Система для неруйнівного контролю металургійних виробів з застосуванням ультразвукових датчиків

1. Система для неруйнівного контролю металургійних виробів, зокрема, з непрямим контактом, яка включає в себе: - ультразвуковий датчик (3) з множиною селективно керованих перетворювачів (Сі); - активаторну схему (1), виконану з можливістю вибіркового збудження перетворювачів у вибрані моменти часу; - приймальну схему (2, 4), виконану з можливістю збирання зворотних сигналів, прийнятих після їх повернення перетворювачами, і - блок обробки даних (5), виконаний з можливістю аналізування прийнятих сигналів як загального відгуку (7) металургійного виробу на ультразвукове випромінення, яка відрізняється тим, що - активаторна схема (1) виконана з можливістю збудження пачок імпульсів, яким відповідає один і той самий часовий режим збудження перетворювачів; - приймальна схема (2, 4) включає в себе запам'ятовувальний пристрій (4) і виконана з можливістю зберігання дискретних значень сигналів (Sij), прийнятих кожним перетворювачем, поставлених у відповідність до кожної пачки 2 (19) 1 3 імпульсів, якій відповідає вибране відхилення (αТ) пучка випромінення. 6. Система за одним з пп. 4 або 5, яка відрізняється тим, що блок обробки даних включає в себе засіб вибору, який забезпечує блоку обробки даних можливість адресуватися до запам'ятовувального пристрою за моментами часу, яким відповідають дискретні значення сигналу, для кожного перетворювача. 7. Система за одним з пп. 1-6, яка відрізняється тим, що активаторна схема (1) забезпечує часовий режим збудження, який відповідає збудженню перетворювачів (Сі) практично без фазових зсувів між ними. 8. Система за одним з пп. 1-7, яка відрізняється тим, що активаторна схема (1) забезпечує часовий режим збудження, який відповідає збудженню перетворювачів (Сi) із фазовими зсувами між ними, які визначають відхилений пучок випромінення, а також тим, що, у випадку застосування такого часового режиму збудження, блок обробки даних (5) виконаний з можливістю визначення розподілів затримок, що застосовуватимуться до прийнятих сигналів, з урахуванням згаданих фазових зсувів між збуджуваними перетворювачами таким чином, що кожний із змодельованих відгуків відповідає відхиленню αТ відносно кута фізичного відхилення випромінюваного пучка. 9. Система за одним з пп. 1-8, яка відрізняється тим, що кожна група дискретних значень сигналів (Sij), що підсумовуються, відповідає вибраній підгрупі перетворювачів, яка зветься віртуальним датчиком. 10. Система за п. 9, яка відрізняється тим, що блок обробки даних (5) виконаний з можливістю обчислення кількох змодельованих елементарних відгуків металургійного виробу на одну і ту саму пачку імпульсів при одному і тому самому відхиленні (αТ) для різних підгруп перетворювачів датчика. 11. Система за п. 10, яка відрізняється тим, що блок обробки даних (5) виконаний з можливістю обчислення змодельованого відгуку як функції змодельованих елементарних відгуків для одного й того самого відхилення (αТ) та для різних підгруп перетворювачів датчика. 12. Система за п. 11, яка відрізняється тим, що змодельованим відгуком виробу на пачку імпульсів із відхиленням (αТ) є той елементарний відгук, який має максимальну амплітуду. 13. Система за одним з пп. 9-12, яка відрізняється тим, що блок обробки даних (5) виконаний з можливістю обчислення змодельованих відгуків для різних значень відхилення αТ та для різних підгруп перетворювачів датчика. 14. Система за одним з пп. 9-13, яка відрізняється тим, що різні підгрупи перетворювачів датчика для обчислення змодельованого відгуку виробу на пачку імпульсів із відхиленням αТ складаються з однакової кількості NV перетворювачів. 15. Система за п. 14, яка відрізняється тим, що підгрупи перетворювачів вибрані з перетворювачів 81900 4 датчика, але за винятком запобіжної смуги на кожному кінці датчика, яка складається з приблизно NV/2 перетворювачів. 16. Система за одним із пп. 14 або 15, яка відрізняється тим, що кожна з послідовних підгруп перетворювачів утворена шляхом зсуву відносно попередньої підгрупи перетворювачів на крок рі, який зветься кроком зсуву. 17. Система за п. 16, яка відрізняється тим, що дві послідовні підгрупи перетворювачів мають спільні елементи. 18. Система за одним із пп. 9 -17, яка відрізняється тим, що кількість підгруп перетворювачів, вибрана для обчислення змодельованого відгуку для відхилення αТ, до суттєвої міри відповідає максимальній кількості підгруп, можливій при вибраному кроці зсуву рі та при кількості перетворювачів NV, вибраних серед (NT-NV) елементів. 19. Система за одним із пп. 9 -17, яка відрізняється тим, що вона призначена для контролю металургійних виробів типу сталевих труб (Т) і включає в себе засіб для забезпечення спірального руху труби навколо її осі, причому ультразвуковий датчик виконаний у формі лінійки (3) з перетворювачами, розташованої практично паралельно осі труби (Т) і таким чином, що пучок ультразвукового випромінення у площині поперечного перерізу труби (Т) характеризується вибраним відхиленням (αL), завдяки чому, зокрема, уможливлюється виявлення скісних дефектів. 20. Система за одним із пп. 1-18, яка відрізняється тим, що вона призначена для контролю металургійних виробів типу сталевих труб (Т) і включає в себе засіб для забезпечення прямолінійного руху труби (Т) вздовж її осі, причому ультразвуковий датчик виконаний у формі лінійки (3) з перетворювачами, розташованої практично паралельно осі труби (Т) і таким чином, що пучок ультразвукового випромінення у площині поперечного перерізу труби (Т) характеризується вибраним відхиленням (αL), причому ця лінійка виконана з можливістю обертання навколо труби, завдяки чому, зокрема, уможливлюється виявлення скісних дефектів. 21. Система за одним із пп. 1-18, яка відрізняється тим, що вона призначена для контролю металургійних виробів типу сталевих труб (Т) і включає в себе засіб для забезпечення прямолінійного руху труби (Т) вздовж її осі, причому ультразвуковий датчик виконаний у формі лінійки (3) з перетворювачами, яка має форму дуги кола і розташована навколо труби (Т), завдяки чому, зокрема, уможливлюється виявлення скісних дефектів. 22. Система за одним із пп. 1-18, яка відрізняється тим, що вона призначена для контролю металургійних виробів типу сталевих труб (Т) і включає в себе засіб для забезпечення прямолінійного руху труби (Т) вздовж її осі, причому ультразвуковий датчик включає в себе сітку перетворювачів (13), розташованих на циліндричній поверхні, коаксіальній з трубою (Т), кількома рядами, паралельними один одному та 5 81900 6 осі труби (Т), причому приймальна схема та блок обробки даних виконані з можливістю визначення розподілів затримок для зворотних сигналів, що приймаються підмножиною перетворювачів згаданої сітки або перетворювачами згаданої сітки, завдяки чому, зокрема, уможливлюється виявлення скісних дефектів. 23. Система за одним із пп. 1-22, яка відрізняється тим, що блок обробки даних є складовою частиною приймальної схеми. Цей винахід стосується неруйнівного контролю, зокрема, в металургії, і, більш конкретно, неруйнівного контролю труб. Виробництво труб здійснюється, наскільки це є можливим, повністю автоматизованим способом. По закінченні виробничого процесу труби піддають неруйнівному контролю із застосуванням ультразвуку з метою селективного виявлення одного або кількох типів дефектів труби: поверхневих дефектів здебільшого поздовжньої та/або поперечної орієнтації на внутрішній та/або зовнішній поверхні; дефектів товщини стінки та/або дефектів у товщі стінки. Контролюють також внутрішній та зовнішній діаметри. Для здійснення контролю труб у повному обсязі трубам надають спірального руху відносно ультразвукових датчиків, і генерують пачки (групи) ультразвукових імпульсів із частотою, що зветься "частотою повторення". Непрямий контакт між датчиком та трубою здійснюється в рідині, як правило у воді. На практиці для виявлення згаданих вище дефектів різного роду застосовують датчики поздовжніх ультразвукових хвиль, які забезпечують "продзвонювання" труби при різних кутах падіння. Ці кути падіння встановлюють в залежності від численних параметрів, в тому числі від розмірів труби, характеристик провідності ультразвуку, типів дефектів, які підлягають виявленню, тощо. Частота повторення пачок імпульсів обмежується часом прямого та зворотнього пробігу ультразвуку в контактній рідині та в металі труб. Збільшення часу пробігу диктує необхідність зниження частоти повторення і, таким чином, знижує продуктивність пристрою для неруйнівного контролю. В деяких відомих системах здійснення неруйнівного контролю датчики є нерухомими, а трубі надають спірального руху. В інших відомих системах ультразвукові датчики зі швидкістю кілька тисяч обертів за хвилину обертаються навкруги труби, яка рухається вздовж своєї осі з лінійною швидкістю, яка може сягати приблизно 1м/с. В деяких інших відомих системах застосовують датчик, який складається з множини ультразвукових перетворювачів, які оточують трубу. Послідовне збудження груп цих перетворювачів забезпечує формування ультразвукового пучка, якому може відповідати певний кут падіння на трубу. Таке рішення дозволяє також забезпечити "обертання" пучка навколо труби шляхом перемикання груп перетворювачів, що збуджуються, і, таким чином, замінити механічне обертання датчиків, описане вище, «електронним» скануванням [патент Франції №2796153]. Окремим випадком контролю є контроль безшовних труб, які виготовляють шляхом "гарячого прошивання" болванок між валками. При такому способі виготовлення виникають дефекти, що звуться "скісними", або спіральні дефекти, які мають певний нахил до осі труби. Цей нахил може бути додатним або від'ємним, залежно від напряму спіралі. Нахил дефектів залежить від особливостей застосовуваного технологічного процесу, а також, у деяких випадках, від стадії, на якій утворюється дефект. В такому разі один і той самий пристрій для контролю має забезпечувати виявлення дефектів, нахил яких до осі труби може варіювати, наприклад, в межах від -20° до +20° і навіть більше. Проте, навіть незначний нахил спричиняє значне послаблення сигналів, відбитих від дефектів, якщо кут падіння пучка оптимізований для виявлення саме поздовжніх дефектів. У [патенті США №3924453] описані класичні датчики, які забезпечують механічне розходження ультразвукового пучка в площині, яка проходить вісь труби (спосіб, названий "розбіжним тороїдальним"). Діапазон значень нахилу, в якому можливе виявлення дефектів, однак, залишається обмеженим. З іншого боку, застосування датчиків з множиною перетворювачів, що дозволяють формувати ультразвуковий пучок, напрям якого забезпечує можливість виявлення дефектів із певним нахилом, теоретично дозволяє вирішити цю проблему. Для цього слід регулювати кожну пачку імпульсів таким чином, щоб кожна пачка імпульсів мала кут падіння, оптимальний для виявлення дефектів даного конкретного нахилу. Кожна пачка імпульсів характеризується певним часом поширення у воді в прямому напрямі, часом поширення (одного або кількох прямих та зворотних ходів) у матеріалі труби і часом поширення у воді у зворотньому напрямі. Можна було б збільшувати кількість пачок імпульсів в залежності від кількості бажаних кутів падіння - однак цей підхід майже неможливо застосовувати на практиці, оскільки сумарний час поширення не дозволяє збільшувати частоту повторення пачок імпульсів. Сумарний час поширення є фізичною характеристикою, яку неможливо зменшити. Цей винахід спрямований на покращення ситуації шляхом підвищення продуктивності пристрою для контролю при збереженні ефективності виявлення дефектів, скісних відносно осі труби. 7 З цією метою винахід пропонує систему для неруйнівного контролю металургійних виробів, зокрема, з непрямим контактом, яка включає в себе: - ультразвуковий датчик із множиною селективно керованих ультразвукових перетворювачів (Сi); - активаторну схему, виконану з можливістю вибіркового збудження перетворювачів у вибрані моменти часу; - приймальну схему, виконану з можливістю збирання зворотних сигналів, прийнятих після їх повернення перетворювачами; і - блок обробки даних (який може бути складовою частиною приймальної схеми), виконаний з можливістю аналізування прийнятих сигналів як загального відгуку металургійного виробу на ультразвукове випромінення. Відповідно до одного з варіантів: - активаторна схема виконана з можливістю збудження пачок імпульсів, яким відповідає один і той самий часовий режим збудження перетворювачів; - приймальна схема включає в себе запам'ятовувальний пристрій і виконана з можливістю зберігання значень сигналів (Sij), прийнятих кожним перетворювачем, поставлених у відповідність до кожної пачки імпульсів, для останнього інтервалу часу вибраної тривалості; і - блок обробки даних виконаний з можливістю взаємодії зі згаданим запам'ятовувальним пристроєм, із: - для кожної пачки імпульсів, повторюваним у циклі зчитуванням та підсумовуванням груп дискретних значень сигналів (Sij), які відповідають різним перетворювачам (Сі) і моментам часу (tj), зсунутим для відповідних перетворювачів згідно з вибраним часовим режимом обробки для кожної ітерації циклу, що уможливлює обчислення для кожної пачки імпульсів множини змодельованих відгуків (ST, αT), кожний з яких відповідає відхиленню випромінюваних імпульсів на певний кут відхилення αT; і - аналізуванням загального відгуку, що складається із сукупності таких змодельованих відгуків. Таким чином, на основі однієї пачки імпульсів можна одержати множину ультразвукових відгуків, кожний з яких відповідає одному "змодельованому" куту падіння, вибраному апостеріорі. Однією з переваг, які забезпечує цей винахід, є те, що швидкість контролю металургійних виробів обмежується тільки тривалістю часу, необхідного для обробки даних. У варіанті, якому віддається перевага, приймальна схема включає в себе блок оцифровування прийнятих сигналів, а запам'ятовувальний пристрій виконаний з можливістю взаємодії з блоком оцифровування для зберігання дискретних значень прийнятих кожним перетворювачем сигналів як функції послідовних моментів часу з одного боку та збуджених перетворювачів з іншого боку. 81900 8 Згідно з одним варіантом здійснення, приймальна схема включає в себе обчислювальний засіб, виконаний з можливістю визначення розподілів затримок, що мають бути застосовані до прийнятих сигналів, для одержання, для кожного розподілу, змодельованого відгуку, який би відповідав пачці імпульсів, якій відповідає вибране відхилення {αχ) пучка випромінення. У варіанті, якому віддається перевага, згаданий лічильний засіб також виконаний з можливістю врахування характеристик випромінювання перетворювачів, наприклад, сходження пучків, випромінюваних кожним перетворювачем, при визначенні згаданих розподілів затримок. Винахід може бути здійснений з різними модифікаціями, зокрема, з переліченими нижче модифікаціями, які можна поєднувати в різних комбінаціях: - часовий режим збудження може не передбачати фазових зсувів між перетворювачами, у межах кожної пачки імпульсів; такі фазові зсуви можуть і передбачатися; може передбачатися поєднання обох підходів, тобто одна пачка імпульсів може бути без фазових зсувів, але одна або декілька інших пачок імпульсів може бути із фазовими зсувами - але у будь-якому випадку для кожної пачки імпульсів здійснюється багатоітераційна обробка; - пачка(и) імпульсів із фазовими зсувами можуть бути застосовані для спрощення апостеріорного (a posteriori) визначення, після багатоітераційної обробки, значних відхилень пучка, для яких слід враховувати послаблення ультразвукових хвиль; - здійснюють відносний рух труби та ультразвукового датчика по спіральній траєкторії шляхом пересування або труби, або датчика, або ж їх обох; - датчик може бути одновимірним, тобто являти собою лінійку перетворювачів, розташовану практично паралельно осі переміщення труби, або ж принаймні частково вигнуту (наприклад, у формі частини циліндра або частини циліндричного сектора) лінійку перетворювачів, яка оточує трубу; - блок обробки даних може бути виконаний з можливістю обробки зворотних сигналів окремими групами перетворювачів лінійки перетворювачів. Таким чином, кожного разу формується "віртуальний датчик", який складається з підгрупи перетворювачів, які входять до складу датчика. Отже, всі перетворювачі датчика одночасно випромінюють імпульси (пачку імпульсів), але для кожної пачки імпульсів сигнали, прийняті різними віртуальними датчиками, аналізуються апостеріорі, для бажаного (або кожного з бажаних) режиму фазового зсуву; - ультразвуковий датчик може містити двовимірну сітку перетворювачів (не обов'язково плоску). В цій сітці можна розрізняти стовпці та ряди. Такі стовпці та/або ряди можуть використовуватися як вищезгадані одновимірні 9 датчики. Така двовимірна сітка перетворювачів зветься "мозаїчною"; - мозаїчний датчик можна застосовувати для виявлення скісних дефектів без обов'язкового фізичного спірального руху датчика відносно труби. Дійсно, він забезпечує "електронне обертання" пучка. "Електронне" обертання означає обробку сигналів різних віртуальних датчиків, які здатні сканувати обвід виробу (принаймні частину обводу, при цьому завершення обертання, в разі потреби, забезпечується шляхом фізичного переміщення). В такому разі приймальна схема забезпечує обчислення розподілу затримок одночасно між перетворювачами одного й того самого ряду та між перетворювачами одного й того самого стовпця. Інші характеристики та переваги цього винаходу будуть зрозумілі з розгляду поданого нижче детального опису, а також рисунків, що додаються, де: - на Фіг.1 зображено трубу Т, яка має скісний дефект D; на Фіг.2А показано пристрій для ультразвукового контролю з вибраним кутом падіння в площині поздовжнього перерізу труби Т, яка проходить через вісь труби; на Фіг.2В показано пристрій для ультразвукового контролю з вибраним кутом падіння в площині поперечного перерізу труби Т; - на Фіг.3 схематично показано датчики Сі та затримки гі, необхідні для створення заданого (апріорі) відхилення а ультразвукового променя R1; - на Фіг.4 показано діаграму, що характеризує необхідні кути падіння ультразвукового пучка при нахилі β дефекту на трубі; - на Фіг.5 пачка ультразвукових імпульсів проходить спочатку через шар води СЕ, яка є матеріальним втіленням міжфазової межі між датчиком С та трубою Т, а потім через метал труби Т; - на Фіг.6 схематично показано пристрій для виявлення дефектів згідно з цим винаходом; - на Фіг.7 схематично показано розходження δ пучка F1, який випромінює ультразвуковий датчик С певної ширини L; - на Фіг.8 схематично показано обрані інтенсивності зібраних сигналів без врахування фокусування ультразвукового пучка (вертикальна штриховка) та з урахуванням такого фокусування (горизонтальна штриховка); - на Фіг.9 схематично показано діаграму значення загальної тривалості виявлення скісних дефектів (по осі ординат, в мікросекундах) в залежності від кількості нахилів дефектів, які можуть бути виявлені (по осі абсцис) при застосуванні відомого способу (суцільна лінія) та способу згідно з винаходом (пунктирна лінія), а також оптимізованого способу згідно з винаходом (штрих-пунктирна лінія); - на Фіг.10 показано амплітуду прийнятого сигналу (при нерозбіжному початковому пучку) для кількох нахилів β дефекту, виявленого із застосуванням датчика, поданого на Фіг.6, та 81900 10 стандартного датчика, застосовуваного в класичному способі (криві, зображені пунктиром); - на Фіг.10В та Фіг.10А показано криві сигналів A-SCAN, одержаних на скісних дефектах, при застосуванні відповідно способу згідно з цим винаходом та відомого способу, побудованого на випроміненні множини пачок імпульсів; - на Фіг.11 показано спад чутливості (внаслідок акустичного послаблення) для значних нахилів виявлених дефектів при застосуванні відомого способу, побудованого на випроміненні множини пачок імпульсів (суцільна лінія), та способу з одиночною пачкою імпульсів згідно з цим винаходом; на Фіг.12 показано пристрій для ультразвукового контролю у варіанті здійснення із застосуванням дугоподібного датчика; на Фіг.13 показано пристрій для ультразвукового контролю у варіанті здійснення із застосуванням "мозаїчного" датчика; - на Фіг.14 показано відгук на западину в залежності від відносного положення западини та групи перетворювачів для суміжних віртуальних датчиків, кожний з яких складається з 8 перетворювачів; і - на Фіг.15 показано відгук на западину в залежності від відносного положення западини та групи перетворювачів для віртуальних датчиків, які чергуються з 50% зсувом, кожний з яких складається з 8 перетворювачів. Фігури та поданий нижче опис оперують здебільшого конкретними засобами. Тому вони призначені не тільки для кращого пояснення цього винаходу, але також, у разі потреби, для уточнення його визначення. Спочатку розглянемо Фіг.1, де зображено трубу Т, яка після закінчення технологічного процесу виготовлення має скісний дефект D, який має нахил β відносно поздовжньої осі труби. Такі дефекти спіральної форми з деяким нахилом β відносно поздовжньої осі труби Τ іноді утворюються, зокрема, у процесі виготовлення безшовних труб, який включає гаряче прошивання металевих болванок між валками. Як показано на Фіг.2, пристрій для неруйнівного контролю труб Τ включає в себе датчик С, що складається з одного або кількох ультразвукових перетворювачів, які "продзвонюють" трубу Τ ультразвуковим випроміненням, яке повторюється із частотою, яка зветься частотою повторення, наприклад, приблизно 4 кГц. В принципі, контакт між ультразвуковим датчиком та металевою трубою Τ є непрямим. Між датчиком С та трубою запроваджують шар рідини, зокрема, води, внаслідок чого ультразвукові хвилі, які генерує датчик, поширюються спочатку у воді, а потім у трубі. Напрям падіння ультразвукового пучка, який генерується датчиками С, можна охарактеризувати у просторі двома кутами падіння. Як видно з Фіг.2А, падаючий пучок R1 утворює з перпендикуляром N до осі труби кут αT (осьове, або поздовжнє, відхилення) в площині поздовжнього перерізу труби Т, яка проходить 11 через вісь труби. Другим кутом, котрий дозволяє визначити напрям падіння пучка, є показаний на Фіг.2В кут αL. Пучок R1, який генерує датчик С, утворює кут αL із перпендикуляром N до осі труби Т. Цей кут αL (поперечне відхилення) лежить у площині поперечного перерізу, перпендикулярній до осі труби Т. Дефект D в принципі може бути розташований на зовнішній або внутрішній поверхні труби Τ або поблизу цих поверхонь. Він має поздовжню складову, а також поперечну складову, відношення яких є функцією кута β нахилу дефекту. Цей нахил β визначається відносно твірної циліндричної труби Т, паралельної осі труби, і може бути додатним або від'ємним. Самій трубі надають, як правило, спірального руху відносно датчика С для забезпечення контролю практично всієї поверхні труби. Складова відносного спірального руху, спрямована вздовж осі труби, є прямолінійною, а швидкість руху вздовж осі є практично постійною і може досягати приблизно 1м/с. Обертова складова відносного спірального руху може бути реалізована шляхом обертання датчика навколо осі труби або обертання труби навколо своєї осі при нерухомому датчику, або шляхом комбінації цих двох обертових рухів. В обох таких випадках датчик орієнтують так, щоб кут падіння випромінюваного пучка відповідав поперечному відхиленню αL приблизно 17° для виявлення поздовжніх дефектів або осьовому відхиленню αT приблизно 17° для виявлення поперечних дефектів. В разі застосування середовища поширення ультразвукових хвиль, відмінного від води, та контролю труб, виконаних із матеріалу, відмінного від сталі, ці кути відхилення αL та αT мають інші значення. Орієнтація датчика може бути постійною (нерегульованою) або регульованою механічними засобами, однак регулювання орієнтації є довгим та складним процесом. Згідно із сучасною, більш досконалою, методикою, використовують множину перетворювачів Сі (Фіг.3), нормаль до яких перпендикулярна відносно труби. Для перетворювачів задають відповідні значення iі затримки випромінювання, так щоб забезпечити певний фазовий зсув між відповідними випромінюваними "елементарними" хвилями Оі, який забезпечує різницю ходу Ri між відповідними випромінюваними хвилями. Пучок, який утворюється сукупністю всіх випромінюваних хвиль, в такому разі має максимальну енергію в напрямі, котрий відповідає відхиленню а, при цьому керування здійснюється електронними засобами шляхом регулювання моментів часу, в які здійснюється випромінювання перетворювачами Сі. Таким чином, сукупність застосованих затримок iі визначає розподіл затримок, що зветься фазовим або часовим режимом, для сукупності датчиків Сі і, отже, відхилення а випромінюваного пучка, утвореного множиною випромінених хвиль Ri. Перетворювачі розташовані в ряд. Знаючи відстань (крок) ре між перетворювачами Сі, можна 81900 12 визначити розподіл затримок, що застосовуються при випромінюванні для різних перетворювачів (т.зв. фазовий режим), необхідний для створення заданого відхилення α, за формулою (1): sin α=V´dt/pe, де dt - значення затримки, що застосовується між двома послідовними перетворювачами, а V швидкість поздовжньої ультразвукової хвилі у воді (V=1490м/с). Утворений таким чином пучок, якому відповідає нахил а, падає на поверхню труби під кутом падіння α; інакше кажучи, виходить так, що кут падіння на виріб дорівнює куту відхилення пучка. Для забезпечення оптимального режиму приймання сигналу, тобто для приймання сигналу, що поширюється в напрямі падіння випромінювання, застосовують той самий фазовий режим до сигналів, відбиваних дефектом та збираних на зворотному шляху різними перетворювачами Сі. Можна також активувати послідовні групи перетворювачів Сі для здійснення електронного сканування, наприклад, вздовж обводу труби, якщо перетворювачі Сі розташовані вздовж дуги кола або подібним чином. Як правило, виявлення скісних дефектів одночасно з поздовжніми дефектами утруднене, зокрема, оскільки при встановленому напрямі падіння ультразвукового пучка, оптимальному для виявлення поздовжніх дефектів, відгук для скісних дефектів сильно послаблюється навіть при незначному куті нахилу дефектів. Наприклад, при нахилі дефекту 5° спостерігається послаблення, як правило, більше ніж удвічі. З іншого боку, при створенні цього винаходу поставлено завдання одночасного виявлення поздовжніх та скісних дефектів (по можливості при нахилі останніх в межах щонайменше від +35° до -35° без критичної втрати чутливості). Виявлення скісних дефектів вимагає, таким чином, коригування кутів αL та αT, які змінюють в залежності від нахилу дефекту. Дійсно, як показано на Фіг.4, для виявлення поздовжнього дефекту (β=0) оптимальним значенням кута αL є 17°, тоді як кут αT дорівнює нулю. Ці значення αL та αT, як легко зрозуміти, міняються місцями при нахилі дефекту 90° (поперечний дефект). Наприклад, при нахилі дефекту β=45° кути αL та αT відповідають відхиленням приблизно 12° відповідно в поперечній та поздовжній площинах (дивись Фіг.2А та Фіг.2В). Фактично при нахилах, менших за 30°, зміни кута αL є відносно незначними, і ними можна знехтувати (зменшення кута αL не перевищує 3° на початковому відрізку кривої спадання кута αL в залежності від нахилу β). З іншого боку, запровадження кута αT дозволяє виявляти скісні дефекти з абсолютним значенням нахилу менше за 30°. Таким чином, в разі необхідності виявлення скісних дефектів, слід встановити постійне значення кута αL 17° і варіювати кут αT у площині поздовжнього перерізу труби Т, наприклад, у діапазоні відхилень від -10° до +10° для виявлення 13 дефектів із різними можливими нахилами, в тому числі з нульовим нахилом (поздовжніх дефектів). Для виявлення скісних дефектів [патент США №3 924 453] пропонує оптичний спосіб (так званий "toric divergent process"), який полягає в забезпеченні за допомогою лінзи розходження пучка в поздовжній площині труби і, навпаки, фокусування цього пучка в перпендикулярній площині (див. Фіг.2В). Таким чином забезпечується відносно вузький діапазон виявлення, порядку 10° від значення відхилення (10°