При необходимости устанавливают разную чувствительность на разной глубине для измерения условной протяженности несплошности или осуществления методики послойного контроля Для этого аналогичным способом определяют по АРД-диаграмме амплитуду Ао для различных значений глубины и откладывают их на шкале аттенюатора.
Пример 3.
Требуется настроить дефектоскоп на чувствительность фиксации So= 10 мм1 при контроле изделия толщиной 250 мм.
Вставляем в планшет АРД-диаграмму, соответствующую заданному типу преобразователя. Поворачиваем диск планшета на угол, соответствующий затуханию ультразвука в изделии (рис П8.2) Выполняем совмещение АРД-диаграммы со шкалой аттенюатора (см. п.3.5). Проводим вертикальную линию, соответствующую толщине 250 мм до пересечения с кривой Зэкв.= 10 мм2 Следуя по сетке цветных линий диска планшета находим требуемое значение Ао=59 дБ. Эго значение откладываем на аттенюаторе.
Для толщин 200, 150, 100 и 50 мм находим по АРД-диаграмме Ао, равное соответственно 52, 44, 38 и 28 дБ. Эти значения используем для настройки чувствительности при послойном контроле или для установления уровня фиксации при определении условной протяженности несплошностей, расположенных на разной глубине
.7. Для настройки чувствительности фиксации допускается использование АРД-диаграммы без планшета, не выполняя измерения затухания и действий, указанных в пп 3 4 и 3 5. В этом случае по АРД- диаграмме определяют разницу До в дБ между амплитудой донного сигнала Адон и Ао. Получают донный сигнал, на экране устанавливают его амплитуду до отмеченной линии Повышают аттенюатором чувствительность на До.
Настройку чувствительности описанным способом выполняют только на изделиях, где имеется донный сигнал, Необходимо выполнить условия, указанные в примечаниях 2 и 4 к п.3.5. Способ не позволяет выполнить настройку при послойном контроле.
Пример 4.
Контролируют изделие толщиной 300 мм, требуется настроить чувствительность, обеспечивающую фиксацию несплошностей площадью So=5 мм2. Донный сигнал наблюдается, затухание ультразвука неизвестно.
На АРД-диаграмме для соответствующего преобразователя (рис П8.1) проводим вертикальную линию, соответствующую глубине 300 мм Определяем интервал между кривыми "Донный сигнал" и So=5 мм2, он равен До=59-28=31 дБ. Устанавливаем преобразователь на изделие и регулируем любым способом амплитуду донного сигнала так, чтобы она достигала половины высоты экрана Увеличиваем аттенюатором чувствительность на значение До. Получаем требуемую настройку чувствительности.
.8 При контроле наклонным преобразователем с углами ввода 40° - 50° вместо донного сигнала можно использовать отражение от прямого двугранного угла.
,9 При контроле наклонными преобразователями конструкции НПО ЦНИИТМИАШ типа ПНЦ вместо донного сигнала можно использовать опорный эхо-сигнал от отражателя 06 мм на глубине 44 мм в СО-2. Значения амплитуд указанного сигнала наносят на АРД-диаграмму с учетом соответствия цилиндрическою отражателя в СО-2 плоскодонному отражателю (табл. П81).
10 Для определения эквивалентной площади (диаметра) несплошности необходимо выполнить операции по п.п. 3 5 и 3.6. Далее измеряют аттенюатором амплитуду эхо-сигнала от несплошности. Для этого регулируют амплитуду эхо-сигнала так, чтобы она достигала отмеченной на экране линии Измеряют расстояние до несплошности z На пересечении координат "расстояние до несплошности" (по вертикальным линиям АРД- диаграммы) - "амплитуда эхо-сигнала" (по цветным линиям планшета) находят ближайшую кривую с соответствующим эквивалентным размером несплошности. При необходимости используют интерполяцию.
Пример 5.
При контроле изделия обнаружена несплошность на глубине 110 мм. Амплитуда эхо-сигнала -38 дБ. Требуется определить эквивалентную площадь несплошности
По соответствующей АРД-диаграмме (рис. П8.3) находим точку G пересечения вертикальной линии, соответствующей глубине 110 мм, и цветной линии BG планшета, соответствующей амплитуде 38 дБ Точка лежит между кривыми Бэкв=10 мм2 и Зэкв=20 мм2. Производя приближенную интерполяцию получим эквивалентную площадь несплошности 15 мм2.Таблица П8.1
СООТВЕТСТВИЕ ОТРАЖАТЕЛЯ 06 мм В СО-2 ПЛОСКОДОННОМУ ОТРАЖАТЕЛЮ (ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ПЛОЩАДЬ)
|
Тип преобразователя |
Частота |
Размер пьезоэлемента |
Угол ввода |
Экв. площадь (диаметр) плоскодон. отражателя |
|
|
МГц |
ММ |
град |
мм2, (мм) |
|
ИЦ (ПНЦ) |
1,8 |
018 |
40 |
12(03,9) |
|
ИЦ (ПНЦ) |
1,8 |
018 |
50 |
11 (03,7) |
|
ИЦ (ПНЦ) |
1,8 |
018 |
65 |
13(04,1) |
|
ИЦ (ПНЦ) |
2,5 |
012 |
40 |
10(03,6) |
|
ИЦ (ПНЦ) |
2,5 |
012 |
50 |
9 (03,4) |
|
ИЦ (ПНЦ) |
2,5 |
012 |
65 |
11 (03,7) |
Определение эквивалентной площади
обнаруженной несплошности
Амплитуда сигнала, дБ
Определение условных размеров несплошностей.
Условной протяженностью несплошности в данном направлении называется максимальное расстояние в данном направлении между двумя точками, расположенными на условной границе несплошности
Условной границей несплошности называют геометрическое положение центра прямого преобразователя или точки ввода наклонного преобразователя на контактной поверхности изделия, при котором амплитуда эхо-сигнала от несплошности равна заданному уровню фиксации.
Для классификации несплошностей на протяженные и непрртяженные необходимо знать Lo - действующую ширину пучка ультразвуковых лучей. Lo определяется как условная протяженность плоскодонного отражателя, эквивалентного по амплитуде и глубине исследуемой несплошности. Допускается определять величину Lo как условную протяженность плоскодонного отражателя, соответствующего браковочному уровню (т е уровню, превышение которого по амплитуде служит основанием для оценки несплошности как недопустимого). Способ определения Lo с помощью номограмм изложен в п.5.2.
Несплошность, удовлетворяющая условию L-усл max > Lo,
называют протяженной, а условию Lycn max < Lo - непротяженной
При контроле цилиндрических изделий определение условных размеров несплошностей в сечении, перпендикулярном оси изделия, производят с учетом наружного радиуса цилиндра R, пр поверхности которого перемещают преобразователь, и расстояния до несплошности от оси изделия г по формуле £=(r/R)L, где £ - условная протяженность несплошности, L - условная протяженность, измеренная по поверхности изделия
Допускается не измерять условную протяженность для несплошностей, расположенных вблизи оси изделия: r<0,IR
. Измерение действующей ширины пучка.
1 Для прямых совмещенных преобразователей с пьезоэлементами круглой формы действующую ширину пучка определяют по номограмме рис. П8.4 Для таких преобразователей амплитуда эхо-сигнала от отражателя малого размера зависит от двух параметров L/D и z/zs, где
- расстояние до отражателя вдоль оси преобразователя;
2 - смещение отражателя в сторону от оси преобразователя;
=D2/4X - граница ближней зоны преобразователя;
X - длина волны ультразвука в материале изделия
На основании этого по рис. П8.4. построена система кривых Lo/D и z/ze для разных уровней ослабления сигнала от максимального (для данной глубины z) значения, соответствующего L=0. Для стальных изделий и часто используемых преобразователей даны размерные шкалы L и z (в мм) На шкалах указаны значения D в мм и частоты ультразвука С в МГц для применяемого преобразователя.
Для контроля изделий большей толщины, чем указано на шкалах, рекомендуется выполнять экстраполяцию прямолинейных участков кривых Прямолинейный участок должен удовлетворять условию z/Z6>3.
Измерение Lo выполняют в следующем порядке
1. Определяют разность амплитуд эхо-сигналов (измеренных в децибелах) от исследуемого отражателя А и уровня фиксации Ао. Последнее значение может быть найдено с помощью АРД-диаграммы. В зависимости от разности А-Ао выбирают кривую на номограмме. При отсутствии соответствующей кривой применяют интерполяцию.
.2. Измеряют расстояние до несплошностц z и определяют z/ze.
C 74 OCT 108.95803-96
1 1 1 1 1 1 f 1 1 1 і 1 D = 18; f-1,8
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240
1 1 1 J 1 1 1 1 1 1 D=25; f=2
50 100 150 200 250 300 350 400 450 ,500 5.^5
I 5JL-J (222 I 15Ц j200 ! 250 rнакл £=18. f=1 (8
50 100 150 200 250 300 350 400
Рис. П8.4.3 Определяют точку на пересечении перпендикуляра, восстановленного из точки z/zs с выбранной кривой А-Ао
4. По оси ординат находят безразмерную величину Lo/D и рассчитывают Lo
. Диаметр пьезопластины преобразователя D определяют по паспортным данным или техническим условиям на дефектоскоп
Пример 6.
Обнаружена несплошность с характеристиками, указанными в примере 5 п.3.10. Преобразователь имеет частоту f,=:2,5 МГц, диаметр пьезопластины D=12 мм. Уровень фиксации So=5 мм2. Условный размер несплошносги по измерению равен 28 мм. Требуется классифицировать несплошность как протяженную или непротяженную
Определяем по АРД-диаграмме (рис. П8.3) амплитуду уровня фиксации для глубины 110 мм Она равна Ао=45 дБ (линия EF). Интервал между точками G и Е равен А-Ао=7 дБ. По рис П8.4 для расстояния 110 мм шкалы для преобразователя (D=12 мм, ('=2,5 МГц) находим точку М между кривыми 6 и 8 дБ. Ее ордината (по шкале D=12 мм) равна Lo=22 мм. Поскольку 28мм>22мм - несплошность классифицируется как протяженная.
Номограмма (рис. П8.4) может быть также использована для измерения полуширины пучка для наклонных преобразователей с круглыми пьезопластинами.. При этом преобразрватель должен смещаться в направлении, перпендикулярном плоскости падения уз-волны на поверхность изделия.
. Для преобразователей других типов, кроме указанных в п.5.1 (раздельно-совмещенных, совмещенных с пьезопластинами некруглой формы и тп.), рекомендуется определять действующую ширину пучка путем прямых измерений на образцах с контрольными отражателями, как рекомендовано в п.4.3
6 Несплошность считается развитой по высоте, если при перемещении преобразователя по поверхности изделия эхо-сигнал от несплошности перемещается по линии развертки на величину Az (мм), где Az - большая из двух величин: 2,5 мм или 0,lz, где z (мм) - глубина залегания несплошности Преобразователь перемещается в пределах области, где амплитуда эхо-сигнала от несплошности уменьшается на 20 дБ от максимума; z должна быть больше 25 мм.
Если несплошность изображается несколькими импульсами (см . п 7.8), то те же условия относятся к интервалу на линии развертки, занимаемому этими импульсамиПриложение 9 Рекомендуемое
МЕТОДИКА ПОСТРОЕНИЯ АРД-ДИАГРАММЫ С ПОМОЩЬЮ СИСТЕМЫ "АРД-УНИВЕРСАЛ"
Настоящая методика предназначена для построения АРД~диаграмм любых совмещенных прямых и наклонных преобразователей..
Методика основана на использовании системы "АРД-универсал", включающей в себя стальной образец с боковыми отверстиями (рис. П9.1) и компьютерную программу
Основное преимущество методики перед применяемыми ранее заключается в том, что АРД-диаграмма строится для индивидуальных значений параметров преобразователя (частота, угол ввода и др.), которые могут отличаться от типовых
Порядок построения АРД-диаграммы целиком определяется программой, работающей в диалоговом режиме. Программа запрашивает следующие данные:
площадь пьезопластины (мм-);
угол ввода (град);
задержка в призме (мкс или мм);
частота (МГц);
скорости ультразвука в призме и металле (км/с);
коэффициент затухания (Нп/м или дБ/м).
Все исходные данные в п.4 , кроме а),-должны быть определены экспериментально ввиду того, что индивидуальные параметры преобразователя могут отличаться от типовых
После ввода исходных данных программа предлагает выполнить следующие операции:
6 1. Провести измерение амплитуд эхо-сигналов от двух цилиндрических отверстий и двух ступенек образца. Глубины этих отверстий и номера ступенек задает программа Полученные значения амплитуд со знаком "-и ввести в компьютер
6 2 Ввести в компьютер эквивалентные диаметры (площади) плоскодонных отверстий, для которых должны быть построены АРД- диаграммы
6 3. Ввести в компьютер максимальную глубину, до которой должны быть построены АРД-диаграммы.
v 7. После выполнения предыдущего пункта на экране монитора появится АРД-диаграмма (рис П9 2). При желании можно сделать нужное число копий
8 По сравнению с другими методами построения АРД-диаграмм система "АРД-универсал":
не требует образцов с плоскодонными отверстиями;
не требует опорного сигнала для калибровки оси ординат - в системе это делается автоматически;
осуществляет построение АРД-диаграмм для любых значений (целых или дробных) эквивалентных диаметров и площадей плоскодонного отражателя и любых диапазонов глубин;
