Ультразвуковой неразрушающий контроль реферат

Обновлено: 02.07.2024

При проведении мониторинга технического состояния сложных систем и агрегатов одной из наиболее актуальных является задача объективного своевременного обнаружения дефектов различной природы и организация контроля за развитием дефектов из-за старения элементов при эксплуатации. Одним из путей предотвращения нежелательных последствий от эксплуатации изделий с дефектами является систематичное использование методов неразрушающего контроля. Применение каждого из методов в каждом конкретном случае характеризуется вероятностью выявления дефектов. На вероятность выявления дефектов влияют чувствительность метода, а также условия проведения процедуры контроля. Определение вероятности выявления дефектов является достаточно сложной задачей, которая еще более усложняется, если для повышения достоверности определения дефектов приходится комбинировать методы контроля. Комбинирование методов подразумевает не только использование нескольких методов, но и чередование их в определенной последовательности (технологии). Вместе с тем, стоимость применения метода контроля или их совокупности должна быть по возможности ниже. Таким образом, выбор стратегии применения методов контроля основывается на стремлении, с одной стороны, повысить вероятность выявления дефектов и, с другой стороны, снизить различные технико-экономические затраты на проведение контроля.

Дефектоскопия — обобщающее название неразрушающих методов контроля материалов (изделий); используется для обнаружения нарушений сплошности или однородности макроструктуры, отклонений химического состава и других целей. Наиболее распространены ультразвуковая, рентгено- и гамма-дефектоскопия, ИК, люминесцентная, капиллярная, магнитная, термо- и трибоэлектрическая дефектоскопия.

Основными областями применения ультразвука в приборостроении являются ультразвуковая обработка, ультразвуковая дефектоскопия и оптико-акустическая информатика. Ультразвуковая обработка представляет собой совокупность способов обработки изделий из металлов, полупроводников, керамики и других материалов с использованием энергии ультразвуковых колебаний (УЗК). В производстве изделий электронной техники ультразвуковая обработка часто применяется в сочетании другими методами обработки для интенсификации реализуемых процессов: очистки, сварки, пайки, лужения деталей, химического и электрохимического травления и осаждения металлов, сушки, пропитки пористо-капиллярных материалов (например, секций электролитических конденсаторов).

Ультразвуковая дефектоскопия, группа методов дефектоскопии, в которых используют проникающую способность упругих волн ультразвукового диапазона частот (иногда звукового). Ультразвуковая дефектоскопия один из наиболее универсальных способов неразрушающего контроля, методы которого позволяют обнаруживать поверхностные и глубинные дефекты трещины, раковины, расслоения в металлических и неметаллических материалах (в том числе сварных и паяных швах, клеёных многослойных конструкциях), определять зоны коррозии металлов, измерять толщину (резонансный метод).

Ультразвуковая дефектоскопия – это комплекс методов неразрушающего контроля, основанных на применении упругих волн ультразвукового диапазона.

Глава 1. Явление ультразвука

Ультразвук — упругие колебания и волны с частотами приблизительно от 1,5— 2×104 Гц (15—20 кГц) и до 109 Гц (1 ГГц), область частот ультразвука от 109 до 1012-13Гц принято называть гиперзвуком. Область частот ультразвука можно подразделить на три подобласти: ультразвук низких частот (1,5×104—105 Гц) — УНЧ, ультразвук средних частот (105—107 Гц) — УСЧ и область высоких частот ультразвука (107—109 Гц) — УЗВЧ. Каждая из этих подобластей характеризуется своими специфическими особенностями генерации, приёма, распространения и применения.

1.1 Физические свойства и особенности распространения ультразвука

По своей физической природе ультразвук представляет собой упругие волны и в этом он не отличается от звука. Частотная граница между звуковыми и ультразвуковыми волнами поэтому условна; она определяется субъективными свойствами человеческого слуха и соответствует усреднённой верхней границе слышимого звука. Однако благодаря более высоким частотам и, следовательно, малым длинам волн имеет место ряд особенностей распространения ультразвука. Так, для УЗВЧ длины волн в воздухе составляют 3,4×10-3—3,4×10-5 см, в воде 1,5×10-2—1,5×10-4 см и в стали 5×10-2— 5×10-4 см, ультразвук в газах и, в частности, в воздухе распространяется с большим затуханием. Жидкости и твёрдые тела (в особенности монокристаллы) представляют собой, как правило, хорошие проводники ультразвука, затухание в которых значительно меньше. Так, например, в воде затухание ультразвука при прочих равных условиях приблизительно в 1000 раз меньше, чем в воздухе. Поэтому области использования УСЧ и УЗВЧ относятся почти исключительно к жидкостям и твёрдым телам, а в воздухе и газах применяют только УНЧ. Ввиду малой длины волны ультразвука на характере его распространения сказывается молекулярная структура среды, поэтому, измеряя скорость ультразвука с и коэффициент поглощения a, можно судить о молекулярных свойствах вещества. Этими вопросами занимается молекулярная акустика. Характерная особенность распространения ультразвука в газах и жидкостях — существование отчётливо выраженных областей дисперсии, сопровождающейся резким возрастанием его поглощения. Коэффициент поглощения ультразвука в ряде жидкостей существенно превосходит рассчитанный по классической теории и не обнаруживает предсказанного этой теорией увеличения, пропорционального квадрату частоты. Все эти эффекты находят объяснение в релаксационной теории, которая описывает распространение ультразвука в любых средах и является теоретической базой современной молекулярной акустики, а основной экспериментальный метод — измерение зависимости с и особенно, а от частоты и от внешних условий (температуры, давления и др.).

Совокупность уплотнений и разряжений, сопровождающая распространение ультразвуковой волны, представляет собой своеобразную решётку, дифракцию световых волн на которой можно наблюдать в оптически прозрачных телах. Малая длина ультразвуковых волн является основой для того, чтобы рассматривать их распространение в ряде случаев методами геометрической акустики. Физически это приводит к лучевой картине распространения. Отсюда вытекают такие свойства ультразвука, как возможность геометрического отражения и преломления, а также фокусировки звука.

Следующая важная особенность ультразвука, — возможность получения большой интенсивности даже при сравнительно небольших амплитудах колебаний, так как при данной амплитуде плотность потока энергии пропорциональна квадрату частоты. Ультразвуковые волны большой интенсивности сопровождаются рядом эффектов, которые могут быть описаны лишь законами нелинейной акустики. Так, распространению ультразвуковых волн в газах и в жидкостях сопутствует движение среды, которое называют акустическим течением. Скорость акустического течения зависит от вязкости среды, интенсивности ультразвука и его частоты; вообще говоря, она мала и составляет доли % от скорости ультразвука.

1.2 Генерация ультразвука

Для генерирования ультразвуковых колебаний применяют разнообразные устройства, которые могут быть разбиты на две основные группы — механические, в которых источником ультразвука является механическая энергия потока газа или жидкости, и электромеханические, в которых ультразвуковая энергия получается преобразованием электрической. Механические излучатели ультразвука — воздушные и жидкостные свистки и сирены — отличаются сравнительной простотой устройства и эксплуатации, не требуют дорогостоящей электрической энергии высокой частоты, КПД их составляет 10—20%. Основной недостаток всех механических ультразвуковых излучателей — сравнительно широкий спектр излучаемых частот и нестабильность частоты и амплитуды, что не позволяет их использовать для контрольно-измерительных целей; они применяются главным образом в промышленной ультразвуковой технологии и частично — как средства сигнализации.

Основной метод излучения ультразвука — преобразование тем или иным способом электрических колебаний в колебания механические. В диапазоне УНЧ возможно применение электродинамических и электростатических излучателей. Широкое применение в этом диапазоне частот нашли излучатели ультразвука, использующие магнитострикционный эффект в никеле и в ряде специальных сплавов, также в ферритах. Для излучения УСЧ и УЗВЧ используется главным образом явление пьезоэлектричества. Основными пьезоэлектрическими сигналами для излучателей ультразвука служат пьезокварц, ниобат лития, дигидрофосфат калия, а в диапазоне УНЧ и УСЧ — главным образом различные пьезокерамические материалы. Магнитострикционные излучатели представляют собой сердечник стержневой или кольцевой формы с обмоткой, по которой протекает переменный ток, а пьезоэлектрические — пластинку или стержень из пьезоэлектрического материала с металлическими электродами, к которым прикладывается переменное электрическое напряжение. В диапазоне УНЧ широкое распространение получили составные пьезоизлучатели, в которых пьезокерамическая пластинка зажимается между металлическими блоками. Как правило, для увеличения амплитуды колебаний и излучаемой в среду мощности применяются колебания магнитострикционных и пьезоэлектрических элементов на их собственной резонансной частоте.

1.3 Приём и обнаружение ультразвука

Вследствие обратимости пьезоэффекта он широко применяется и для приёма ультразвука. Изучение ультразвукового поля может производиться и оптическими методами: ультразвук, распространяясь в какой-либо среде, вызывает изменение её оптического показателя преломления, благодаря чему его можно визуализировать, если среда прозрачна для света. Смежная область акустики и оптики (акустооптика) получила большое развитие, в особенности после появления газовых лазеров непрерывного действия; развились исследования по дифракции света на ультразвук и её различным применениям.

1.4 Применение ультразвука

Применения ультразвука чрезвычайно разнообразны. Ультразвук служит мощным методом исследования различных явлений во многих областях физики. Так, например, ультразвуковые методы применяются в физике твёрдого тела и физике полупроводников; возникла целая новая область физики — акусто-электроника, на основе достижений которой разрабатываются различные приборы для обработки сигнальной информации в микроэлектронике. Ультразвук играет большую роль в изучении вещества. Наряду с методами молекулярной акустики для жидкостей и газов, в области изучения твёрдых тел измерение скорости с и коэффициента поглощения a используются для определения модулей упругости и диссипативных характеристик вещества. Получила развитие квантовая акустика, изучающая взаимодействие квантов упругих возмущений: фанонов с электронами, магнонами и другими квазичастицами и элементарными возбуждениями в твёрдых телах. У. широко применяется в технике, а также ультразвуковые методы всё больше проникают в биологию и медицину.

Глава 2. Аппаратура для контроля

2.1 Состав аппаратуры

В состав аппаратуры для акустического неразрушающего контроля входят: акустический дефектоскоп с преобразователями; стандартные образцы; вспомогательные приспособления и устройства для соблюдения параметров сканирования и измерения акустических характеристик выявленных дефектов.

При методе отражений используют акустические дефектоскопы, работающие в диапазоне частот 0,2. 30 МГц, т. е. ультразвуковые дефектоскопы.

2.2 Ультразвуковые дефектоскопы

Ультразвуковые дефектоскопы обычно работают в импульсном режиме, значительно реже — в непрерывном режиме излучения упругих колебаний. Четкая классификация импульсных ультразвуковых дефектоскопов определена ГОСТ 23049—84. В зависимости от области применения ультразвуковые дефектоскопы (УД) подразделяют на две группы: общего назначения — УД и специализированные — УДС, а в зависимости от функционального назначения на четыре группы (табл. 1). Условное обозначение дефектоскопа состоит из букв УД (или УДС), номера группы и порядкового номера модели, а также буквы М с номером модернизации и номера исполнения по устойчивости к воздействию внешней среды.

Введение. Природа ультразвука. Генерирование ультразвуковых волн. Распространение ультразвуковых волн. Отражение и преломление УЗК на границе двух сред. Акустический вид неразрушающего контроля. Сущность ультразвуковой дефектоскопии эхо-методом. Методика ультразвукового контроля (выбор частоты УЗК, ввод и прием ультразвуковых волн, мертвые зоны и способы их сокращения, преобразователи, эталонирование чувствительности ультразвукового контроля).

Алешин Н.П., Лупачев В.Г., Ультразвуковая дефектоскопия:Справочное пособие

формат djvu
размер 2.77 МБ
добавлен 28 августа 2009 г.

Минск: Вышая школа,1987. - 271 с. Рассматриваются вопросы теории и технологии ультразвуковой дефектоскопии материалов, деталей и сварных соединений в условиях производства, эксплуатации и ремонта, описывается современное оборудование для ультразвукового контроля. Книга предназначена для подготовки и повышения квалификации дефектоскопистов, может быть полезна специалистам, занимающимся вопросами неразрушающего контроля.

Бадалян В.Г. и др. Ультразвуковая дефектометрия металлов с применением голографических методов

формат pdf
размер 42.4 МБ
добавлен 10 ноября 2011 г.

Под редакцией проф. Вопилкина А.Х., Москва, 2008, 298 стр. Бадалян В.Г., Базулин Е.Г., Вопилкин А.Х., Кононов Д.А., Самарин П.Ф., Тихонов Д.С. В книге рассмотрены вопросы теории и практики ультразвуковой дефектоскопии на основе применения алгоритмов цифровой акустической голографии применительно к эксплуатации объектов повышенной опасности.

Выборнов Б.И. Ультразвуковая дефектоскопия

формат djvu
размер 3.44 МБ
добавлен 27 декабря 2010 г.

Рассмотрены дефекты, возникающие при получении металлических полуфабрикатов и изготовлении деталей машин, виды контроля и методы обнаружения дефектов. Изложены основы ультразвуковой дефектоскопии, контроля толщины изделий и покрытий. Приведены рекомендации по разработке методик контроля изделий в металлургии и машиностроении. Ультразвуковые дефектоскопы Методы неразрушающего контроля Контроль структуры металла Измерение толщины изделий

Выборнов Б.И. Ультразвуковая дефектоскопия

формат djvu
размер 4.71 МБ
добавлен 11 ноября 2009 г.

М.: Металлургия, 1985. -256 с. Рассмотрены дефекты, возникающие при получении металлических полуфабрикатов и изготовлении деталей машин, виды контроля и методы обнаружения дефектов. Изложены физические основы ультразвуковой дефектоскопии, контроля толщины изделий и покрытий, структуры и физико-механических свойств металлов. Рассмотрены особенности возбуждения и распространения ультразвука в изделиях, ограниченных плоскими и кривыми поверхностями.

Домаркас В.Й., Пилецкас Э.Л. Ультразвуковая эхоскопия

формат pdf
размер 3.55 МБ
добавлен 22 декабря 2009 г.

Л.: Машиностроение. Ленингр. отд-ние, 1988. В книге изложены принципы построения и пути реализации современных измерительных систем ультразвуковой эхоскопии, ориентированных на использование в дефектоскопии, медицинской диагностике и в научных исследованиях. Рассмотрены физические принципы построения статических и динамических эхоскопов, электроакустические преобразователи, сканирующие устройства, устройства отображения информации, задачи микроп.

Клюев В.В. Неразрушающий контроль. Том 3. Ультразвуковой контроль

формат djvu
размер 8.76 МБ
добавлен 03 мая 2010 г.

Клюев В. В. Неразрушающий контроль. Том 3. Ультразвуковой контроль. - М.: Машиностроение, 2004. - 864 с. Рассмотрены физические основы высоко- и низкочастотных акустических методов, их классификация, области применения, возможности и особенности. Даны сведения об аппаратуре и методах контроля типовых изделий. Справочник представляет собой наиболее полное пособие, отражающее не только современное состояние, но и новейшие тенденции развития ультраз.

Кретов Е.Ф. Ультразвуковая дефектоскопия в энергомашиностроении

формат pdf
размер 36.51 МБ
добавлен 13 декабря 2011 г.

СПб.:Издательство СВЕН 2007. – 296 с. В книге рассмотрены современные трактовки понятий качество и система менеджмента качества. Изложены сведения о дефектах листового проката, поковок и сварных соединений. Дана краткая информация о методах неразрушающего контроля, применяемых в энергомашиностроении. Подробно рассмотрены физические основы ультразвуковой дефектоскопии, средства и технологии ручного ультразвукового контроля и толщинометрии металлок.

Лукьянов В.А., Петрусенко Е.В. Ультразвуковая толщинометрия и дефектоскопия

формат doc
размер 2.58 МБ
добавлен 17 февраля 2011 г.

М.: РГУ нефти и газа, 2002. Методические указания к лабораторной работе предназначены для ознакомления студентов с технологией ультразвуковой толщинометрии и дефектоскопии, с назначением и областью применения ультразвуковых преобразователей дефектоскопа. Они включают описание устройства, назначения и принципа действия ультразвуковых преобразователей, а также методики поиска внутренних дефектов с помощью прямого и наклонного преобразователя.

Шпоры по диагностике

формат doc
размер 407.15 КБ
добавлен 16 июня 2009 г.

Введение. Вклад дисциплины в инженерную подготовку специалиста. Основные положения нормативно-технических материалов по изготовлению сварных аппаратов. Основные причины отказов нефтехимических аппаратов. Классификация отказов. Влияние дефектов на долговечность и надежность сварного оборудования. Дефектоскопия. Неразрушающие методы и средства контроля. Визуальный и измерительный контроль. Ультразвуковая толщинометрия и дефектоскопия. Технология ко.

Шрайбер Д.С. Ультразвуковая дефектоскопия

формат djvu
размер 16.78 МБ
добавлен 08 мая 2011 г.

М.: Металлургия, 1965. - 416с. В книге описываются основные виды металлургических дефектов, подлежащих обнаружению методами дефектоскопии, физические основы и различные методы ультразвуковой дефектоскопии, а также применяемая при этом аппаратура; приводятся многочисленные примеры использования ультразвуковой дефектоскопии в промышленности и даются рекомендации по наиболее эффективному ее применению. Предназначена для работников промышленности, пр.

Чувствительность эхо-метода высокая: она достигает 0,5 мм2 на глубине 100 мм. К преимуществам данного метода следует также отнести возможность одностороннего доступа к зоне шва, поскольку достаточно только одного преобразователя и дли излучения и для приема УЗ-сигналов. Недостатки эхо-метода - это сравнительно низкая помехоустойчивость и резкое изменение амплитуды отраженного сигнала от ориентации дефекта (yглa между УЗ-лучом и плоскостью отражателя).

Содержание

Введение…………………………………………………………………….3
1 Эхо-метод. Аппаратура…………………………………………………..5
1.1 Принцип действия эхо-импульсной дефектоскопии………………….5
1.2 Импульсный ультразвуковой дефектоскоп……………………………8
1.3 Преобразователи для контроля эхо-методом…………………………11
2 Помехи эхо-метода и способы борьбы с ними………………………. 13
3 Характеристика эхо-метода, их оптимизация и проверка…………….17
Заключение…………………………………………………………………..19
Список использованных источников………

Работа содержит 1 файл

Копия реферат введение в специальность.doc

Содержание

1.1 Принцип действия эхо-импульсной дефектоскопии………………….5

1.2 Импульсный ультразвуковой дефектоскоп……………………………8

1.3 Преобразователи для контроля эхо-методом…………………………11

2 Помехи эхо-метода и способы борьбы с ними………………………. 13

3 Характеристика эхо-метода, их оптимизация и проверка…………….17

Список использованных источников……………………………………. 20

Введение

Двадцать первый век - век био- и нанотехнологий, всеобщей информатизации, электроники и ультразвука.

Одним из действенных резервов повышения качества и надежности продукции разных отраслей промышленности является неразрушающий контроль.

В наши дни ультразвуковой контроль нашел широкое применение в практике дефектоскопии изделий. Ультразвуковой контроль занимает главенствующее положение, около 32% от объема неразрушающего контроля всех изделий.

Начало использования ультразвукового контроля в промышленности относится примерно к 50-м годам прошлого века. Как область науки и техники ультразвук получил особенно бурное развитие в последние три-четыре десятилетия. Это связано с общим прогрессом акустики как науки и, в частности, со становлением и развитием таких её разделов, как нелинейная акустика и квантовая акустика, а также с развитием физики твёрдого тела, электроники и в особенности с рождением квантовой электроники.

По сравнению с другими методами неразрушающего контроля она обладает важными преимуществами: высокой чувствительностью к наиболее опасным дефектам типа трещин и непроваров, большой производительностью, возможностью вести контроль непосредственно на рабочих местах без нарушения технологического процесса, низкой стоимостью контроля.

Ультразвуковые методы контроля позволяют получить информацию о дефектах, расположенных на значительной глубине в различных материалах, изделиях и сварных соединениях. Автоматизация ультразвукового контроля не только повышает производительность труда, но и позволяет получить объективную картину качества изделия или сварного соединения, подобную рентгенограмме.

Около 90 % объектов, контролируемых акустическими методами, проверяют эхо-методом. Применяя различные типы волн, с его помощью решают задачи дефектоскопии поковок, отливок, сварных соединений, многих неметаллических материалов. Эхо-метод используют также для измерения размеров изделий. Измеряют время прихода донного сигнала и, зная скорость ультразвука в материале, определяют толщину изделия при одностороннем доступе. Если толщина изделия известна, то по донному сигналу измеряют скорость, оценивают затухание ультразвука, а по ним определяют физико-механические свойства материалов.

Чувствительность эхо-метода высокая: она достигает 0,5 мм 2 на глубине 100 мм. К преимуществам данного метода следует также отнести возможность одностороннего доступа к зоне шва, поскольку достаточно только одного преобразователя и дли излучения и для приема УЗ-сигналов. Недостатки эхо-метода - это сравнительно низкая помехоустойчивость и резкое изменение амплитуды отраженного сигнала от ориентации дефекта (yглa между УЗ-лучом и плоскостью отражателя).

1 Эхо-метод. Аппаратура

1.1 Принцип действия эхо-импульсной дефектоскопии

Эхо-метод является наиболее распространенным в ультразвуковой дефектоскопии, используемым для контроля металлов и металлоизделий, в том числе крупногабаритных и сложных форм. Этот метод – в отличие от других – применим при одностороннем доступе к исследуемому объекту, контактным или иммерсионным способом, и при этом позволяет определить размеры дефекта, его координаты, характер. [6]

Эхо-метод основан на посылке в контролируемое изделие коротких импульсов УЗК и регистрация интенсивности и времени прихода сигналов, отраженных от дефектов или границ изделия (рисунок 1).

Рисунок 1 - Схема прозвучивания изделия эхо-методом продольными УЗК:

а – в – положения преобразователя при контроле изделия; а’ – в’ - соответствующие им осциллограммы; 1 – контролируемое изделие; 2 – преобразователь; 3 – дефект; 4 – начальный сигнал; 5 – донный сигнал; 6 – сигнал от дефекта.

УЗК вводят в изделие 1, как правило, с одной стороны совмещенным преобразователем 2. Излучаемые импульсы УЗК называют зондирующими. Их посылают в контролируемое изделие один за другим через определенные промежутки времени — паузы или интервалы. Периодом импульсов Т называют время, прошедшее от начала действия одного импульса до начала действия следующего. Период равен сумме длительностей импульса τ и паузы t:

Зондирующий импульс УЗК, пройдя через металл, отражается от противоположной поверхности изделия и, возвращаясь, частично попадает на преобразователь (рисунок 1 а). На экране ЭЛТ возникает донный (концевой) сигнал 5. При наличии дефекта 3 импульс УЗК отразится от него раньше, чем от противоположной поверхности детали (рисунок 1 б). Между начальным 4 и донным 5 сигналами возникает промежуточный сигнал 6. Если дефект полностью перекрывает путь ультразвуковому пучку, то на экране ЭЛТ наблюдается только начальный сигнал и сигнал от дефекта (рисунок 1 в).

Рассмотрим на рисунке 2 схему прозвучивания изделий эхо-методом по совмещенной схеме поверхностными, нормальными и сдвиговыми УЗК. Осциллограммы прозвучивания поверхностными и нормальными волнами (рисунок 2 а, б) аналогичны осциллограммам, показанным на рисунке 1. Осциллограммы прозвучивания изделия сдвиговыми УЗК (рисунок 2 в) отличаются от рассмотренных. При отсутствии дефектов сдвиговые волны, многократно отражаясь от противоположных поверхностей изделия, уходят и не попадают на преобразователь. На экране ЭЛТ наблюдается осциллограмма, состоящая из начального сигнала 4 и линия развертки (рисунок 2 г). Дефект прерывает ход лучей и отражает часть энергии; на экране возникает второй сигнал 5 (рисунок 2 в).

Рисунок 2. Схема прозвучивания изделий поверхностными (а), нормальными (б) и сдвиговыми (в) волнами и осциллограммы прозвучивания изделия сдвиговыми УЗК при отсутствии (г) и наличии дефектов (д).

Так как время прохождения УЗК прямо пропорционально пройденному пути, а скорость их для данного материала есть величина постоянная, то горизонтальная линия на экране ЭЛТ представляет собой глубину залегания дефекта в каком-то масштабе. Следовательно, на экране ЭЛТ строят график, по горизонтальной оси которого откладывают время, пропорциональное глубине залегания дефекта, а по вертикальной – интенсивность отраженного от дефекта сигнала, зависящую от его размеров и ориентировки относительно лучей пучка УЗК. [2]

1.2 Импульсный ультразвуковой дефектоскоп

Контроль эхо-метода выполняют с помощью импульсного ультразвукового дефектоскопа. Рассмотрим общий принцип действия данного прибора. Рассмотрим структурную схему дефектоскопа общего назначения для ручного контроля (рисунок 3).

Рисунок 3. Структурная схема импульсного дефектоскопа:

Ι- зондирующий импульс; ΙΙ - донный сигнал; ΙΙΙ - эхосигнал от дефекта

Генератор зондирующих импульсов 7 вырабатывает импульс электрического напряжения, возбуждающий ультразвуковые колебания в электроакустическом преобразователе (ЭАП) 3. Отраженные от дефекта ультразвуковые сигналы принимаются тем же ЭАП, трансформируются в электрические импульсы и поступают на вход усилителя 1. Коэффициент усиления его регулируется во времени с помощью системы временной регулировки чувствительности (ВРЧ) 4. Усиленный до требуемой величины сигнал поступает на индикатор 6 – электронно-лучевую трубку (ЭЛТ) и на автоматический сигнализатор дефектов (АСД)2.

Синхронизатор 8 обеспечивает требуемую временную последовательность работы всех узлов дефектоскопа. Одновременно с запуском генератора импульсов (или с некоторой заданной задержкой) он приводит в действие генератор развертки 9 ЭЛТ. Развертка позволяет различать по времени прихода сигналы от объектов отражения ультразвука, расположенных на разном расстоянии от данного сигнала. Синхронизатор также управляет работой блоков ВРЧ и АСД.

Современные дефектоскопы снабжены устройствами для измерения амплитуды и времени прихода отраженного сигнала. Измерительное устройство 5 обрабатывает сигналы , поступившие от усилителя, с учетом времени поступления сигнала от синхронизатора и выдает цифровую информацию на ЭЛТ или на отдельное табло.

Автоматизированные ультразвуковые дефектоскопические установки отличаются тем, что содержат узлы перемещения ЭАП и регистрации результатов. Как правило, установки предназначены для контроля определенного типа объектов. В них часто используют несколько ЭАП, работающих в зависимости от задач контроля одновременно, последовательно или отдельными группами. В этом случае синхронизатор управляет работой электронного коммутатора, обеспечивающего выбранную последовательность включения отдельных электронно-акустических каналов. Каждый из этих каналов содержит перечисленные выше узлы, которые варьируют в зависимости от технических характеристик аппаратуры. [1]

Процессы генерирования, преобразования, приема и измерения амплитуды ультразвуковых колебаний происходят в трех трактах дефектоскопа: электроакустическом, электрическом и акустическом.

Электроакустическим трактом называют участок схемы дефектоскопа, где происходит преобразование электрических колебаний в ультразвуковые и обратно. Электроакустический тракт определяет резонансную частоту ультразвуковых колебаний, длительность зондирующего импульса и коэффициент преобразования электрической энергии в акустическую.

В электрический тракт дефектоскопа входят генератор зондирующих импульсов и усилитель. Он определяет амплитуду зондирующего импульса и коэффициент усиления.

Акустическим трактом называют путь ультразвука от излучателя до отражателя в материале и от отражателя до приемника. Анализ акустического тракта сводится к расчету волновых полей излучателя, отражателя и приемника.

Акустическое поле излучения преобразователя определяется давлением, которое создается преобразователем и действует на элементарный приемник, помещенный в произвольной точке пространства перед преобразователем. [5]

1.3 Преобразователи для контроля эхо-методом

Достоверность ультразвуковой дефектоскопии во многом зависит от надежной работы преобразователя — одного из главных элементов в системе неразрушающего контроля этого вида. Для эхо-метода используются - совмещенные преобразователи, которые соединяются одновременно с генератором и усилителем прибора и служат как для излучения, так и приема ультразвука. [7]

Прямые преобразователи (Рисунок 4) предназначены для возбуждения и приема продольных волн под прямым углом к поверхности изделия, находящейся в контакте с преобразователем. Они в основном используются для обнаружения глубинных дефектов в изделиях простой геометрической формы, имеющие плоские участки для установления преобразователя.

Рисунок 4. Схема прямого преобразователя:

1 – защитное донышко, 2 – пьезоэлемент, 3 – заполнитель, 4 – корпус, 5 – демпфер, 6 – диск, 7, 9 – провода, 8 – разъем.

Наклонным преобразователем (Рисунок 5) предназначены для обнаружения глубинных, подповерхностных и поверхностных дефектов. Они осуществляют возбуждение и одновременный наклонный ввод волн других типов. Это обеспечивается благодаря тому, что в отличие от прямого наклонный преобразователь имеет призму (линию задержки), на которую под определенным углом приклеивают пьезоэлемент. Пьезоэлемент излучает в призму продольные волны, которые на границе призмы с изделием преломляются, трансформируются и частично отражаются в призму. [4]

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Саратовский Государственный Технический Университет

кафедра “Электронное машиностроение”

по методам анализа материалов

Ультразвуковая дефектоскопия электретов теневым методом

Выполнил: студент группы ЭМС-31

Проверил: ассистент Семенов С.В.

Электреты. Их свойства и применение

Акустический метод дефектоскопии

2.1. Классификация видов акустической дефектоскопии

2.2. Методы прохождения

3. Ультразвуковая дефектоскопия теневым методом

3.1. Физическая сущность

3.3 Техника проведения

4. Технологический процесс ультразвуковой дефектоскопии

Список использованных источников

Применение каждого из методов в каждом конкретном случае характеризуется вероятностью выявления дефектов. На вероятность выявления дефектов влияют чувствительность метода, а также условия проведения процедуры контроля. Определение вероятности выявления дефектов является достаточно сложной задачей, которая еще более усложняется, если для повышения достоверности определения дефектов приходится комбинировать методы контроля. Комбинирование методов подразумевает не только использование нескольких методов, но и чередование их в определенной последовательности (технологии). Вместе с тем, стоимость применения метода контроля или их совокупности должна быть по возможности ниже. Таким образом, выбор стратегии применения методов контроля основывается на стремлении, с одной стороны, повысить вероятность выявления дефектов и, с другой стороны, снизить различные технико-экономические затраты на проведение контроля.

Дефектоскопия (от дефект и . скопия), обобщающее название неразрушающих методов контроля материалов (изделий); используется для обнаружения нарушений сплошности или однородности макроструктуры, отклонений химического состава и других целей. Наиболее распространены ультразвуковая, рентгено- и гамма-дефектоскопия, ИК, люминесцентная, капиллярная, магнитная, термо- и трибоэлектрическая дефектоскопия.

Ультразвуковая дефектоскопия, группа методов дефектоскопии, в которых используют проникающую способность упругих волн ультразвукового диапазона частот (иногда звукового). Ультразвуковая дефектоскопия - один из наиболее универсальных способов неразрушающего контроля, методы которого позволяют обнаруживать поверхностные и глубинные дефекты - трещины, раковины, расслоения в металлических и неметаллических материалах (в том числе сварных и паяных швах, клеёных многослойных конструкциях), определять зоны коррозии металлов, измерять толщину (резонансный метод).

Читайте также: