1. SKH – это диаграмма, связывающая амплитуду эхосигнала от найденной несплошности с площадью эквивалентной ей плоскодонки при использовании бокового отверстия в СОПе или СО-2 в качестве опорного отражателя. Она построена по формулам акустического тракта, справедливым в дальней зоне ПЭП. Для хорошей точности её следует использовать при дальностях до отражателя, превышающих 3 протяжённости ближней зоны. Например, для ПЭП на угол 60є с частотой 2,5 МГц и диаметром пьезоэлемента 12 мм длина ближней зоны (суммарная с путём ультразвука в призме) порядка 28 мм. Поэтому SKH корректно можно использовать при дальностях (от точки выхода ПЭП) не ближе 60 мм, т.е. при глубинах Н, больших 30 мм.
То, что в ближней зоне SKH нельзя применять видно из того, что в её формулу не входят размеры пьезоэлемента.
Стоит также заметить, что при использовании SKH-диаграммы затухания ультразвука в материалах образца с боковым отверстием и объекта контроля (ОК) должны быть равны. При их неравенстве в формулу для расчёта эквивалентной площади нужно ввести член, учитывающий это неравенство.
АРД-диаграмма разработана не только для дальней зоны, но и для ближней и переходной зон поля преобразователя. Поэтому она в большем диапазоне расстояний до несплошности даёт хорошую точность оценки её эквивалентной площади.
2. Для дальней зоны ПЭП можно одинаково применять как SKH, так и АРД, если в качестве опорного отражателя используется боковое отверстие. Если опорный отражатель – плоскодонка или двугранный угол, то можно использовать только АРД. Для ближней зоны – только АРД в любом случае.
3. Отличие в настройках дефектоскопа только в том, что SKH надо вычислить и построить, чтобы потом пользоваться, а АРД уже встроена в прибор. Для вычисления SKH нужно знать среднюю длину пути ультразвука в призме ПЭП.
Погрешность оценок по SKH, как указано в ГОСТ 14782-86, не хуже 20 %, т.е. что-то около ± 1,7 дБ по амплитуде сигнала. Но это для углов ввода 45 – 55 градусов. Для других углов ничего не указано. А АРД даёт погрешность не более ± 2 дБ вне ближней зоны и не более ± 3 дБ в ближней зоне ПЭП.
4. Затухание в металле ОК требуется знать в любом случае, что при SKH, что при АРД. Его надо измерять или хотя бы оценивать на самом ОК. Есть методики оценки затухания поперечных ультразвуковых волн при контроле наклонным ПЭП.
Суть одной из них в измерении значений амплитуд двух сигналов, прошедших разными путями в металле. Для этого надо поставить два ПЭП, включённых в раздельном режиме, друг против друга на поверхности ОК и найти максимум амплитуды эхосигнала от донной поверхности. Затем отодвинуть один из ПЭП от другого и найти ещё один максимум амплитуды принятого сигнала, который прошёл от излучающего ПЭП, дважды отразившись от донной поверхности ОК. Оба расстояния между ПЭП и оба значения амплитуды сигналов надо записать. При известной толщине ОК затухание можно оценить по формулам, приведённым, например, в справочнике «Неразрушающий контроль, т. 3» под ред. В.В. Клюева, 2004 г. на стр. 39. В книге Е.Ф. Кретов «Ультразвуковая дефектоскопия в энергомашиностроении», 1995 г. на стр. 248 также изложен этот метод оценки затухания.
Можно также подкорректировать АРД-диаграмму, рассчитанную под конкретный ПЭП при задании коэффициента затухания равным нулю или равным малой величине в используемом для калибровки СОПе, для контроля ОК с неизвестным затуханием. Суть корректировки состоит в том, что один и тот же отражатель в ОК при его обнаружении на разных дальностях (глубинах) должен оцениваться одинаково, т.е. одной и той же эквивалентной площадью. Только отражатель должен обнаруживаться при одинаковых углах падения на него зондирующего сигнала, чтобы его собственная индикатриса рассеяния не влияла на результат измерений. Лучше всего иметь плоскодонку с углом наклона, соответствующим углу ввода ПЭП. Но её выполнить в ОК трудно. Можно использовать зарубку или боковое отверстие. Причём, если есть СОП, например, с зарубкой из того же металла, что и ОК, то подстроить АРД на затухание в нём проще всего по нему.
Надо получить максимум эхосигнала от зарубки в близком к ней положении ПЭП при прямом падении сигнала на зарубку (ПЭП на стороне СОПа, где зарубки нет) или при однократном от дна отражении. Запомнить эквивалентную площадь, которую показал прибор. Затем отодвинуть ПЭП так, чтобы путь сигнала был длиннее, например, с двумя или тремя отражениями от поверхностей СОПа. Снова найти максимум эхосигнала и записать оценку её эквивалентной площади. Вторая оценка, естественно, будет заниженной. Затем надо задать в настройках прибора некоторое затухание, большее, чем там было, и снова повторить всю процедуру. В итоге надо добиться, чтобы зарубка оценивалась в обоих положениях ПЭП одинаково.
5. Требования к ПЭП обычные: нормальные параметры, удовлетворяющие ГОСТ 26266. Главное, чтобы характеристика направленности не была искажена. Например, с треснутым пьезоэлементом или с сильно стёртой призмой ПЭП использовать нежелательно, т.к. его диаграмма направленности будет сильно несимметричной. Основные параметры ПЭП: задержка ультразвука в призме, размеры пьезоэлемента, стрела, частота и т.д. уже заложены в память прибора и ничего более не требуется.
6. Универсальной, простой для расчётов на калькуляторе формулы АРД нет, т.к. её и не может быть физически. Можно было бы численно полученные кривые АРД аппроксимировать какими-то функциями. Но что это даст? Функции будут сложными и разными для всех кривых. Пользоваться ими на практике будет очень трудно. Да и зачем? АРД вычислена и хранится в памяти прибора. Её легко использовать в таком табличном виде.
А что касается легитимности использования АРД-диаграммы и уверенности в правильности полученных при контроле результатов, то встроенную АРД-диаграмму можно для себя проверить прямыми измерениями площадей плоскодонных отверстий. Только надо иметь или самостоятельно изготовить образцы c разными плоскодонками, наклонёнными под разными углами к поверхности ввода и находящимися на разных глубинах. Если результаты оценок эквивалентных площадей этих отражателей будут близки к реальным площадям плоскодонок, то можно смело доказывать Заказчику свою правоту и не опасаться возникновения каких-либо конфликтов с Ним.
(495) 800-74-62
