Основные методы акустического контроля

Методы акустического контроля делят на две группы: первые основываются на излучении в контролируемое изделие волн от внешнего источника и их приеме, а вторые - на приеме упругих волн, которые возникают в самом контролируемом изделии. Методы первой группы называют активными, а второй - пассивными.

Активные методы основываются на использовании бегущих и стоящих волн или резонансных колебаний. Ультразвуковая дефектоскопия с использованием бегущих волн основывается на их свойстве направлено распространяться в средах в виде лучей и отражаться от границы сред или нецельностей с другими акустическими свойствами. Активные методы поделят на подгруппы: методы, которые используют прохождение и отражение волн, и комбинированные методы.

Прохождения предусматривают наличие двух преобразователей - излучаемого и принимающего, расположенных на различных сторонах ОК, или контрольной части. К этой группе принадлежат такие методы: теневой (или амплитудно-теневой), что основывается на регистрации уменьшения амплитуды пройденной волны под влиянием дефекта. При этом используют как импульсное, так и непрерывное излучение;

временный теневой, что основывается на измерении опоздания импульсов, вызванных обхождением дефекта.

В методах отражения используют как один, так и два преобразователя. При этом применяют, как правило, импульсное излучение. К этой группе принадлежат такие методы дефектоскопии:

лунометод, который основывается на регистрации луносигналов от дефектов;

лунозеркальний, с помощью которого анализируют сигналы, зеркально отраженные от донной поверхности ОК и дефекта;

реверберационный, что основывается на анализе времени объемной реверберации - постепенного затухания звука в некотором объеме ОК. Например, во время контроля двух шаровых конструкций время реверберации в пласте, с которым контактирует преобразователь, будет меньшим при доброкачественном соединении пластов, поскольку часть энергии будет переходить в другой пласт.

Комбинированные методы:

зеркально-теневой, с помощью которого измеряют амплитуду донного сигнала, который дважды прошел толщину материала ОК в зоне дефекта (близкий к теневому методу); лунотиневой, какой основывается на анализе волн, которые прошли, а также отраженных волн.

От рассмотренных методов существенным образом отличаются импедансный метод и методы колебаний.

Импедансный метод предусматривает анализ изменения механического или входного акустического импеданса участка поверхности ОК, с которой взаимодействует преобразователь. При низкочастотном методе анализируется режим колебаний стержня (из пьезокристалом), что опирается на поверхность изделия. Появление подповерхносного дефекта (например, в паяном или клееном соединении) в виде расслоения уменьшает механический импеданс ОК, делает размещенный над дефектом участок поверхности более гибким; в нем легко возбуждаются сгибающие колебания. В результате изменяется режим колебаний стержня, а именно: уменьшаются механические напряжения на принимающем элементе, что является признаком дефекта. Условия этого возбуждения зависят от акустического импеданса участка поверхности ОК, с которой контактирует преобразователь.

Метод колебаний объединяет методы свободных или вынужденных колебаний.

Пассивные методы:

акустико-эмиссионный, при котором используют блуждающие волны;

вибрацийно-диагностический, при котором анализируют параметры вибрации какой-нибудь отдельной детали или узла (ротора, подшипника, лопаты турбины и тому подобной) с помощью приемника контактного типа;

шумодиагностический, с помощью которого изучают спектр шумов механизма, что работает, в целом на слух или с помощью микрофонных и других приемников и приборов - анализаторов спектру.