«АКУСТИЧНИЙ МЕТОД НЕРУЙНІВНОГО КОНТРОЛЮ».
Доклад Степанова В.В. по дисциплине: «Неразрушающий контроль». Рук.Сидоров В.А.
Акустичними методами називають методи, засновані на використанні пружних коливань і хвиль будь-яких частот. Методи, що використовують частоти від 20 кГц до 100 мГц називають ультразвуковими.
Акустичні методи неруйнівного контролю поділяють на дві великі групи - активні і пасивні методи .
Активні методи засновані на випромінюванні і прийомі пружних хвиль, пасивні - тільки на прийомі хвиль, джерелом яких служить сам контрольований об'єкт. Активні методи поділяють на методи проходження, відображення, комбіновані - використовують як проходження, так і відображення), імпедансні та методи власних частот.
Найбільше поширення одержали наступні методи ультразвукової дефектоскопії: тіньовий, ехо-імпульсний, резонансний, імпедансний і вільних коливань.
Резонансний спосіб дефектоскопії заснований на виникненні в контрольованому виробі стоячих хвиль. При збігу частоти пружних хвиль виникає резонанс. При цьому зменшується акустичний опір контрольованої деталі і відповідно добір потужності від генератора ультразвукових коливань. Зменшення потужності, що відбирається, реєструється індикатором. При наявності в деталі дефекту частота її вільних коливань змінюється, отже, резонанс зникає, що реєструється індикатором.
Тіньовий метод полягає в тім, що з однієї сторони контрольованого об'єкта за допомогою випромінювача вводять ультразвукові коливання, а з іншого боку - за допомогою приймача реєструють інтенсивність коливань. По зменшенню сигналу на приймачі судять про наявність дефекту. Для застосування тіньового методу необхідний двосторонній доступ до контрольованого об'єкта, що обмежує його широке практичне використання.
Ехо-імпульсний метод ультразвукової дефектоскопії одержав найбільш широке застосування. Він заснований на введенні в контрольований об'єкт випромінювачами коротких імпульсів пружних коливань і реєстрації інтенсивності і часу приходу ехо-сигналів, відбитих від дефектів.
Пружні коливання, що зустрічають на своєму шляху дефекти, частково відображаються і попадають назад на голівку випромінювача. Інша частина коливань досягає протилежної сторони контрольованого об'єкта, відображається від розділу об'єкт-повітря і теж, як луна, попадає на голівку випромінювача. При цьому відбиті від дефекту коливання повертаються раніш, ніж від протилежної сторони об'єкта, тому спочатку на екрані дефектоскопа з'являється імпульс від дефекту, а потім від протилежної сторони об'єкта (донний сигнал). На екрані вони розташовуються один за іншим на відстані, відповідній часу їх повернення. Відстань від дефекту визначається як різниця часу між моментом посилки імпульсу і моментом прийома ехо-сигналу. Розмір дефекту оцінюється значенням амплітуди ехо-сигналу.
Метод вільних коливань заснований на зміні частоти вільних коливань контрольованої деталі. Якщо на контрольовану деталь впливати різким ударом ззовні, то в ній виникнуть вільні коливання. Частота цих коливань визначається інерційно-пружними параметрами деталі, які у свою чергу залежать від фізичної однорідності матеріалу деталі. Наявність неоднорідності в деталі в першу чергу приводить до зміни пружних характеристик, що відповідно змінює частоту вільних коливань.
Імпедансний метод контролю заснований на вимірі сили реакції, що робиться на датчик контрольованим виробом. Даний метод доцільно застосовувати для контролю якості покриття робочих поверхонь деталей.
Пасивні акустичні методи засновані на аналізі пружних коливань хвиль, що виникають у самому контрольованому об'єкті. Явище «крику олова» було відоме давно, але пояснити цей прояв кристалографічних змін в олові й сплавах, що містять олово, змогли лише порівняно недавно. При вивченні емісії хвиль напруг ряду металів і висушеної деревини ялини було відзначено, що, якщо метал навантажувати до визначеного рівня, то спостерігається «вибух» шуму, але при повторному навантаженні подібного шумового вибуху не спостерігається доти, поки величина навантаження не перевищить первісне значення.
Найбільш характерним пасивним методом є акустико-емісійний метод.
З розглянутих акустичних методів контролю найбільш практичне застосування знаходить ехо-метод. Близько 90% об'єктів, контрольованих акустичними методами, перевіряли ехо-методом. Застосовуючи різні типи хвиль, з його допомогою вирішують задачі дефектоскопії поковок, виливків, зварених з'єднань, багатьох неметалічних матеріалів. Ехо-метод використовують також для виміру розмірів виробів. Вимірюють час приходу донного сигналу і, знаючи швидкість ультразвуку в матеріалі, визначають товщину виробу при однобічному доступі. Якщо товщина виробу невідома, то по даному сигналу вимірюють швидкість, оцінюють загасання ультразвуку, а по них визначають фізико-механічні властивості матеріалів.
Ехо-тіньовий метод застосовують також при контролі зварених з'єднань. Наприклад, при автоматичному контролі зварених з'єднань шукачі розташовують по обох сторони від шва і приймають як відбиті, так і що пройшли сигнали. Останні використовують для контролю якості акустичного контакту і виявлення дефектів, орієнтованих таким чином, що ехо-сигнали від них дуже слабкі.
Тіньовий метод використовують тільки при двосторонньому доступі до виробу, для автоматичного контролю виробів простої форми, наприклад аркушів у іммерсіонній ванні. Чутливість тіньового методу до дефектів у 10 - 100 разів менше, ніж ехо-методу в зв'язку з великим впливом перешкод.
Список использованной литературы
1. Белокур И .П.Дефектология и неразрушающий контроль.-Киев: Вища шк.,1990.-207с.