Ультразвуковые преобразователи для дефектоскопов и толщиномеров

Ультразвуковые преобразователи (ПЭП) используются для ввода и приёма ультразвуковых колебаний при дефектоскопии, толщинометрии и других задачах неразрушающего контроля. Выбор преобразователя влияет на рабочую частоту, направление ультразвукового пучка, чувствительность, разрешающую способность и возможность контроля конкретного объекта.

В каталоге представлены прямые, наклонные, совмещённые, раздельно-совмещённые и специализированные преобразователи для работы с ультразвуковыми дефектоскопами и толщиномерами. Полный комплект оборудования для метода представлен в разделе ультразвуковой контроль.

Наклонные ультразвуковые преобразователи применяют, в частности, при контроле сварных соединений и других объектов, где требуется ввод ультразвуковой волны под заданным углом. Содержание: принцип работы · типы ПЭП · как выбрать · применение · стандарты · связанное оборудование · FAQ

Как работает ультразвуковой преобразователь

В большинстве традиционных ПЭП используется пьезоэлектрический элемент, преобразующий электрический импульс в механические ультразвуковые колебания и обратно. Полученный ультразвуковой импульс вводится в контролируемый материал и распространяется в нём.

Отражённые от границ изделия, геометрических элементов или несплошностей сигналы принимаются преобразователем и передаются на дефектоскоп или толщиномер для дальнейшей обработки.

Для контактного ультразвукового контроля между рабочей поверхностью ПЭП и изделием обычно применяется контактная среда, поскольку воздушный зазор существенно ухудшает передачу ультразвуковой энергии.

Основные типы ультразвуковых преобразователей

Раздельно-совмещённые ПЭП широко применяются при контроле остаточной толщины и коррозионном мониторинге.

Как выбрать ультразвуковой преобразователь

ПЭП следует подбирать не только по модели дефектоскопа. Основные параметры определяются объектом контроля и применяемой методикой.

Частота ПЭП

Увеличение частоты обычно позволяет повысить разрешающую способность, но одновременно увеличивает затухание ультразвука. Поэтому для толстых, крупнозернистых или сильно затухающих материалов нередко применяют более низкие частоты, а для тонких изделий и небольших отражателей — более высокие.

Универсальной «лучшей частоты» не существует: её выбирают под материал, толщину и нормативную методику.

Угол ввода

Для контроля сварных соединений часто применяются наклонные ПЭП. Требуемый угол выбирают исходя из толщины изделия, формы сварного соединения, зоны контроля и требований процедуры.

Нельзя автоматически считать, что один и тот же угол подходит для всех сварных соединений.

Области применения ПЭП

• контроль сварных соединений;
• контроль листового проката;
• контроль поковок и отливок;
• контроль труб и трубопроводов;
• контроль валов и деталей машин;
• измерение остаточной толщины стенок;
• коррозионный мониторинг;
• контроль изделий с криволинейной поверхностью;
• лабораторные и исследовательские задачи.

Стандарты для ультразвуковых преобразователей

ISO 22232-2:2020 посвящён характеристикам и проверке преобразователей для ультразвукового неразрушающего контроля. Документ распространяется, в частности, на одноэлементные и двухэлементные контактные преобразователи, работающие с продольными и/или поперечными волнами, а также на одноэлементные иммерсионные преобразователи.

В опубликованной редакции стандарта рассматриваются преобразователи с центральными частотами примерно от 0,5 до 15 МГц. Фазированные решётки в эту часть ISO 22232 не входят и регулируются отдельными документами.

ISO 16810:2024 устанавливает общие принципы промышленного ультразвукового контроля и рассматривает, среди прочего, приборы, преобразователи, контактные среды, стандартные и контрольные образцы.

Для конкретного объекта необходимо дополнительно учитывать требования профильного стандарта или утверждённой процедуры контроля.

Связанное оборудование

Преобразователь является частью системы ультразвукового контроля. Для полноценной работы обычно требуются прибор, кабель, контактная среда и средства настройки.

• ультразвуковые дефектоскопы — для обнаружения и оценки несплошностей;
• стандартные образцы для ультразвукового контроля — для настройки и проверки параметров;
• оборудование для ультразвукового контроля — общий раздел УЗК.

Частые вопросы

Какой ПЭП выбрать для сварного шва?

Выбор зависит от толщины, материала, конструкции сварного соединения и методики контроля. Для многих задач используются наклонные преобразователи, но частота, угол ввода и размер пьезоэлемента должны определяться конкретной процедурой.

Чем совмещённый ПЭП отличается от раздельно-совмещённого?

В совмещённом преобразователе один пьезоэлемент выполняет функции передачи и приёма. В раздельно-совмещённом используются отдельные передающий и приёмный элементы, что может улучшать работу в ближней зоне и на корродированных поверхностях.

Что означает частота 2,5 или 5 МГц?

Это рабочая частота преобразователя. Она влияет на длину волны, разрешающую способность и затухание ультразвука. Оптимальная частота определяется материалом, толщиной и задачей контроля.

Можно ли использовать один ПЭП с разными дефектоскопами?

Возможно, если обеспечена электрическая и функциональная совместимость: рабочая частота, тип подключения, разъём, кабель и параметры прибора должны соответствовать преобразователю.

Когда требуется притёртый преобразователь?

Притирка может применяться при контроле труб, валов и других криволинейных поверхностей для улучшения акустического контакта между ПЭП и объектом.

УКРПРИБОР подбирает ультразвуковые преобразователи по типу прибора, рабочей частоте, углу ввода, размеру пьезоэлемента, поверхности объекта и задаче контроля.