Ультразвуковой метод дефектоскопии


На каждой ответственной детали, на каждом узле любой машины — самолета, тепловоза, станка — стоит клеймо контролера: деталь годная. Это значит, что она проработает без поломок определенное время, которое ей положено.

Лет тридцать назад главным средством контроля был осмотр детали и ее простукивание. И сейчас, ударяя молоточком по вагонному колесу, по звуку определяют, есть в нем трещина или нет. Но часто, осматривая деталь, не замечают мельчайших трещин. А они очень опасны. Понятно, что такой контроль ненадежен.

Рентгеновская установка с пультом управления. Вверху — рентгеновская трубка и схема получения в ней лучей Рентгена
Рентгеновская установка с пультом управления. Вверху — рентгеновская трубка и схема получения в ней лучей Рентгена

И здесь на помощь контролеру приходят новейшие достижения физики. Физические методы контроля материалов — это самостоятельная отрасль техники — дефектоскопия (от латинского слова «дефектус» — недостаток и греческого «скопео» — Смотрю). Она использует для обнаружения дефектов рентгено- и гамма-просвечивание, ультразвуковые упругие колебания, магнитные и другие явления.

В настоящее время на многих заводах, изготовляющих сложные машины, есть рентгеновские лаборатории. Здесь просвечивают детали рентгеновскими или гамма-лучами. Рентгеновские лучи получают в специальных аппаратах при помощи рентгеновской трубки. Чтобы трубка работала, необходимо поддерживать два напряжения: одно низкое (порядка 10-20 в) — для накала нити, другое очень высокое (до 2 млн. в) — для ускорения электронов, вылетающих из раскаленной нити.

Лучи Рентгена возникают при ударе электронов о поверхность анода рентгеновской трубки. Чем выше напряжение на аноде трубки, тем больше скорость электронов и сила их удара, а следовательно, и энергия рентгеновских лучей. С помощью «жестких» лучей можно просветить довольно толстые слои металла.

Гамма-лучи очень близки к «жестким» рентгеновским лучам. Источником этого излучения могут служить изотопы некоторых радиоактивных элементов (см. ст. «Меченые атомы»).

Рентгеновские и гамма-лучи проникают через различную среду неодинаково. Толща металла, в котором нет дефектов, сильнее ослабляет их поток. Если же лучи проходят через металл, в котором есть дефекты в виде газовых пузырей, пористости, включений песка и шлака, то они проецируются на специальную пленку или экран в виде пятен. Эти пятна отличаются по своим оттенкам от массы просвеченного металла.

Для просвечивания изделий толщиной 200-300 мм необходим очень мощный источник излучения. Для этого инженеры создали сложную установку — бетатрон. Такую установку можно заменить лишь тремя килограммами радия.