4. Определение местоположения несплошности

4.1 Калибровка инструмента

Расположение несплошности может быть без труда определено по ее эхо – сигналу если инструмент правильно откалиброван. Калибровка означает проверку показаний прибора при контроле объекта с заранее известным параметром контроля. При калибровке учет материала имеет огромную роль, т.к. путь эхо – сигнала (s), рассчитывается исходя из времени (t) прохождения импульса и скорости звука (с) в данном материале – по следующей формуле[1]:

где - расстояние до отражающей поверхности [мм];

- скорость звука [км/с];

- время прохождения импульса [ с].

Знание этой связи является очень важным для оператора: но не обязательным для процесса калибровки. Правило гласит: используйте кусок известного материала с известными размерами.

При установке преобразователя на поверхность объекта с известной толщиной s на экране возникает последовательность эхо-сигналов, рис. 13. Толщина объекта соответствует пути, пройденному звуковой волной, например, для прямых преобразователей он пропорционален толщине объекта s , поэтому:

1-е эхо = s,

2-е эхо = 2s,

3-е эхо = 3s, и т.д.

Рис. 13. Последовательность эхо – импульсов на экране дефектоскопа

Вышеупомянутый кусок материала используемый для калибровки называется Образцом или Стандартным Образцом, если он стандартизирован. Калибровку различных дефектоскопов в соответствии с их руководством по эксплуатации обычно проводят по российским (СО-1, СО-2 или СО-3 (СО-3Р)) или зарубежным (V1, V2, VW и пр) образцам[1].

4.2 Определение дефектов с наклонными преобразователями

Эхо-сигнал от несплошности на экране прибора не дает прямой информации о ее расположении в материале. Единственная, доступная для оценки информация – это положение сигнала на шкале, т.е. звуковой путь – дистанция от точки входа звуковой волны в объект до неоднородности рис. 14.

Рис. 14. Сканирование отражателя с использованием наклонного преобразователя

Математический расчет прямоугольного треугольника позволяет вычислить поверхностное расстояние и глубину отражателя, которые оба важны для ультразвукового контроля, рис. 15.

Рис. 15. Треугольник дефекта

Таким образом, мы имеем возможность отметить позицию дефекта на поверхности

отмерив поверхностное расстояние от точки входа волны и узнать глубину дефекта. По практическим соображениям, используется уменьшенное поверхностное расстояние, т.к. оно отмеряется от переднего края преобразователя. Разница в этих величинах соответствует стреле преобразователя, т.е. расстоянию от точки входа звуковой волны до края корпуса преобразователя, рис. 16.

Рис. 16. Уменьшенное поверхностное расстояние и стрела

С помощью ультразвукового прибора с цифровой обработкой сигнала подобные вычисления выполняются встроенным микропроцессором и немедленно высвечиваются на дисплее, так, что оператору нет необходимости выполнять вышеописанные вычисления[1].

5. Оценка несплошности

Влияние несплошности на рабочие характеристики изделия проще оценить когда ее размер (протяженность) известны. Желание оператора точно знать "истинный габарит отражателя" вполне понятно, так как ожидается что методы неразрушающего контроля, такие как ультразвуковой метод, дадут подобную информацию. Однако, учитывая, что на дисплее могут отражаться только эхо-сигналы, т.е. время и амплитуда части звуковой волны, вернувшейся от отражателя, зачастую очень трудно, а в некоторых случая и невозможно с достаточной надежностью узнать истинный размер отражателя. Фактически амплитуда эхо-сигнала играет решающую роль при оценке несплошности во время ручного ультразвукового контроля.