Толщинометрия и дефектоскопия ультразвуковым методом с использованием дефектоскопа А1220 «Монолит»



 

Цель работы

 

Получить практические навыки дефектоскопии и толщинометрии бетона ультразвуковым методом с использованием дефектоскопа А1220 «Монолит».

 

Основные теоретические положения

 

Существуют два основных метода ультразвуковой дефектоскопии: импульсный метод и метод непрерывного излучения. В свою очередь, импульсный метод имеет две разновидности: метод, основанный на отражении ультразвуковых волн (эхо-метод), и метод сквозного прозвучивания.

Отражательная дефектоскопия. При эхо-методе реализуется свойство преломления, и отражения ультразвуковых волн от границ раздела различных сред.

а – поверхность ввода ультразвука; б – донная поверхность, Д – дефект; И – изображение на экране ЭЛТ; Н – начальный зондирующий сигнал; Дон – донный эхосигнал; Деф - эхосигнал от дефекта; 1 – хронизатор; 2 – генератор импульсов; 3 – генератор развертки; 4 – искатель; 5 – приемный тракт; 6 – индикатор (электроннолучевая трубка ЭЛТ); 7 – контролируемая конструкция;

 

Рисунок 3.1 – Блок-схема эхо-дефектоскопа

 

Если в пределах толщины образца или изделия нет дефектов, то ультразвуковой импульс пройдет всю толщину материала, отразится от дна, и на экране электронно-лучевой трубки появится изображение вернувшегося импульса, который называется «донным сигналом». Если в пределах толщины образца или изделия имеется дефект, то часть ультразвуковых волн отразится от границы дефекта и, вернувшись в преобразователь, даст на экране изображение в виде сигнала дефекта. Ввиду того, что путь ультразвуковой волны от пьезопреобразователя до дефекта короче, чем путь до дна (толщина образца или изделия), сигнал от дефекта придет раньше донного сигнала и поэтому изображение сигнала, отраженного от дефекта, будет расположено на экране электронно-лучевой трубки между левым и правым сигналами. По расстоянию между этими сигналами и скорости распространения ультразвуковых волн в материале, которая известна, можно определить глубину расположения дефекта. Простейший эхо-дефектоскоп изображен на рисунке 3.1.

Таким образом, применение ультразвуковой дефектоскопии дает возможность обнаружить дефекты, находящиеся в теле образца или изделия, без каких-либо повреждений в последнем. Процедура определения дефектов требует всего лишь нескольких десятков секунд. Современный ультразвуковой дефектоскоп позволяет выявлять в металлах и металлических изделиях трещины с раскрытием до сотых долей мм, расположенные в направлении, нормальном по отношению к направлению распространения ультразвуковых волн.

Большое затухание высокочастотных ультразвуковых колебаний в изделиях из крупноструктурных материалов вызывает необходимость вести их дефектоскопию на относительно низких ультразвуковых частотах (5–200 кГц). Дефектоскопия изделий из стали обычно ведется на частоте около 2,5 МГц.

При дефектоскопии металла наибольшее распространение получил эхо-метод контроля. Значительная длительность низкочастотного ультразвукового сигнала и свойственный крупноструктурным материалам большой коэффициент рассеяния колебаний, которым создается высокий уровень реверберационных шумов, существенно ограничивают возможности обнаружения дефектов в строительных материалах этим методом.

Шероховатая поверхность изделий и экономическая нецелесообразность их дополнительной шлифовки создают неблагоприятные условия для передачи колебаний и вызывают необходимость проведения дефектоскопии при низкой стабильности акустического контакта между преобразователями и изделием.

Теневая дефектоскопия. Принцип действия дефектоскопа, работающего по методу теневой дефектоскопии, заключается в следующем: электронный генератор посылает непрерывную или импульсную электрическую энергию в излучатель, в котором эти импульсы преобразуются в ультразвуковые и в виде узкого пучка проходят в испытываемый элемент. Если на пути ультразвуковых волн нет дефекта, то луч проходит всю толщину испытываемого элемента и попадает в щуп-приемник. Здесь он преобразуется в электрический импульс, посылается в усилитель, а из усилителя – в индикатор. Однако теневой метод неудобен тем, что для контроля требуется двусторонний доступ к объекту. Практика показывает, что значительное место занимают сооружения с односторонним доступом (защитные оболочки реакторов атомных станций, трубы различного назначения, градирни, мосты, туннели и т. п. ). Применение традиционных методов низкочастотной дефектоскопии, основанных на сквозном прозвучивании, в таких случаях невозможно. «Акустическими контрольными системами» были разработаны акустические преобразователи с точечным контактом, генерирующие на поверхности твердого тела нормальную или касательную к ней колебательную силу. Такие преобразователи можно использовать не только как элементы антенных решеток, но и как выносные преобразователи для контроля бетона, композитов и пластмасс.

Полученные результаты позволили создать простые в эксплуатации приборы для эхо-импульсной дефектоскопии железобетонных конструкций. Они работают на поперечных УЗ волнах, излучение и приём которых выполняется с помощью матричных решёток преобразователей с сухим точечным контактом. Одним из таких приборов является ультразвуковой низкочастотный дефектоскоп А1220 «Монолит».

 


Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 119;