что такое мертвая зона узк

Мертвая зона.

Мертвая зона или минимальная глубина прозвучивания – минимальное расстояние от поверхности ввода до дефекта, надежно выявляемого при контроле. Возникновение мертвой зоны при контроле по совмещенной схеме связано с тем, что усилитель дефектоскопа не может принимать эхо-сигналы от дефектов во время излучения зондирующего импульса. После него следуют реверберационные помехи преобразователя, т.е. многократные отражения импульса в его элементах: пьезопластине, протекторе, призме и т.д. Они имеют большую амплитуду и небольшой эхо-сигнал от дефекта на их фоне не обнаруживается.

Таким образом мертвая зона h увеличивается с возрастанием длительности импульса t и длительности реверберационных помех t_п преобразователя. Обычно длительность импульса измеряется количеством периодов колебаний в нем. При том же числе периодов время каждого периода уменьшается с увеличением частоты, поэтому с ростом частоты мертвая зона уменьшается. Обычно величина ее – 5 … 10 мм.

При контроле наклонным преобразователем расстояние h располагается в направлении луча, наклоненного к поверхности под углом ввода a (рис. 4.6), поэтому мертвая зона в направлении перпендикулярном поверхности h’ уменьшается с увеличением угла ввода.

При контроле РС преобразователем мертвая зона возникает в результате прохождения зондирующего импульса от излучающего к приемному элементу. Такие преобразователи имеют мертвую зону 0,5 …1 мм – значительно меньше совмещенных.

Мертвую зону проверяют по боковым цилиндрическим отверстиям, просверленным на разных расстояниях от поверхности образца из материала изделия. При контроле стальных изделий для приближенной оценки мертвой зоны используют отверстия диаметром 2 мм в СО-2 на расстояниях 2 и 8 мм от поверхности.

В соответствии с изложенным выше, для прямого преобразователя мертвая зона определяется формулой:

,

где с – скорость волн в изделии, а для наклонного преобразователя – формулой (рис. 4.6,б):

.

С возрастанием эхо-сигнала от дефекта улучшается возможность его обнаружения на фоне помех преобразователя, поэтому, для более точного определения мертвой зоны нужно получить сигнал, соответствующий уровню фиксации, т.е. следует использовать не боковые цилиндрические отверстия, а те же искусственные дефекты, по которым настраивалась чувствительность дефектоскопа, например плоскодонные отверстия. Однако, поскольку их трудно точно изготовить, часто, пренебрегая небольшой погрешностью, используют боковые цилиндрические отверстия. При контроле наклонным преобразователем, как правило, используют боковые цилиндрические отверстия, а при контроле прямым преобразователем, иногда, плоскодонные отверстия, что более точно.

Дата добавления: 2015-08-14 ; просмотров: 6151 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Ультразвуковой контроль – самый универсальный метод НК

Для чего проводят ультразвуковой контроль

В силу всех этих факторов ультразвуковой контроль всё чаще противопоставляют радиографическому. В пользу первого говорит ещё и то, что он безвреден для человеческого здоровья. Приборы для УЗК хороши своей портативностью, удобство работы в полевых условиях, большим многообразием датчиков, призм, сканеров и прочих принадлежностей для самых разных задач дефектоскопии.

Ультразвуковой контроль сварных соединений: последовательность действий

5) расшифровку данных, оформление заключения. Обычно дефекты классифицируются на допустимые и недопустимые по амплитуде, протяжённые и непротяжённые, поперечные, в корне и в сечении шва. Формат заключения/протокола/акта по результатам УЗК утверждается в нормативно-технической документации на контроль и согласовывается с заказчиком. Запись дефектов осуществляется с использованием условных обозначений, указанием глубины залегания, координат относительно начала отсчёта, амплитуды, протяжённости и пр. Чтобы упростить выборку дефекта и ремонт ОК, рекомендуется указывать начальные и конечные координаты каждого дефекта. В зависимости от того, какие дефекты обнаружены и какими параметрами они обладают, объект контроля относят к категории «годен», «ремонтировать» или «вырезать».

На каких объектах практикуется ультразвуковой контроль

Виды ультразвукового контроля

Заканчивая этот блок, нельзя не сказать и об ультразвуковой толщинометрии (УЗТ). Измерение толщины металла – один из ключевых способов коррозионного мониторинга. По результатам УЗТ можно судить об остаточном ресурсе конструкции (механизма, оборудования и пр.).

Как и в ультразвуковом контроле, принцип построен на использовании импульсов, которые излучает преобразователь. Прибор измеряет скорость, за которую они проходят через стенку. Если конкретнее, то известно 3 основных режима:

1) однократного эхо-сигнала. Измеряется время, которое проходит между начальным импульсом возбуждения и первым эхо-сигналом. Значение корректируется с учётом толщины протектора ПЭП, компенсации степени изнашивания и слоя контактной среды;

2) однократного эхо-сигнала линии задержки. Измеряется время от конца линии задержки до первого донного эхо-сигнала;

3) многократных эхо-сигналов. Измеряется время прохождения между донными эхо-сигналами.

Дефектоскопы и другое оборудование для ультразвукового метода контроля

Помимо этого, в УЗК активно применяются различные призмы, координатные устройства и сканеры. Для настройки и калибровки не обойтись без стандартных образцов (СОП, СО) и настроечных мер. Для улучшения акустического контакта на поверхность объекта предварительно наносят контактную жидкость/гель.

Для проведения УЗТ требуется толщиномер. Такой прибор технически проще, компактнее, дешевле классического дефектоскопа.

Обучение и аттестация специалистов по ультразвуковому методу контроля

По завершении обучения необходимо сдать квалификационный экзамен, состоящий из теоретической и практической части.

Разумеется, в каждом учебном центре есть своя библиотека методической и образовательной литературы. Дополнительно к этому можно почитать «классику» учебников по УЗК – труды И.Н. Ермолова, В.Г. Щербинского, В.В. Клюева, А.Х. Вопилкина и др. Посмотреть информацию об изданиях можно в специальном разделе «Библиофонд» онлайн-библиотеки «Архиус».

Для тех, кто открыт для новых знаний и обмена опытом, на форуме «Дефектоскопист.ру» предусмотрен свой раздел. Начать рекомендуем с веток «Изучение УЗ-контроля» и «Обучение УЗК».

Источник

Мертвая зона при контроле эхо-методом

Различают 2 мертвых зоны:

— мертвая зона зондирующего импульса;

— мертвая зона донного сигнала.

Концом или началом мертвой зоны является точка в объекте контроля, в которой дефект значимо отличается от зондирующего импульса или донного сигнала, т.е. от места слияния сигналов до максимума амплитуды сигнала от дефекта больше 6 дБ.

Величина мертвой зоны зависит от частоты УЗВ, текущей чувствительности дефектоскопа и числа периодов в зондирующем импульсе:

В современных дефектоскопах τ_имп=2…6Т.

При появлении одиночного эхо-сигнала в зоне контроля выше поисковой чувствительности выполняют оценку качества:

1. Определяют максимум амплитуды эхо-сигнала и превышение ее уровня фиксации при установке браковочной чувствительности. Если сигнал выше браковочной чувствительности, то деталь считается непригодной к эксплуатации;

2. Проводится оценка координат отражателя для установления местоположения дефекта и возможного наличия отражения от конструктивных элементов изделия;

3. В ряде случаев необходимо измерять условные размеры и условные расстояния между допустимыми дефектами, а также их количеством в одном изделии;

4. Все измеренные параметры дефекта, а также изделия, должны быть занесены в журнал.

Факторы, определяющие амплитуду сигнала

2. Расстояние до дефекта;

3. Ориентация дефекта (максимальная амплитуда наблюдается, если дефект ориентирован перпендикулярно АО);

4. Форма дефекта (ультразвуковые волны отражаются не от всей площади дефекта, а от его эффективной площади);

5. Заполненность дефекта другой средой (вода, масло, шлаки). Чем больше плотность среды, заполняющей трещину, тем меньше отраженная от дефекта амплитуда УЗВ;

7. Стабильность акустического контакта;

8. Шероховатость поверхности.

К преимуществам эхо-метода относятся:

— односторонний доступ к изделию;

— выявляет дефекты, соизмеримые с длиной волны;

— высокая точность определения координат дефек­тов;

К недостаткам эхо-метода можно отнести:

— низкую помехоустойчивость к поверхностным от­ражателям;

— выявляет дефекты, перпендикулярные акустической оси;

— плохое обнаружение дефектов в ближней зоне.

Несмотря на указанные недостатки, наибольшее практическое применение находит эхо-метод: им проверяют до 90 % всех объектов. Применяя волны различных типов, с его помощью решают задачи дефектоскопии поковок, литья, сварных соединений, многих неметаллических материалов. Эхо метод используют также для измерения геометрических размеров изделий. Фиксируя время прихода донного сигнала и зная скорость ультразвука в материале, определяют толщину изделия при одностороннем доступе. Если толщина изделия известна, то по донному сигналу измеряют скорость, оценивают затухание ультразвука, а по этим параметрам определяют физико-механические свойства материалов.

Зеркально-теневой метод

Зеркально-теневой метод (далее ЗТМ) основан на анализе амплитуды донного (отражённого от зеркальной поверхности) сигнала (рисунок 1.17).

Выявление дефекта заключается в ослаблении донного сигнала. Оценкой допустимости дефекта служит коэффициент дефектности, К_д:

(23)

Значение коэффициента дефектности варьируется от 0 до 1, при К_д = 0 – дефект считается сильно развитым и полностью перекрывает дно, К_д = 1 – дефект отсутствует.

1. В ближней зоне с увеличением глубины залегания дефекта коэффициент дефектности не изменяется, а с увеличением глубины залегания дефекта в дальней зоне – увеличивается;

2. ЗТМ позволяет выявлять дефекты следующих видов: расслоение за счёт ослабления волны, дифракция на краю трещины и берегах трещины. При этом эффективно выявляются дефекты длиной более 15 мм.

3. Наличие ослабления сигнала, не связанного с дефектом, приводит к ложной перебраковке. Как экспертный метод используется при контроле в эмерсионной ванне. Контроль контактным способом либо используется для оценки структурного состояния материала, либо как дополнительный для эхо-метода

Настройка чувствительности выполняется либо на контролируемом объекте на бездефектном участке, либо на СОП, имеющего среднее, либо ниже среднего, значение затухания УЗВ.

Преимущество зеркально-теневой метода состоит в том, что он позволяет выявлять дефекты любой ориентации и места, включая мёртвую зону.

К недостаткам данного метода относятся:

1. выявление только развитых дефектов (по сравнению с эхо методом);

2. невозможно определить глубину залегания дефекта;

3. влияние на результат контроля параллельности поверхностей;

4. наличие диффузной зеркальной поверхности и уменьшения амплитуды вследствие рассеяния на ней;

5. влияние структурных неоднородностей (например, сварные соединения);

6. влияние посторонних факторов на акустический контакт (наличие грязи, выбоин, вмятины, выпуклости и др.).

Критерии оценки качества.

Критерии оценки качества выполняются путем определения коэффициента дефектности. Рассчитывается двумя способами:

A_q – амплитуда донного (прошедшего для теневого метода) сигнала при наличии дефекта.

А_о – амплитуда донного (прошедшего) сигнала при отсутствии дефекта.

N_q— амплитуда донного сигнала в (дБ) при наличии дефекта.

N_о – амплитуда данного сигнала в (дБ)при отсутствии дефекта

A₂— амплитуда зондирующего импульса.

A₁— амплитуда донного сигнала.

При стабильном акустическом контактеK_q=0,5.

Расчет параметров контроля

Источник

Мертвая зона

Важной характеристикой ультразвукового контроля является величина мертвой зоны. Мертвая зона – область сварного соединения, в которой данной аппаратурой и при данной ее настройке дефекты не выявляются.

Наличие мертвой зоны это основной недостаток эхо импульсного метода, который в некоторых случаях ограничивает его применение и снижает эффективность контроля.

Мертвая зона определяется минимальной глубиной расположения цилиндрического отражателя, эхо-сигнал от которого не совпадает по времени с зондирующим импульсом и эхо-импульсами шумов (ривербирационные шумы).

Мертвую зону можно рассчитать, зная длительность зондирующего импульса и время шумов:

— для наклонного ПЭП

— для прямого ПЭП

τ_зон. – время зондирующего импульса

τ _шум. – время шумовых сигналов

τ_п – время прохождения луча в призме

Величина мертвой зоны зависит:

1) от длительности зондирующего импульса

2) конструкции ПЭП (шумовых сигналов)

3) угла ввода ультразвуковых колебаний

4) частоты ультразвуковых колебаний

Уменьшению мертвой зоны способствует увеличение:

1) угла ввода ультразвуковых колебаний

2) частоты ультразвуковых колебаний

Объясняется это тем, что с увеличением частоты и габаритов призмы, падает уровень шумов, и с увеличением угла ввода также уменьшаются шумовые сигналы.

Дата добавления: 2015-04-04 ; просмотров: 131 ; Нарушение авторских прав

Источник

Наклонный преобразователь для ультразвукового метода дефектоскопии сварных соединений

Контактный наклонный преобразователь (наклонный ПЭП) применяется для ультразвуковой дефектоскопии стыковых, угловых, нахлесточных и тавровых сварных соединений. При неснятом валике усиления прозвучивание стыкового шва прямыми ПЭП не представляется возможным (из-за неровной поверхности, чешуйчатости и межваликовых западаний). Поэтому схемы ультразвукового контроля сварных соединений предусматривают применение наклонных ПЭП с поперечно-продольным или продольно-поперечным сканированием перпендикулярно оси сварного шва. Впрочем, даже при снятом усилении – наклонные преобразователи также используются, например, для выявления поперечных трещин. Они также эффективны для УЗК поковок, литья, проката (трубы, рельсы, арматура, листы), штамповок и других объектов из металла и пластиков. В зависимости от угла ввода, частоты, размера пьезопластины, количества излучающих и/или принимающих элементов – можно подобрать наклонный преобразователь практически для любых типов волн – поперечных, продольных, нормальных, головных, поверхностных. Принцип работы наклонных преобразователей построен на прямом и обратном пьезоэффекте. Их назначение состоит в том, чтобы вводить в объект контроля (ОК) нужный тип ультразвуковой волны, принимать отражённые импульсы, преобразовывать их в электрические сигналы и передавать их на электронный блок дефектоскопа. Тот, производя их обработку, выводит на дисплей развёртку с отображением амплитуды, времени прихода эхо-сигналов и других параметров. Их «расшифровкой» уже занимается оператор, задача которого – понять, от донной ли это поверхности сигнал, или от неснятого усиления шва, подкладного кольца либо от дефекта. Но вся эта работа начинается с получения той первичной информацией, которая была собрана при помощи ПЭП (или, как его ещё называют, искателя).

Как устроен наклонный пьезоэлектрический преобразователь

Размер и форму призмы подбирают с таким расчётом, чтобы эхо-сигнал от поверхности ввода не возвращался на пьезопластину (и не создавал тем самым шумов при прозвучивании). Для этого призмы обычно имеют выступающую переднюю часть (но в пределах разумного – чтобы не мешать прозвучиванию всего сечения шва при неснятом валике усиления). Дополнительные вставки из материала с повышенным коэффициентом затухания («ловушки») и прочие конструктивные решения также практикуются производителями для того, чтобы обеспечить быстрое гашение повторных отражений импульсов в призме. Её материал и размеры должны быть выполнены таким образом, чтобы скорость продольных волн в ней была меньше скорости распространения поперечных волн в материале ОК.

Наконец, большинство топовых производителей предусматривают в датчиках встроенную память с параметрами ПЭП. Это нужно для корректного подключения к дефектоскопу, согласования с приёмно-усилительным трактом и упрощённой настройки. В том числе – для работы со встроенными АРД-диаграммами.

Требования к наклонным преобразователя для ультразвуковой дефектоскопии

На деле, конечно же, с одним прибором могут применяться разные ПЭП, в том числе других марок. Поэтому в большинстве лаборатории есть «родной» комплект датчиков, про которые вспоминают только тогда, когда дефектоскоп нужно отдать в поверку. Непосредственно для работы зачастую используются другие наклонные преобразователи – как оригинальные (от изготовителя прибора), так и не оригинальные. Первый вариант, конечно же, предпочтительнее. Небольшой ликбез на эту тему – правда, применительно к ультразвуковым толщиномерам – мы уже публиковали на форуме. С дефектоскопами всё немного иначе, потому что нужных ПЭП (с заданным углом ввода для схемы тандем и дуэт, например) у производителя может не оказаться в ассортименте. Но в любом случае – для контроля с такими датчиками должна быть утверждённая методика и операционная (технологическая) карта.

Настройка при работе с наклонными ПЭП

Настройка начинается с проверки точки выхода и стрелы наклонного преобразователя по СО-3 (либо СО-3Р, V1 или V2) и угла ввода по СО-2. По мере изнашивания призмы все эти параметры откланяются от первоначальных номинальных значений: увеличивается стрела, изменяется угол ввода. Меняется и задержка в призме. Проверять её чаще всего рекомендуется по СО-3.

После того, как установлена фактическая точка выхода, угол и задержка, можно переходить к настройке чувствительности. При работе с наклонными ПЭП её выполняют по угловым отражателям – двугранным углам, зарубкам и сегментам, а также по плоскодонным и боковым цилиндрическим отверстиям. Особенно популярны зарубки, которые используются для настройки чувствительности при работе с наклонными ПЭП, возбуждающими поперечные волны с углами ввода от 33,5 до 56,5 градусов. В зависимости от методики контроля необходимо также настроить ВРЧ (временная регулировка чувствительности), АРК (кривая «амплитуда-расстояние», или DAC-кривые) либо на АРД-диаграммы.

Если настройка была выполнена правильно, то при работе с наклонным ПЭП дефектоскоп будет корректно определять расстояние от точки ввода (в случае с контактным способом акустического контакта она обычно совпадает с точкой выхода), расстояние до дефекта по лучу и по поверхности ввода, а также глубину залегания отражателей. Некоторые документы (например, РОСЭК-004-97 для ОК толщиной до 50 мм) требуют проверять мёртвую зону, которая не является абсолютной величиной и зависит от частоты, размера призмы, чувствительности контроля, структуры материала (размер зерна и пр.). Проверяется мёртвая зона по СО-2.

Источник