Акустическая жидкость — важный элемент технологии ультразвукового контроля (УЗК), обеспечивающий качественный ввод ультразвуковой волны в материал. Без неё невозможно добиться стабильного акустического контакта между поверхностью контролируемого объекта и пьезоэлектрическим преобразователем (ПЭП). Правильно подобранный контактный материал напрямую влияет на точность измерений, глубину прозвучивания и чувствительность к дефектам.

Для чего нужна акустическая жидкость при УЗК

Между преобразователем и поверхностью изделия всегда присутствуют неровности и микропоры, содержащие воздух.
Воздух является сильным акустическим препятствием: коэффициент отражения близок к 99 %, поэтому ультразвук практически не проходит.

Акустическая жидкость заполняет микронеровности и обеспечивает передачу ультразвука от преобразователя в материал.

Основные функции контактной жидкости:

• устранение воздушного промежутка;
  
  
• снижение потерь при передаче ультразвуковой энергии;
  
  
• стабилизация сигнала при сканировании;
  
  
• защита поверхности ПЭП от абразивных повреждений;
  
  
• повышение повторяемости результатов.
  
  

Основные виды акустических жидкостей

В ультразвуковом контроле используются различные контактные материалы — от простых технических растворов до специализированных профессиональных гелей.

1. Масла

Наиболее распространённый тип.

Преимущества:

• доступность;
  
  
• устойчивость к испарению;
  
  
• хороший коэффициент передачи ультразвука;
  
  
• удобство нанесения.
  
  

Применяются для контроля сварных швов, деталей в промышленных условиях, дефектоскопии трубопроводов.

2. Гели для УЗК

Профессиональные контактные гели с высокой вязкостью.

Используются когда требуется:

• стабильный контакт при вертикальном или потолочном контроле,
  
  
• минимальное растекание,
  
  
• работа на неровных поверхностях.
  
  

Гели обеспечивают лучший акустический контакт, чем масла, и часто применяются при PAUT, TOFD и прецизионной дефектоскопии.

3. Водные растворы

Классический вариант для:

• лабораторных исследований,
  
  
• иммерсионного УЗК,
  
  
• автоматизированных линий контроля.
  
  

Имеют низкую вязкость и требуют постоянного увлажнения поверхности.

4. Специальные контактные смеси

Сюда относятся:

• высокотемпературные жидкости (до 200–250 °C);
  
  
• низкотемпературные антифризы;
  
  
• гели для коррозионных поверхностей;
  
  
• жидкости для контроля бетона и композитов.
  
  

Используются в специфических задачах нефтегазовой, энергетической и строительной отрасли.

Требования к акустическим жидкостям для УЗК

Чтобы обеспечить качественный контроль, контактная жидкость должна обладать следующими характеристиками:

• Высокая акустическая проводимость (минимальные потери энергии)
• Стабильная вязкость при рабочих температурах.
• Отсутствие химического воздействия на металл и покрытие.
• Совместимость с материалом корпуса преобразователя.
• Удобство нанесения и удаления после контроля.
• Минимальное пенообразование при нанесении.
• Отсутствие электрической проводимости при контроле электрооборудования.

Как выбрать акустическую жидкость для УЗК

Выбор зависит от нескольких факторов:

1. Тип контроля: прямой, наклонный, PAUT, TOFD
2. Температура поверхности объекта.
3. Шероховатость и очистка поверхности.
4. Положение в пространстве (горизонт, вертикаль, потолок).
5. Материал изделия (металл, композит, бетон).
6. Условия работы (пыль, мороз, жара, влажность).
   
   

Например:

• Для сварных соединений чаще применяют масла или гели.
  
  
• Для автоматизированного контроля — вода или специальные растворы.
  
  
• Для горячих поверхностей — температуростойкие пасты.
  
  

 

Заключение

Акустическая жидкость — обязательный элемент качественного ультразвукового контроля. От её свойств зависит стабильность акустического контакта, точность дефектоскопии, глубина прозвучивания и достоверность выявления дефектов.