Физические основы метода. Акустический НК – вид НК, основанный на регистрации параметров упругих волн, возбуждаемых и (или) возникающих в контролируемом объекте

ТЕМА 7. АКУСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ.

Акустический НК – вид НК, основанный на регистрации параметров упругих волн, возбуждаемых и (или) возникающих в контролируемом объекте.

Колебания, возникнув в одной части среды за счет упругого взаимодействия частиц распространяются с некоторой скоростью. Процесс распространения колебаний в среде называют упругойволной. Линию, указывающую направление распространения волны называют лучом, а границу, отделяющую колеблющиеся частицы от частиц среды, еще не начавшихся колебаться – фронтом волны.

Акустические свойства среды характеризуются следующими основными параметрами: скоростью и типом распространяющихся волн, удельным акустическим сопротивлением (характеристическим импедансом) и коэффициентом затухания звука. В акустической дефектоскопии основным измеряемым параметром является скорость распространения звуковой волны. Это объясняется тем, что скорость распространения звуковой волны зависит только от свойств среды, в которой она распространяется.

В зависимости от направления колебаний частиц относительно луча различают несколько типов волн (рис. 7.1).

а) б)

в)

Рис. 7.1. Схематическое изображение волн

Если частицы среды колеблются вдоль луча, то в среде возникают и распространяются деформации сжатия-растяжения и волну называют продольной (рис. 7.1 а). Если колебания происходят перпендикулярно лучу, то возникают и распространяются деформации сдвига и такая волна называется поперечной или сдвиговой (рис. 7.1 б). На свободных поверхностях твердых тел (границах с воздухом) могут возникать поверхностные волны или волны Рэлея, они являются комбинацией продольных и поперечных упругих волн (рис. 7.1 в).

При распространении внутри твердого тела звуковая волна, встречая на своем пути дефект, либо рассеивается на нем, либо проходит через него. При этом, скорость распространения волны снижается.

Акустические свойства твердых материалов и воздуха настолько сильно отличаются, что акустические волны отражаются от тончайших зазоров (трещин, непроваров) шириной 1…4 мм. Применяется ко всем материалам, достаточно хорошо проводящим акустические волны: металлам, пластмассам, керамике, бетону и т.д.

При акустическом контроле регистрируют: количество сигналов в единицу времени; амплитудно-частотный спектр сигнала; локация места возникновения упругих волн, время задержки прихода отраженного импульса.

С помощью акустического неразрушающего контроля:

· выявляют дефекты типа нарушения сплошности (раковины, поры, неметаллические включения, трещины различных видов, непровары, непропаи, дефекты многослойных конструкций и др.);

· контролируют геометрические размеры изделий (толщины труб, прутков, листов и др., имеющих односторонний доступ);

· определяют физико-механические свойства и структуру материала (механические свойства, модуль упругости, величину зерна, отклонения режимов термической и пластической обработки).

Дата добавления: 2014-01-07