ВУЗ:
Составители:
Рис. 1.16. Схема распространения при критических углах
Продольных (а) и сдвиговых (б) преломленных волн
Угол α между падающим лучом LD и перпендикуляром MN к поверхности раздела в точке 0 зывается углом падения;
углы β' и γ' – углами отражения, а углы β и γ – углами преломления или углами ввода продольной и поперечной волн. При
некотором значении падающего угла α преломленные продольные волны распространяются по поверхности, не проникая во
вторую среду (рис. 1.16, а).
Этот угол называется первым критическим углом падения α
кр1
. Если увеличивать далее угол падения α, то по поверхно-
сти будут распространяться преломленные поперечные волны. Такой угол падения называется вторым критическим углом
α
кр2
(рис. 1.16, б). Если угол падения лежит между первым и вторым критическими углами, то во второй среде будут распро-
страняться только поперечные волны. Обычно для контроля стальных изделий угол падения выбирают в пределах 30…55°.
Указанные соотношения отражения и преломления волн справедливы только для плоских и гладких поверхностей со-
прикосновения сред и если поверхность раздела имеет неровности, высота которых 0,05…0,1 длины волны, то наблюдается
диффузионное отражение и преломление, что приводит к искажению волнового поля.
Следует отметить, что для упругих волн в полной мере верен закон обратимости: падающая волна из второй среды под
углом β или γ на границу с первой после преломления войдет в первую под углом α.
Рассмотренные выше свойства упругих волн используются при расчете и конструировании искательных головок [2, 3, 6]
для излучения и приема волн. На рис. 1.17 представлены некоторые виды искательных головок.
Для прямых и наклонных (призматических) искателей характерно то, что функции излучения и приема ультразвука вы-
полняет один и тот же пьезоэлектрический преобразователь. В раздельно-совмещенной искательной головке имеются два
преобразователя: один является излучателем, а другой – приемником. С помощью прямых искателей колебания вводятся в
объект контроля перпендикулярно, а в наклонных и раздельно-совмещен-ных – под углом к поверхности объекта в точке
ввода. Широкое применение в ультразвуковой диагностике нашли призматические искатели, расчет которых описан в рабо-
тах [2, 3, 6].
Угол падения ультразвуковых волн обеспечивается углом у основания призмы. Этот угол выбирается таким, чтобы в
объекте контроля распространялась только поперечная волна и чтобы так называемая мертвая зона была наименьшей. Она
примыкает к контактной зоне (поверхность, где располагается искатель). Мертвая зона – это область контролируемого уча-
стка объекта, в которой при данной настройке УЗК-аппаратуры дефекты не выявляются, так как эхо-сигнал от дефекта не
отделяется от зондирующего [3]. Область мертвой зоны уменьшается с увеличением угла ввода волны и с увеличением час-
тоты ультразвука.
Рис. 1.17. Основные типы искателей:
a – прямой; б – наклонный (призматический); в – раздельно-совмещенный;
1 – оргстекло; 2 – пьезопластина; 3 – объект контроля; 4 – дефект
1.3.2. Методы ультразвуковой дефектоскопии
Для ультразвуковой диагностики оборудования используют чаще всего три метода обнаружения дефектов: эхо-
импульсный, теневой и зеркально-теневой. Эхо-импульсный метод реализуется путем ввода в объект контроля импульса
ультразвука и приема отраженного от дефекта эхо-сигнала, который и свидетельствует о наличии несплошности. Фиксиро-
вание отраженного ультразвука (амплитуды сигнала) от границ объекта контроля и от дефекта осуществляется с помощью
электронно-лучевой трубки (ЭЛТ). Следует отметить, что на чувствительность искателя влияет диаметр пьезопластины, ко-
торый можно определить по следующей зависимости [6]:
d × f = 12…15,
γ = 90°
L
N
α
к
р
2
M
S''
б)
γ
β = 90°
α
к
р
1
L
L
'
'
N
M
S'
'
a
)
D
D
4
3
1
4
2
3
4
1
2
4
3
2
1
а)
б
)
в)
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- …
- следующая ›
- последняя »
