Файл: Неразрушающие методы контроля металлов на тепловых электростанциях..pdf

изменения ее толщины), которые передаются в окружа­ ющую среду в виде упругих звуковых колебаний (обрат­

ный пьезоэффект). Таким образом, пьезоэлектрическая пластинка может быть использована как приемник и как

генератор ультразвуковых колебаний. Для возбуждения колебаний в пьезоэлектрической пластинке необходимо на ее плоскости подавать электрические заряды пере­

менного знака. .После прекращения подачи зарядов ко­ лебания пьезоэлектрической пластинки будут затухать.

Пьезоэлектрические пластинки, как и все тела, имеют

частоту собственных колебаний. Для того чтобы ампли­

туда колебаний была наибольшей, необходимо, чтобы

частота переменного электрического поля, приложенного к плоскостям пластинки, совпадала с частотой ее собст­

венных колебаний, т. е. попадала в резонанс. Частота

собственных колебаний пьезопластинки зависит от ее

толщины и некоторой постоянной величины. Например,

для прямоугольных кварцевых пластинок собственная частота колебаний равна:

нательной головки показано на рис. 54. Для ввода в изде­ лие поперечных ультразвуковых волн применяют приз­ матические щупы, излучающие продольные ультразву­

ковые волны, которые вводятся в исследуемое изделие

несплошности, то происходит отражение колебании, ко­ торые могут быть приняты пьезопластинкой без помех

со стороны излучателя во время пауз. Необходимо отме­

тить, что отраженные УЗК (эхо-импульсы) могут быть приняты только тогда, когда на поверхности несплошно­

сти имеются грани-отражатели, расположенные' перпен­ дикулярно направлению распространения ультразвуко­

вых колебаний. Отражательная способность дефекта за­

висит от разности удельных акустических сопротивлений материала изделия и несплошности, ее ориентации по

отношению к направлению распространения УЗК и раз­

меров. Отражательная способность будет тем выше, чем больше разность между акустическими сопротивлениями

материала изделия и несплошности, и достигает наи­

большего значения при условии, когда несплошность

имеет характер газового пузыря, раковины, трещины.

Эхо-импульсный метод дефектоскопии обладает спе­

цифическим недостатком, который получил название

«мертвой зоны». Если расстояние до отражающей по­

верхности невелико (дефект расположен близко от по­

верхности, при малой толщине контролируемого изде­ лия) и эхо-импульс приходит к пьезопластинке до окон­ чания излучающего импульса, то такой импульс не мо­

жет быть принят на фоне более мощного излучающего

импульса и дефект не будет обнаружен. Надежное обна­ ружение дефектов возможно лишь на расстояниях от излучателя до дефекта, превышающих «мертвую зону».

Так как скорость распространения поперечных УЗК

в металлах меньше скорости распространения продоль­

ных волн, то величина «мертвой зоны» при одинаковой

длительности импульса для поперечных волн меньше.

Поэтому нормальные искательные головки, посылающие

в изделие продольные волны, обладают большем «мерт­

вой зоной» по сравнению с призматическими, возбужда­

ющими поперечные волны.

Импульсный эхо-метод дефектоскопии позволяет: об­ наруживать и определять размеры, характер и коорди­

наты дефектов, представляющих собой нарушения

сплошности (трещины, шлаковые включения, рыхлоты,

расслоения и др.); измерять толщину изделий при не­

возможности использования других методов; определять

структуру металла.

Решение первых двух задач основано на использова­ нии отражения УЗК от поверхности дефектов или от по-

118

нервности контролируемого изделия; третья решается

путем определения степени рассеяния УЗ колебаний на зернах металла (см. гл. 3).

Промышленностью выпускаются различные типы

эхо-импульсных дефектоскопов. Характеристики некото­

рых типов ультразвуковых дефектоскопов, нашедших широкое применение при монтаже и ремонте оборудо­

головка.

вания тепловых электростанций, приведены в табл. 12.

Блок-схема дефектоскопа УДМ-1М приведена на

рис. 57.

Эффективность метода ультразвуковой дефектоско­

пии оценивается чувствительностью, определяемой на

специальных образцах-эталонах, имеющих искусствен­

ные отражатели установленных размеров и форм. Важ­ ной характеристикой дефектоскопа является его разре­

шающая способность, которая определяется как мини­

мальное расстояние между расположенными один за

119

120