Основные дефекты в сварных соединениях и соответствующие им модели

26
В то же время при падении ультразвуковой волны под некоторым 
углом к границе раздела энергия волны, отраженной в направлении к из-
лучателю, тем больше, чем значительнее неровности отражающей поверх-
ности (рис. 4, б).
При взаимодействии ультразвуковой волны излучателя с локальным 
дефектом вокруг последнего образуется акустическое поле отраженной 
волны. Интенсивность отраженной волны зависит от размеров и формы 
дефекта; направления, в котором происходит отражение; расстояния от 
дефекта. 
Интенсивность отраженного акустического поля дефекта удобнее 
всего представить в сферических координатах в виде индикатрисы рассея-
ния. 
Амплитуда эхо-сигнала зависит и от взаимного положения совме-
щенного искателя и дефекта (рис. 5). 
 
Рис. 5. Зависимость амплитуды эхо-сигнала, отраженного 
дефектом, от положения наклонного искателя 
Для приближенной оценки амплитуды эхо-сигнала от реального де-
фекта последние заменяют эквивалентными моделями в виде отражателей 
правильной геометрической формы. В табл. 1 приведены основные виды 
дефектов и соответствующие им модели, а также выражения для расчета 
максимальных амплитуд U
Д
эхо-сигналов от моделей дефектов, располо-
женных в дальней зоне искателя. 
В выражениях, приведенных в таблице, приняты обозначения: S
a
– 
площадь пьезоэлектрического преобразователя в искателе; α – угол накло-
на акустической оси; λ
t
– длина поперечной волны в контролируемом ме-
талле; b и l – размеры модели дефекта; r – путь ультразвука в металле от 
искателя до модели дефекта; r
1
– средний путь ультразвука в призме иска-
теля; δ
t
и δ
1
– коэффициенты затухания поперечной волны в контролируе-
мом металле и продольной волны в материале призмы соответственно; Δr 
– приведенный путь ультразвука в призме искателя, равный 
β
α
∆
cos
cos
2
1
1
t
l
C
C
r
r
=
.

27
3.3.2. Координаты дефекта 
Координаты дефекта при знании технологии сварки контролируе-
мых соединений, и особенно при наличии статистических данных о рас-
пределении дефектов различного вида по сечению шва, позволяют с опре-
деленной вероятностью предполагать вид (характер) выявленного дефекта. 
Кроме того, координаты дефекта необходимы для ремонта забракованного 
участка. 
При контроле изделий прямым искателем измерению подлежит 
лишь глубина H расположения отражающей поверхности (рис. 6, а): 
H=C
l2
∙t ⁄ 2, 
где t – время прохождения ультразвукового импульса от поверхности, на 
которой установлен искатель, до дефекта и обратно. 
Рис. 6. Определение координат залегания
отражающей поверхности 
Определение координат залегания отражающей поверхности (глуби-
ны Н и расстояния L от центра излучения искателя) при прозвучивании 
наклонным искателем основывается на измерении времени t прохода им-
пульса в металле и последующем пересчете этой величины в координаты 
Н  и L по известному углу ввода луча α (рис. 6, б): 
(
)
α
α
cos
2
2
cos
2
n
t
t
T
C
r
H
−
=
⋅
=
;
(
)
α
α
sin
2
2
sin
2
n
t
t
T
C
r
L
−
=
⋅
=
, 
где Т – интервал времени между моментом излучения зондирующего и 
моментом приема отраженного импульса; время прохождения ультразвука 
через призму искателя. 
3.3.3. Условные размеры дефекта 
К условным размерам выявленных дефектов относят их условную 
протяженность l, условную ширину ΔХ и условную высоту ΔН (рис. 7). 
H
δ 
а)
δ
H
d
L
r
α
б)

28
Условная протяженность характеризует размеры дефекта вдоль шва, а 
условная ширина и условная высота – размеры дефекта в сечении шва. 
Величину условной протяженности дефекта измеряют длиной зоны 
перемещения искателя вдоль шва, в пределах которой воспринимается 
эхо-сигнал от выявленного дефекта. Аналогично, при перемещении иска-
теля по нормали ко шву измеряют величину условной ширины дефекта. 
Величину условной высоты дефекта вычисляют по разности интервалов 
времени между зондирующим и эхо-импульсом при крайних положениях 
искателя, между которыми измеряли условную ширину ΔХ. 
Рис. 7. Условные размеры дефекта: а) – ширина; б) – длина; в) – высота 
Возможны два способа задания крайних положений искателя при 
измерении условных размеров l, ΔХ и ΔН. 
Способ 1. За крайние положения искателя принимают такие, при ко-
торых амплитуда эхо-сигнала от выявленного дефекта уменьшается до 
значения U
min
, составляющего определенную часть А от максимального 
значения U
max
, т.е. U
min
 =A·U
max
. 
При измерении условных размеров по способу 1 значения l, ΔХ и ΔН 
дефектов, истинные размеры которых не превышают размеры ультразву-
кового пучка в месте расположения дефекта, в основном определяются 
конфигурацией и ориентацией дефектов и монотонно растут с увеличени-
ем глубины их расположения. При этом в большинстве случаев из дефек-
тов, расположенных в дальней зоне искателя, наибольшие условные раз-
меры будут иметь дефекты округлой формы. Условные размеры округлых 
дефектов, измеренные по способу 1, не зависят от их истинного размера. 
2h
γ 
∆X
а)
α
l
б)
A
∆H
в)

29
Плоские дефекты, ориентированные нормально к акустической оси 
искателя, размеры которых меньше ширины пучка, имеют условные раз-
меры меньше условных размеров отражателя округлой формы, располо-
женного на той же глубине, что и дефект. Если условные размеры выяв-
ленного дефекта существенно превышают условные размеры соответ-
ствующего ненаправленного отражателя, то это значит, что дефект значи-
тельно больше ширины пучка, равной условному размеру (l или ΔХ) нена-
правленного отражателя, расположенного на той же глубине, что и дефект. 
Способ 2. За крайние положения искателя принимают такие, при ко-
торых амплитуда эхо-сигнала достигала некоторого заданного абсолютно-
го значения U
min
, не зависящего от максимальной амплитуды эхо-сигнала. 
Значения условных размеров во многом зависят от максимальной 
амплитуды эхо-сигнала, отраженного от дефекта. Поэтому условные раз-
меры ненаправленных дефектов связаны с их истинными размерами по-
стольку, поскольку последние определяют амплитуду эхо-сигнала (рис. 8, 
а). Измерение условных размеров дефекта с круговой индикатрисой рассе-
яния не дает никакой новой полезной информации по сравнению с той, 
которая содержится в амплитуде эхо-сигнала от дефекта. Более того, зна-
чения l, ΔХ и ΔН дефекта, измеренные по этому способу при постоянной 
условной чувствительности, не монотонно зависят от глубины залегания 
дефекта. 
Рис. 8. Схема проведения ультразвуково-
го контроля: а – перемещение призмати-
ческого щупа по поверхности изделия;
б – контроль прямым лучом; в – кон-
троль отраженным лучом 
В зависимости от поставленной задачи может быть использован тот 
или другой способ задания крайних положений искателя при измерении 
условных размеров дефекта.

30

жүктеу/скачать 490.62 Kb.

Достарыңызбен бөлісу: