Цель работы:изучить основы и сущность ультразвукового метода контроля

Теоретические сведения

Принципы и методы ультразвукового дефектоскопирования. Разнообразие задач, решаемых ультразвуковой дефектоскопией, привело к разработке и использованию целого ряда различных методов. Наиболее широкое применение в практике находит импульсный эхо-метод и метод звуковой тени, или теневой метод.

Сущность теневого метода поясняется рис. 4. Излучатель ультразвуковых волн И, деталь и приемник П образуют «акустический тракт». Решение о состоянии проверяемой детали выносится по уровню принятого сигнала Uна выходе приемника. 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 почти до нуля, если в детали есть несплошность Д. Решение выносится при соблюдении требований к условиям акустического контакта обоих искателей с деталью.

Зеркально теневой метод, схема которого иллюстрируется рис. 5, в принципе не отличается от теневого и удобен тем, что не требует при его реализации двустороннего доступа к контролируемой детали.

Аппаратура для ультразвукового контроля. Конструктивно импульсные ультразвуковые дефектоскопы состоят из электронного блока и комплекта ультразвуковых искателей. В зависимости от назначения ультразвуковые дефектоскопы делятся на специализированные и универсальные. Специализированные дефектоскопы предназначены, как правило, для контроля однотипных деталей. Универсальные дефектоскопы могут использоваться для контроля различных изделий и комплектуются широким набором различных искателей. На рис. 6 показана структурная схема ультразвукового эхо-дефектоскопа, предназначенного для обнаружения несплошностей и неоднородностей в изделиях, определении их координат, размеров и характера путем излучения импульсов ультразвуковых колебаний, приема и регистрации отраженных от неоднородностей эхо-сигналов.

Преобразователь (искатель) 2служит для преобразования электрических колебаний в ультразвуковые, излучения ультразвуковых полей в изделие, приема эхо-сигналов от отражающих поверхностей в изделии 1.

Синхронизатор3обеспечивает синхронную работу узлов дефектоскопа, запуская генератор зондирующих импульсов 4, глубиномер 12, а также генератор развертки 10.

Генератор зондирующих импульсов4 вырабатывает высокочастотные электрические импульсы, возбуждающие преобразователь 2.

Приемно-усилительный тракт состоит из усилителя высокой частоты 6, детектора 7 и видеоусилителя 8.

Рис. 6. Структурная схема ультразвукового эхо-дефектоскопа

Блок временной автоматической регулировки усиленияуменьшает коэффициент усиления усилителя в момент излучения зондирующего импульса, а затем восстанавливает его по определенному закону, обеспечивающему компенсацию уменьшения амплитуд с увеличением глубины залегания дефекта.

Генератор развертки10 предназначен для формирования напряжения развертки луча на экране 14.

Глубиномер12 служит для определения координат отражателей (дефектов) путем измерения времени пробега импульса до отражателя и обратно

Автоматический сигнализатор дефектов13 предназначен для подачи звукового или светового сигнала в момент обнаружения дефекта, что освобождает оператора от необходимости одновременного наблюдения за экраном дефектоскопа и перемещаемым преобразователем.

В современных дефектоскопах широко используют элементы вычислительной техники для настройки в диалоговом режиме работы, быстрого воспроизведения режимов настройки на контроль определенных изделий, автоматического измерения характеристик дефектов.

Существуют дефектоскопы, построенные на базе портативного компьютера. Их структурная схема сильно отличается от приведенной на рис. 6. Сохраняются только генератор и предусилитель импульсов, все остальные функциональные операции выполняет компьютер с предварительно оцифрованными сигналами. Преимущество таких дефектоскопов - возможность сложной корреляционной обработки эхо-сигналов и изучение их спектров. Этозначительно повышает помехоустойчивость, а также дает возможность получения более обширной информации о дефектах.

Преобразователи (искатели).Основные типы искателей, которые находят наиболее широкое применение в ультразвуковой дефектоскопии деталей подвижного состава схематично изображены на рис. 7. Искатели, используемые для ввода ультразвукового луча по нормали к поверхности детали, называют прямыми - а. Для наклонного ввода ультразвука используют наклонные совмещенные би наклонные раздельные вискатели. Ввод ультразвукового излучения в контролируемое изделие через слой жидкости осуществляют с помощью иммерсионных преобразователей г.

Рис. 7. Основные типы искателей

Оборудование и оснастка:универсальный ультразвуковой дефектоскоп, набор прямых и наклонных искателей (преобразователей), контрольный (стандартный) образец, комплект рабочих образцов, иммерсионная жидкость.

Порядок выполнения работы

1. Изучить теоретические основы методов ультразвуковой дефектоскопии, принцип действия и устройство универсального ультразвукового дефектоскопа с кратким изложением материала в отчете.

2. Изучить органы управления используемого универсального дефектоскопа УД2-70 и провести его тестирование на контрольном образце в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

3. Изучить методику проведения работ по поиску дефектов в выданном рабочем образце.

4. Провести контроль выданного преподавателем рабочего образца эхо-методом на наличие в нем несплошностей с установлением координат их расположения по длине образца.

5. Рассчитать глубину залегания r выявленных несплошностей в рабочем образце по формуле:

,

где с- скорость распространения ультразвука в материале рабочего образца (см. таблицу 1);

t - время пробега импульса от преобразователя до дефекта;

t₁- время пробега импульса в акустической задержке. Величину данного параметра взять из инструкции на эксплуатацию дефектоскопа (применяемого преобразователя).

Таблица 1

6. Зарисовать рабочий образец со схемой расположения дефектов в отчете по лабораторной работе.

Лабораторная работа №3