1. Дефекты расслоения
Резкий перепад акустического сопротивления на межфазной границе
При возникновении расслоения внутри композитных материалов (например, углеродонаполненной полимерной матрицы) ультразвуковые волны отражаются на границе раздела между полимерной матрицей (высокое сопротивление) и воздушным зазором (низкое сопротивление), что приводит к развороту фазы отраженной волны на 180°.
В режиме С-САМ расслоение выглядит как области с развернутой фазой, выделенные определенными цветами (например, красным) на цветных кодированных изображениях.
2. Пустоты и пузырьки
Газонаполненные дефекты
Пустоты и поры в металлических отливках или упаковочных материалах относятся к газонаполненным дефектам. Соотношение акустических сопротивлений твердого тела и воздуха чрезвычайно велико (например, сталь к воздуху ≈ 30 000:1), что неизбежно вызывает разворот фазы отраженных волн на 180°.
Такие дефекты на ультразвуковых изображениях демонстрируют высококонтрастные контуры границ за счет сигналов с развернутой фазой.
3. Внутренние трещины (закрытые дефекты)
Характеристики межфазных границ трещин
Когда ультразвуковые волны сталкиваются с закрытыми трещинами, заполненными воздухом или примесями, резкий перепад акустического сопротивления на границах трещин вызывает разворот фазы отраженных волн.
При контроле поперечных трещин с помощью прямых зондов эхо-сигнал от задней стенки исчезает, сопровождаясь разворотом фазы; при инспекции продольных трещин угловыми зондами наблюдаются признаки переключения фазы.
4. Остатки усадочных полостей
Внутренние разрывные дефекты
Усадочные полости в отливках образуют внутренние разрывные пустоты. Ультразвуковое отражение на границах раздела металл – пустота сопровождается разворотом фазы, с формированием высокоамплитудных и высоконепрерывных эхо-сигналов от дефектов.
5. Специальные дефекты композитных материалов
Межфазные границы включений
Неметаллические включения (оксиды, сульфиды) имеют небольшую разницу в акустическом сопротивлении с матрицей и обычно не вызывают разворота фазы.
Если внутри включений присутствуют расслоения или воздушные зазоры, локальный разворот фазы может использоваться как идентификационный признак вторичных дефектов.
Заключение
Разворот фазы в основном возникает в газонаполненных дефектах или на границах раздела с резким перепадом акустического сопротивления. Комплексная оценка должна проводиться с учетом амплитуды отраженной волны, анализа фазового спектра и цветного кодированного изображения.