УЗ контроль может быть важным инструментом для литейного производства с последующим повышением качества продукции и уменьшением затрат. Множество операций по контролю качества таких, как измерение толщины стенки, выявление подповерхностных дефектов или определение скорости звука для контроля степени зернистости могут быть выполнены при использовании УЗ методов и аппаратуры. УЗ толщиномеры, например, обеспечивают мгновенное и точное измерение толщины стенки при доступе только к одной стороне контролируемого образца. Применяя ту же технологию, УЗ дефектоскопы способны обнаруживать подповерхностные дефекты, трещины, флокены или инородные включения. Все эти контрольные операции могут проводиться без разрушения дорогостоящих металлических изделий. Металлическое литье обычно является хорошим материалом для проведения УЗ контроля, но при этом прибор должен быть настроен в соответствии с механическими свойствами материала.
Меди или огнеупорные материалы имеют свои собственные оригинальные физические свойства, которые могут потребовать специального анализа и исследования. Качество обработки поверхности (шероховатость), пористость, размер зерна и разброс значений скорости звука являются теми параметрами материала, которые могут воздействовать на точность УЗ толщиномера и глубину прозвучивания контролируемого материала, которая определяет диапазон измеряемых толщин. Отливки из нержавеющей стали могут быть особенно неудобны для УЗ контроля из-за крупнозернистой структуры и анизотропии свойств.
Фирмой Olympus (Panametrics) разработаны УЗ толщиномеры с генератором зондирующих импульсов, который обеспечивает уникально высокую проникающую способность УЗ колебаний (наименование этих приборов снабжено аббревиатурой HP) и увеличивает глубину их распространения в металлических отливках. УЗ толщиномеры серии HP обеспечивают измерение толщины в толстых отливках с высоким затуханием УЗ колебаний, что обычно считается трудноразрешимой задачей.
Железо, сталь, алюминий, цветные металлы
Эта основная категория материалов, отливки из которых практически в полном объеме подвергаются УЗ толщинометрии. Литые металлические изделия весьма разнообразны по своим геометрическим параметрам и формам. В числе этих изделий различные автомобильные детали такие, как пресс-формы для шин, тормозные цилиндры, барабаны подъемников и многие другие.
Поскольку большинство отливок сильно рассеивают УЗ колебания, максимально измеряемая толщина часто ограничена. Обычно верхний предел измеряемых толщин ограничивается значением порядка 100 мм, однако в некоторых случаях возможно провести измерения до 250 мм. Плохие поверхностные условия (с точки зрения акустического контакта), большой размер зерна и изменения скорости звука обычно обусловливают номинальную точность измерения в пределах ±0,05 до ±0,125 мм. Тонкое алюминиевое литье может быть измерено с номинальной точностью порядка 0,02 мм, а точность по толстой отливке из нержавеющей стали обычно бывает не лучше, чем 0,25мм.
Оборудование:
УЗ толщиномеры фирмы Olympus (Panametrics) серии HP с контактными ПЭП M110 или M106 представляют измерительные системы, которые сочетают мощность импульса и низкую частоту ПЭП, необходимые для решения многих задач по измерению толщины отливок. Большой толщины или сильно поглощающие литые металлические изделия могут потребовать применения контактных ПЭП M101 или M103. Для выявления подповерхностных дефектов, трещин и включений Olympus (Panametrics) предлагает цифровые и аналоговые УЗ дефектоскопы.
Цилиндры двигателей
Для определения толщины стенки литых цилиндров двигателей внутреннего сгорания УЗ метод контроля часто единственно возможный способ измерения, так как внутренняя сторона цилиндра недоступна. Когда в авторемонтных мастерских растачивают цилиндр двигателя очень важно, чтобы при этой операции толщина стенки цилиндра не стала меньше определенной минимально допустимой величины. Когда измерения толщины стенки цилиндра традиционными прямыми методами стали неприемлемы, фирмой Olympus (Panametrics) были разработаны УЗ толщиномеры, специально модифицированные под эти измерения. Основой аппаратуры контроля является ПЭП, содержащий цилиндрическую линию задержки, которой методом притирки придана форма внутренней поверхности цилиндра. УЗ импульс излучается в стенку цилиндра, отражается от задней грани стенки, недоступной для непосредственного контакта, и возвращается на ПЭП. Тот час же, цифровое отсчетное устройство вычисляет толщину стенки и выводит ее значение на дисплей толщиномера.
Оборудование:
УЗ толщиномер модели 27MG применяют для измерения толщины стенки цилиндров двигателя. Обычно он используется в комбинации с ПЭП M206 или M207, снабженными цилиндрическими линиями задержки, форма контактной поверхности которых подогнана по радиусу внутренней поверхности цилиндра.
Для цилиндра с минимальным радиусом в 50 мм применяется линия задержки DLH-203. Для цилиндров с другими радиусами используются линии задержки, изготовленные индивидуально. Если радиус цилиндра больше 50 мм, то может представиться возможность использовать ПЭП с пьезоэлементом маленького диаметра и со стандартной линией задержки. Номенклатурные номера контурных линий задержки в этом каталоге не указаны.
Для эффективного использования УЗ измерительной аппаратуры должны быть учтены следующие определенные факторы:
— толщина стенки должна быть в пределах от 1,27 до 12,7 мм. Внутри этого диапазона номинальная точность измерения должна быть порядка 0,12 мм или лучше,
— внутренняя и внешняя поверхности должны быть как можно более концентричными, чтобы получить правильный и точный результат измерения,
— внутренняя вогнутая поверхность цилиндра должна быть чистой и сравнительно гладкой, чтобы гарантировать надежный акустический контакт преобразователя.
