локальної рідинної ванни навколо вироби. Цей спосіб має ряд переваг в порівнянні з контактним: високу стабільність випромінювання і прийому УЗК за рахунок сталості акустичного зв'язку між перетворювачем і виробом; відсутність зношування перетворювачів, так як при контролі між перетворювачем і виробом немає тертя; можливість контролю виробів з грубо обробленої або захищеної покриттям поверхнею без попередньої підготовки.
В якості контактної рідини використовується вода з антикорозійними присадками. Товщина рідинного шару між шукачем і об'єктом контролю вибирається таким чином, щоб багаторазові відбиття всередині шару не заважали б реєстрації луна-сигналу від дефекту. Для цього достатньо, щоб імпульс, відбитий від дна виробу, потрапляв би у часовий проміжок між першим і другим відображеннями від передньої грані вироби.
Відомо, що для цього має виконуватися наступне:
де С м=5900 м/с - швидкість поздовжніх хвиль в матеріалі вироби;
З ж=1500 м/с - швидкість звуку в імерсійної рідини (воді);
L - шар рідини;
Н=0,015 ... 0,025 м - товщина виробу в напрямку прозвучування;
Розрахунок показує, що L min=0,006 м. Для простоти роботи, візьмемо L=0,045 м, тобто 45 мм.
4. Вибір типу перетворювача і матеріалу пьезоелемента
Контактні ПЕП класифікуються за такими ознаками:
1. По розі введення коливань розрізняють:
· Прямі перетворювачі, які вводять і (або) приймають коливання поверхні об'єкта в точці входу. Прямі ПЕП мають середньої тривалістю імпульсу і середнім рівнем демпфування, маючи оптимальне поєднання чутливості і роздільної здатності.
· Похилі перетворювачі, які вводять і (або) приймають коливання в напрямках відмінних від нормалі до поверхні об'єкта контролю. Похилі перетворювачі використовують при контролі тонких об'єктів, коли мертва зона прямих перетворювачів ускладнює отримання донного сигналу.
2. За способом випромінювання і прийому ультразвукового сигналу розрізняють:
· Поєднані ПЕП у яких один і той же п'єзоелемент, працює як в режимі випромінювання так і в режимі прийому. Суміщені перетворювачі мають один контакт з контрольованим об'єктом. Гідність даного перетворювача є простота, основним недоліком - наявність сигналу в режимі холостого ходу. Цей сигнал з'являється в результаті інерційної навантаження контактного наконечника і приймального пьезоелемента.
· Роздільно-суміщені перетворювачі мають дві зони контакту з контрольованим об'єктом (випромінюючу і приймальню). При цьому контрольований об'єкт виступає в ролі елемента зв'язку між двома вібраторами. Застосування роздільної схеми дозволяє позбутися ревербераційних перешкод і звести до мінімуму мертву зону контролю.
Вибір ультразвукового перетворювача, залежить від параметрів контрольованого об'єкта, таких як матеріал, форма, товщина і температура та ін. У нашій роботі ми вибираємо прямий ПЕП, тому в подальшій роботі ми будемо використовувати лінійку з перетворювачів. Вибір прямого ПЕП значно спростить контроль.
Перетворювач нормального типу складається з п'єзокерамічної пластини, протектора, демпфера, корпуси та електричних з'єднань.
В якості матеріалу пьезоелемента необхідно вибрати той, який забезпечить максимальну чутливість, отже, треба вибрати матеріал, у якого відношення квадрата п'єзомодуль до діелектричної постійної буде максимальне. Порівняли матеріали пьезоелемента і зупинилися на ЦТСНВ - 1, оскільки він володіє максимальною чутливістю. Виготовимо пластину з п'єзокераміки (Z к=22 € 10 6 кг/м 2 с).
5. Вибір методу сканування
Для зменшення часу сканування будемо використовувати кілька перетворювачів, пов'язаних жорстко між собою.
Малюнок 4. Сканування труби
Загальний вигляд системи представлений на малюнку 4:
- контрольована труба;
- локальна імерсійна ванна;
- перетворювачі у вигляді хомута;
- горизонтальні ролики;
- вертикальні ролики;
- вентиль системи водопостачання.
Імерсійна ванна являє собою пластмасовий корпус (малюнок 4), в якому за допомогою 20 гвинтів встановлюється і юстуються паралельно поверхні виробу матриця. Юстирування здійснюється таким чином, щоб сигнал від крайніх перетворювачів приходив би в оди...
