Метод сканирования

При ультразвуковой оценке возможно достаточно близко подойти к истинному размеру отражателя, если несплошность сравнима с диаметром звукового поля. Тогда она отражает всю энергию воздействия, рис 17а.

С помощью сканирования границ несплошности может быть получена сравнительно надежная информация об ее протяженности. Оператор обычно наблюдает за высотой эхо-сигналов. Позиция преобразователя на поверхности объекта контроля, при которой уровень эхо снижается ровно наполовину, сигнализирует о том, что несплошность лишь наполовину охватывается звуковым лучом, рис. 17б.

а) б)

Рис. 17. а) Большое отражение в звуковом луче; б) Прямой преобразователь на границе отражателя

Это означает, что акустическая ось проходит точно по границе объекта. Позиция преобразователя отмечается и оператор определяет дальнейшие граничные точки, пока контур несплошности не сформируется объединением всех точек вместе.

Определение границ отражателя становится тем точнее, чем меньше диаметр звукового луча. Поэтому, при точном определении границ рефлектора, рекомендуется выбирать преобразователь с фокусным расстоянием равным расстоянию до отражателя[1]. Наиболее подходят преобразователи с диаметром луча 1 – 3мм на глубине наибольшей чувствительности.

5.2 Оценка малых несплошностей: АРД метод

Отражатель, который полностью находится внутри звукового луча, рассматривается как малый. Если такой отражатель оценивать методом сканирования, тогда будет получен не его размер, а диаметр звукового луча. Поэтому метод сканирования в данном случае неприемлем

В оптимальных условиях, т.е. когда отверстия имеют плоское дно и расположены на одинаковой глубине, выполняется следующий закон: Высота эхо – сигнала пропорциональна площади отражателя или Высота эхо – сигнала пропорциональна квадрату диаметра.

При точном контроле плоскодонных отверстий на различной глубине можно ввести простой закон, по крайней мере, в дальней зоне звукового луча: Высота эхо-сигнала обратно пропорциональна квадрату расстояния до отражателя. Данное правило неприемлемо для ближней зоны звукового луча. В этом случае, практика показывает, что высота эхо в пределах фокуса достигает максимальной амплитуды и понижается вновь на меньших расстояниях.

Если подобные кривые наложить на масштабные шкалы, тогда, имеется возможность сравнить эхо от неизвестных и известных отражателей, т.е. высоту эхо сигнала от несплошности и от известного плоскодонного отражателя. Допустим несплошность отражает звуковые волны аналогично диску с определенным диаметром. Вследствие того, что мы можем оценить только звук, отраженный от несплошности, то, естественно, нельзя рассматривать этот диаметр как ее "истинный размер". Поэтому, мы относимся к нему, как к эквиваленту отражателя или как к эквивалентному размеру отражателя. Эквивалентный размер отражателя соответствует истинному размеру несплошности только в идеальном случае, т.е. когда несплошность круговая, и расположена строго перпендикулярно акустической оси.

Хотя неуверенность в оценке параметров обнаруженной несплошности всегда присутствует, данный метод успешно применяется во многих странах благодаря тому, что основан на хорошо известных и доказанных законах звукового поля. Поэтому этот метод объективный – т.е. независимый от применяемого устройства и оператора.

Так называемые АРД шкалы (Амплитуда, Расстояние, (эквивалентный) Диаметр) для оценки отражателей могут быть получены от производителя преобразователей для различных их типов и диапазонов калибровки. Однако современная версия АРД шкалы требует некоторых пояснений, т.к. спроектирована при условии соответствия наиболее общим требованиям практического контроля: если назначение (а соответственно и предел разрушения) некоторого объекта известны, тогда ультразвуковой контроль может проводится сперва совместно с разрушающими методами контроля, дабы установить какой размер дефекта является критическим для работоспособности изделия. Естественно, также играют роль местоположение такого дефекта в изделии и частота его появления.

Если допустимый размер дефекта определен, тогда этот размер, помноженный на фактор безопасности, также, среди прочих, вносит свой вклад в итоговую оценку несплошности. Теперь для ультразвукового контроля больше будет важна соответствующая амплитудная кривая эхо – сигнала для данного размера, чем остальные факторы. Оператор сканирует объект контроля и должен отмечать лишь показания, превышающие данную кривую регистрации. В результате – только одна кривая необходима для анализа. Учитывая тот факт, что в зависимости от назначения изделия, различается и предел регистрации, становится возможным разместить другой эквивалент размера отражателя на данной кривой. Данное совмещение показано в виде таблицы в правом верхнем углу шкалы: т.е. начиная с установок по умолчанию, дополнительное усиление берется из таблицы, и дает требуемое значение регистрации. Если прибор откалиброван, тогда можно начинать контроль объекта.

Когда сигнал от объекта контроля превышает кривую регистрации, тогда результат должен быть записан и проанализирован. Дальнейшие действия зависят от вида дефекта: брак, ремонт либо дальнейший контроль для точной оценки несплошности (диагностика)[1].