с донной поверхности на поверхностьсканирования изделия и наблюдать за уровнем (амплитудой) дважды прошедшегочерез изделие сигнала (от поверхности ввода донной поверхности и обратно).Естественно, временное положение донного сигнала относительно зондирующего импульса в два раза превышает временное положение прошедшего сигнала при теневом методе.

Как ипри реализации эхо-метода, для ЗТМ в качестве излучателя и приемника ультразвуковых колебаний могут использоваться:

· два рядом расположенных пьезопреобразователя в отдельных корпусах (как на рис. 9.10), при этом преобразователи работают в раздельном режиме;

· две пьезопластины размещены в одном корпусе, причем приемная и передающая пьезопластины обычно отде­ляются электроакустическим экраном. Такой пьезопреобразователь называют раздельно-совмещенным(PC) ПЭП (рис. 9.11);

· одна пьезопластина, осуществляющая поочередное излучение и прием ультразвуковых колебаний. Такой ре­жим работы называют совмещенным,а пьезопреобразователь – совмещенным ПЭП.

В рельсовой дефектоскопии, ввиду простоты реализа­ции, чаще всего применяют преобразователи, работающие в совмещенном режиме, реже – в раздельно-совмещен­ном (PC) и весьма редко – в раздельном режиме излуче­ния-приема ультразвуковых колебаний (рис. 9.11).

Рис. 9.11. Реализация зеркально- теневого метода.

ЗТМ можно реализовать как с помощью прямых, так и наклонных ПЭП. В съемных дефектоскопах и при ручном контроле в основном применяются прямые ПЭП. ЗТМ является одним из основных способов, применяемых для обнаружения дефектов в виде вертикальных расслоений в шейке и подошве рельса.

Дата добавления: 2018-02-15 ; просмотров: 2826 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Источник