Ультразвуковая дефектоскопия отливок: Методические указания к выполнению практических занятий по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация»

Страницы работы

Содержание работы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра литейного производства

Неразрушающие методы контроля

Ультразвуковая дефектоскопия отливок

Методические указания к выполнению практических занятий по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация»

Специальность «Литейное производство  черных и цветных металлов» (110400), специализации (110401) и  (110403)

Новокузнецк 2004


ВВЕДЕНИЕ

В машиностроении литейное производство является основным поставщиком заготовок. Доля литых заготовок в различных машинах и конструкциях велика как по номенклатуре, так и по массе.

Повышение надежности машин и агрегатов требует усиления внимания к проблемам контроля литых  заготовок, объем которых составляет около 50% общего объема деталей современных машин. Эти проблемы особенно  остро встали в связи с использованием дорогостоящих сплавов и сложных технологий, интенсификацией эксплуатационных температурных режимов, ужесточением требований к качеству изделий.

Анализ эксплуатации  изделий машиностроения показывает, что в ряде случаев машины выходят из строя из-за наличия в деталях скрытых дефектов. По ГОСТ-19200-80 к группам  дефектов « Несплошности в теле отливки» и «Включения»  относятся следующие дефекты: горячая, холодная и  межкристаллическая трещины; газовая, ситовидная, усадочная, песчаная и шлаковая раковины; усадочная и газовая пористость; рыхлота; непровар жеребеек; вскип; утяжина; металлическое включение; неметаллическое включение и королек.   

Для обеспечения безопасности машин необходимо  предварительно сертифицировать отливки, особенно в тех случаях, когда изготовленные из них детали работают при циклических и динамических нагрузках.

Международным комитетом по стандартизации ИСО для сертификации отливок рекомендован ультразвуковой метод неразрушающего контроля.

Ультразвуковой метод  дефектоскопии отливок является наиболее эффективным и чувствительным к различным дефектам. Он достаточно легко поддается автоматизации.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Закрепление и конкретизация ранее изученного теоретического материала по акустическому контролю. Приобретение навыков проведения ультразвуковой дефектоскопии отливок эхоимпульсным и теневым методами при приемочном контроле и   сертификационных испытаниях.

1 ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ АКУСТИЧЕСКОГО КОНТРОЛЯ

Акустические методы контроля основаны на возбуждении и регистрации параметров упругих механических колебаний в контролируемом изделии (ГОСТ 23829-85). Для ввода (приема) упругих колебаний в изделие (из изделия) используют специальные электроакустические преобразователи. Распространение упругих колебаний в твердом теле обусловлено упругой деформацией среды, что и обеспечивает взаимосвязь между параметрами колебаний и свойствами, а, следовательно, и структурой материала изделий (отливок).

Акустические методы позволяют обнаруживать поверхностные и внутренние дефекты, контролировать структуру и физико-механические свойства материалов, измерять геометрические параметры изделий.

Упругие волны, как и всякие другие колебания, характеризуются длиной λ, частотой f и скоростью с распространения. Эти параметры связаны между собой зависимостью

λ = с/f                                                       (1)

Частота упругих волн f является инструментальной характеристикой и определяется схемой генератора высокочастотных колебаний и конструкцией пьезопреобразователя. В настоящее время для акустического контроля применяют колебания звукового и ультразвукового диапазонов с частотой от 50 Гц до 25 МГц.

Скорость распространения упругих волн с зависит только от упругих свойств среды, в которой они распространяются, т.е. является физической константой среды. Скорость распространения волны необходимо отличать от скорости колебательного движения частиц ν=du/dτ, где и - смещение частиц относительно положения равновесия; τ - время колебаний. Учитывая, что скорость распространения волны является физической константой данного материала, длину волны в данном материале можно изменить, только изменяя частоту возбуждаемых колебаний.

В зависимости от направления колебаний частиц различают продольные и поперечные волны. Если направление колебаний частиц среды совпадает с направлением распространения акустической волны, в среде возникают упругие деформации сжатия, такие колебания или волны называются продольными. Скорость распространения продольных волн   в  среде  плотностью  ρ  определяется  модулем  нормальной упругости Юнга E и коэффициентом Пуассона μ:

              (2)

В том случае, если колебания частиц происходят перпендикулярно к направлению акустической волны, возникает и распространяется упругая деформация сдвига, такая волна называется поперечной, или сдвиговой. Скорость поперечных волн  определяется модулем сдвига G и плотностью среды ρ:

Похожие материалы

Информация о работе