Рекомендуемая литература [18, 19].
13. УЛЬТРАЗВУКОВАЯ ДЕФЕКТОСКОПИЯ ДЕТАЛЕЙ
Цель работы: ознакомиться с основами метода ультразвукового конт-
роля изделий, приобрести практические навыки работы на дефектоскопах.
Приборы и оборудование: ультразвуковые дефектоскопы УЗД-64 и
УД2-12 с набором щупов, стандартные образцы, комплект деталей с по-
вреждениями.
13.1. Краткие теоретические сведения
79
Метод ультразвуковой дефектоскопии основан на свойстве ультразву-
ковых колебаний (от 20 кГц до 10 ГГц) проникать в толщу тела и отра-
жаться от границ раздела двух сред.
При переходе из одной среды в другую, при прохождении через неодно-
родности, разрывы сплошностей данной среды ультразвуковые волны пре-
терпевают изменения (наблюдаются явления преломления и отражения).
Следовательно, при наличии воздушного зазора между излучателем ультра-
звуковых волн и испытуемым образцом имеет место большое отражение.
Поэтому во время дефектоскопии между ультразвуковым искателем и образ-
цом необходимо помещать связующую среду (масло, воду, эмульсии и др.).
Чаще всего при ультразвуковой дефектоскопии в качестве источников
ультразвуковых волн (УЗВ) используются пьезоэлектрические преобра-
зователи.
Многие кристаллы (кварц, сульфат лития, титанат бария, метаниобат
свинца и др.) обладают пьезоэлектрическим эффектом, который выража-
ется в том, что при действии сжимающих или растягивающих усилий на
поверхностях пластин, вырезанных из кристаллов, появляются электриче-
ские заряды пропорциональные механической нагрузке. Знаки зарядов ме-
няются при изменении усилий, т. е. при переходе от растяжения к сжатию.
Такой пьезоэлектрический эффект называется прямым и служит для
обнаружения ультразвуковых волн.
Обратный пьезоэлектрический эффект используется для получения
УЗВ. Заключается он в том, что при прило-
жении переменного электрического напря-
жения к пластине, последняя начинает коле-
баться.
Пьезоэлектрическая пластина монтируется
в блоке, который называется искателем. На
рис. 13.1 приведена схема простейшего иска-
теля. Напряжение в виде коротких импульсов
подаётся к поверхности пьезопластины, ко-
торая начинает колебаться. Упругие волны от
пьезопластины, с одной стороны, попадают в
поглощающий материал, а с другой – в деталь
через протектор и связующую среду.
5
2
4
3
1
Рис. 13.1. Схема нормаль-
ной искательной головки:
1 – связующая среда; 2 – из-
лучатель; 3 – корпус; 4 – пог-
лощающий материал; 5 – вы-
воды пьезопластины
80
Если УЗВ в деталь необходимо вводить под некоторым углом к по-
верхности, то используют наклонные (или призматические) искатели (рис.
13.2).
Таким образом, ультразвуковые искатели служат для формирования,
посылки в деталь и приёма УЗВ. Подачу же электрического напряжения на
пластину, усиление принятых колебаний, их индикацию выполняют де-
фектоскопы.
На рис. 13.3 приведена принципиальная
схема ультразвукового дефектоскопа. Ге-
нератор импульсов 1 через равные проме-
жутки времени посылает короткие элек-
трические импульсы на пьезопластину ис-
кателя 4. Одновременно вступает в работу
генератор развёртки 2 и индикатор рас-
стояния 3. Если в детали дефект отсутст-
вует, то УЗВ, отразившись от противопо-
ложной поверхности, попадает на такую же
(или ту же) пьезопластину приёмного ис-
кателя 5, где преобразуется в электриче-
ский сигнал. Этот сигнал поступает в уси-
литель 7, а затем на вертикально-отклоняющие пластины электрон-
но-лучевой трубки 8. В результате на её экране появляется донный сигнал.
1
2
3
7
6
5
4
8
1
2
3
Рис. 13.2. Схема угловой
искательной головки: 1 – из-
лучатель; 2 – корпус; 3 – пог-
лощающий материал
81
Рис. 13.3. Схема ультразвукового дефектоскопа: 1 – генератор
импульсов; 2 – генератор развёртки; 3 – индикатор расстоя-
ния; 4 – передающий искатель; 5 – приёмный искатель;
6 – деталь; 7 – усилитель; 8 – электронно-лучевая трубка
В случае наличия в детали дефекта часть УЗВ отразится от него (эхо-
сигнал), а остальная часть от противоположной стороны (донный сигнал).
Усиленный эхосигнал попадает на пластины электронно-лучевой
трубки раньше донного. Поэтому на экране левее донного появляется
сигнал от дефекта.
Дефектоскоп позволяет измерить расстояние до дефекта и оценивать
его размеры.
Достарыңызбен бөлісу: |