ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Вопросы, связанные с практическим использованием ультразвука из "Ультразвук " Применения ультразвука быстро перерастают рамки лабораторных задач. В связи с этим представляет интерес рассмотреть ряд вопросов, имеющих чисто практическое значение, причем здесь будут описаны некоторые работы, выполненные за последние годы. [c.227] Нахождение дефектов в материале. Наиболее совершенным методом испытагшя материалов является эхо-метод [1], при котором измеряется время, затраченное на прохождение ультразвукового импульса от передатчика до объекта и обратно. К недостаткам этого метода необходимо отнести сравнительную сложность и дороговизну аппаратуры, а также трудность его применения в ироизво 1,ственных условиях. Скелетные схемы и описания аппаратуры приводились выше. [c.227] Количество энергии, поглощенной образцом, также может служить критерием для обнаружения дефектов. Если известно, что энергия, поглощаемая некоторым стандартным образцом, должна быть невелика, то увеличение поглощения будет указывать на наличие дефекта в данном образце. [c.228] Количество отраженной энергии тем больше, чем больше отношение размера отражающей поверхности к длине волны, излучаемой передатчиком. Исходя из этого, можно грубо оценить частоту колебаний и длину волны, на которой необходимо вести испытания. Разумеется, не обязательно, чтобы размеры дефектов были соизмеримы с длиной волны. Могут быть использованы и более длинные волны, т. е. более низкие частоты, лишь бы размеры обнаруживаемых дефектов ие были слишком малы по сравнению с длиной волны. [c.228] Определяя затухание ультразвуковых волн, можно оценить размеры зерен материала. Необходимо иметь в виду, что при приближении длины волны к размерам зерен звукопроводность материала постепенно падает и при некоторой частоте волны ие смогут проникнуть в материал. В этом случае необходимо перейти на более длинные волны. [c.228] Область применения. Ультразвуковые методы пригодны для испытания почти всех металлов и в первую очередь металлов, отличающихся однородной и мелкозернистой структурой. Эти методы могут быть также применены для испытаний твердых пластмасс и стекла. Для испытания материалов с меньшей плотностью необходимо применять соответственно подобранные частоты колебаний. Обычные дефекты в материале — раковины, трещины, посторонние включения, швы и расслоения. Эти дефекты могут быть легко обнаружены и локализованы. [c.233] Поковки также легко могут быть исследованы ультразвуком. В качестве примеров молено привести подшипники, оси, валы, турбинные лопатки, молоты, роторы, ролики, штампы, шатуны, баллоны, орудийные стволы п т. д. Во всех этих деталях дефекты могут быть легко обнаружены. [c.233] Испытания стального и чугунного литья также возможно провести с помощью ультразвука. Однако вследствие увеличения размеров зерна обнаруживать дефекты становится труднее. [c.233] Типы и размеры дефектов. Ультразвуковой дефектоскоп позволяет обнаружить в материале неоднородность и разрывы любого типа, размеры которых достаточно велики. Так, могут быть обнаружены и точно локализованы любые отверстия или трещины в твердом материале. Характер дефекта, как правило, определить не удастся так, сверленое отверстие и раковина дают одинаковые изображения на экранах. Необходимо отметить, что размеры дефектов должны превосходить естественные неоднородности в материале и размеры зерна. До некоторой степени удается отличать размеры обнаруженных дефектов, изменяя частоту колебаний или отмечая разницу в амплитудах отраженных сигналов. Однако, если материал обладает естественной пористостью с порами диаметром 3 мм, будет невозможно обнаружить трещину в 1,5 мм. И даже более того, если поры в материале имеют размеры 1,5 мм, невозможно найти трещину размером в 3 мм. Все эти неоднородности дадут одинаковый отраженный сигнал, не зависящий от их величины. Однако, если материал совершенно однороден, то ультразвуковой дефектоскоп легко позволит обнаружить все дефекты, размеры которых превосходят естественную пористость материала. [c.233] Толщина стенок. С помощью ультразвукового метода может быть определена толщина стенок. Однако, если толщина стенок менее 10 мм, для ее определения необходимо учесть число отражений одного импульса по этой причине толщину стенок менее 10 мм трудно определить. Если стенки сосуда сильно корродированы или проржавели, определить толщину стенок также затруднительно вследствие рассеяния луча. Вообще говоря, каждое новое применение ультразвука должно быть проверено на практике, для того чтобы дать заключение о его пригодности. [c.234] Одной из важнейших задач ультразвуковой техники в настоящее время является разработка метода испытания сильно проржавевших и покрытых коррозией образцов. [c.234] Испытание методом поглощения. Материалы могут быть испытаны с помощью ультразвукового дефектоскопа по поглощению ультразвуковой энергии. На фиг. 154 приведены типичные осциллограммы. Различная степень поглощения может быть связана с изменением структуры образца или с наличием трещин. В одном случае этот метод применялся с успехом для испытания листового материала, когда малая толщина не позволила применить обычный метод. Лист, в котором дефекты отсутствуют, дает серию интенсивных и расположенных на равных расстояниях отраженных сигналов. В случае если пластина обладает плохо выраженными гранями, отражения совершенно прекращаются. Плоские грани или дефекты обнаруживаются точно вследствие наличия острой направленности характеристики ультразвукового луча. [c.235] Основным недостатком ультразвукового метода испытания является трудность испытания образцов небольших размеров и сложной формы. Для того чтобы можно было провести испытание, необходимо, чтобы на поверхности испытуемого образца для установки кристалла имелась плоская площадка шириной не менее 12 мм, так как в противном случае картина отражений будет неясной. [c.235] Наилучших результатов можно достигнуть при испытании образцов очень больших размеров, как, например, стальных болванок, в которых могут быть обнаружены мельчайшие дефекты. Однако легко испытать всякий звукопроводящий образец толщиной более 3 см, если он имеет правильную форму. Можно испытывать образцы и меньших размеров, если они имеют не слишком сложную форму. [c.235] Для испытания образцов с кривой поверхностью, как, например, труб, могут использоваться соответствующей формы кристаллы или обыкновенные кристаллы, установленные особым образом. Если кривизна образца невелика, то можно применять плоские кристаллы, не прибегая к использованию связующего вещества. При испытании образцов с небольшим диаметром обычно используют кристаллы с соответствующим образом отшлифованной поверхностью. [c.235] Осциллограммы, полученные при испытании методом поглощения 3 - хорощш материал б—материал с изъяном. [c.236] В табл. 7 приведены американские стандарты, характеризующие шероховатость поверхности. Эти данные относятся к механически обработанным поверхностям. [c.238] Испытание необработанных материалов. Этот тип испытаний имеет особенно большое значение, давая большую экономию па механической и на других видах обработок. В процессе изготовления скрытые дефекты в изделии могут быть обнаружены не сразу, вследствие чего это изделие придется впоследствии забраковать. Ультразвуковая дефектоскопия широко применяется. для испытания болванок и других изделий из стали, алюминия, латуни, магния и других металлов, и почти всегда с хорошими результатами. Большинство трудностей, связанных с испытанием подобных материалов, уже преодолено, поэтому можно считать этот метод достаточно надежным. [c.238] Вернуться к основной статье