Подготовка изделия к контролю

Качество поверхности ввода ультразвука должно обеспечивать его максимальное прохождение в изделие по всей площади сканирования. Для этого необходимо освободить контролируемый материал от неплотно прилегающих наслоений, под которыми может образоваться прослойка воздуха, не пропускающая ультразвук, а затем сгладить неровности для обеспечения стабильного акустического контакта. С поверхности удаляют отслаивающуюся окалину и краску, сглаживают забоины, задиры, галтельные переходы, переходы от выпуклости сварного шва к основному металлу, брызги металла, сварочный флюс.

Подготовку поверхности проводят вручную (шабером, металлической щеткой, наждачной шкуркой) или механическим способом (шлифовальной машинкой, на станке). Для изделий, хорошее качество поверхности которых регламентируется условиями поставки и требованиями эксплуатации, например вращающихся деталей турбин, вкладышей подшипников, сверленных труб, достаточно ручной подготовки. В большинстве случаев перед контролем сварных соединений, поковок, отливок, штамповок приходится проводить специальную механическую обработку.

Качество подготовленной поверхности оценивают по параметрам шероховатости (ГОСТ 2789-73). Оптимальной считается поверхность с шероховатостью Rz=20...40мкм и волнистостью (отношение максимальной стрелы прогиба к длине неровности) не более 0,025. Грубообработанная поверхность (Rz 40 мкм) обусловливает снижение чувствительности и ее нестабильность. При Rz<20 мкм ослабляются фрикционные свойства поверхности и контактная жидкость «выскальзывает» из-под преобразователя.

Контактная жидкость должна обладать хорошей смачиваемостью по отношению к контролируемому материалу, оптимальной вязкостью и однородностью (образование пузырьков не допускается), не должна вызывать коррозии контролируемой детали, быть пожаробезопасной. Выбор смазочного материала определяется геометрией изделия, его пространственным положением, температурными условиями контроля.

При контактном варианте контроля применяют различные минеральные масла. Они наиболее полно соответствуют перечисленным требованиям при нормальной температуре (от 5 до 40 °С). При контроле по поверхностям, близким к плоским, используют жидкие масла (машинное, компрессорное). На изделиях с повышенной кривизной, на вертикальных и наклонных плоскостях, при контроле в потолочном положении рекомендуется применять масла с повышенной вязкостью (солидол, тавот).

Однако масла пожароопасны, поэтому все большее применение находят водные растворы глицерина и крахмала. Однородности растворов и отсутствия в них пузырьков воздуха добиваются тщательным перемешиванием и кипячением. Технологична и дешева контактная жидкость, для приготовления которой достаточно развести в холодной воде размельченный обойный клей типа КМЦ и выдержать раствор в течение 6...8 ч. Нужная консистенция смазочного материала достигается варьированием объемного соотношения клея и воды в пределах от 1:3 до 1:1. Для обеспечения антикоррозионных свойств водных растворов в них добавляют ингибиторы (соду, нитрит натрия и др.).

В качестве контактной среды применяют и коллоидные растворы ферромагнитного порошка в жидкости - магнитные жидкости (МЖ). Промышленностью освоено производство МЖ на основе керосина. Перед контролем МЖ наносят на контактную поверхность преобразователя (смазывания поверхности изделия не требуется).

Удержание МЖ обеспечивается постоянным магнитным полем, которое создается встроенным в корпус преобразователя достаточно сильным магнитом, например самарий-кобальтовым. В зазоре толщиной до 1 мм МЖ удерживается при намагниченности 25...35 кА/м. При меньшей намагниченности МЖ вытекает из зазора, при большей - налипает на поверхность изделия. Установлено, что средний расход МЖ в указанных условиях 0,02 см³ на 1 дм² поверхности сканирования с параметром шероховатости Rz< 40 мкм.

При повышении температуры изделия изменяются акустические свойства контактной жидкости, снижается ее акустическая прозрачность. При закипании смазочный материал переходит в газообразное состояние и связь преобразователя с изделием полностью нарушается. При низких (минусовых) температурах обычные контактные жидкости замерзают и охрупчиваются. Переход жидкости в твердую фазу с пузырьками воздуха неизбежно приводит к разрыву акустического контакта.

В настоящее время освоено производство термостабильных паст, которые в сочетании со специальными преобразователями (призма из аэролона) обеспечивают стабильность амплитуды сигнала при температурах -40...+400 °С. Магнитные жидкости стабильны в диапазоне температур -40...+40 °С.