АРД-диаграмма

АРД-диаграмма фото 1
Дефектоскоп фиксирует амплитуду отражённого сигнала и время его прихода, но сам по себе сигнал не говорит прямо об относительной площади отражения в направлении луча УЗ волны. Чтобы превратить амплитуду и глубину в конкретные размеры дефекта, и нужна АРД-диаграмма.

Что такое АРД-диаграмма

АРД-диаграмма (в западной литературе — DGS, от Distance/Gain/Size — амплитура/расстояние/диаметр) — это графическое изображение, которое связывает три ключевых параметра ультразвукового контроля:

• Амплитуду эхо-сигнала (высоту всплеска на экране)
• Расстояние до дефекта (глубину его залегания)
• Диаметр дефекта (обычно диаметр плоскодонного отверстия или другого эталонного отражателя)

Зная, на какой глубине находится несплошность и какую амплитуду она даёт, по диаграмме можно определить,
соответствует ли этот дефект допустимым или браковочным нормам.

Как устроена и зачем нужна

АРД-диаграмма строится для конкретного преобразователя (его частоты, размера пьезоэлемента, угла ввода) и материала контроля.

Она представляет собой семейство кривых, где:

• По горизонтальной оси отложена глубина (расстояние до отражателя)

• По вертикальной оси — амплитуда сигнала в децибелах (относительно какого-то опорного уровня)

• Каждая кривая соответствует определённому размеру дефекта (например, диаметру плоскодонного отверстия 1 мм, 2 мм, 3 мм и т.д.)

Основная задача АРД-диаграммы — оценка характеристик выявленных дефектов: их размеров, глубины расположения и формы.
Это позволяет принимать обоснованные решения о дальнейшей эксплуатации объекта или необходимости его ремонта.

АРД-диаграмма фото 2

Как это работает на практике

1.  Настройка: Оператор калибрует прибор с помощью стандартного образца (в идеале и по определению от плоскодонного отражателя). Прибор строит АРД-диаграмму для данного ПЭП и иногда требуется корректировать значения коэффициента затухания в зависимости от материала объекта контроля.
2.  Контроль: При сканировании объекта оператор фиксирует эхо-сигнал от дефекта. Прибор показывает глубину залегания и амплитуду сигнала.
3.  Оценка: По диаграмме определяется, какому размеру дефекта соответствует полученная комбинация «глубина + амплитуда». Например, сигнал на глубине 50 мм с амплитудой 20 дБ дает сигнал, эквивалентный сигналу от отражателя диаметром 2 мм.

Главные преимущества АРД-диаграммы

• Универсальность. Диаграмма позволяет применять один отражатель для настройки без необходимости иметь в наличии большой настроечный образец, соответствующий толщинам массивных объектов (например паковок).

• Оценка. АРД-диаграмма даёт объективную основу для отбраковки по эквивалентной площади дефекта в мм².

• Работа с геометрией. Современные дефектоскопы (в том числе и с фазированными решётками ) позволяют строить АРД-диаграммы с учётом угла ввода, что особенно важно для наклонных ПЭП.

Ультразвуковой дефектоскоп
на фазированных решетках УСД-60ФР

Ограничения, о которых нужно знать

• АРД-диаграмма даёт корректную оценку размера только для дефектов, ориентированных перпендикулярно акустической оси (например, плоскодонные отверстия, диски). Для реальных дефектов сложной формы (трещины, наклонные включения) она даёт эквивалентный размер, но не истинные размеры.

• Диаграмма строится для идеальных условий: акустический контакт, однородность материала, отсутствие помех. На практике всегда нужен запас чувствительности согласно требованиям НД и проверка на образцах.

Вывод

АРД-диаграмма — это универсальный язык, на котором дефектоскопист, технолог и заказчик могут договориться о качестве. Вместо расплывчатого «сигнал от опорного на -2,5 дБ» появляется конкретное число: «эквивалентная площадь дефекта 2,5 мм²». Это делает контроль объективным, воспроизводимым. Современные дефектоскопы автоматизируют построение АРД-диаграмм, превращая сложный расчёт в простую операцию. Возможность проводить контроль на значительных толщинах при минимальном наборе настроечных образцов. Но понимание того, как выстраивается эта диаграмма, остаётся базой для грамотной настройки и правильной интерпретации результатов.

Следующее определение