Спосіб виявлення площинних відбивачів, орієнтованих в напрямі, близькому до напряму поширення поздовжніх ультразвукових хвиль (1. Експериментальне вивчення можливості виявлення площинних дефектів з орієнтацією, близькою до орієнтації акустичної осі перетворювача)

Виявлення площинних дефектів, орієнтованих у напрямі нормалі до поверхні вводу поздовжніх ультразвукових хвиль, було досить складною задачею, рішення якої до останнього часу не вдавалося знайти у багатьох випадках, наприклад, при контролі зварних з’єднань багатошарових посудин. Результати проведених...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2010
Автори:	Колбін, І.Б., Волков, Ю.О.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України 2010
Назва видання:	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
Теми:	Научно-технический раздел
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102530
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Спосіб виявлення площинних відбивачів, орієнтованих в напрямі, близькому до напряму поширення поздовжніх ультразвукових хвиль (1. Експериментальне вивчення можливості виявлення площинних дефектів з орієнтацією, близькою до орієнтації акустичної осі перетворювача) / І.Б. Колбін, Ю.О. Волков // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2010. — № 4. — С. 31-35. — Бібліогр.: 5 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-102530
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1025302016-06-13T03:03:22Z Спосіб виявлення площинних відбивачів, орієнтованих в напрямі, близькому до напряму поширення поздовжніх ультразвукових хвиль (1. Експериментальне вивчення можливості виявлення площинних дефектів з орієнтацією, близькою до орієнтації акустичної осі перетворювача) Колбін, І.Б. Волков, Ю.О. Научно-технический раздел Виявлення площинних дефектів, орієнтованих у напрямі нормалі до поверхні вводу поздовжніх ультразвукових хвиль, було досить складною задачею, рішення якої до останнього часу не вдавалося знайти у багатьох випадках, наприклад, при контролі зварних з’єднань багатошарових посудин. Результати проведених експериментів дозволяють стверджувати, що дана проблема вирішується, якщо при умові наявності на контрольованій ділянці площинного відбивача використовувати ефект появи серії періодичних сигналів, час поширення яких перевищує час поширення донного сигналу. Detection of plane defects oriented in the direction of the normal to the surface of application of longitudinal ultrasonic waves was a rather complicated problem. Until recently, it was not possible to solve it in many cases, for instance in monitoring welded joints in multilayered vessels. Results of the conducted experiments allow stating that this problem i solved, if under the conditions of the presence of a plane reflector in the monitored region, the effect of appearance of a series of periodical signals with the propagation time not greater than the propagation time of back-wall reflection signal is used. 2010 Article Спосіб виявлення площинних відбивачів, орієнтованих в напрямі, близькому до напряму поширення поздовжніх ультразвукових хвиль (1. Експериментальне вивчення можливості виявлення площинних дефектів з орієнтацією, близькою до орієнтації акустичної осі перетворювача) / І.Б. Колбін, Ю.О. Волков // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2010. — № 4. — С. 31-35. — Бібліогр.: 5 назв. — укр. 0235-3474 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102530 621,19,12 uk Техническая диагностика и неразрушающий контроль Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Научно-технический раздел Научно-технический раздел
spellingShingle	Научно-технический раздел Научно-технический раздел Колбін, І.Б. Волков, Ю.О. Спосіб виявлення площинних відбивачів, орієнтованих в напрямі, близькому до напряму поширення поздовжніх ультразвукових хвиль (1. Експериментальне вивчення можливості виявлення площинних дефектів з орієнтацією, близькою до орієнтації акустичної осі перетворювача) Техническая диагностика и неразрушающий контроль
description	Виявлення площинних дефектів, орієнтованих у напрямі нормалі до поверхні вводу поздовжніх ультразвукових хвиль, було досить складною задачею, рішення якої до останнього часу не вдавалося знайти у багатьох випадках, наприклад, при контролі зварних з’єднань багатошарових посудин. Результати проведених експериментів дозволяють стверджувати, що дана проблема вирішується, якщо при умові наявності на контрольованій ділянці площинного відбивача використовувати ефект появи серії періодичних сигналів, час поширення яких перевищує час поширення донного сигналу.
format	Article
author	Колбін, І.Б. Волков, Ю.О.
author_facet	Колбін, І.Б. Волков, Ю.О.
author_sort	Колбін, І.Б.
title	Спосіб виявлення площинних відбивачів, орієнтованих в напрямі, близькому до напряму поширення поздовжніх ультразвукових хвиль (1. Експериментальне вивчення можливості виявлення площинних дефектів з орієнтацією, близькою до орієнтації акустичної осі перетворювача)
title_short	Спосіб виявлення площинних відбивачів, орієнтованих в напрямі, близькому до напряму поширення поздовжніх ультразвукових хвиль (1. Експериментальне вивчення можливості виявлення площинних дефектів з орієнтацією, близькою до орієнтації акустичної осі перетворювача)
title_full	Спосіб виявлення площинних відбивачів, орієнтованих в напрямі, близькому до напряму поширення поздовжніх ультразвукових хвиль (1. Експериментальне вивчення можливості виявлення площинних дефектів з орієнтацією, близькою до орієнтації акустичної осі перетворювача)
title_fullStr	Спосіб виявлення площинних відбивачів, орієнтованих в напрямі, близькому до напряму поширення поздовжніх ультразвукових хвиль (1. Експериментальне вивчення можливості виявлення площинних дефектів з орієнтацією, близькою до орієнтації акустичної осі перетворювача)
title_full_unstemmed	Спосіб виявлення площинних відбивачів, орієнтованих в напрямі, близькому до напряму поширення поздовжніх ультразвукових хвиль (1. Експериментальне вивчення можливості виявлення площинних дефектів з орієнтацією, близькою до орієнтації акустичної осі перетворювача)
title_sort	спосіб виявлення площинних відбивачів, орієнтованих в напрямі, близькому до напряму поширення поздовжніх ультразвукових хвиль (1. експериментальне вивчення можливості виявлення площинних дефектів з орієнтацією, близькою до орієнтації акустичної осі перетворювача)
publisher	Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Научно-технический раздел
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/102530
citation_txt	Спосіб виявлення площинних відбивачів, орієнтованих в напрямі, близькому до напряму поширення поздовжніх ультразвукових хвиль (1. Експериментальне вивчення можливості виявлення площинних дефектів з орієнтацією, близькою до орієнтації акустичної осі перетворювача) / І.Б. Колбін, Ю.О. Волков // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2010. — № 4. — С. 31-35. — Бібліогр.: 5 назв. — укр.
series	Техническая диагностика и неразрушающий контроль
work_keys_str_mv	AT kolbíníb sposíbviâvlennâploŝinnihvídbivačívoríêntovanihvnaprâmíblizʹkomudonaprâmupoširennâpozdovžníhulʹtrazvukovihhvilʹ1eksperimentalʹnevivčennâmožlivostíviâvlennâploŝinnihdefektívzoríêntacíêûblizʹkoûdooríêntacííakustičnoío AT volkovûo sposíbviâvlennâploŝinnihvídbivačívoríêntovanihvnaprâmíblizʹkomudonaprâmupoširennâpozdovžníhulʹtrazvukovihhvilʹ1eksperimentalʹnevivčennâmožlivostíviâvlennâploŝinnihdefektívzoríêntacíêûblizʹkoûdooríêntacííakustičnoío
first_indexed	2025-07-07T12:27:39Z
last_indexed	2025-07-07T12:27:39Z
_version_	1836991129441009664
fulltext	УДК 621,19,12 СПОСІБ ВИЯВЛЕННЯ ПЛОЩИННИХ ВІДБИВАЧІВ, ОРІЄНТОВАНИХ В НАПРЯМІ, БЛИЗЬКОМУ ДО НАПРЯМУ ПОШИРЕННЯ ПОЗДОВЖНІХ УЛЬТРАЗВУКОВИХ ХВИЛЬ 1. Експериментальне вивчення можливості виявлення площинних дефектів з орієнтацією, близькою до орієнтації акустичної осі перетворювача І. Б. КОЛБІН, Ю. О. ВОЛКОВ Виявлення площинних дефектів, орієнтованих у напрямі нормалі до поверхні вводу поздовжніх ультразвукових хвиль, було досить складною задачею, рішення якої до останнього часу не вдавалося знайти у багатьох випадках, наприклад, при контролі зварних з’єднань багатошарових посудин. Результати проведених експериментів дозволяють ствер- джувати, що дана проблема вирішується, якщо при умові наявності на контрольованій ділянці площинного відбивача використовувати ефект появи серії періодичних сигналів, час поширення яких перевищує час поширення донного сигналу. Detection of plane defects oriented in the direction of the normal to the surface of application of longitudinal ultrasonic waves was a rather complicated problem. Until recently, it was not possible to solve it in many cases, for instance in monitoring welded joints in multilayered vessels. Results of the conducted experiments allow stating that this problem is solved, if under the conditions of the presence of a plane reflector in the monitored region, the effect of appearance of a series of periodical signals with the propagation time not greater than the propagation time of back-wall reflection signal is used. В різних галузях промисловості застосовують по- судини для зберігання рідких та газоподібних се- редовищ. Серед них найбільше поширені такі, що мають монолітні обичайки. У випадках, коли умо- ви експлуатації екстремальні (наявність високих значень тиску та температури, високої циклічності навантажень) застосовують посудини з багатоша- ровими обичайками, які забезпечують більшу надійність і збільшують термін експлуатації. Незважаючи на високу надійність і у багато- шарових обичайках посудин можуть утворювати- ся деякі специфічні і в той же час небезпечні де- фекти. Так, на етапі виготовлення їх зварних з’єднань (ЗЗ) — попереднього наплавлення кро- мок обичайок — існує вірогідність виникнення площинних дефектів — несплавлень. В технічній документації на виготовлення та контроль цих по- судин [1], [2] встановлено максимально допусти- му площу таких несплавлень — не більше 3 мм2. На певному етапі експлуатації з невидалених після контролю несплавлень еквівалентною пло- щею меншою 3 мм2 під впливом циклічних на- вантажень можуть утворитися тріщини. Подальше зростання тріщини (під впливом тих же навантажень) приводить до утворення зони відриву шару обичайки (рис. 1). Завдяки конструк- тивним особливостям швів такого типу (кут на- хилу кромки ЗЗ становить 6°), орієнтація площини вірогідної тріщини та напрям нормалі до поверхні обичайки майже співпадають. Зростання утворе- них площинних дефектів у напрямі вертикалі об- межене зазорами між сусідніми шарами обичайки, в горизонтальному напрямі можливості для збільшення їх розмірів нічим не обмежені. До останнього часу існували проблеми, пов’язані з достовірною оцінкою технічного стану багатошарових посудин і в першу чергу зі знай- денням оптимального способу для виявлення вірогідних площинних дефектів у їх ЗЗ. Застосу- вати для цього радіаційний метод неможливо че- рез високу трудомісткість та низьку достовірность при виявленні вірогідних площинних дефектів. Застосовуючи відомі способи ультразвукового (УЗ) контролю поперечними хвилями, наприклад, описані в [3], неможливо отримати інформацію стосовно зони ЗЗ, до якої примикають внутрішні шари обичайки. © І. Б. Колбін, Ю. О. Волков, 2010 Рис. 1. Зона відриву шару рулонної обичайки, утворена у зварному з’єднанні багатошарової посудини: 1 — шари ру- лонної обичайки; 2 — зона наплавленого металу; 3 — межа сплавлення основного і наплавленого металу; 4 — площин- ний дефект (зона відриву рулонної обичайки); 5 — зазори між шарами рулонної обичайки ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2010 31 Серед способів УЗ прямим перетворювачем, призначених для виявлення у ЗЗ та інших деталях тих площинних дефектів, що мають орієнтацію, близьку до напряму акустичної осі перетворюва- ча, на час проведення досліджень не було відомо жодного, який би дозволяв виявляти такі дефекти у багатошарових ЗЗ посудин. Наприклад, для цього не можна застосувати спосіб виявлення вер- тикально орієнтованих площинних дефектів, ос- нований на зменшенні амплітуди донного сигналу прямого перетворювача, розміщеного над дефек- том ([3], с. 50). Зважаючи на конструктивні особ- ливості ЗЗ багатошарових посудин — довільну конфігурацію поверхонь швів на різних ділянках, технічно досить важко забезпечити однаковий стан (конфігурацію і шорсткість) в межах зовнішньої та протилежної їй внутрішньої повер- хні контрольованого ЗЗ. А наявність суттєвих варіацій параметрів стану цих поверхонь приво- дять до неможливості відстеження закономірності зміни амплітуди донного сигналу на ділянці з вірогідним площинним дефектом. Незважаючи на недоліки відомих способів УЗ контролю, було вирішено вести пошук рішення проблеми, базуючись на можливостях та ефектах, які можна отримати при введенні поздовжніх уль- тразвукових хвиль у напрямі нормалі до поверхні ЗЗ. Після проведення експериментальних дослід- жень було знайдено специфічний ефект, який ви- никає при локації площинних відбивачів поздов- жніми хвилями. Експерименти проводили на спеціальному ета- лоні (його конструкція та зображення наведені в роботі [4]. Відбивачі еталона — плоскодонні от- вори з овальною формою дна, виготовлено відповідно до найбільш вірогідного варіанту ви- никнення у вище згаданих ЗЗ площинних дефектів (їх площини мали нахил 6° відносно нормалі до поверхні вводу). На нашу думку, такі відбивачі найбільш достовірно імітують зони відриву ру- лонних обичайок. Їх розміри становили: в напрямі горизонтальної осі 20; в напрямі нормалі до по- верхні вводу 5 мм. Крім того, в деяких випадках дослідження проводили, роблячи поверхнею вво- ду бокову поверхню еталона (при цьому розміри площини відбивача становили: 5 мм — в гори- зонтальному напрямі та 20 мм — в напрямі нор- малі до поверхні вводу). Використовуючи зазначений еталон та дефек- тоскоп УД 2-70 з комплектом прямих перетворю- вачів провели експериментальне вивчення тих ефектів, які виникають при поширенні поздовжніх хвиль в зоні площинних відбивачів, коли площини останніх орієнтовані в напрямі, близькому до нап- ряму акустичної осі (рис. 2). В першу чергу визначили вплив орієнтації пло- щини дефекту на величину прийнятих корисних сигналів. Конструкція еталона та почергове ви- користання у якості поверхні вводу двох його взаємно протилежних поверхонь дозволили ство- рити наступні кути між площинами відбивачів та акустичною віссю перетворювача: 6° проти годин- никової стрілки (рис. 2, а) та 6° за годинниковою стрілкою (рис. 2, б). З рисунка видно, що коли ви- користовувати геометро-оптичне уявлення щодо поширення ультразвукових хвиль в твердих ма- теріалах, то для отримання максимального лунасиг- налу найбільш сприятливою орієнтацією площини Рис. 2. Схеми поширення поздовжніх хвиль в робочому еталоні у випадку їх падіння на площину відбивача, яка відхилена проти (а) та за годинниковою стрілкою відносно акустичної осі (б): h — глибина залягання відбивача; H — товщина еталона; r — радіус перетворювача; x — відстань від центру перетворювача до проекції центру відбивача на робочу поверхню; L, L1 — відстані від центру відбивача до точки падіння на поверхню вводу променя, відбитого від площини відбивача та донної поверхні; S1…S3 — відрізки шляху, пройденого УЗ сигналами вздовж променів, відбитих від поверхні відбивача та донної поверхні; Sпр, Sзв — відрізки шляху, вздовж якого поширюється донний сигнал; α, α1 — кути нахилу площини відбивача відносно нормалі до робочої поверхні; α2 — кут між променем та нормаллю до поверхні вводу; α3 — кут падіння променя на площину відбивача; α4 — кут падіння променя на донну поверхню 32 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2010 відбивача є поворот відносно акустичної осі на не- великий кут в напрямі за годинниковою стрілкою. Але отримані експериментальні дані не під- твердили припущення щодо можливості реєстра- ції сигналу, який виникає в результаті дії геомет- рооптичного закону послідовного відбивання хвиль від відбивача та донної поверхні. У всіх можливих випадках орієнтації відбивача (як зоб- ражених на рис. 2, так і у випадку паралельної орієнтації площини дефекту відносно акустичної осі) реєстрували періодичну послідовність інди- кацій сигналів, амплітуда яких монотонно змен- шувалася по мірі віддалення від початку розгор- тки (рис. 3). Сигнали реєструвалися незалежно від того, на якій глибині від поверхні вводу знахо- дився відбивач. і в будь-якому випадку індикації цих сигналів були розміщені на розгортці правіше індикації, що належала донному сигналу (або сиг- налу, відбитому від бокової поверхні плоскодон- ного відбивача). Як правило, в кожному з зазна- чених вище випадків можна було розрізнити три або більше сигналів (в деяких випадках до шести) — залежно від наявності шумів та їх амплітуди. Визначення часу поширення кожного з сиг- налів дало змогу стверджувати, що вони не пов’язані з відбиттям від бокової поверхні відби- вачів еталону (рис. 3, а). Для всіх наведених вище випадків характер- ним було те, що величина затримки між будь-яки- ми двома сусідніми періодичними сигналами мала однакове фіксоване значення, що свідчить про на- явність певного періодичного механізму утворен- ня таких сигналів. Результати експериментів, по- казані на рис. 3 дозволяють стверджувати, що ча- совий інтервал між періодичними сигналами змінюється в залежності від параметрів відби- вачів, використовуваних у даному випадку. Аналіз отриманих даних проводили з викорис- танням табличного відображення результатів. Ниж- че наведено таблицю з параметрами тих періодич- них сигналів, які отримані з допомогою трьох різних перетворювачів з застосуванням відбивачів висотою 5 мм, нахилених під кутом 6° за годинниковою стрілкою відносно акустичної осі. Подібні до відоб- ражених в цій таблиці результатів (з невеликими відмінностями, про які буде сказано нижче) отри- мано і при застосуванні відбивачів висотою 20 мм, площини яких були паралельними до акустичної осі перетворювача. В таблиці наведено отримані зна- чення амплітуд сигналів (у від’ємних децибелах) A, та значення відстані H (в міліметрах), яка відповідає часовому інтервалу поширення цього сигналу відносно зондуючого. Зважаючи на те, що в зоні поширення ультраз- вукових хвиль знаходились лише три типа відби- вачів: дно плоскодонного отвору, його бокова по- верхня та донна поверхня еталона, можна ствер- джувати, що отримані сигнали можуть бути лише результатом тих процесів, які пов’язані з однією з відбиваючих поверхонь або їх сукупністю. Вста- новлено, що при розміщенні перетворювача в зоні з плоскодонним відбивачем висотою 5 мм (його ширина становила 20 мм), енергетичні характе- ристики донного сигналу змінювалися, але на по- рівняно незначну величину: амплітуда, що відпо- відає положенню перетворювача над відбивачем та амплітуда при зміщенні перетворювача в бік від першого положення, відрізнялися між собою так, що перша була менша за останню на величину від 1 до 3 дБ. І навпаки, при розміщенні перет- ворювача в зоні з відбивачем висотою 20 мм (його Рис. 3. Послідовність індикацій на екрані дефектоскопа УД2-70 при локації перетворювачем П111-5-К6: а — площинного відбивача висотою 5 мм, розміщеного на глибині 43 мм (параметри апаратури: затримка 1 мм; діапазон 78 мм; режим вимірювання товщини 1-2; Н = 6,0 мм; 1 — індикація зондуючого сигналу; 2, 3 — індикація, що належить шуму; 4 — індикація сигналу, відбитого від бокової поверхні плоскодонного відбивача; 5–10 — індикації, що належать послідовності періодичних сигналів); б — площинного відбивача висотою 20 мм, розміщеного на глибині 35 мм (параметри апаратури: затримка 60 мм; діапазон 130 мм; режим вимірювання товщини 1-2; Н = 19,4 мм; 1д, 2д — індикації першого та другого донного сигналів; 3–5 — індикації, що належать послідовності періодичних сигналів; 6 — індикація сигналу, двічі відбитого від бокової поверхні відбивача) ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2010 33 ширина 5 мм) зафіксовано більш суттєву різницю цих двох сигналів — від 4 до 9 дБ. До таблиці були занесені тільки ті дані, що стосуються корисних періодичних сигналів, які надходили з уявної глибини, більшої за відстань до донної поверхні, та мали амплітуду, що доз- воляла проводити їх розрізнення на фоні шуму та інших заважаючих сигналів. Саме тому в ок- ремих випадках внесені до таблиці дані щодо відстані до відбивача (уявної глибини його заля- гання) не мають очікуваної періодичності, тобто часовий інтервал між будь-якими двома сусідніми сигналами не завжди становить однакове постійне (в межах похибки вимірювань) значення. Це мож- на спостерігати на рис. 4: амплітуда деяких ко- рисних сигналів майже не відрізняється від ам- плітуди розміщених поруч сигналів шуму, що не дозволяє проводити їх розрізнення (наприклад, індикація 8 має комплексну природу, оскільки відображає не тільки корисний сигнал, але і сиг- нали-шуми, і вони не розрізнюються між собою). Крім того, деякі корисні сигнали можуть екрану- ватися іншими сигналами, наприклад, тими, що виникають завдяки багаторазовому відбиванню пучка променів від бокової поверхні площинного відбивача в еталоні (індикація 3 відображає тричі відбитий від бокової поверхні відбивача сигнал, який внаслідок збігу часових параметрів з корис- ним сигналом поглинає останній). Крім того, інди- кації деяких сусідніх сигналів (наприклад, 4 та 5), не підпадають під загально застосовуваний кри- Значення параметрів сигналів, отриманих в результаті локації площинних відбивачів висотою 5 мм поздовжніми хвилями Тип перетворювача, частота fпр, МГц, амплітуда донного сигналу Ад, дБ Порядковий номер сигналу Амплітуда A, уявна глибина H Значення параметрів сигналів A та H для розміщених на різній глибині відбивачів: Донний сигнал (в положенні пертворювача над дальнім відбивачем), дБ Ближній відбивач, (hб = 20 мм) Середній відбивач (hс = 43 мм) Дальній відбивач (hд = 80 мм) П111-1,25-К20, fпр = 1,25 МГц, Aд = 67дБ 1 A 88,0 93 88 70 H 124,5 126,5 122 2 A 91,0 88,5 90 H 153 144 144,5 3 A 86 80 Даних немеє H 183 153 —"— П111-2,5-Кн, fпр = 2,5 МГц, Aд = 12 дБ 1 A 39 46 33 13,5 H 124 122,5 122,5 2 A 49,5 26 39 H 142 152,5 144,5 3 A 33 44 48 H 182,5 183 172,5 П111-5-К20, fпр = 5 МГц, Aд = 38 дБ 1 A 74 63,5 76 40 H 112 110 109 2 A 63 63 50 H 124 123 123 3 A 62,5 47 67 H 155 153 154 Примітки. 1. Пояснення відсутності даних щодо сигналу №3 наводяться в тексті. 2. Донний сигнал в положенні перетворювача над дальнім відбивачем Рис. 4. Картина на екрані дефектоскопа УД 2-70, що ілюструє злиття та екранування сигналів різних типів (параметри апаратури: діапазон 51 мм; режим вимірювання товщини 0–1; Н = 106 мм; затримка 94 мм) ; 1д — індикація першого донного сигналу; 2 — індикація сигналу, двократно відбитого від бокової поверхні відбивача; 3 — індикація сигналу, три- кратно відбитого від бокової поверхні відбивача; 4–7 — інди- кації, що належать послідовності періодичних сигналів; 8 — індикація комплексного сигналу, що складається з послідов- ності періодичних сигналів та шумів 34 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2010 терій їх розрізнення і, як наслідок, фіксуються як один сигнал. Щоб усвідомлено застосовувати ефект виник- нення серії періодичних сигналів при проходженні поздовжніх хвиль в зоні площинного відбивача, необхідно дати теоретичне пояснення отриманим результатам. Це дозволить проводити з його допо- могою контроль різних об’єктів (і в тому числі таких складних, як ЗЗ багатошарових обичайок посудин). До настоящего времени обнаружение и иден- тификация плоскостных дефектов, ориентация которых совпадает или почти совпадает с нап- равлением нормали к контролируемой поверхнос- ти, было достаточно сложной задачей. А в случае контроля сварных соединений многослойных тол- стостенных изделий, например, таких, как швы рулонных обечаек сосудов высокого давления, при- меняемых в нефтегазовой и химической отраслях промышленности, эта задача не имела техноло- гичных и экономически оправданных решений. Цель данной работы — нахождение доста- точно простого и экономичного способа обнару- жения и идентификации плоскостных дефектов, имеющих вертикальную или близкую к ней ори- ентацию (относительно доступной для контроля поверхности изделия). В первую очередь внимание было сконцентрировано на моделях плоскостных дефектов, которые могут появиться в швах ру- лонных обечаек толстостенных сосудов. Иссле- дования проводили с использованием продольных акустических колебаний, излучаемых прямыми преобразователями. В случае нахождения преоб- разователя в зоне над моделью плоскостного де- фекта был зафиксирован эффект появления серии периодических сигналов с временными па- раметрами, превышающими значение аналогич- ных параметров всегда сопутствующих им дон- ного сигнала или сигнала от боковой поверхности модели дефекта. Изучена закономерность появления таких пе- риодических сигналов (для этого изменяли значе- ние ориентации плоскостных отражателей: –6, 0 и +6° и их размеры в направлении распростра- нения продольных волн: 5 и 20 мм). Эксперименты показали: сигналы появляются в любом случае, не- зависимо от угла наклона плоскостей отража- телей, но их периодичность следования и отно- сительная величина зависят от размера плоскос- ти в направлении распространения объемных продольных волн. В результате теоретического рассмотрения особенностей зафиксированных периодических сигналов было установлено, что причиной их воз- никновения являются дифракционные явления, в результате которых вдоль плоскости отража- теля распространяются поверхностно-продоль- ные волны, обладающие свойством повторно трансформироваться в продольные объемные волны на его краях. Сравнительно высокий (т. е. достаточный для фиксации без применения спе- циальных технологий) уровень дифракционных сигналов можно объяснить тем, что в зоне, не- посредственно прилегающей к поверхности от- ражателя, возникает эффект их усиления за счет интерференции поверхностно-продольных волн с объемными продольными. Описанные выше особенности сигналов, возни- кающих при прохождении продольных волн в нап- равлении, близком к направлению плоскости отражателей, могут служить для практического обнаружения и приблизительной оценки размеров плоскостных дефектов, что особенно актуально в случае неблагоприятной конфигурации элемен- тов контролируемых изделий (например, в швах многослойных обечаек сосудов). 1. ОСТ 26-01-221–86. Сосуды и аппараты многослойные рулонированные стальные высокого давления. — Общие технические условия. 2. ОСТ 26-01-163–84. Сосуды многослойные рулонирован- ные стальные высокого давления. Методика ультразву- кового контроля сварных соединений. 3. Методы акустического контроля металлов / Н. П. Але- шин, В. Е. Белый, А. Х. Вопилкин и др. — М.: Машинос- троение, 1989. — 456 с. 4. Пат. України № 78345, МПК (2006) G01N 29/14. Спосіб комплексного діагностування зварних з’єднань посудин та еталон-імітатор зон відриву рулонних обичайок для реалізації цього способу. — 15.03.2007. Бюл. № 3, 2007 р. 5. Крауткремер Й., Крауткремер Г. Ультразвуковой конт- роль материалов. Справ. — М.: Машиностроение, 1991. — 750 с. УНДІгаз, Харків Надійшла до редакції 23.01.2010 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №4,2010 35

Репозитарії

Схожі ресурси