Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Ультразвуковая дефектоскопия, основы, понятия





 

Ультразвуковая дефектоскопия – это метод основанный на исследовании процесса распространения звуковых колебаний с частотой 0,5-25 МГц и дальнейшего анализа их амплитуды, времени прихода, формы и других характеристик в контролируемых изделиях с помощью специального оборудования – ультразвукового дефектоскопа. Является одним из самых распространенных методов неразрушающего контроля.

Ультразвуковой метод занимает главенствующее положение, на его долю приходит 32% объёма контроля всех изделий. Несмотря на высокий уровень автоматизации труда в развитых странах, доля ручного ультразвукового контроля остаётся небольшой.

Это связано с тем, что большие объёмы работ проводятся на объектах, находящихся в эксплуатации: атомные электростанции, трубопроводы различного назначения, транспортные средства и т.д.

 

Характерной чертой указанных объектов является большое разнообразие конструкций, и следовательно, методик ультразвукового контроля, поэтому работы по контролю плохо поддаются автоматизации.

Ультразвуковой метод неразрушающего контроля основан на введении в тестируемый объект высокочастотной волны для получения информации о его состоянии. Существуют два основных принципа использования ультразвука. Первый основан на измерении времени пробега ультразвука в изделии, второй – на измерении амплитуды отражённого сигнала.

Основной из характеристик упругих волн является длинна волны λ. Она пропорциональна размеру выявляемого дефекта и определяется по формуле:

 

λ=С/f

где λ – длинна волны(м);

С – скорость распространения ультразвука в материале (м/с);

f – частота колебаний волны(Гц).

 

В ультразвуковом контроле рельсов чаще всего используют продольные и поперечные волны. Реже – поверхностные.

Продольными называются волны, распространение которых совпадает с направлением колебания частиц контролируемой среды. Продольная волна может быть возбуждена: в твердом теле, в жидкой и газообразной средах. Скорость распространения продольной волны в рельсовой стали составляет Сl=5850 м/с.

Поперечными называются волны, которые распространяются в направлении перпендикулярном направлению колебания частиц контролируемой среды.

Поперечная волна может быть возбуждена только в твердом теле. Скорость распространения поперечной волны в рельсовой стали составляет Сt=3230 м/с, то есть в 1,8 раз меньше чем скорость распространения продольной волны.

Ультразвуковые волны обладают следующими свойствами:

· Затухание ультразвуковых колебаний, проявляется поглощением и рассеянием;

· Отражение ультразвуковых колебаний(при нормальном падении волн);

· Преломление ультразвуковых колебаний(при наклонном падении волн);

· Трансформация ультразвуковых колебаний.

Затухание ультразвуковых колебаний. По мере удаления от излучателя амплитуда колебаний частиц постепенно убывает. Это обусловлено геометрическим расположением лучей, что приводит к увеличению ширины ультразвукового пучка, а также потерями в металле рельса, приводящими к постепенному затуханию колебаний при их распространении.

Поглощение – переход акустической энергии волны в тепловую энергию за счет внутреннего трения между частицами вещества контролируемого изделия.

Рассеяние – изменение направления распространения части энергии акустической волны вследствие неоднородности материала изделия.

 

Отражение ультразвуковых колебаний. Если на пути распространения ультразвуковой волны встречается среда с другими акустическими свойствами, то одна часть энергии проходит во вторую среду, а другая часть – отражается в первую, возвращается в обратном направлении. Распределение энергии между отраженной и прошедшей волнами, определяется соотношением их акустических свойств.

На отражении упругих волн от несплошностей, основана выявляемость дефектов при эхо – методе, т. к. по своим акустическим свойствам несплошности (трещины, поры, шлаковые включения и др.) отличаются от основного материала.

Преломление и трансформация ультразвуковых колебаний. При наклонном падении продольной волны из твердой среды 1 в твердую среду 2, на границе этих двух сред происходит: отражение, преломление и трансформация (расщепление) волны.

Если продольная упругая волна с определённой скоростью падает на границу раздела этих двух твердых сред под углом, отличным от прямого, то отражённая и прошедшая волна преломляются и трансформируются на продольные и поперечные волны, распространяющиеся в первой и второй средах под различными углами.

На практике для обеспечения падения продольных волн под углом используют наклонные пьезоэлектрические преобразователи.

Пьезоэлектрические преобразователи предназначены для возбуждения и приёма ультразвуковых волн (колебаний) частотой от 1 до 5 МГц.

 

В настоящее время используют пьезоэлектрические преобразователи трёх видов:

- совмещённые – состоят из одного пьезоэлемента, который в один момент времени выполняет роль источника, а в следующий момент времени – роль приёмника;

- раздельно-совмещённые – состоят из двух пьезоэлементов (один – источник, а другой – приёмник ультразвука) расположенных в одном корпусе и разделённых защитным акустическим экраном;

- раздельные – пьезоэлемент в преобразователе выполняет роль только источника или только приёмника ультразвука.

 

В настоящее время существует классификация методов ультразвукового контроля:

1) Эхо-импульсный метод. Основан на излучении в объект контроля зондирующих импульсов и регистрации эхо сигнала, отраженного от дефекта

2) Зеркальный метод. Основан на анализе параметров акустических импульсов, отраженных от дефектов и донной поверхности объекта.

3) Теневой метод. Основан на анализе уменьшения амплитуды прошедшей волны, обусловленного наличием дефекта.

 

4. Ультразвуковой инновационный метод неразрушающего контроля с использованием Фазированных Решёток

Ультразвуковой метод неразрушающего контроля с использованием преобразователей в виде фазированных решёток – инновационная технология, которая предлагает новые варианты отображения данных ультразвукового контроля в виде различных типов разверток, называемых сканами, а также схем проведения контроля.

 

 

 

Антенная решётка (Array) – преобразователь с большим количеством элементов, собранных в одном корпусе.

Аппаратура с использованием фазированных антенных решёток (Phased Array) расширяет возможности проведения UT контроля по сравнению с традиционным настолько, что делает его вспомогательным, но не заменяет его.

В промышленности до последнего десятилетия применение ультразвуковой аппаратуры с использованием фазированных решёток находило достаточно ограниченное применение.

Причиной стало отсутствие мощных портативных процессоров вычислительной техники, необходимых для быстрого возбуждения многоканальных преобразователей, а так же необходимости в обработке большой информации, содержащейся в файлах, полученных при проведении сканирования.

Как при традиционном звуковом контроле, так и при контроле с использованием фазированных решёток используются те же основные законы физики, которые определяют распространение ультразвуковых волн.

Например, если оптимальная частота проведения традиционного ультразвукового контроля принимается равной 5,0 МГц, то фазированные решётки, как правило, используют ту же самую частоту, фокусное расстояние и угол ввода.

 

У фазированных решёток есть главные преимущества перед традиционной ультразвуковой дефектоскопией:

1) Лучи могут быть развернуты в определенном диапазоне углов, управляться и фокусироваться.

2) Обеспечение проведения сплошного 100% контроля участков путём непрерывного сканирования.

3) Документирование и архивизация результатов контроля в виде B, S, C и D – сканов с дальнейшей возможностью повторного их анализа.

4) Повышение вероятности обнаружения дефектов.

5) Вселяет большую уверенность в интерпретации Ложных индикаций.

6) Даёт больший объём информации за такое же отведённое время, как при проведении традиционного UT контроля.

7) Даёт возможность проведения контроля в тех местах, которые ранее были недоступными или труднодоступными для проведения традиционного UT контроля.

8) Предлагается замена радиографии (RT) на ультразвук (UT + PAUT + TOFD).

 

 

Переход в мир цифровых технологий и разработка недорогих встроенных микропроцессоров послужило быстрому внедрению аппаратуры следующего поколения на фазированных решётках. Переносные дефектоскопы на фазированных решётках для промышленного контроля появились в начале 2000-х.

В последние годы, чтобы выйти на новый уровень получения информации, а также визуализации результатов традиционного ультразвукового контроля сварных соединений, изменений толщины, а так же обнаружения трещин в процессе эксплуатации, увеличилось использование систем с фазированными решётками в промышленных условиях.

 

 

Заключение

 

Неразрушающий контроль весьма эффективен. Он позволяет снижать трудоемкость контрольных операций, резко повышать производительность труда контролеров. Так, например, металлографический анализ структуры образца занимает 2-3 ч, автоматические средства контроля (АСК) за 1-2 секунды выявляют аналогичные дефекты. Применение методов неразрушающего контроля качества дает весомую экономию средств за счет отбраковки недоброкачественного металла, заготовок перед дорогостоящей механической обработкой.

Неразрушающий контроль даёт возможность проверить качество деталей до вовлечения их в сборку и тем самым не допустить использования дефектных деталей в конструкциях машин, а следовательно, предотвратить аварии и катастрофы. Данные о дефектах, полученные на ранних стадиях производства, позволяют техническим службам предприятия совершенствовать технологические процессы, улучшать режимы обработки металла в горячем и холодном состоянии. Применяя методы неразрушающего контроля, можно уменьшить вес деталей и всего изделия в целом путем уменьшения коэффициентов запаса прочности.

Замена громоздкого испытательного и вспомогательного оборудования, используемого для разрушающих методов контроля, малогабаритными приборами и АСК экономит производственные площади. Машины, собранные из деталей, прошедших контроль неразрушающими способами, гораздо реже выходят из строя и, соответственно, реже требуют ремонта, замены частей и деталей. Широкое внедрение во все области промышленности методов и автоматических средств неразрушающего контроля позволит повысить надежность долговечность, качество изделий, улучшить использование трудовых, материальных и финансовых ресурсов.

 

 

 

Список используемой литературы

1. Неразрушающий контроль и диагностика. Справочник под редакцией проф. Клюева В.В.М.: «машиностроение», 1995. -488 с.

2. Марцинкевич А. Курс лекций по магнитопорошковому методу НК

3. Артемьев в.в. ультразвук и обработка материалов / в.в.артемьев, в.в.клубович, в.в.рубаник. – мн.: уп “эко­перспектива”, 2003. – 336 с.

4. www.bmci.by/u_c/rum.pdf Ультразвуковой инновационный метод неразрушающего контроля с использованием Фазированных Решёток

 

 

Date: 2016-05-23; view: 3521; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию