Другие предметы \ Метрологическое обеспечение неразрушающего контроля

Назначение, цепи и задачи неразрушающего контроля. Общие положения НК. Требования предъявляемые к методам НК. Методы и средства неразрушающего контроля, страница 7

Для металлов =0,2…0,35.

Для любого материала - .

Спр=(3600…6000)м\с.

                     - скорость распространения сдвиговой волны;

                   

Примерно:

Спрод;

 

          При разработке методик и ПИП необходимо иметь представление о том, какие виды и каким образом распространяются в ОК. В зависимости от угла ввода возбуждающих упругих колебаний.

          Предположим, что плоская продольная упругая волна падает на границу раздела двух сред:  - воздушная и  - материала ОК со скоростью  под углом .

Рис9

                                                    (1)

          В среде  будут распространяться продольная волна и сдвиговая со скоростью ; в среде , соответственно возникнут под углом  и  продольная  и сдвиговая  волна.

          Из равенства (1) следует что:

1.  и .;

2. если угол  увеличивается, то угол  также будет увеличиваться. При достижении  некоегоо критического значения

 и тогда модно найти предельное значение угла ввода упругих колебаний:

                             

          Возникновение отраженной волны вносит погрешность, поэтому для уменьшения коэффициента отражения применяют различные жидкости, которые заполняют пространство между подложкой и ПИП и поверхностью ОК. Если это не делать, то помимо волн отражения, будет происходить быстрый износ поверхности ИП, также будет ….точка ввода колебаний в исследуемую среду.

Для уменьшения вышеназванных паразитных явлений используют 4 типа ввода упругих колебаний в изделие:

1.  контактный (т. е. Нет прослойки из жирности, но есть ограничение – необходимо вести контроль шероховатости поверхности ОК. RZ20 мкм);

2.  безконтактній (т. е. существует воздушная про слойка,  но ограничение – используется только для ферромагнитнитных материалов с предварительным намагничиванием материала ОК);

3.  щелевой (ограничение – размер щели  - высото жидкости должна быть соизмерима с длиной волны вводимых упругих колебаний);

4.  иммерсионный (метод погружения – когда ОК и нижняя часть ПИП погружаются в вязкую жидкую среду, но плотность которой меньше плотности ОК). Если шероховатость поверхности будет больше допустимой RZ>(0,05...0,1), то тогда возникнут упругие волны рассеяния. Потому в методиках проверки ультразвук дефектоскопов определяют функции влияния шероховатости и кривизны поверхности.

ПИП акустических колебаний.

Наибольшее распространение получили пьезоэлектрические ИП, в которых акустический сигнал может преобразовываться в электрический и, наоборот, электрический в акустический. Это позволяет использовать такой преобразователь как источник ввода колебаний в среду, так и приемник колебаний.

          Диапазон:

                             

          В качестве чувствительного элемента используют пьезокерамику из группы Ti – цирконата, Pb- свинца.

Рис10

1.  призма (оргстекло -  );

2.  пьезопластина;

3.  точка ввода;

       - угол призмы, не нормируется;

            -  угол ввода колебаний, не нормируется.

Погрешности возникают из-за:

1.  отклонение угла призмы от номинального значения ;

2.  отклонение точки ввода;

3.  износ или перекос пьезоэлемента;

4.  возникновение волн отражения.

По конструктивному исполнению и типу возбуждаемых колебаний ПИП подразделяются на:

1.  прямые совмещенные (предназначенные для передачи и приема профильных упругих колебаний);

2.  раздельно совмещенные (применяются для передачи колебаний сдвиговых, нормальных и поверхностных).

Прямые совмещенные                             Раздельно совмещенные

Рис 11

1.  Корпус.

2.  Выводы.

3.  Демпфер – (эпоксидная смола перемешанная с порошком вольфрама).Назначение демпфера – гасить колебания упругой волны при возбужденном чувствительном элементе.

4.  Протектор – оргстекло. Функции: защита пьезопластины от износа и способствует быстрой передаче упругих колебаний в материале ОК.

5.  и 7. Пьезоэлектрическая пластина. В прямом совмещении она выполняет функцию приема и передачи колебаний; в раздельно совмещенном 5 – работает на приеме, а 7 – на передаче упругих колебаний.

6.  Разделительный экран.

Конструкция ПИП должна быть выполнена таким образом, чтобы упругие колебания передавались в среду наилучшим образом, т. е. Среда ПИП и среда материала

Были согласованы по акустическому сопротивлению, что приводит к уменьшению длительности изучаемого ультразвукового импульса.

          Материал демпфера (3) т- должен иметь высокий коэффициент затухания, чтобы не допускать отражения упругих колебаний от элементов конструкции ПИП.

          Прямые совмещенные ПИП имеют недостаток: требуется дополнительное время на восстановление чувствительности усилителя, что увеличивает время измерения. Этого недостатка лишен раздельно совмещенный ПИП. Угол наклона пьезопластины не более 70. Это позволяет обнаруживать дефекты на глубине 80 – 100  мм. Чем меньше угол, тем глубина обнаружения дефектов меньше.

          При оптимальной настройке ПИП можнополучить импульсы (0, 2…0,5) мкс на частотах 5 – 10 МГц.

          Методы акустического контроля.

          По характеру взаимодействия упругих колебаний с материалом ОК различают группы методов:

1. методы прошедшего излучения (теневой, зеркально-теневой);

2.  отраженного излучения (ЭХО – импульсный метод);

3.  резонансный метод;

4.  импедансий метод;

5.  метод свободных колебаний;

6.  акустико-эммисионный.

По регистрации первичных параметров эти методы подразделяют на:

1.  амплитудные;

2.  фазовые;

3.  временные;

4.  частотные;

5.  спектральные.

Метод прошедшего излучения

          Основан на возбуждении упругих колебаний и регистрации амплитуды прошедшего излучения. Этот метод требует двухстороннего доступа к ОК.

Скачать файл