Дефектоскопия

Для изделий, которые моделируются оболочками вращения — цилиндрических, сферических и тороидальных, произвольно расположенных относительно ПЭП рассчитаны параметры, определяющиеся адгезионными свойствами контактной среды (силой поверхностного натяжения, краевым углом смачивания) и динамической вязкостью: толщина слоя контактной среды ПЭП - поверхность ввода и максимальное значение зазора между рабочей поверхностью ПЭП и криволинейной поверхностью ввода, при которой сохраняется акустический контакт, а также их влияние на акустическое поле. Проведено сравнение с экспериментальными данными.

Проведен краткий анализ публикаций, посвященных влиянию акустического контакта на сигналы, регистрируемые при ультразвуковом контроле изделий и сварных швов. Отмечено, что чаще всего авторы уделяют внимание амплитудам импульсов, но не анализируют их спектр и его изменение в зависимости от качества подготовки поверхностей изделий к контролю. По результатам экспериментальных исследований донных импульсов, принимаемых из образцов, изготовленных из углеродистой и аустенитной сталей, показано, что изменение шероховатости поверхностей контролируемых изделий в диапазоне от Rz 10 до Rz 80 мкм приводит не только к изменению амплитуды регистрируемых сигналов, но также к значительным искажениям их формы и спектрального состава. При этом возможно снижение рабочей частоты донного сигнала на 30 % и более относительно номинальной частоты пьезопреобразователя. Согласно результатам, полученным на образцах с шероховатостью, имеющей как детерминированный, так и случайный характер, показано, что качество подготовки контактной поверхности оказывает существенно большое влияние на спектральные характеристики регистрируемых сигналов по сравнению с шероховатостью донной поверхности. Отмечена целесообразность учета влияния шероховатости контактных поверхностей контролируемых изделий и сварных швов на спектральный состав сигналов из изделий при разработке методических материалов по ультразвуковому контролю эхо- и дифракционными методами

Отмечено, что производители и поставщики ультразвуковых дефектоскопов обычно акцентируют внимание на предельной чувствительности оборудования, но мало внимания уделяют вопросу о погрешности, с которой могут быть измерены линейные размеры дефектов. Также отмечено, что физические принципы, лежащие в основе ультразвуковой дефектоскопии, и накопленный практический опыт ее применения показывают, что в настоящее время размеры дефектов можно измерять не точнее, чем с погрешностью от 1 мм. Поэтому более точно было бы говорить не об измерении высоты дефектов в сечении сварных швов, а об оценке этой высоты методами ультразвуковой дефектоскопии. Приведены примеры представления сечений с дефектами в виде акустических В-сканов, и показано, что эти изображения мало изменились за последние 60 лет, несмотря на то, что техника и технология обработки сигналов получили за это время существенное развитие. При этом в статье показано, что имеется возможность качественной оценки изменения высоты дефекта на доли миллиметра. В связи с этим приведены результаты расчета и эксперимента по оценке влияния слабой анизотропии материала на форму фазовых спектров донных импульсов, и показано, что помимо традиционно используемых временных разверток сигналов (А-сканов) и амплитудных спектров целесообразно больше внимания уделять анализу фазовых спектров сигналов, принимаемых из изделий. Фазовые спектры значительно сильнее, чем другие характеристики регистрируемых импульсов, изменяются также при увеличении высоты дефектов в поперечном сечении сварного шва. Этот вывод относится в том числе к случаям, когда высота дефекта не превышает длину используемых ультразвуковых волн

Представлены результаты экспериментальных исследований реализуемой чувствительности и возможностей теневого метода в задачах обнаружения и оценки размеров дефектов поверхностными волнами. Показано, что временной способ теневого метода обладает более высокой чувствительностью к трещиноподобным поверхностным дефектам, чем амплитудный способ, и при совместном применении с амплитудным способом позволяет оценивать размер трещин, глубина которых не превышает четверти длины волны. Предложен расчетный метод и приведены аналитические выражения для определения временного положения максимума оцифрованного импульса, даны рекомендации по выбору частоты дискретизации. Показана возможность достижения погрешности измерения времени распространения, не превышающей 0,2 периода рабочей частоты

Рассмотрено численное моделирование метода локализации дефектов в трехмерной (3D) структуре на основе акустико-электрических преобразований. Показано, что такой метод позволяет вычислять местоположение дефектов по параметрам электромагнитного отклика на детерминированное импульсное акустическое возбуждение в выбранных точках на поверхности контролируемого твердотельного образца. Для проверки моделируемого метода разработаны две конечно-элементные модели: однослойная и двухслойная трехмерные структуры. Результаты расчетов по этим моделям подтверждают эффективность метода акустико-электрических преобразований в локализации дефектов в 3D-гетерогенных твердотельных структурах

Описывается опыт неразрушающей дефектоскопии масс-спектрометрическим методом сосуда Дьюара криогенной установки для исследования физических свойств материалов PPMS-9. Метод позволил обнаружить и локализовать течь, провести оценку ее размера в приближении круглого отверстия, диаметр составил 0,6 мкм. Способ устранения дефекта с использованием эпоксидного клея Stycast привел к нормализации скорости испарения жидкого гелия