Ударная система дефектоскопа состоит из ударника, управляемого электромагнитом, через катушку которого пропускаютcя периодические импульсы тока. Под действием ударных импульсов в контролируемом изделии распространяются упругие волны, параметры которых зависят от физико-механических свойств материала изделия и наличия в окрестностях точки удара дефекта.
Ударная игла в первичном преобразователе располагается в осевом канале приемника колебаний, представляющего собой тонкостенную трубку (полую иглу с затупленным концом), один конец которой находится в постоянном контакте с поверхностью контролируемого изделия, а второй конец жестко соединен с пьезоэлектрическим приемником упругих колебаний.
Дефектоскоп с первичным преобразователем коаксиальной конструкции испытан ряде образцов. Этот дефектоскоп имеет один канал анализа сигнала в виде перестраиваемого по частоте селективного усилителя, детектора, измерительного прибора и сигнализатора дефектов с перестраиваемым порогом.
При исследовании образца №1 (сотовые панели из титанового сплава) получены следующие результаты:
- При настройке канала на частоту 4,25 кГц получена максимальная чувствительность к сотовой структуре панели. Отношения выходных сигналов в положении ударника над центром ячейки и над стенкой сотового заполнителя на бездефектном участке панели составила:
- при толщине верхней обшивки – 0,5 мм – не менее 50;
- при толщине верхней обшивки – 0,75 мм – не менее 40;
- при толщине верхней обшивки – 0,1 мм – не менее 35;
При уменьшении частоты настройки канала чувствительность к сотовой структуре падает, но чувствительность к дефектам растет и при частоте настройки канала 2,5 кГц прибор практически перестает чувствовать сотовую структуру (т. е. сигнал над центром сотовой ячейки и над стенкой соты становится практически одинаковым), но чувствительность к дефекту повышается в 4 раза. Отношение сигнала над дефектом и над бездефектным участком панели возрастает до 100 при толщине верхней обшивки 1 мм. Более того, дефект надежно обнаруживается даже при контроле со стороны нижней обшивки (т. е. через нижнюю обшивку и сотовый заполнитель). Отношение сигналов над центром дефекта и над бездефектным участком при этом составляет не менее 40. Правда при сдвиге с границы дефекта сигнал возрастает не так резко, достигая максимального значения при сдвиге примерно на 10 мм от границы дефекта.
При исследовании многослойных алюминиевых панелей (образцы 2, 3, 4 и 5) получены следующие результаты:
- Область частот, соответствующая максимальной чувствительности к дефектам обоих типов (вырез клеевой пленки и «зажиривание») лежит в пределах от 3,5 до 4,5 кГц.
- Чувствительность к дефектам типа «вырез клеевой пленки» примерно в 2 раза превышает чувствительность к дефектам типа «зажиривание». При этом отношение сигнала над дефектом к сигналу над бездефектным участком составляет:
- для дефектов типа «вырез клеевой пленки» – не менее 20
- для дефектов типа «зажиривание») – не менее 10
- Для двухслойных панелей с увеличенной толщиной слоя верхней обшивки (от 0,5 мм до 1,2 мм – образец №3 при контроле со стороны нижней обшивки) частота максимальной чувствительности к дефектам смещается незначительно (в сторону увеличения), оставаясь в указанной выше области (до 4,5 кГц). При этом отношение сигнала над дефектом к сигналу над бездефектным участком уменьшается примерно на 1/3 (оставаясь не меньше 6, что вполне достаточно для надежного выявления дефектов).
- Для трехслойных панелей (образцы 4 и 5) при контроле со стороны верхней обшивки (непосредственно прилегающей к дефектам) результаты контроля не отличаются от соответствующих результатов при контроле двухслойных панелей (образцы 2 и 3), что и следовало ожидать, т. к. толщины верхней обшивки и в том, и в другом случае практически не меняются. При контроле же со стороны нижней обшивки чувствительность к дефектам падает примерно в два раза. Но даже в самом худшем случае отношение сигнала над дефектом к сигналу над бездефектным местом остается не менее 2,5-3, что вполне достаточно для надежного выявления дефектов.
При исследовании образца №6 (текстолит на стали) частота максимальной чувствительности к дефекту (круговой вырез в нижнем слое) лежала в пределах от 3,3 кГц до 4,0 кГц (с уменьшением диаметра дефекта частота максимальной чувствительности повышалась). При оптимальной частоте настройки отношение сигнала над дефектом к сигналу над бездефектным участком примерно одинаково для дефектов всех диаметров (от 16 мм до 3 мм) и составляет около 40. При настройке же на среднюю частоту (3,6 кГц, соответствующая оптимальной для диаметра дефекта 8 мм) чувствительность к дефектам меньших размеров пропорционально понижается и дефект диаметром 3 мм обнаруживается с трудом. Дефекты же диаметром более 8 мм обнаруживаются по-прежнему уверенно, хотя отношение сигнала над дефектом к сигналу над бездефектным участком снижается (до 30 на дефекте максимального диаметра 16 мм). При этом крутизна возрастания сигнала при смещении первичного преобразователя от границы дефекта к центру даже несколько выше, чем на оптимальных для них частотах. Следовательно, при настройке прибора на частоту, оптимальную для обнаружения дефектов минимальных размеров, при контроле более крупных дефектов максимальная величина сигнала (над центром дефекта) будет несколько снижаться, но зато возрастет точность определения границ дефекта, достигая величин в доли миллиметра.
При исследовании образца №7 (сталь на фольгированном стеклотекстолите) зависимость оптимальной частоты от диаметра дефекта (круговые вырезы в фольгированном стеклотекстолите) обратная, т. е. с ростом диаметра дефекта оптимальная частота настройки возрастает (в диапазоне от 2,25 кГц для дефекта диаметром 4 мм до 3,25 кГц – для диаметра дефекта 60 мм). Но и в этом случае, если настроиться на частоту, оптимальную для обнаружения дефектов минимального размера, на дефектах большего размера границы дефекта будут определяться с повышенной точностью, хотя максимальная величина сигнала в центре дефекта будет меньше, чем при оптимальной частоте настройки.
При исследовании образца №8 (гетинакс, наклеенный на винипласт) диапазон вариации оптимальной частоты для дефектов разных размеров (круговые вырезы в слое винипласта) оказался минимальным (от 3 до 3,5 кГц), при этом минимальным размерам дефекта соответствует максимальная частота (как в образце №6), хотя зависимость выражена слабее. В частности, на фиксированной частоте 3,3 кГц уверенно выявляются все дефекты (с отношением сигнала над дефектом к сигналу над бездефектной зоной не менее 20).
Более подробную информацию о приборе можно узнать здесь >>>
|
