Идентификация типа дефекта

По своей форме дефекты сварных швов могут быть подразделены на два типа: объемные с округлыми краями и плоскостные с острыми краями, на которых возникает концентрация больших напряжений. При эксплуатации изделий более опасны последние дефекты, поэтому от любого метода дефектоскопии требуется распознание этих дефектов.

При ультразвуковом контроле это можно сделать, если проанализировать информативные признаки, основанные на том, что плоскостные дефекты отражают ультразвук направленно, т. е. преимущественно в каком-то одном направлении, а объемные — приблизительно равномерно по всем направлениям.

Рассмотрим основные информативные признаки

1. Коэффициент формы дефектов К_ф определяется отношением амплитуды сигнала, отраженного от дефекта и дошедшего до преобразователя (А_обр), к амплитуде сигнала, испытавшего двойное зеркальное отражение от дефекта и внутренней поверхности изделия (А_з) при прозвучиваиии дефекта эхозеркальным методом (по схеме «тандем») двумя однотипными наклонными преобразователями (рис. 2.33).

С вероятностью 0,95 теоретически было установлено, что для плоскостных дефектов стыковых сварных швов К_ф<1, а для объемных К_ф>1. Это объясняется различием характеристик направленности плоскостных и объемных дефектов в вертикальной плоскости.

Для определения Кф выбирают два одинаковых по чувствительности однотипных наклонных преобразователя и электрически параллельно подключают к дефектоскопу, так, что каждый преобразователь работает как излучатель и приемник. Преобразователи фиксируются в околошовиой зоне таким образом, чтобы на экране дефектоскопа одновременно были видны эхосигналы Аобр и Аз. Путем небольших смещений находят такое относительное положение преобразователей, когда Аз достигает максимума, и определяют Кф.

Применение метода ограничивает то, что он требует использования двух преобразователей и не может быть использован для обнаружения дефектов, залегающих в подповерхностной зоне (с противоположной от преобразователя стороны). Глубина этой зоны составляет 10—15 мм и определяется размерами преобразователей. В то же время метод имеет ряд преимуществ. Во-первых, он не требует эталонирования чувствительности дефектоскопа, а поскольку по существу является дифференциальным, то уровень чувствительности может быть любым. Во-вторых, весьма существенно то, что найденный дефект характеризуется числовым значением. Измерение коэффициента формы Кф регламентируется отраслевыми стандартами, действующими при контроле энергетического оборудования и трубопроводов.

2. Ширина индикатрисы рассеяния в горизонтальной плоскости является информативным признаком. Плоскостные дефекты в силу направленных отражательных свойств дают узкую индикатрису рассеяния. Если при провороте преобразователя на 45° в каждую сторону относительно направления максимального сигнала амплитуды сигнал уменьшается на 8 дБ, то такой дефект считают плоскостным.

3. Коэффициент m_д, характеризующий отношение условной ширины DХ дефекта к его условной высоте DH, широко применяется в мостостроении (рис. 2.34). Для объемных дефектов коэффициент m_д не зависит от размера дефекта и глубины его расположения и для каждого типа преобразователя имеет определенное значение (рис. 2.34,а). Для плоскостных вертикальных дефектов (рис. 2.34,6) этот коэффициент меньше, чем для объемных, а для плоскостных горизонтальных — больше.