- •1 Модуль
- •Назовите основные величины, характеризующие акустические волны и поясните их физический смысл и взаимосвязь.
- •Физический смысл тензора деформаций и тензора напряжений. Закон Гука, его физический смысл.
- •Дайте понятие интенсивности и энергии звуковой волны. В чем отличие волновых уравнений для описания бегущих и стоячих волн?
- •Какие типы волн могут распространяться в газовых, жидкостных и твердых средах? Какими физическими величинами определяются скорости распространения упругих волн?
- •Какие виды поверхностных волн могут распространяться на границах раздела сред и в чем их особенность? Опишите возможные способы возбуждения поверхностных волн.
- •В чем особенность нормальных волн и в каких условиях они могут существовать? Физический смысл дисперсии скорости звука. Практические способы возбуждения нормальных волн.
- •При каких условиях могут существовать критические углы на границе сред, в чем их смысл, как их определить, какие явления наблюдаются при этом?
- •Какими упругими постоянными характеризуются твердые среды? Что такое волновое сопротивление среды и чем оно определяется?
- •Назовите основные акустические характеристики сред. Поясните механизм затухания акустических волн.
- •Как зависит коэффициент затухания от структуры среды и от частоты колебаний? Какое значение придается затуханию волн в акустическом контроле?
- •Механизм затухания волн в различных средах. Поглощение и рассеяние волн.
- •Отражение и преломление акустических волн на границах раздела сред. Трансформация волн. Критические углы.
- •В чем сущность закона Снеллиуса при падении акустической волны на границу раздела двух сред? в чем сущность коэффициентов отражения и прохождения и от чего они зависят?
- •Как используется наличие критических углов в практике контроля?
- •Как определить угол падения акустических волн при заданном угле ввода пучка в объект? Обратная задача.
- •Особенности отражения волн от свободной границы твердого тела. Обменные углы.
- •Дифракция волн в твердых телах. Явление поляризации для акустических волн.
- •Отражение и прохождение акустических волн при нормальном падении на границу двух сред, разделенных тонким слоем. Просветление границы.
- •2 Модуль
- •В чем состоит физическая сущность пьезоэффекта?
- •Перечислите основные свойства и характеристики пьезоматериалов и дайте их физический смысл.
- •Чем определяется механическая добротность пьезопреобразователей? За счет каких параметров можно реально повысить мощность акустического излучателя?
- •Опишите структуру традиционного электроакустического тракта.
- •Опишите структуру прямого пьезопреобразователя и назначение отдельных элементов.
- •В чем состоит физический смысл коэффициента преобразования? Каким образом можно добиться реального увеличения коэффициента преобразования?
- •Какими преимуществами обладают широкополосные преобразователи? Какие существуют способы расширения полосы пропускания частот для пьезопреобразователей?
- •Каким образом обеспечивается стабильный контакт преобразователя с объектом контроля? Как влияет толщина слоя смазки на чувствительность контроля?
- •Ршх пэп. Причины возникновения шумов преобразователей и способы их уменьшения.
- •Что такое поле излучения преобразователя и чем оно характеризуется? Диаграмма направленности.
- •Что такое ближняя и дальняя зоны преобразователя и чем она характерна? Как можно объяснить наличие осцилляций в ближней зоне преобразователя?
- •Изменится ли направленность акустического поля дискового преобразователя при изменении его диаметра или параметров среды?
- •Поясните методику построения мнимого излучателя для плоскопараллельной задержки.
- •Поясните методику построения мнимого излучателя для наклонной задержки.
- •Какие типы фокусирующих преобразователей используются в практике контроля и в чем их особенность? Какими параметрами характеризуется поле излучения фокусирующего преобразователя?
- •Наклонные, раздельно-совмещенные, хордовые пэп. Конструкции и параметры.
- •Основные характеристики преобразователей и способы их определения.
- •В чем особенность и эффективность преобразователей на фазированных решетках.
- •Модуль 3
- •Физические основы эхо-метода контроля. Структура и принцип действия эхо-импульсного дефектоскопа (требования к узлам).
- •Основные типы искусственных дефектов. Расчет акустического тракта. Ард-диаграммы и их применение.
- •Характеристики эхо-метода контроля: глубина прозвучивания, мертвая зона, разрешающая способность. Способы улучшения характеристик.
- •Чувствительность эхо-метода контроля и способы ее повышения. Что такое уровень чувствительности и какие уровни различают при реализации контроля?
- •Виды сканирования объектов. Шаг и скорость сканирования.
- •Особенности повышения чувствительности эхо-метода при высоком уровне помех.
- •Помехи при эхо-методе контроля и способы их уменьшения.
- •Способы определения координат и оценка размеров и формы дефектов при эхо-методе контроля.
- •Теневой метод контроля. Физические основы метода. Оценка изменения уровня сигнала в зависимости от величины дефекта и параметров объекта контроля.
- •Особенности аппаратуры для реализации теневых методов контроля. Помехи при теневом контроле и способы их уменьшения.
- •На чем основаны временной теневой и дифракционно-временной методы контроля, их возможности?
- •Зеркально-теневой метод контроля. Схемы прозвучивания. Оценка результатов контроля.
- •Измеряемые характеристики и признаки дефектов.
- •Схемы измерения условных размеров дефектов. Погрешности измерения условных размеров. Какие существуют способы задания крайних положений преобразователя при измерении дефектов?
- •Методы распознавания типа дефектов (по условным размерам, по коэффициенту формы).
- •Методы распознавания типа дефектов (по параметрам трансформированных и дифрагированных волн).
- •Стандартные образцы со-1, со-2, со-3, используемые при настройке аппаратуры.
- •Стандартные образцы предприятия (соп), их особенности и виды отражателей.
- •Модуль 4
- •Физический смысл появления акустической эмиссии. Источники появления волн акустической эмиссии и основные параметры аэ.
- •Акустическая эмиссия при деформации материалов и многократном нагружении. Какие требования предъявляются к аппаратуре и преобразователям при контроле методом аэ?
- •Приведите примеры практического применения метода аэ. Какие преимущества имеет метод аэ по сравнению с другими?
- •Методика определения местоположения дефектов по сигналам аэ. Число каналов и топология расположения преобразователей при контроля аэ-методом?
- •Методика проведения аэ-контроля:требования к аппаратуре и условиям проведения контроля, подготовка объекта к контролю, подготовка аппаратуры.
- •Принцип действия ультразвукового эхо-импульсного толщиномера. Виды акустических трактов при контроле толщин изделий?
- •Виды погрешностей при измерениях толщины. Контрольные образцы.
- •Ограничивающие параметры объекта контроля при эхо-импульсной толщинометрии. От каких факторов зависит диапазон измерений в толщиномерах?
- •Методика проведения толщинометрии реальных объектов.
- •Особенности акустического контроля неметаллических и композиционных многослойных конструкций. Дефекты соединений.
- •Сущность, аппаратура и область применения интегральных и локальных методов свободных колебаний.
- •Импедансный метод контроля. Основы метода, аппаратура, возможности и область применения.
- •Велосимметрический метод контроля. Основы методов, аппаратура, возможности и область применения.
- •Акустический контроль физико-механических характеристик материалов (твердость и прочность материалов). Особенности методики и аппаратуры.
- •Особенности контроля прочности бетона и структуры чугуна.
- •Акустический контроль поверхностных характеристик материалов (шероховатость, поверхностно упрочненные слои).
- •Контроль стыковых сварных соединений листовых конструкций и труб.
Методы распознавания типа дефектов (по условным размерам, по коэффициенту формы).
Методы распознавания типа дефектов (по параметрам трансформированных и дифрагированных волн).
Стандартные образцы со-1, со-2, со-3, используемые при настройке аппаратуры.
СО-1
Определения условной чувствительности в мм
глубины залегания цилиндрического отверстия и настройки на заданную условную чувствительность эхо-импульсных ультразвуковых дефектоскопов с пьезоэлектрическими преобразователями (ПЭП) на частоту 1,25 - 5 МГц;
оценки лучевой разрешающей способности прямых ПЭП (прямой ПЭП в положении над пазами 5 и 2,5 мм). При этом если все три отражателя разрешаются, то на экране дефектоскопа наблюдается три импульса: донный, от ступенек глубиной 5 мм и 2,5 мм. Расстояние между которыми (импульсами) соответствует по стали: (1-2) - 5,5мм; (2-3) - 11 мм (ПЭП в положении Б);
оценки лучевой разрешающей способности наклонных ПЭП (наклонный ПЭП ориентирован в сторону цилиндрических отверстий 0 15, 20, 30 мм). При этом если все три отражателя разрешаются, то на экране дефектоскопа наблюдается три импульса от поверхностей цилиндров, расстояния, между которыми соответствует по стали: (1-2) - 5,5мм; (2-3) - 11 мм (ПЭП в положении В).
оценки точности глубиномера (прямой ПЭП в положении над пропилом). Для дефектоскопов с калибровкой глубиномера в единицах времени - время прохождения ультразвуковых колебаний от поверхности на которую установлен ПЭП до пропила и обратно составляет 20 с; по стали это соответствует 59 мм.;
СО-2
определения погрешности глубиномера. Для дефектоскопов с калибровкой глубиномера в единицах времени - время прохождения ультразвуковых колебаний от поверхности, на которую установлен ПЭП до дна и обратно составляет 20 мс;
измерения угла ввода луча (наклонный ПЭП в положении А, или Б). Перемещением наклонных ПЭП около этих положений добиваются получения максимального эхо-сигнала от отражателя (цилиндрическое отверстие 0 б мм. расположенное на глубине 44 мм или 15мм для различных положений ПЭП). Величину угла считывают по риске угловой шкалы напротив точки выхода УЗ луча;
определения ширины основного лепестка диаграммы направленности (перемещая ПЭП около положения А, Б).
настройка чувствительности дефектоскопа с использованием опорного сигнала от отражателя (цилиндрическое отверстие 6 мм расположенное на глубине 44 мм или 15 мм для различных положений ПЭП;
СО-3:
определения точки выхода 0 ультразвукового луча. Для этого наклонный ПЭП устанавливают на центральной риской «О» (рис. 8) и небольшим перемещением находят положение соответствую максимальному эхо-сигналу. Точка выхода расположенаточно над центральной риской образца;
определения стрелы «п» преобразователя в миллиметрах. Данный параметр определяется кар расстояние от точки выхода ультразвукового луча до торца ПЭП в направлении прозвучивания (измеряется по боковой шкале, отградуированной в миллиметрах);
Стандартные образцы предприятия (соп), их особенности и виды отражателей.
Широкоиспользуютдлянастройкидиапазонаконтроля, глубиномера, чувствительностидефектоскопа. СОПвоспроизводятконфигурацию, формуишероховатостьповерхностиконтролируемыхизделий, атакжеакустическиесвойстваматериала.
СогласноГОСТ 14782-86 предусматриваетсянесколькотиповСОПсискусственнымиотражателямиввиде:
плоскодонныхдисковыхотражателей, ориентированных перпендикулярноультразвуковомулучу;
угловыхотражателейввидезарубкисвертикальнойрабочейгранью, ориентированнойперпендикулярноплоскостисканированияпреобразователя;
цилиндрическихотверстий, образующаякоторыхнаправленаперпендикулярноУЗлучу;
сегментныхотражателей, сотражающейповерхностьюрасположеннойперпендикулярноакустическойосиПЭП.