ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности контроля тонких слоев, расслоений, трещин, параллельных плоскости контролируемого сечеИнструментальные погрешности ПРВТ и методы их снижения из "Приборы для неразрушающего контроля материалов и изделий том 1 " Локальные дефекты. С точки зрения метода ПРВТ, для перечисленных дефектов характерны локальность и относительно высокий контраст ЛКО дефекта и фонового материала. Типичные размеры подлежащих выявлению локальных дефектов составляют 10 — 10 от габаритных размеров контролируемых изделий, а требуемые минимальные объемы обнаруживаемых включений в миллионы раз меньше объема самого изделия. [c.441] Из (125) видно, что размеры и пространственная структура реконструируемого изображения локального дефекта (ДЦд (х, у, г) - Д х6 х) 6 (у) 6 (г)) практически не зависят от дефекта и определяются формой и размерами функции рассеяния h (х, у, г). Например, два сферических включения диаметром 0, 1км и 0,01/Ам на томограмме будут воспроизводиться как дефекты одинакового размера порядка 1/2%. Аналогично и трещины, раскрытие которых существенно меньше предельного пространственного разрешения томографа, будут воспроизводиться на томограмме с увеличенной и одинаковой толщиной 1/2 л1. Различие формы, размеров и контраста ЛКО однотипных локальных дефектов согласно (125) отразятся лишь на амплитуде изображения дефекта, а следовательно, на надежности обнаружения изображения дефекта на фоне квантовых шумов томограммы. [c.442] Основное соотношение (128) позволяет оценить зависимость минимальных размеров обнаруживаемого дефекта от контраста рентгеновской плотности и формы дефекта, пространственно-частотных характеристик томографа и уровня шумов томограммы. [c.442] Соотношение (131) позволяет количественно оценить возможности обнаружения произвольных локальных дефектов по заданным характеристикам вычислительного томографа. [c.443] Например, для вычислительного томографа, имеющего D = 256 мм, км — = 0,31 пер/мм, N = 2кмО 160 и б ([а) = 0,004 при ( = 6, минимальный объем надежно (р = 4) обнаруживаемого воздушного пузыря (Сд = = —I) составит 0,5 мм , что примерно в 30 миллионов раз меньше объема контролируемого объекта ( D ). Для более контрастного включения результаты будут еще более внушительными, хотя параметры вычислительного томографа в данном примере п не оптимальны для выявления локальных дефектов сферической (или близкой к ней) формы. [c.443] Таким образом, минимальный объем обнаруживаемых в ПРВТ ле кальных, дефектов убывает пропорционально росту предела пространственного разрешения км, контраста ЛКО материала дефекта, корня квадратного из дозы и уменьшению корня квадратного из относительной толщины контролируемого слоя. [c.443] что помимо традиционной необходимости повышать экспозиционную дозу требования (133) отличаются от общепринятого стремления максимально снизить пороговый контраст и обуславливающую его б (р,). Как следует из (133), повышение предела пространственного разрешения км и уменьшение относительной толщины контролируемого слоя ( в пределах ограничения ( Vд а /2яй] ,у несмотря на неизбежное увеличение б (jx), обеспечивает значительное повышение чувствительности контроля локальных сферических дефектов. Именно это обстоятельство и обусловливает в ПРВТ превалирующую роль геометрических факторов. В частности, в рассматриваемом примере вычислительного томографа для а = 1 и fejK = 1 пер/мм при той же экспозиционной дозе и соответственно худшем уровне СКО [б ( i) = 0,1] можно было бы обнаружить воздушный пузырь объемом всего в 0,06 мм . [c.443] Таким образом метод ПРВТ обладает на порядок более высокой чувствительностью контроля при обнаружении сферических локальных дефектов в толстых изделиях со сложной геометрической структурой при одновременном определении координат дефекта в трехмерном объеме изделия с точностью выше Дг = 12км- Отметим, что согласно (135) на чувствительность контроля сферических дефектов экспозиция и толщина контролируемого слоя влияют относительно слабо. [c.444] Еще более наглядно преимущества ПРВТ проявляются при обнаружении дефектов, протяженных в одном или двух измерениях (нитевидных пор или включений и трещин). [c.444] Рассмотрение начнем с нитевидного цилиндрического дефекта диаметром йц. Этот случай аналогичен проволочному эталону в традиционной радиографии. [c.444] Таким образом, с помощью ПРВТ в упомянутых ранее условиях контроля (М( = 6, км== 0,3 пер/мм, D = 256 мм) при I Сд I = 1 надежно обнаруживаются цилиндрические дефекты диаметром 0,25 мм, что соответствует относительной чувствительности контроля = = 0,1 %. Чувствительность к выявлению подобных дефектов более резко, чем для сферических включений, зависит от контраста дефекта и может быть улучшена увеличением, в отличие от (135), толщины контролируемого слоя и экспозиционной дозы. Интересной особенностью обнаружения цилиндрических дефектов является независимость уровня чувствительности от изменения предела пространственного разрешения, что является следствием компенсации двух факторов падения амплитуды изображения дефекта и повышения точности оценки локального линейного коэффициента ослабления. Видно, что даже при средних метрологических характеристиках метод ПРВТ превосходит традиционную радиографию по чувствительности к цилиндрическим дефектам примерно в 30 раз. [c.444] Особое место в неразрушающем контроле промышленных изделий занимает задача обнаружения произвольно ориентированных внутренних трещии с малым раскрытием. Трещины плохо выявляются традиционным методом радиографии даже в тонкостенных изделиях, если неизвестна их пространственная ориентация. [c.444] Например, при оговоренных выше условиях с помощью ПРВТ в монолитном изделии диаметром 256 мм надежно обнаруживается трещина раскрытием до 0,025 мм, что соответствует относительной чувствительности контроля Wt, = 0,01 %. Эта уникальная чувствительность к произвольно ориентированным трещинам может быть еще более улучшена за счет увеличения экспозиции и толщины слоя или даже снижения [см. (135) и (139) ] предела пространственного разрешения. [c.445] Сравнение соотношений (135), (139) и (142) показывает, что для оптимизации выявления дефектов различной структуры целесообразно в конструкции вычислительного томографа предусмотреть возможность изменения толщины контролируемого слоя и предела пространственного разрешения. [c.445] Однако даже при средних метрологических характеристиках, несмотря на более низкое, чем у традиционной радиографии, пространственное разрешение. ПРВТ обладает значительными преимуществами в обнаружении и определении координат локальных дефектов всех видов внутри объема сложных промышленных изделий. [c.445] В табл. 9 приведены типичные абсолютные размеры локальных дефектов, обнаруживаемых методом ПРВТ в изделиях различного диаметра. При этом предполагались уже использованные выше средние технические характеристики вычислительного томографа (а = 6, б (fi) = 0,004, 2кцО = = 160). [c.445] При использовании больших экспозиций и большего пространственного разрешения эти характеристики могут быть существенно улучшены. [c.445] Вернуться к основной статье