УЗК в процессе прочностных испытаний

Уважаемые коллеги.
Хорошо известно применение методов АЭ в процессе прочностных испытаний - непрерывный контроль за развитием усталостных трещин.
Но вот практическая результативность этого метода с точки зрения простоты использования, стоимости оборудования и расшифровки результатов вызывает сомнения.
Всегда интересовался возможным использованием для этих целей УЗК. Главная практическая проблема здесь очевидна: обеспечение контакта между ПЭП и образцом постоянного качества когда образец грубо говоря трясётся.
В свое время попробовал для этих целей клей для вибродатчиков и на малоразмерных плоскостных образцах в процессе испытаний на трещиностойкость получил весьма приемлемый качественный результат:трещина фиксировалась куда раньше визуального обнаружения.
Клей держал ПЭП стабильно, контакт обеспечивался, испытатели - прочнисты за дополнительную информацию хвалили.А вот в литературе ничего похожего не обнаруживал.
Может быть кто-то чем-то похожим занимался - тогда большая просьба откликнуться.

Проблема в следующем. Разрывная машина, испытательный стенд или что-то подобное с образцом и АЭ датчиками в одном помещении, испытатели - в другом. Плюс к тому при АЭ испытаниях можно в реальном времени по данным измерений строить прогноз когда порвётся. При УЗК прогноза нет, он фиксирует что есть на данный момент + нужен смертник кто будет звучить. Найдите спеца АЭК.

Помещение (тем более "смертник") как раз не проблема:сигнал с дефектоскопа можно вывести куда угодно и регистрировать изменение амплитуды отраженного от трещины эхо-сигнала во времени автоматически.
Вопрос в том, насколько устойчив контакт между ПЭП и поверхностью того же образца. И как возможные изменения качества контакта влияют на показания прибора.
Повторюсь - пробовал это на практике и получались интересные результаты с точки зрения фиксации момента трещинообразования и как минимум качественной оценки роста трещин.
Возможно, кто-то еще пробовал и имеет положительные или отрицательные результаты.

Проблема ещё в том, что самые концы трещины, очень малой ширины раскрытия очень сложно ловить узк. Трещина растет, значит пэп надо двигать, а на какое расстояние и с какой скоростью неизвестно. Тем более поймать самое начало развития трещины при плохом контакте - его и при хорошем контакте поймать сложно.

lona53 написал(а):

...на малоразмерных плоскостных образцах...

Нажмите для раскрытия...

Отсюда вопрос о применимости метода: что предполагается контролировать таким образом?

Верно, вдоль вероятной траектории трещины ПЭП надо двигать, либо наклеивать несколько ПЭП (и их коммутировать), либо использовать преобразователи с ФР. Все зависит от задачи.
Я, кстати, клеил ПЭП на малоразмерных образцах и этого хватало на все время испытаний до полного разрушения.
На протяженных натурных образцах вначале клеил в вероятной зоне образования трещины, а затем после возникновения,при периодически останавливаемой испытательной машине периодически же проводил УЗК вручную.
Можно,конечно, сказать:" Ну и проводил бы вручную с самого начала испытаний". Но тогда упускается момент образования трещины (а прочнисты знают как это важно для оценки живучести) и отсутствует непрерывный контроль за развитием.
Кстати, раскрытия трещины для ее обнаружения и оценки для УЗК было более чем достаточно.
Но дело вовсе не в этом. Хотелось бы (причем не на уровне рассуждений, а на опыте практическом) получить ответ на вопрос: Почему УЗК не используется при проведении прочностных (прежде всего при динамическом нагружении) испытаний. Казалось бы,прекрасно отработанный для этого и в методическом и в инструментальном плане метод НК.

lona53, УЗК сможет уловить только трещину достаточно большой площади, и то, если трещина ориентирована под достаточным углом к лучу. Т.е. может оказаться, что фиксируются трещины уже в момент развития, а не в момент зарождения (хотя это надо считать, с какой площади развитие трещины по критериям разрушения становится самоподдерживающимся, и принять её за искомую эквивалентную площадь отражателя). Ну и, если точно не известно место возможного появления трещины, датчик везде не поставишь.

А вот с помощью АЭ определять площадь трещины нельзя, но вот её положение - вполне возможно. И кроме того, она даёт некие привязки к выделяемой при разрушении энергии (что УЗК дать не может). И обычно в практических задачах динамических испытаний это более важно.

Вот, специально порылся в своих старых бумагах, чтобы привести абсолютно конкретный пример и снять замечания о "достаточно больших" площадях, "достаточных" углах и т.д. и т.п.
Итак:
-

Читал-читал, но так и не понял-а нахрена? Отследить момент возникновения лавинообразной трещины безопаснее, быстрее и нагляднее при помощи тепловизора а не УЗК. Но вот смысла практического от этих телодвижений....Ну, разве что "воды" для диссера набрать...Маялись подобной дурью лет 20 назад, да и не мы одни...

Вот! Можно чуть подробнее про дурь и по какой причине маяться перестали. И кто еще маялся лет 20 назад.

Да и еще про лавинообразные. Это что означает.

За тепловизор спасибо - обязательно посмотрю.

И заранее спасибо за воспоминание 20 летней давности.

А с конкретным примером все же продолжу:
-испытания на многоцикловую усталость симметричным плоским изгибом цилиндрической детали (ось катка, сталь) на стенде;
- место появления трещин на стенде, как и при эксплуатации - в зоне галтели;
-внешний диаметр в зоне разрушения порядка(точных данных увы не сохранилось) 50...70мм, над галтелью утолщение (диаметром порядка 80-100мм);
-внутренний диаметр (деталь пустотелая) - 20-30 мм;
-контроль проводил с наклеиванием ПЭП виброклеем на утолщение над галтелью(поверхность призмы искателя для лучшего сопряжения с поверхностью изделия пришлось обработать),прямым лучом;
-на всякий случай отслеживал сигнал, отраженный от торца детали - оказалось - не зря.
Что удалось зафиксировать.
1.Ещё до появления четкого эхо-сигнала, отраженного от трещины в зоне разрушения через несколько часов после начала испытаний начинал пульсировать и уменьшаться по амплитуде сигнал, отраженный от торца детали. Одна из версий этого явления (перепроверить тогда не удалось, регламент испытаний поджимал) - структурные изменения в зоне разрушения без нарушения сплошности металла. Это к вопросу ранней регистрации трещинообразования.
2. Четкий эхо-сигнал от трещины (между зондирующим импульсом и отраженным от торца) фиксировался задолго (30-40% общего времени испытаний) до четкой визуальной регистрации трещины на галтели (а это не менее 80-90% общего времени испытаний до полного разрушения.
3. Испытания проводили несколько дней амплитуда сигнала от трещины постоянно росла во времени. Ухудшения контакта между искателем и деталью визуально не зафиксировал.

По-моему даже этого примера (хотя у меня были и другие на малоразмерных - не более 100 мм в длину и ширину и толщиной порядка 20 мм плоскостных образцах) достаточно, чтобы признать, что применение УЗК при прочностных испытаниях может быть интересно.

Именно поэтому прошу ПРАКТИЧЕСКИЕ примеры удачного или неудачного использования УЗК при прочностных испытаниях.

Понимаю, что сами участники форума могли никогда этим не заниматься - не было нужды.
Но может быть знают кого-то из цеха специалистов по НК, кто мог этим заниматься.

Буду очень признателен.

P.S. А для "диcсера" мне это уже давно не нужно ))

lona53 написал(а):

Вот! Можно чуть подробнее про дурь и по какой причине маяться перестали. И кто еще маялся лет 20 назад.

Да и еще про лавинообразные. Это что означает.

За тепловизор спасибо - обязательно посмотрю.

И заранее спасибо за воспоминание 20 летней давности.

Нажмите для раскрытия...

Ну, у нас тогда стояла задача определения мест возможных разрушений стенок сосудов и резервуаров при диагностике, теоретически в местах дефектов существуют т.н. концентраторы напряжений и при приложении нагрузок к конструкции ОК близких к пределу текучести(при испытаниях например), в местах концентраторов возникает резкий прирост температуры и затем образование и развитие трещиноподобных дефектов. Более грамотно Вам наши металлоеды могли-бы объяснить, ну а я вот так "на картошке" по-дефектоскопистски...В лабе на разрывной машине с образцами всё красиво получалось. А на объекте-хрена...Теплопедерача, будь она неладна...Потому и забросили за неперспективностью...

Спасибо большое.
Однако не понял: градиент теплового поля в местах концентрации напряжений и последующего развития трещин каким методом фиксировался на стенде. УЗК или тепловизором?

lona53 написал(а):

Спасибо большое.
Однако не понял: градиент теплового поля в местах концентрации напряжений и последующего развития трещин каким методом фиксировался на стенде. УЗК или тепловизором?

Нажмите для раскрытия...

Тепловизором, разумеется. Кстати, какие ПЭП используете?

О!
Тогда понятно.

Ну, сейчас-то я уже ничего не использую - отошел от дел (а ностальгия осталась)).

А когда занимался - обычные призматические искатели, которые шли в комплекте к советским дефектоскопам. А виброклей использовал от немецкой (тогда еще ГДРовской) виброизмерительной аппаратуры.

Насчет режимов нагружения, кажется, понял: в Ваших примерах речь идет о статике (ну, или малоцикловом нагружении). У меня же была работа с многоцикловым нагружением и там, боюсь, с тепловыми полями еще сложнее.

А для сосудов высокого давления если хотя бы примерно известна область трещинообразования я бы УЗК все же попробовал. Хлопот - то, вроде, немного: несколько ПЭПов наклеить, закоммутировать и проводок с сигналом в операторскую вывести (подальше от греха).
И никакая теплопедерача не помешает ))

щё до появления четкого эхо-сигнала, отраженного от трещины в зоне разрушения через несколько часов после начала испытаний начинал пульсировать и уменьшаться по амплитуде сигнал, отраженный от торца детали. Одна из версий этого явления (перепроверить тогда не удалось, регламент испытаний поджимал) - структурные изменения в зоне разрушения без нарушения сплошности металла. Это к вопросу ранней регистрации трещинообразования.

Нажмите для раскрытия...

На самом деле это работал теневой метод, т.е. трещины или их зародыши отражали ультразвук в стороны или рассеивали его, поэтому амплитуда донного уменьшалась.

Вполне возможно.
Жаль не хватило тогда времени проверить.
Питаю надежду, что может быть кто-нибудь сейчас заинтересуется и хотя бы на стенде на малоразмерных образцах проверит.

lona53 написал(а):

Вполне возможно.
Жаль не хватило тогда времени проверить.
Питаю надежду, что может быть кто-нибудь сейчас заинтересуется и хотя бы на стенде на малоразмерных образцах проверит.

Нажмите для раскрытия...

В мартовском номере журнала " В мире НК" за 2005г. была статья по использованию акустических методов при исследованиях НДС. На форуме выкладывалась в 2014г. Гляньте если интересует, уверен, что инфа будет Вам полезной.

Спасибо. Обязательно посмотрю.

Начал рыться в информации, публикуемой супостатами и вот что буквально сходу обнаружил:

https://www.twi-global.com/media-an...-array-ultrasonic-technology-in-real-time-588

Ну, там одного взгляда на фотографию УЗК трубы достаточно.
Следят же за развитием трещин УЗК в режиме real-time, а ПЭПы не стесняются жгутами подматывать!!

Правда, ПЭПЫ у них, как понял с ФР.
Вообще-то английский у меня не до нюансов, хорошо было бы,если бы специалист НК с очень хорошим знанием языка перевел - текста там немного.

Да и фирма эта, TWI, вроде бы, известная...