Ультрадыбысты бұзбай бақылау

9 Ультрадыбысты бұзбай бақылау

Ультрадыбыстық бақылау (УЗК) бұзбайтын бақылаудың акустикалық түріне жатады. Бұзбай бақылаудың акустикалық әдістерінің барлық алуан түрлілігі серпімді ортаның (сұйық, қатты және газ тәрізді) акустикалық тербелістер мен толқындармен өзара әрекеттесуіне негізделген. Олар тербелістерді қоздыру және оларды тіркеу әдістерімен ерекшеленеді.

Акустикалық әдістердің ішінен көбінесе ультрадыбыстық Дефектоскопия (УЗД), ультрадыбыстық қалыңдықметрия (УДЗ) және акустико-эмиссиялық бұзбайтын бақылау қолданылады. Қазіргі уақытта бұзылмайтын бақылаудың барлық көлемінің 60% - ы әлемдік практикада УЗД-ға келеді.

Мұнай-газ саласында, мысалы, вертлюг корпустарын, Таль блоктарының осьтерін, бұрғылау құбырларының құлыптарын, резервуарлар мен Құбырлардың дәнекерленген қосылыстарын және т.б. бақылау кезінде қолданылады. Акустика-эмиссиондық бақылау әр түрлі жабдықтардың техникалық жай-күйін интегралды бағалау және бар ақаулардың қауіптілік дәрежесін бағалау үшін кеңінен қолданылады, бірінші кезекте ыдыстар, құбырлар және әр түрлі мақсаттағы резервуарлар.

Бұзбайтын бақылаудың басқа әдістерімен салыстырғанда УЗД олардың тереңдігіне қарамастан кез келген нысандағы ақауларды анықтауға мүмкіндік береді, жоғары өнімділігі, төмен құны, бұйымды бір жақты қол жеткізу кезінде бақылау мүмкіндігі бар. Кемшіліктер ірі түйіршікті материалдарды, сондай-ақ қалыңдығы 4 мм және одан аз жұқа қабырғалы бұйымдарды бақылау қиындықтары болып табылады. Күрделі нысандағы бұйымдарды бақылау арнайы әдістемелерді немесе Технологиялық нұсқаулықтарды әзірлеуді талап етеді.

9.1. Акустикалық тербелістер мен толқындар

Акустикалық тербелістер серпімді ортадағы бөлшектердің механикалық ауытқуы болып табылады. Бұл тербелістердің ортада таралу процестері акустикалық толқындар деп аталады. Толқынның таралу бағытын көрсететін сызықты сәуле деп атайды, ал тербеліс бөлшектерінің бөліну шегі – толқынның фронты деп аталады.

Акустикалық тербелістер жиілігі, қарқындылығы және түрімен сипатталады. Тербеліс түрлері негізінен серпімді ортаның қасиеттерімен және оларды құру тәсілімен анықталады. Көлемнің серпімділігіне ие сұйықтықтар мен газдарда акустикалық тербелістер барлық бағыттарда бірдей жылдамдықпен таралады. Көлемнің серпімділігінен басқа форманың серпімділігімен (жылжу серпімділігімен) және деформацияның біртекті еместігімен сипатталатын қатты денелерде созылу-әртүрлі бағыттар бойынша сығылу (анизотропты денелер үшін), акустикалық толқындардың таралу заңдылықтары айтарлықтай күрделі.

16...20 Гц дейінгі жиіліктегі тербелістер инфрадыбыстық. 16...20-дан (15...20) 103 Гц дейін жиіліктегі тербелістер адамның құлағымен қабылданатын есту ауқымын құрайды. Дыбыс тербелісінің жиілігі 20 кГц-тен артық ұлғайған кезде ол ультрадыбысқа ауысады. Ультрадыбыстың таралу қабілеті өзгереді: ауада таралу қабілеті азаяды, қатты және сұйық ортада – артады. Металл материалдарды бұзбай бақылау кезінде 0,5...25 МГц ультрадыбыстық диапазон жиіліктері пайдаланылады.

Материалда акустикалық ультрадыбыстық толқынның таралуы ортаның қасиеттерімен анықталатын белгілі бір С тұрақты жылдамдықпен жүреді. Ультрадыбыстық толқынның жылдамдығын тербеліс фазасына байланысты серпімді бөлшектердің V тербелу жылдамдығынан ажырату керек. Толқынның таралуы бөлшектер бірдей тербелмелі күйде (фазада) болатын аймақ материалында түзумен қатар жүреді. Мұндай аймақтар арасындағы ең аз қашықтық λ толқын ұзындығы деп аталады. λ шамасы С таралу жылдамдығымен және f тербеліс жиілігімен байланысты.