Оcновные методы ультразвукового контроля

Из большого многообразия методов акустического контроля (ГОСТ 23829 - 79), для контроля сварных швов рассматриваемых строительных конструкций применяют эхо-метод, теневой метод, зеркально-теневой метод, эхо-зеркальный метод, дельта-метод.

Наиболее достоверные результаты получают, если применяют образцы (СОП) с реальными дефектами. Применение СОП с искусственными дефектами, имитирующими трещины, может привести к ложным результатам. Это связано с тем, что искусственные дефекты имеют с торца сравнительно большую отражающую поверхность, поэтому процессы рассеяния УЗ-колебаний от искусственных дефектов могут резко отличаться от реальной картины рассеяния.

При любом из перечисленных методов контроля можно, а иногда и необходимо применять два ПЭП, один из которых выполняет функции излучателя, другой - приемника. Такая схема включения называется раздельной. Когда используется один пьезопреобразователь ПЭП, то в этом случае он выполняет функции излучения зондирующих импульсов и приема эхо-сигналов и такая схема называется совмещенной. При эхо-зеркальном методе ПЭП включены по совмещенной схеме, а также принимают сигналы по раздельной схеме.

Эхо-метод

Эхо-метод (рис.1) основан на регистрации эхо-сигнала, отраженного от дефекта. Кроме преимущества одностороннего доступа он также имеет наибольшую чувствительность к выявлению внутренних дефектов, высокую точность определения координат дефектов. К недостаткам метода следует отнести прежде всего низкую помехоустойчивость к наружным отражателям, резкую зависимость амплитуды сигнала от ориентации дефекта. Этим методом контролируют около 90 % всех сварных соединений толщиной 4 мм и более.

Рис.1.Контроль эхо-методом:
1-генератор; 2-усилитель; 3-индикатор; 4-объект контроля (шов); 5-преобразователь

наверх

Теневой метод

Теневой метод (рис. 2) При теневом методе контроля о наличии дефекта судят по уменьшению амплитуды УЗ-колебаний, прошедших от излучателя к приемнику . Чем больше размер дефекта, тем меньше амплитуда прошедшего сигнала. Излучатель и приемник ультразвука располагают при этом соосно на проти-воположных поверхностях изделия. Теневой метод можно применять только при двустороннем доступе к изделию. При ручном контроле этим методом можно контролировать сварные швы ограниченного сечения небольшой толщины. Недостатками метода являются сложность ориентации ПЭП относительно центральных лучей диаграммы направленности, невозможность точной оценки координат дефектов и более низкая чувствительность (в 10...20 раз) по сравнению с эхо-методом. К преимуществам следует отнести низкую зависимость амплитуды сигнала от ориентации дефекта, высокую помехоустойчивость и отсутствие мертвой зоны. Благодаря первому преимуществу этим методом уверенно обнаруживаются наклонные дефекты, не дающие прямого отражения при эхо-методе.

Рис. 2. Контроль теневым методом:
1 - генератор; 2,4- ПЭП; 3 - шов; 5 - ЭЛТ; 6 - усилитель

наверх

Зеркально-теневой метод

Зеркально-теневой метод (рис.3). При зеркально-теневом методе признаком обнаружения дефекта служит ослабление амплитуды сигнала, отраженного от противоположной поверхности (ее обычно называют донной поверхностью) изделия. Дополнительным преимуществом этого метода по сравнению с теневым являются односторонний доступ и более уверенное обнаружение дефектов, расположенных в корне шва. Оба эти метода нашли широкое применение при контроле сварных стыков арматуры.

наверх

Эхо-зеркальный метод "Тандем"

Эхо-зеркальный метод (рис. 4) - наиболее достоверен при обнаружении плоскостных вертикально ориентированных дефектов.  Он реализуется при прозвучивании шва двумя ПЭП, которые перемещаются по поверхности околошовной зоны с одной стороны шва таким образом, чтобы фиксировать одним ПЭП сигнал, излученный другим ПЭП и дважды отразившийся от дефекта и противоположной поверхности изделия. Этим методом контролируют изделия с эквидистантными поверхностями, а если их толщина менее 40 мм, то необходимы специальные ПЭП.

Одно из основных преимуществ метода - возможность оценки формы дефектов размером 3 мм и более, которые отклонены в вертикальной плоскости не более чем на 10°. При оценке формы дефектов необходимым условием является использование ПЭП одинаковой чувствительности. Метод нашел широкое применение при контроле толстостенных изделий, когда требуется высокая надежность обнаружения вертикально-ориентированных плоскостных дефектов, а также при арбитражных оценках.

Рис. 4 Контроль эхо-зеркальным методом:
1 - генератор; 2 — усилитель; 3 — ЭЛТ; 4 - ПЭП; 5 - шов

наверх

Дельта-метод

  Дельта-метод (рис. 5) Здесь используется ультразвуковая энергия, переизлученная дефектом. Падающая на дефект поперечная волна частично отражается зеркально, частично трансформируется в продольную, а частично переизлучает дифрагированную волну. Трансформированная продольная волна распространяется нормально к нижней поверхности, отражается от нее и улавливается прямым ПЭП. Этим же ПЭП будет улавливаться компонента продольной дифрагированной волны, срывающейся с верхнего кончика трещины и распространяющейся вертикально вверх. К недостаткам метода следует отнести необходимость зачистки шва, сложность расшифровки принятых сигналов при контроле соединений толщиной 15 мм и менее, трудности при настройке чувствительности и оценке величины дефектов.

Рис.5 Контроль дельта-методом:
1-генератор; 2-усилитель; 3-ЭЛТ; 4-ПЭП; 5-шов

наверх