Ультразвуковой контроль позволяет обнаружить такие дефекты, как усадочные раковины, усадочную пористость, пористость, включения и трещины в отливках с простыми формами и плоскими поверхностями, определить размеры и расположение дефектов.
Ультразвуковой контроль относится к методу подачи ультразвука (высокочастотного и коротковолнового) в отливку с последующим обнаружением внутренних дефектов отливки по характеристикам его преломления и преобразования формы волны на границе раздела.Ультразвук имеет характеристики направленности луча и отражательной способности распространения.
Существует три типа ультразвукового контроля: метод отражения импульсов, метод проникновения и метод резонанса.Обычно используемый метод ультразвукового обнаружения - метод отражения импульсов.Он относится к методу оценки размера и положения дефекта по эхосигналу дефекта и эхосигналу нижней поверхности.
Основной принцип метода отражения импульсов заключается в том, что пьезоэлектрический элемент в зонде возбуждается высокочастотными импульсами для генерации ультразвуковых импульсов.Когда звуковая волна распространяется в отливке и сталкивается с дефектами, часть ее отражается обратно.Размер отраженной волны может отражать размер, расположение и глубину внутренних дефектов отливки.Неотраженные ультразвуковые волны продолжают распространяться вперед до тех пор, пока не отразятся обратно на дно отливки.Энергия звука, отраженная от дефекта и дна отливки, последовательно принимается пьезопреобразователем, а затем отображается на дисплее ультразвукового дефектоскопа в виде амплитуды.
Под чувствительностью ультразвукового дефектоскопа понимается его способность обнаруживать мельчайшие дефекты.Чувствительность ультразвукового контроля связана с такими факторами, как частота ультразвуковой волны, увеличение дефектоскопа, мощность передачи, производительность датчика и стабильность источника питания.Чтобы обеспечить плавную передачу ультразвуковых волн в акустическую среду, необходимо использовать соответствующий метод связи.Для этого требуется, чтобы шероховатость поверхности отливки была Ra≤12,5 мкм.При этом для обогащения воздуха в зазоре между зондом и дефектоскопической поверхностью отливки следует подавать связующую жидкость (воду, смазочное масло, трансформаторное масло, жидкое стекло и др.).
Особенности ультразвуковой дефектоскопии:
1. Высокая чувствительность обнаружения.Ультразвуковая дефектоскопия позволяет обнаруживать сигналы дефекта при звуковом давлении импульсной волны отражения всего 0,1% от падающего звукового давления.
2. Высокая точность локализации дефектов и высокое разрешение.
3. Сильная применимость и широкий спектр использования.Ультразвуковой дефектоскопией можно обнаружить все виды отливок, кроме отливок из аустенитной стали.
4. Низкая стоимость, высокая скорость и большая толщина обнаружения.
Импульсные характеристики и описание формы различных внутренних дефектов отливок на экране дисплея:
1. Трещина
Трещина литья – это вид разрушения металла, который содержит газ, имеет определенное направление и распространяется линейно.При обнаружении этих дефектов ультразвуковым контролем, если они расположены перпендикулярно звуковому лучу, отраженные импульсы явные, резкие и сильные.Но когда его распространение параллельно звуковому лучу, найти его непросто.Поэтому при контроле его следует проецировать с нескольких направлений, чтобы дефекты были в наибольшей степени перпендикулярны звуковому лучу, и можно было найти трещины, распространяющиеся во всех направлениях.
2. Дыхание
Подобно трещинам, дыры в отливках содержат газ.Поверхность отражения воздушного отверстия регулярная и гладкая, поэтому, когда звуковой луч полностью перпендикулярен поверхности отражения, характеристики и форма отраженного импульса аналогичны трещине, а также очевидны, резки и сильны.Однако, поскольку большинство дыхала имеют круглую или эллиптическую форму, при небольшом движении зонда импульс немедленно исчезает.При обнаружении зондом со всех направлений можно обнаружить газовые пробоины, а характеристики отраженного импульса также невелики.С трещинами такого нет.Поскольку трещины распределены линейно с сильной направленностью, их отраженные импульсы не исчезают сразу при движении зонда, и в то же время не все их можно обнаружить при осмотре со всех сторон.По этим признакам можно различать поры и трещины.
3. Усадка
Усадочная полость содержит газ, и когда ее эффективная поверхность отражения больше, чем поверхность распространения звукового луча, путь звука полностью отражается, а отражение импульса от нижней поверхности исключается.Характеристики отраженного импульса усадочной полости также очевидны, резки и сильны.Однако, в дополнение к вышеуказанному методу оценки, для оценки дефектов усадочной раковины следует также использовать метод многоплоскостной проекции.
4. Включение песка и шлака
Песчаные включения и шлаковые включения относятся к металлическим отливкам, содержащим небольшое количество газа и неметаллических включений.Эти примеси обладают эффектом поглощения звуковой энергии, и поскольку отражающая поверхность относительно одинарная и гладкая, характеристики ее импульсного отражения бывают очевидными, резкими, сильными и тусклыми, медленными и короткими.Последняя ситуация возникает, когда граница между включениями и металлом аномально неровная и плотно прилегает к металлу.
5. Усадочная пористость
Характеристика отражения импульса усадочной пористости заключается в том, что нет ни импульса отражения от нижней поверхности, ни импульса отражения дефекта, а явление сползания на линии развертки экрана дисплея.
Время публикации: 24 сентября 2022 г.