3.6.1. Настройка уз дефектоскопов по контрольным образцам

Для получения достоверных результатов контроля важно не только правильно выбрать его основные параметры, но и соблюдать их в процессе прозвучивания. К основным параметрам контроля относятся такие параметры, как чувствительность, угол ввода УЗК, точность глубиномера, мертвая зона и разрешающая способность. С этой целью предусмотрены специаи7ьньте эталоны (образцы).

Обра:щом называется средство УЗК предназначенное для хранения и воспроизведения значения физических величин (геометрических размеров дефекта, скорости распространения УЗ волны, скорости затухания УЗ волны и

т.д.) используемых для проверки и настройки параметров дефектоскопа и преобразователя.

Образцы де.чятся на станлаптяыс образцы (СО) и на стандартные образцы предприятия (С0-1).

Стандартные образцы эт!) образцы, которые описаны в ГОСТ, ОСТ и др. нормативных документах и применяются для измерения и проверки основных параметров аппаратуры и контроля.

Стандартные образцы предприятия это образцы, по которым непосредственно производится настройка параметров оборудования и контроля. Изготавливаются с искусственными отражателями определенной формы и размерами, из материала с акустическими свойствами одинаковыми со свойствами объекта контроля и до.гжны быть близкие по толщине с контролируемым объектом.

Рис. 3.18. Стандартный образец СО-1.

1. Стандартный образец СО-1 (Рис. 3.18.) применяют для определения условной чувствительности в миллиметрах, проверки разрешающей способности дефектоскопа, угла наклона призмы искателя и для настройки глубиномера.

Образец СО-1 должен быть изготовлен из органического стекла марки ТОСГ1 по ГОСТ 14782. Скорость распространения продольной ультразвуковой волны на частоте (2,5 0,2) МГц при темперагуре (20 ± 5) °С должна быть равна (2670 ± 133) м/с. Измереное с погреишостью не хуже 0,5 % значение скорости должно быть указано в паспорте на образец.

Угол наклона призмы искателя определяется при получении максимального эхо- сигншта от контрольного сверления 5. Угол наклона призмы определяется по шкале 4 эталона против точки выхода УЗ луча.

Разрешающая способность характеризуется минимальным временем между эхо- сигналами, отраженными от двух поверхностей, расположенных одна за другой по направлению распространения луча, и еще различимыми на экране дефектоскопа. Проверка разрешающей способности производится: а) для прямых искателей по вырезам 3, эхо-сигналы от которых должны быть приняты раздельно; б) для наклонных искателей по цилиндрическим полостям 2 разного диаметра, эхо-сигналы от которых также должны быть приняты раздельно.

Условная чувствительность дефектоскопа выражается максимальной глубиной расположения одного из цилиндрических отверстий 1 диаметром 2 мм, которое еще может быть выявлено при данной настройке дефектоскопа.

Точность работы глубиномера заключается в измерении нормальным искателем интервала времени между эхо-сигналами, отраженными от прорези 7 в образце. Интервалы времени между сигналами равны 20 мкс.

2. Стандартный образец СО-2 (Рис. 3.19) применяют для определения условной чувствительности, мертвой зоны, погрешности глубиномера и угла ввода луча.

Рис. 3.19. Стандартный образец СО-2 и СО-2А.

Образец СО-2 должен быть изготовлен из стали марки 20 по ГОСТ 14782. Скорость распространения продольной волны в образце при температуре (20 ± 5) °С должна быть равна (5900 ± 59) м/с. Измеренное с погрешностью не хуже 0,5 % значение скорости должно быть указано в паспорте на образец.

Мертвая зона это область контроля находящаяся непосредственно под преобразователем, в которой невозможно выявление дефектов. Величина мертвой зоны (МЗ) определяется длительностью зондирующего импульса и временем гашения свободных колебаний пьезопластины излучателя.

Мертвая зона при контроле наклонным искателем характеризуется минимальной глубиной расположения, уверенно выявляемого дефектоскопом цилиндрического отражателя 3 диаметром 2 мм и длиной более ширины УЗ луча.

Угол ввода УЗ луча отсчитывается по шкале образца против метки на призме искателя, соответствующей центру излучения при установке искателя, в положение, при котором амплитуда эхо-сигнала от отверстия 1 в образце максимальная.

Отверстие 1 диаметром 6 мм служит для определения условной чувствительности в Дб при контроле прямым и наклонным преобразователем. Чувствительность определяется аналогично определению чувствительности по образцу СО-1 .

Точность глубиномера проверяется путем сопоставления истинных размеров образца и координат расположения контрольного отверстия 1 с координатами по глубиномеру и считается удовлетворительной, если ошибка в измерении не превышает ±2 % от истинного значения координат.

При контроле соединений из металзюв, отличающихся по акустическим характеристикам от малоуглеродистой и низколегированной сталей, для определения угла ввода луча, мертвой зоны, а также предельной чувствительности должен применяться стандартный образец С0-2А

Требования к материалу образца, числу отверстий 3 и расстояниям 1\, определяющим центр отверстий 3 в образце С0-2А, должны быть указаны в технической документации на контроль.

3. Стандартный образец СО-3 (см. Рис. 3.20.) следует применять для определения точки выхода О ультразвукового луча, стрелы п преобразователя.

Стандартный образец СО-3 изготавливают из стали марки 20. Скорость распространения продольной волны в образце при температуре (2 ±5) °С должна быть (5900 ± 59) м/с. Измеренное с погрешностью не хуже 0,5 % значение скорости должно быть указано в паспорте на образец.

На боковых и рабочей поверхностях образца должны быть выгравированы риски, проходягцие через центр полуокружности и по оси рабочей поверхности. В обе стороны от рисок на боковые поверхности наносят шкалы. Нуль шкалы должен совпадать с центром образца с точностью ± 0,1 мм.

Точку выхода УЗ луча определяем следующим образом: устанавливаем искатель в положение, при котором амплитуда эхо-сигнала от цилиндрической наружной поверхности образца СО-3 максимальна и против центра полуокружности образца будет расположена точка выхода.

Рис. 3.20. СО-3.

Расстояние от точки выхода акустической оси до передней грани или до начала скоса призмы на рабочей поверхности искателя дает величину стрелы искателя. Если измеренная стрела искателя призмы больше требуемой величины, необходимо выполнить скос рабочей поверхности (Рис. 3.20.).

При контроле соединений из металла, скорость распространения поперечной волны в котором меньше скорости распространения поперечной волны из стали марки 20, для определения точки выхода и стрелы преобразователя следует применять стандартный образец предприятия СО-ЗА, изготовленный из контролируемого металла по Рис. 46.

При контроле соединений из металла, скорость распространения поперечной волны в котором меньше скорости распространения поперечной волны из стали марки 20, для определения точки выхода и стрелы преобразователя следует применять стандартный образец предприятия СО-ЗА, изготовленный из контролируемого металла по Рис. 46.

Требования к металлу образца СО-ЗА, должны быть указаны в технической документации на контроль., утвержденной в установленном порядке.

Этот способ является основным при контроле сварных швов металлических конструкций. Образец изготовляют из материала той же марки, такой же номинальной толщины и кривизны, что и контролируемое изделие. Обязательным условием является соответствие качества поверхности испытательного образца качеству поверхности контролируемого изделия и проведение термообработки, если она предусмотрена для штатного изделия.

На образце на расстоянии не менее 20 мм от одного из краев изготовляются искусственные эталонные отражатели, соответствующие по эквивалентной площади требуемым значениям предельной или браковочной чувствительности. Производить настройку чувствительности по контрольным образцам с реальными дефектами нельзя. Это объясняется невозможностью точного измерения величины и формы реальных дефектов и воспроизведения их при тиражировании образцов.

Выбор типа отражателя определяется его отражательными свойствами, технологичностью и воспроизводимостью изготовления.

ГОСТ 14782 - 86 предусматривает применение следующих видов отражателей: плоскодонное отверстие, боковой цилиндрический отражатель, угловой (зарубка) и сегментный (рис. 3.21).

а б

в г

Рис. 3.21. Испытательные образцы для эталонирования чувствитель­ности с различными отражателями: 1: - а - плоскодонным; б - боковым цилиндрическим; в - угловым (зарубкой); г -  сегментным; 2 - преобразователь; 3 - блок из контролируемого металла; 4 - акустическая ось.

Плоскодонное отверстие высверливают в контрольном образце таким образом, чтобы его ось совпадала с преломленной осью ультразвукового пучка. При настройке РС-ПЭП ось отверстия должка быть перпендикулярна к поверхности образца. Сначала обычным сверлом заданного диаметра просверливают отверстие глубиной на 1,5...2 мм меньше, чем по чертежу. Затем на наждачном камне торцуют режущую кромку сверла. Качество торцовки проверяют с помощью инструментального угольника на просвет. Затем этим сверлом доводят отверстие до заданной глубины. Качество отражающей поверхности (наличие рисок) проверяют путем просвечивания тонкой иголкой или булавкой.

Методы определения основных параметров акустического ноля преобразователей. Для наклонного преобразователя определяют точк)* выхода и угол ввода. Точку выхода (точку пересечения акустической оси с поверхностью контролируемого объекта) определяют, как показано на рис. 3.22 по образцу СО-3.

Рис. 3.22. Схема определения и проверка угла ввода, точки выхода, отклонения акустической оси и диаграммы направленности наклонного и прямого преобразователей

Ширина образца должна превышать больший из двух размеров: 0,5R образца и ширину призмы преобразователя, а R должно быть больше удвоенной бгаокней зоны. Перемещая преобразователь по плоской поверхности образца, добиваются максимальной амплитуды эхо-сигнала от цилиндрической поверхности. За точку выхода О принимают точку пересечения оси цилиндрической поверхности с поверхностью призмы преобразователя. Нестабильность акустического контакта исключают путем усреднения многократных измерений.

Угол ввода α наклонного преобразователя (угол между нормалью к поверхности контролируемого объекта и прямой, проходящей через точку ввода в направлении максимума , излучаемой преобразователем энергии) определяют, как показано I на рис. 3.22б. Образец подобен СО-2, однако его ширина должна быть не менее ширины преобразователя и 0,7 глубины залегания отверстия, а расстояние от точки выхода до отверстия должно быть не меньше двух ближних зон преобразователя.

Перемещая преобразователь по поверхности образца и поворачивая его в пределах ±10°, получают максимальную амплитуду эхо-сигнала от цилиндрического отверстия. Угол ввода отсчитывают по шкале на образце или определяют по формуле:

α= arctg(L/H). (3.11)

Одновременно определяют угол γ' отклонения плоскости падения от плоскости боковой грани призмы по повороту преобразователя относительно боковых граней образца, при котором достигается максимум эхо-сигнала от отверстия (рис. 3.22,в).

Для прямого преобразователя опредепяют угол а отклонения акустической оси от нормали к плоскости поверхности преобразователя. Для измерений используют образец, подобный СО-2 (рис. 3.22,б) при выполнении отмеченных выше условий. Находят смещение ΔL_n акустического центра преобразователя относительно плоскости 0'0" по максимуму эхо-сигнала от отверстая. Угол отклонения рассчитывают по формуле

α´= arctg(ΔL_n /H). (3.12)

Измерения проводят дважды с разворотом преобразователя на 90° вокруг его оси.

Диаграмму направленности в совмещенном режиме снимают на том же образце. Прямой или наклонный преобразователь смещают относительно отверстия. При этом изменяется угол в, отсчитываемый от прямой, определяемой углом ввода α (для прямого преобразователя α=0. Измеряют изменение амплитуды эхо-сигнала р(Θ) и учитывают поправку, связанную с изменением расстояния от преобразователя до отверстия. Влиянием затухания УЗК в образце пренебрегают. Диаграмму направленности при излучении-приёме Q²(Θ) определяют по формуле:

где р_a — амплитуда эхо-сигнала при угле ввода α;

α + Θ =arctg(L´/H).

Реверберационно-шумовую характеристику (РШХ) преобра­зователя определяют с помощью образца (рис. 3.22а) для наклонного преобразователя или донного сигнала образца толщиной 20-50 мм для прямого преобразователя.

Измерение выполняют-по следующей методике. Отключают блок ВАРУ дефектоскопа, выбирают положение преобразователя, соответствующее максимуму донного сигнала или сигнала от вогнутой поверхности, причем этот сигнал должен четко отличаться от зондирующего импульса. Регулируя усиление, устанавливают амплитуду этого сигнала 2 на уровне 0,5—0,7 высоты экрана дефектоскопа, где проводят горизонтальную линию 3 (рис. 3.23). Преобразователь снимают с образца и определяют точку пересечения горизонтальной линии с уровнем реверберационных шумов 1. Длительность РШХ τ_m на уровне А₀ определяют с помощью глубиномера дефектоскопа, пересчитывая его показания во время:

τ_m= 2r/с, (3.14)

где r — показание глубиномера, соответствующее времени τ_m;

с — скорости ультразвука, на которую был настроен глубиномер.

Рис. 3.23. Схема измерения реверберационно-шумовой характеристики

Особенности отражения от реальных дефектов. Реальные дефекты отличаются от рассмотренных выше моделей неправильностью формы, шероховатостью поверхности, они могут быть заполнены оксидами и другими веществами, в результате чего отражение будет неполным. Дефекты подразделяют на объемные и плоскостные.

Объ`мные дефекты (поры, шлаки) дают равновероятное рассеяние падающей волны по всем направлениям. От плоских дефектов (расслоений, трещин, непроваров в сварных швах) рассеяние имеет определенную направленность. Ориентация плоскости этих дефектов зависит от технологического процесса. Бывают промежуточные виды дефектов, например, пауко­образные трещины, некоторые виды непроваров. Объемные дефекты удовлетворительно выявляются совмещенным преобразователем независимо от направления падения волны. От плоскостных дефектов большие эхо-сигналы наблюдают только при благоприятных (зеркальных) условиях отражения. При незеркальном отражении имеются дифракционные волны от краевых точек дефекта. Их амплитуда значительно меньше амплитуды зеркального отражения и определяется направ­лениями излучения и приема относительно плоскости дефекта, а также типом излучаемых и принимаемых волн.

Наблюдают также рассеяние волн на неровной поверхности дефекта. Оно тем больше, чем больше параметр Рэлея R;

R = 2kσ cos ε , (3.15)

где k — волновое число;

σ — среднеквадратичное значение высоты неровностей;

ε — угол падения на дефект.

Основные параметры эхо-метода приведены в табл. 3.3.

Табл. 3.3. Основные параметры эхо-метода

Параметр контроля	Характеристика
Длина волны, λ, мм	Частота f, МГц
Предельная чувствительность Sn мм^2 Уровень фиксации, мм^2 Уровень браковки, мм^2	Чувствительности: условная по СО - 1 Кγ, мм; условная по СО - 2 Кγ, дБ; Максимальная электрическая и акустическая (абсолютная)
Угол ввода луча, а0^°	Угол призмы β0^°
Направленность поля преобразователя Ф (α), Ф (γ)	Размеры преобразователя а, мм
Погрешность измерения координат (погрешность селектирования) А, %	Погрешность глубиномера (системы селекции) Аr, %
Мертвая зона rmin, мм	Длительность: зондирующего импульса τm, мкс; реверберационных шумов из призмы τp, мкс
Разрешающая способность лучевая Δr, мм, фронтальная Δl	Длительность зондирующих импульсов τ , мкс Направленность поля преобразователя
Параметры сканирования (нерасномерность чувствительности в сканируемом сечении) ΔSnc/Sno	Скорость сканирования νс, мм/с Шаг сканирования Δc, мм
Примечание: СО – стандартный образец

Рабочая частота f_p. ультразвуковых колебаний — частота составляющей спектра зондирующего импульса, имеющей максимальную амплиг/ду, изменяется при замене преобра­зователя и переключении регулирующих элементов генератора. Иногда при этом также производится переключение частотной полосы приемника дефектоскопа. Искажения спектра зондирующего импульса могут смещать значение частоты, так что частота максимума амплитуды в спектре импульса на выходе усилителя высокой частоты f может отличаться от f_p. В формулах для расчета ослабления амплитуды сигнала используется значение длины волны λ = с/f, соответствующее частоте f.

Длина вошы может был. определена интерференционным методом или по измеренному радиотехническими средствами значению частоты эхо-сигнала.

Предельная чувствительность характеризуется минимальной эквивалентной площадью дефекта, выявляемого по заданной глубине в контролируемом объекте при заданной настройке аппаратуры.

Эквивалентной площадью (диаметром) называют площадь (диаметр) плоскодонного отверстия, залегающего на той же глубине, что и реальный дефект, и дающей такую же амплитуду эхо-сигнала.

Предельную чувствительность, распространенную на весь объем контролируемого изделия называют уровнем фиксации (контрольным уровнем) или уровнем браковки. Уровень фиксации определяется эквивалентной площадью дефекта, который должен выявляться во всем объеме контролируемого изделия; уровень браковки — эквивалентной площадью дефекха, недопустимою в данном изделии. Уровни фиксации и браковки установлены в нормах контроля данного изделия.

Настройку на предельную чувствительность (на заданной глубине), уровни фиксации и браковки выполняют по искусственным дефектам. Не обязательно изготовление дефектов типа плоскодонного отверстия. Можно воспользоваться другими отражателями или донньш сигналом и выполнить пересчет по формулам акустического тракта или АРД-диаграммам.

Условную чувствительность дефектоскопа с преобразователем определяют по максимальной глубине (мм) расположения отражателя — бокового отверстия диаметром 2 мм, уверенно выявляемого дефектоскопом в стандартном образце СО-1 из плексигласа (рис. 3.24,а) или по разности (дБ) между показаниями аттенюатора N_x для которого определяется чувствительносаъ, и показанием N₀, при котором еще уверенно выявляется отражатель диаметром 6 мм на глубине 44 мм в стандартном образце СО-2 (рис. 3.24,6).

Условные чувствительности по СО-1 и СО-2 мохут быть сопоставлены экспериментально.

Некоторому значению предельной чувствительности соответствует определенное значение условной. Предельная чувствительность может быть воспроизведена по условной, если значения f₁, α₀, 2а, τ преобразователей соответствуют тем значениям, для которых была задана условная чувствительность. Часто настраивают уровень фиксации по искусственным дефектам в лаборатории и там же определяют условную чувствительность, а затем воспроизводят уровень фиксации на месте контроля по небольшим образцам СО-1 или СО-2.

Чувствительность приемного тракта определяется значением амплитуды входного электрического сигнала, при котором амплитуда сигнала на индикаторе дефектоскопа достигает стандартного уровня А_c. За А_c обьмно принимается половина экрана дефектоскопа. Чувствительность приемника регулируется, и ее наибольшее значение, соответствующее минимальному регистрируемому значению входного сигаала достигается при положениях регуляторов, соответствующих максимальному усилению. Если при этом возникают электрические шумы, то положение регуляторов должно быть таким, чтобы уровень шумов был не выше половины стандартного уровня.

Амплитудная характеристика приемника дефектоскопа определяет изменение амплитуды сигнала на экране дефекто­скопа в зависимости от изменения амплитуды входного сигнала на приемнике. Е` важнейший показатель - динамический диапазон, определяемый областью изменений амплитуды входного сигнала, при которой зависимость выходного сигнала от входного прямопропорциональна. В высокочастотных дефектоскопах с линейным усилителем динамический диапазон составляет не менее 20 дБ.

Рис.3.24. Комплект стандартных образцов: а – СО-1; б – СО-2; в – СО-3

Порог электрической чувствительности (максимальная электрическая чувствительность) определяют отношением амплитуд минимального регистрируемого электрического сигнала на входе усилителя U_min (при максимальной чувстви­тельности приемника) к максимальному сигналу возбудителя преобразователя U₀, т.е. отношением U_min/U₀. Эта величина характеризует чувствительность дефектоскопа как электронного прибора без преобразователя, который при измерениях этого параметра заменяется эквивалентной электрической схемой.

Порог акустической чувствительности (максимальная акустическая чувствительность или абсолютная чувстви­тельность) дефектоскопа с преобразователем равен отношению минимального регистрируемого акустического сигнала P_min к максимальному излучаемому в изделие акустическому сигналу P₀. Он связан с максимальной электрической чувствительностью зависимостями:

для контактного нормального преобразователя с двойным коэффициентом преобразования К

(3.16)

для преобразователя с линией задержки длиной r₁, с затуханием δ₁,

(3.17)

где D — коэффициент прохождения по энергии границы задержка-изделие.

В лучших дефектоскопах P_min/P₀ достигает 115 дБ, а в дефектоскопах с излучением сложных сигналов и их корреляционной обработкой — 145 дБ.

Проверка абсолютной чувствительности выполняется шедующим образом. Все некалиброванные ручки, регулирующие чувствительность, устанавливают в положение, соответствующее максимуму чувствительности. Рассчитывают значение Р'/Р₀ для одного из искусственных отражателей по табл. 3.4.

Табл. 3.4. Виды искусственных отражателей

Искусственный дефект, отражатель		Ближняя зона	Дальняя зона	Коэффициент вида дефекта, А
Зарубка
Засверловка
Риска
Вертикальное отверстие
Двугранный угол
Полуцилиндр

На образце с выбранным искусственным отражателем находят положение преобразователя, соответствующее максимуму амплитуды эхо-сигнала, и по аттенюатору определяют запас (резерв) R_m чувствительности дефектоскопа, т.е. число делений атгенюатора, на которое еще можно повысить чувствительность до её максимального значения или до появления электрических шумов высотою А₀/2. Суммой значений Р'/Р₀, и R_m (дБ) определяют искомый параметр — отношение амплитуды минимального акустического сигнала P_min, который регистри­руется дефектоскопом, к максимальной амплитуде зонди­рующего импульса P₀.

Угол α ввода луча определяют как угол между нормалью к поверхности и направлением от точки выхода (или акустического центра) преобразователя на центр отверстия диаметром 6 мм в образце СО-2 при положении преобразователя, соответ­ствующему максимуму эхо-сигнала от этого отверстия.

Рис. 3.25. Схема определения координат дефектов при контроле наклонным преобразователем

Если преобразователь имеет большие размеры, большую ближнюю зону или контролируется материал, отличный от стали по скорости распространения звука, используют образец, подобный СО-2 (см. рис.3.25).

Угол ввода отклоняется от угла α_с, рассчитанного по закону синусов, в сторону ута, где достигается максимум коэффициента прозрачности для границы акустическая задержка (призма) — изделие. На больших глубинах залегания дефекта угол а уменьшается в связи с тем, что меньшим углам соответствует меньший путь точка выхода — отражатель, а это способствует увеличению амплитуды эхо-сигаала. При пгубине залегания дефекта, большей 150 мм, необходимо измерять угол а на образце с повышенной глубиной залегания отверстия диаметром 6 мм. Эта глубина может быть уменьшена, если контролируется материал с большим затуханием или ширина диаграммы направленности преобразователя больше, чем для стандартных преобразователей.

Направленность поля преобразователя, характеризуемая его диаграммой направленности, определяет погрешность измерения координат и условных размеров дефектов. Чис;говыми характеристиками диаграммы направленности является угол наклона акустической оси α₀ и угол раскрытия основного лепестка 2Θ на уровне 3 дБ от максимума при работе в режиме излучения — приема.

Мертвая зона r_min (минимальная глубина позвучиваиия) определяется минимальной глубиной залегания дефекта, надежно выявляемого дефектоскопом. Мертвая зона определяется по отражению ультразвука от искусственного дефекта типа цилиндра диаметром 2 мм, выполненного в образце из контролируемого материала. При контроле стальных изделий мертвая зона оценивается по СО-2. Значение r_min приближенно определяется по формуле:

, (3.17)

где τ_и, τ_р — длительность соответственно импульса и реверберационных шумов преобразователя на уровне 0,1.

Разрешающая способность эхо-метода определяется минимальным расстоянием между двумя одинаковыми дефектами, при котором эти дефекты фиксируются как раздельные. Различают лучевую Δr и фронтальную Δl разрешающие способности. Первая определяется минимальным расстоянием Δr между двумя раздельно выявляемыми дефектами, расположенными в направлении хода луча вдоль акустической оси преобразователя. Такие отражатели в виде пазов или концентрических отверстий разного диаметра предусмотрены в СО-1. Значение Δr=1,5λ..

Фронтальная разрешающая способность определяется минимальным расстоянием Δl между двумя раздельно вьювяяемыми дефектами, расположенными вдоль фронта волны (для прямого преобразователя на одной глубине). Значение Δl должно превышать большее из двух значений - D или 1,2(rλ/D), где D - размер преобразователя.

Параметры сканирования — это скорость перемещения преобразователя относительго поверхности контролируемого изделия и шаг между соседними траекториями перемещения. Эти параметры определяют производительность контроля. Они должны обеспечить проверку всего объема изделия (при стопроцентном контроле).

Шаг сканирования Δ_r обычно устанавливают не меньше половины размера пьезоэлемента преобразователя в направлении шага. Более точное значение шага (это особенно существенно при автоматическом контроле) определяется минимальной шириной акустического поля преобразователя на определенном уровне от максимального значения чувствительности. Обычно чувствительность при поиске дефектов устанавливается выше уровня фиксации (чаще всего, на 6 дБ). Это превышение определяет уровень ширины акустического поля при установлении шага сканирования.

Скорость v  перемещения преобразователя при ручном контроле не должна превьпиать 150 мм/с. При автоматическом контроле она ограничивается частотой посылок зондирующих импульсов N_и и инерционностью регистратора дефектов, определяемой числом импульсов N_р от которого срабатывает регистратор. Для круглого или квадратного преобразователя

(3.19)

Далее рассматриваются параметры приборов и методы контроля, не вошедшие в табл.3.3.

Частота посылок зондирующих импульсов определяется числом посьиаемых импульсов в секунду. Максимальное значение этой величины ограничивается скоростью затухания ультразвука в изделии. При большой частоте посылок предьщущий импульс не успевает затухать и поэтому может вызвать появление ложных сигналов во время действующей посылки. Увеличение обеспечивает более яркое свечение экрана и дает возможность повысить скорость сканирования при автоматическом контроле.

Определение координат, размеров и формы дефекта. Целью НК является не только обнаружение дефектов, но и распознавание их образа для оценки потенциальной опасности дефекта. Методы визуального представления дефектов эффективны, когда размеры объектов (дефекта в целом или его фрагментов) существенно превьпыают длину волны УЗК (для акустической голографии — не меньше длины волны). Кроме того, эти методы требуют применения довсльно сложной аппаратуры. В практике контроля дефекты идентифицируют по признакам, рассчитанным по измеренным характеристикам дефектов посредством дефектоскопов с индикатором типа А.

Основные измеряемые характеристики ~ координаты дефектов, эквивалентная площадь (диаметр) и условные размеры — протяженность, высота и ширина.

Координаты дефектов Н к L (рис.3.26) определяют относи­тельно точки (О) выхода. Решение задачи сводится к нахождению положения преобразователя на поверхности изделия, соответствующего максимальной амплитуде эхо- сигнала, и определению времени t пробега импульса от пьезопластины преобразователя до дефекта. Тогда

L = r sin α; Н = r cos α , r = с(t-t₃), (3.21)

где t₃ - время пробега импульса в акустической задержке (например, призме) преобразователя.

Погрешность измерения координат складывается из систематических и случайных погрешностей.

Рис. 3.26. Схема определения условвой протяженности и условной высоты дефекта при контроле наклонным преобразователем

Погрешность измерения времени (погрешность глубиномера) одинаково проявляется при прямом и наклонном преобра­зователях. Её причины — погрешность глубиномера как измерительного устройства, ошибка учета пути в задержке- призме, включая слой контактной жидкости (r₃ и с₃ - путь и скорость в задержке или ее меняющейся части), длительность импульса. Влияние длительности импульса на измерение времени учитывается членом

(3.22)

где Т — период колебаний;

х = 0,1±1.

Коэффициент х равен единице, если . при калибровке и измерении используются соседние периоды колебаний в импульсе. Коэффициент x=0,1÷0,3, если измерение и калибровка выполняются по одному и тому же (первому) периоду колебаний, который имеет наклонный передний фронт, но измерения выполняют на разных уровнях. Погрешность глубиномера проверяют на СО-1 или СО-2 или по любому другому образцу, размеры которого и скорость распространения продольной волны известны.

Скорость звука влияет на точность измерения расстояния так же, как и время. При настройке скорости проявляются те же факторы, поэтому

Δс/с + Δt/Δ = 2 Δt/t

При контроле наклонным преобразователем скорость влияет также на угол ввода.

Погрешность определения положения максимума эхо-сигнала (точки 0₁ на поверхности изделия в основном случайна. Она тем больше, чем шире акустическое поле преобразователя. В ближней зоне ширина поля определяется размером преобра­зователя D, а в дальней зоне — отношением λг /D.

Измерение эквивалентной площади дефекта. Нужно определить площадь или диаметр плоскодонного отражателя, дающего эхо-сигнал той же амплитуды и расположенного на такой же глубине и в таком же материале, что и естественный дефект. Для этого используют тест-образцы с искусственными дефектами и АРД-диаграммы.

Применение АРД-диаграмм ограничивается кривизной поверхности изделия. При контроле стального изделия контактным способом (негустая контактная жидкость, дефектоскоп настроен по образцу с плоской поверхностью) для изделия с неплоской поверхностью АРД-диаграмму можно применять при выполнении следующих двух условий:

R ≥ 0,25D², R≥1,6D²f,

где R — радиус кривизны поверхности изделия, мм;

D — размер преобразователя в радиальной плоскости изделия, мм;

f — частота, МГц.

Если применять густую контактную жидкость и настраивать дефектоскоп по образцу, кривизна поверхности которого близка к кривизне изделия, то эти условия менее жесткие:

R ≥ 0,12D², R≥0,16D²f.

Тест-образцы и изделие должны иметь одинаковое качество поверхности ввода. Это проверяют тем же дефектоскопом с датчиками ДШП или ДШВП и, в случае несоответствия, вводят поправки удобно также применять индикатор шероховатости ИШП-1, которым можно проверить и плоскостность дна отверстий (изготовитель датчиков и прибора — НПО ЦНИИТМАШ).

Реальную площадь компактных дефектов определяют, деля эквивалентную площадь на коэффициент выявляемости. Для поковок и проката он равен 0,15—0,4, для сварных швов — 0,01—0,1. Более точно этот коэффициент может быть определен для конкретных изделий, технологий и материалов.

Измерение условных размеров. Условная протяженность протяженного дефекта, параллельного поверхности ввода. Условную протяженность дефекта измеряют по расстоянию между положениями преобразователя над краевыми точками дефекта (рис. 3.26).

При контроле сварных соединений преобразователь перемещают вдоль шва. Условную ширину дефекта ΔL_д при контроле сварных соединений измеряют по перемещению преобразователя между краевыми точками дефекта в направ­лении, перпендикулярном шву. Условную высоту ΔH_д измеряют также, как и условную ширину, но измеряемая величина — пробег импульса вдоль линии развертки. Условную высоту определяют как разность глубин координат дефекта, измеренных при положениях преобразователя в краевых точках.

Положение краевых точек определяют по одному из следующих признаков:

• ослабление эхо-сигнала до уровня фиксации;

• ослабление эхо-сигнала на 6 дБ от максимального значения.

При измерении вторым способом условная протяженность плоских дефектов (рис.3.24, кривая 4) остается постоянной, пока размер дефекта ё меньше 1/4 размера преобразователя О, а затем уменьшается и имеет минимум при d ≈ D; при d>>D приближается к истинному размеру дефекта (кривая 4 ). Условная протяженность округлых дефектов остается постоянной (кривая 5).

При измерении первым способом условная протяженность плоских дефектов (кривая 2), как правило, значительно больше истинных размеров (кривая 1), а условная протяженность округлых дефектов (кривая 5) очень медленно увеличивается с увеличением диаметра отражателя.

При измерении условной высоты дефектов следует иметь в виду, что дефект (например, вертикальный, см. рис. 3.26) ориентирован не перпендикулярно к акустической оси преобразователя. Эхо-сигнал от такого дефекта возникает вследствие рассеяния на неровностях его поверхности и дифракции на краях дефекта.

Для гладких дефектов (например, усталостных трещин) дифракционные максимумы эхо-сигналов от его краевых точек значительно превосходят сигнал от остальной части дефекта. По координатам точек, соответствующих этим максимумам, определяют размеры и ориентацию дефекта. Фактически, это дифракцио}шо-временной способ определения размеров дефекта. Соотношение реальных и измеренных размеров при этом может значительно отличаться от соотношения, полученного при измерении по максимумам эхо-сигналов от дефекта, параллель­ного поверхности ввода,

Распознавание компактных и протяженных дефектов. Принято считать дефект компактным, если его условная протяженность не превосходит условной протяженности эквивалентного дефекту плоскодонного отверстия при их измерении любыми способами, кроме измерения по дифракционным максимумам. Иногда для упрощения контроля сравнивают условные протяженности всех обнаруженных дефектов и плоскодонного отверстия макси­мально допустимого для контролируемого изделия диаметра.

Основная измеряемая характеристика компактного дефекта — его эквивалентная площадь, а протяженного дефекта — условные размеры. Распознавание компактных и протяженных дефектов удобно выполнять с помощью графиков (рис. 3.28), построенных в безразмерных координатах. Прямые на рис. 3.28,а соответствуют условной протяженности дефектов измеренной относительным способом на уровне 6 и 20 дБ от максимума эхо-сигнала для него. Кривые на рис. 3.29,6 соответствуют условной протяженности дефектов ΔL_д, измеренной абсолютным способом. Кружок или квадратик рядом с кривой соответствует круглому или прямоугольному пьезоэлементу размером D; λ - длина волны; r - расстояние преобразователь-дефект; А_д/А_ф - превьппение амплитуды эхо-сигнала от дефекта над уровнем фиксации (в положительньи децибелах).

Если точка, соответствующая измеренному значению условной протяженности дефекта, лежит на соответствующей кривой или ниже ее, то дефект компактный; если выше, то дефект протяженный.

Определение формы дефекта. При ультразвуковом контроле важно различить плоскостные и объемные дефекты. Дефекты промежуточного типа, как правило, идентифицировать не удается. В табл. 3.5 приведены некоторые способы определения формы дефектов, размеры которых превосходят длину волны. Способы применяют при контроле сварных швов, и других объектов. Предполагается, что плоскостные дефекты ориенти­рованы вертикально (т.е. перпендикулярно или почти перпендикулярно поверхности ввода). В таблице изменения амплитуд даны в отрицательных децибелах.

Рис. 3.27. Зависимость условной протяженности от истинного размера и дефекта:

1 — Д/,д = (1\ 2 — ДХд плоских дефектов по уровню фиксации; 3 — округлых дефектов по уровню фиксации; 4 — ДХд плоских дефектов по уровню 6 дБ; 5 — ДХд округлых дефектов по уровню 6 дБ

Рис. 3.28. Оценка компактности или протяженности дефекта при измерении относителыидми способами по уровням 6 и 20 дБ (а) или по уровню фиксации (б)

Изменение угла озвучивания на поверхности ввода (способ 1) осуществляют одним преобразователем.

При контроле сварных соединений обычно нужно найти и идентифицировать трещины различной ориентации. Способ 6 основан на сравнении амплитуд эхо-сигналов, излученных преобразоватадями 1 и 3, а принятых преобразователями 2 и 4; А₁₂, А₁₄, А₃₂ и А₃₄. в табл.3.4 приведены соотношения между амплитудами, характерные для дефектов различной формы и ориентации.

Коэффициент формы (способ 7) определяют по соотношению амплитуд эхо-сигналов, полученных совмещенным преобра­зователем А и эхо-зеркальным методом (обычно тандем- вариантом А'.

Табл. 3.5. Способы определения признаков формы дефектов

№ спосо-ба	Схема измерения	Признак формы	Значение признака при дефекте
			плоскостном	объёмном
1		А45/А0	8 дБ и менее	8 дБ и более
6		А13/А12=А24/А34	Продольная трещина, свыше 0 дБ	Приблизительно 0 дБ
			Поперечная трещина, до 0 дБ
7		Кф= А1/А2	1 и меньше	Свыше 1

ПРИБОРЫ И МЕТОДИКИ КОНТРОЛЯ МЕТАЛЛОВ

Общие принципы разработки методики контроля. Разработка методики дефектоскопии или проектирование установки для автоматического контроля начинается с выбора схемы контроля: метода контроля, типа волн, поверхности, через которую вводятся УЗК, угла ввода. Для контроля металла применяют в основном эхо-теневой и зеркально-теневой методы. Предпоч­тение отдается эхо-методу, как наиболее чувствительному и помехоустойчивому. Теневым методом контролируют тонкие, слоистые (например, паяные) металлы с простой формой поверхности. Как правило, он требует доступа к двум повер.хностям изделия. Зеркально-теневой метод применяют при доступе к одной поверхности, когда дефекты не дают эхо-сигнши (например, из-за наличия мертвой зоны или в связи с неблагоприятной ориентацией дефекта), но ослабляют донный сигнал. Дельта, дифракционно-временной и эхо-зеркальный методы помогают обнаруживать вертикальные дефекты сварных соединений. Сквозной эхо-метод применяют для автома­тического контроля толстых листов.

Тип волн выбирают следующим образом. Продальными и поперечными волнами контролируют изделия значительной толщины - в несколько раз большей длины волны. Продольные волны, в основном, применяют, когда ультразвук вводят нормально или под небольшим углом к поверхности, а поперечные - при наклонном вводе.

Волны в пластинах применяют для контроля листов, оболочек, труб с толщиной стенки, соизмеримой с длиной волны. Волнами в стержнях проверяют проволоки и прутки, диаметр которых соизмерим с длиной волны. Поверхностными волнами выявляют дефекты на поверхности изделия; чувствительность уменьшается с увеличением глубины и практически достигает нуля на глубине, равной длине волны. Сложная форма поверхности изделия не является препятствием для контроля, поскольку поверхностная волна следует за всеми се изгибами. Для выявления подповерхностных дефектов применяют головные (продольные подповерхностные) волны, возникающие при наклонном падении УЗК на поверхность изде.1шя под углом, равным первому критическому. Эти волны нечувствительны к неровностям и дефектам на поверхности изделия глубиной до 0,5 мм и достигают максимума чувствительности на глубине 5-10 мм от поверхности.

Направление УЗК должно быгь таким, чтобы обеспечивалось надежное выявление наиболее опасных дефектов. Особо ответственные изделия контролируют несколько раз при различных направлениях УЗК.

Выявляемость дефектов в большой степени зависит от направления продольных и поперечных волн. При включении преобразователей по совмещенной схеме для достижения оптимальной чувствительности к реальным дефектам волны должны падать на плоскость дефекта перпендикулярно или отражаться от дефектов и поверхности, расположенной вблизи них. Ориентация дефектов значительно меньше влияет на выявляемость при контроле волнами в пластинах и стержнях, в которых одинаково хорошо выявляются поперечные и продольные дефекты. Исключение составляют случаи, когда дефект попадает в область, в которой напряжения равны нулю. В этом случае для получения лостаточ!ю большого сигнала от дефекта следует изменить моду волны (например, путем изменения частоты, на которой ведется контроль).

Поверхность, через которую вводятся УЗК, должна быть относительно ровной, не иметь выступов и выемок, мешающих перемещению преобразователя, поэтому удобнее контролировать заготовки изделий.

При контроле изделий с криволинейной выпуклой поверхностью радиусом менее 200—250 мм наклонными преобразователями рекомендуется использовать опоры, стабилизирующие положение преобразователя на поверхности. При радиусе поверхности менее 75 мм следует притирать преобразователь к поверхности изделия. При контроле изделий по вогаутой поверхности притирку необходимо осуществлять при радиусе менее 400—500 мм.

При контроле тонких изделий прямыми преобразователями используют раздельно-совмещенные (РС) преобразователи с прямоугольными пьезопластинами, ориентированными так, чтобы увеличить ширину контролируемой полосы.

Качество поверхности должно обеспечивать достаточно высокую стабильность акустического контакта между преобразователем и изделием, так чтобы изменения чувстви­тельности не превышали 4 дБ. При контроле контактным способом прямым преобразователем хорошие результаты получают при параметре шероховатости R_t=10 мкм (R_a=2,5 мкм). При когггроле наклонными преобразователями и прямыми преобразователями с эластичным протектором допустимо увеличение шероховатости до К^ = 40 мкм. Волнистость поверхности должна быть не более 1 мм на шющади 50x50 мм^. Благодаря применению щелевого, иммерсионного или бесконтактного способов возбуждения и приема УЗК требования к поверхности снижаются. Во всех случаях недопустимо наличие на поверхности отслаивающейся окалины, грубых неровностей или покрытий, препятствующих прохождению УЗК.

При контроле контактным методом поверхность ввода изделия покрывают хорошо смачивающей контактной жидкостью (машинным или трансформаторным маслом, глицерином, клейстером и т.п.). Если поверхность ввода расположена вертикально, то применяют вязкие контактные жидкости.

В случае контроля иммерсионным и щелевыми способами используют воду, освобожденную от пузырьков воздуха путем отстоя. Иногда в воду добавляют вещества (например, спирт) для улучшения смачиваемости поверхности изделия и ингибиторы (например, азотнокислый натрий), предохраняющие от коррозии. Для того чтобы сигаалы многократных отражений импульса в иммерсионной жидкости не попадали в зону, в которой могут появиться сигналы от дефекта, толщина слоя жидкости должна быть больше bс_ж/с, где b — толщина изделия; с и с_ж — скорости УЗК в изделии и жидкости.

При настройке аппаратуры следует руководствоваться следующими основными рекомендациями.

Частоту ультразвука выбирают возможно более высокой, но ее снижение бывает необходимым при контроле металлов с большим затуханием ультразвука и изделий с сильна шероховатой поверхностью.

Чувствительность выражают размером минимально вьшвляемого искусственного дефекта (обычно — плоскодонного отверстия). Его указывают в технической документации как уровень фиксации (контрольный уровень). При поиске дефектов чувствительность завышают (обычно на 6 дБ) — это поисковый уровень. В технической документации указывают также браковочный уровень — размер плоскодонного отверстия, соответствующего недопустимому значению амплитуды эхо- сигнала.

Скорость и задержку развертки эхо-дефектоскопа регулируют таким образом, чтобы линия развертки ссогаегствовала пути УЗК в контролируемой части изделия. Изделия большой толщины иногда контролируют по слоям, т.е. изделие разбивают по толщине на несколько зон, которые проверяют послсдовате/тьно при соответствующем регулировании системы развертки и чувствитапьности.

Контроль сварных соединений. Ультразвуковой контроль сварных соединений проводят, как правило, эхо-методом с включением наклонного преобразователя по совмещенной схеме. Значительно реже применяют теневой и зеркально-теневой с раздельным и раздельно-совмещенным включением преобра­зователей соответственно и эхо-зеркальный методы. Угол ввода колебаний выбирают таким, чтобы расстояние от преобра­зователя до шва было как можно меньшим, а направление луча - возможно близким к нормали по отношению к сечению, в котором площадь ожидаемых дефектов максимальна (рис. 3.26). Контроль ведут прямым и однократно отраженным лучами. Двукратно и многократно отраженным лучом контролируют в случае, когда размеры усиления шва не позволяют прозвучивать его прямым или однократно отраженным лучом при оптималь­ном угле ввода луча.

Рис. 3.29. Схема контроля стыкового сварного шва прямым в однократно отраженным лучами

Каждое соединение следует проверить так, чтобы лучи входили в наплавленный металл по четырем направлениям, т.е. шли с двух сторон и от двух поверхностей соединения. Отступление от этого правила допускается в связи с особенностями конструкции соединения. Наплавленный металл прозвучивают поперечно-продольным или продольно-поперечным (рис. 3.27 а и б) сканированием.

Рис. 3.30. Схема сканирования шва: 1 – продольное сканирование, 2 – поперечное сканирование.

Последний способ особенно эффективен на этапе поиска дефектов в сварных соединениях большой толщины, так как позволяет увеличить шаг сканирования (за счет расхождения лучей в диаграмме направленности) при кошроле более глубоких слоев металла.

Для повышения надежности контроля в процессе скани­рования преобразователь непрерывно вращают на угол φ от нормали к оси сварного соединения.

Рекомендуемые параметры контроля наиболее распрост­раненных соединений приведены в табл. 3.5.

При контроле сварных соединений возникают определенные трудности — ложные отражения от элементов конфигурации швов (валиков усиления, провисаний наплавленного металла в корне шва, катетов, конструктивных непроваров). Для отстройки от ложных отражений необходимо точно измерить координаты объекта, выбрать направление распространения УЗК, дающее максимальное отношение сигаал — помеха. В некоторых случаях вследствие больших ложных сигналов от конструктивного непровара контроль оказывается неэффективным.

При контроле сварных швов толщиной менее 10 мм валик усиления мешает преобразователю приблизиться к шву для обеспечения проверки прямым лучом. С целью устранения перечисленных трудностей применяют большие углы преобра­зователей, высокую рабочую частоту, уменьшают размеры преобразователя за счет уменьшения его пьезопластины (см. табл. 3.6).

При контроле сварных швов толщиной 200 мм и более чувствительность дефектоскопа иногда оказывается недоста­точной. Применяют преобразователи с малыми устами наклона, пониженными частотами, пьезопластины большого размера (см. табл. 3.6), контроль только прямым лучом.

При контроле сварных соединений из аустенитных сталей, особенно при малом содержании ферритной фазы и толщине более 10 мм, наблюдается высокий уровень структурных помех. Для отстройки применяют наклонные преобразователи, излучающие и принимающие продольные волны, с призмами с углами наклона меньше первого критического (18—24⁰ в плексигласе), раздельно-совмещенные наклонные преобразо­ватели с ушом схождения 15° и более, наклонные фокусирующие преобразователи, а также используют двухчастотный способ контроля. Эхо-сигнал считают отражением от дефекта

только в том случае, если он возникает при контроле на двух частотах, отличающихся в 1,5 раза (например 1,8 и 2,7 МГц).

При контроле сварных соединений с узкой разделкой кромок, в частности, после электронно-лучевой сварки, дефекты располагаются строго вертикально и не дают рассеянного сигнала в сторону излучающего преобразователя. Рекомендуется применять контроль по схеме тандем.

Стыковые сварные соединения контролируют эхо-методом преобразователем, включенным по совмещенной схеме.

Чувствительность настраивают по образцам с моделями дефектов (цилиндрический, угловой или сегментный отража­тели); по этим же моделям проверяют точность работы глубиномера.

Соединения большой толщины (более 100—200 мм) проверяют по слоям, используя в ряде случаев последовательно несколько преобразователей с различными углами ввода луча. Чувствительность настраивают по стандартным образцам с применением АРД-диаграмм (или без них).

Рис. 3.6. Рекомевдуемые параметры контроля сварных швов из углеродистых сталей различной толщины

Толщина шва, мм	Частота, МГц	Размер пьезопластины, мм	Угол наклона плексигласовой призмы р°	Уровень фиксации (по эквивалентной площади), мм^2
3-10	5	4-6	50-55	1-2
10-50	2,5	12-15	40-50	2-7
50-200	1,5-2	15-20	30-40	7-15
200-2000	0,1-1,5	30-50	0-30	15-80

Тавровые соединения с полным проваром корня контро­лируют по схемам, приведенным на рис.66. Предпочтительной является схема, приведенная на рис. 3.31,

Соединения, в которых допускается непровар определенной ширины b (b < 3 мм) в корне шва, контролируют со стороны полки (рис. 3.32). При этом дта определения ширины непровара b сравнивают амплитуды эхо-сигналов от непровара и его моделей, выполненных в образце, или экспериментально снятую зависимость амплитуд эхо-сигналов от ширины непровара.

Швы нахлешочных сварных соединений прозвучивают со стороны основного листа однократно отраженным лучом с помощью преобразователя, включенного по совмещенной схеме (рис. 3.33).

Рис. 3.31. Схемы контроля тавровых сварных соединений при выявлении дефектов:

а — непровара в корне шва; б — продольных трещин, пор и шлака; в — поперечных трещин

Швы контактной сварки контролируют эхо-методом. Для более надежного выявления дефектов швы, выполненные сваркой оплавлением, прозвучивают по схеме тандем, поскольку дефекты в них расположены строго вертикально. Практически не отражают УЗК и не выявляются дефекты типаобнаружить при наличии сопровождаюших их других дефектов (например, сильноокисленных непроваров). Эхо-метод с одним преобра­зователем применяют для контроля контактной сварки рельсов.

Рис. 3.32. Схема определения ширины непровара в корне шва

Рис. 3.34. Схема контроля сварных точек зеркально-теневым методом

Рнс. 3.33. Схема выявления трещин, пор, шлажовых включений и непровара по вертикальной кромке в нахлесточном соединении

Сварные точки контролируют зеркально-теневым методом (рис.3.34). Признаком отсутствия сварки является приход донного сигнала от первого листа к приемному преобразователю. Перемещая преобразователь по поверхности изделия, определяют размеры сварной точки. Недостатком данного способа является невозможность отличить наличие литого ядра (важнейший признак хорошей сварки) от слипания. Этим недостатком не обладают способы контроля в процессе сварки. Один из способов следующий: в верхний лист вводится нормальная волна, которая испытывает отражение от расплавленного ядра в момент его образования. По интервалу времени от момента появления эхо-сигнала, сообщающего о начале формирования ядра, до момента выключения сварочного тока можно оценить размеры адра. Согласно другому способу излучающий и приемный преобразователи встроены в алектроды сварочной машины. Контроль ведут теневым методом. В момент сжатия электродами свариваемых листов через зону сварки проходят УЗК. В момент образования расплавленного ядра сигнал уменьшается, а после его застывания вновь во^астает. В этом случае особенно эффективно применение поперечных волн, прохождение которых полностью экранируется расплавленным ядром.

Контроль сварных соединений в абсолютном большинстве случаев осуществляют при сканировании преобразователем вручную (ручной контроль). При ручном контроле вследствие нарушения заданных параметров сканирования могут быть пропущены дефекты с малыми условными размерами. Для повышения вероятности обнаружения малых дефектов применяют приспособления для соблюдения параметров ручногосканирования и устройства механизированного и автома­тизированного контроля.

Автоматический контроль целесообразен для протяженных сварных швов, так как для швов малой протяженности затраты на подготовку, установку и настройку аппг^атуры неоправданно велики. Тонкие швы (до 5—6 мм) контролируют одним, а более толстые швы (20—40 мм) — несколькими преобразователями, захватывающими всю толщину шва, так что поперечное сканирование не требуется. Более толстые швы автоматически контролируют с продольно-поперечным сканированием.

В установках автоматического контроля спирально- и продольно-сварных труб обычно принимают схему контроля, показанную на рис. 3.35. Преобразователи 1 и 2 предназначены для обнаружения эхо-методом и зеркально-теневым методом продольных дефектов, а 3 и 4 - поперечных. Благодаря небольшой толщине швов можно прозвучивать все сечение шва без поперечного перемещения преобразователей. Продольное сканирование осуществляют перемещением трубы. При этом выявляют дефекты с эквивалентной площадью 2—8 мм².

Промышленных установок для контроля швов в процессе сварки пока не разработано за исключением случая контактной точечной сварки.

Рнс. 3.35. Схема контроля продольных сварных швов труб