Измерить коэффициент затухания

Artemo · 23.01.2018

Доброго времени суток!
есть ли у кого методика по измерению коэффициента затухания в металле? очень было бы здорово с ссылками на нормативку, ну или хотя бы просто описание методики. Понимаю, вопрос провокационный, поэтому, пожалуйста, не надо писать: "Посмотри в литературе, там этого полно..., тебе надо сделать образцы и измерить коэффициент... " и тому подобные советы в стиле капитана Очевидность. И так понятно, что нужны образцы разной толщины и дефектоскоп. Требуется рабочая методика (формула, расчеты и т.п.)

Фёдоров · 23.01.2018

http://www.findpatent.ru/patent/204/2047171.html

USM35 XS · 23.01.2018

Ну не знаю, есть ли в виде методики подобное. КЗ можно и на объекте контроля измерить, если вопрос чисто практический. Нужен прямой ПЭП и объект контроля с двумя плоскопараллельными поверхностями. Дальше по разнице между первым и вторым-третьим донным сигналом считается коэффициент затухания.
Считается по формуле (А1-А2)/(H1-H2), где А1 - амплитуда первого эхо-сигнала, А2 - амплитуда второго эхо-сигнала, Н1 и Н2 - путь, пройденный ультразвуком до первого и второго донного сигнала. Чтобы число получилось положительным, а не отрицательным, можно формулу преобразовать в (А1-А2)/(Н2-Н1). Амплитуда измеряется в дБ, путь - в миллиметрах. Разница будет в дБ/мм. Подсчёт грубый, но рабочий. Для решения практических (а не исследовательских) задач более чем достаточен.
Это всё не считая кучи заумных формул, которые выводили тоже не просто так. Но все они, как уже было замечено, написаны в больших толстых букварях по НК, которые может не всегда иметься возможность и время прочитать.

TRam_ · 23.01.2018

USM35 XS, для эхо-синалов не учитывается собственно диаграмма направленности и потери при переотражении. И если второе можно уменьшить чистотой и параллельностью поверхностей, то первое нужно именно рассчитывать. Или же брать ПЭП с очень большим диаметром пластины.

Чтобы рассматриваемые донные импульсы оказались в ближней зоне. Хотя в этом случае (для большинства ПЭПов общего назначения) толщина получится слишком маленькой для точного определения затухания.

USM35 XS · 23.01.2018

TRam_ написал(а):
USM35 XS, для эхо-синалов не учитывается собственно диаграмма направленности и потери при переотражении. И если второе можно уменьшить чистотой и параллельностью поверхностей, то первое нужно именно рассчитывать. Или же брать ПЭП с очень большим диаметром пластины.Чтобы рассматриваемые донные импульсы оказались в ближней зоне. Хотя в этом случае (для большинства ПЭПов общего назначения) толщина получится слишком маленькой для точного определения затухания.

Этот подсчёт и не претендует на 100% точность. Но он хорошо подходит для работы в полевых или околополевых условиях, где альтернативы попросту нет. Я рассматриваю проблему с точки зрения дефектоскописта, которому сказали "Иди вон туда и проверяй вон то. Вот тебе прибор, настроишься сам". Даже если найдётся в лаборатории образец из подходящего материала, на котором можно более-менее точно замерить КЗ, то как быть с объектом контроля, об акустических свойствах которого мы точно знаем, что они с СОПом могут и не совпасть? Выход один - делать измерение на ОК и не парить мозги себе. До того момента, пока не найдётся зануда-проверяющий и не начнёт петь дифирамбы "Вы не учли форму пластины", "А у вас непараллельность поверхностей 0.5 градуса" и т.п.

astrut · 23.01.2018

TRam_ написал(а):
Чтобы рассматриваемые донные импульсы оказались в ближней зоне.

TRam_, а как быть с флуктуациями в ближней зоне?
И второе: часто нам более интересен КЗ для поперечной волны

Gimalay2 · 23.01.2018

astrut написал(а):
TRam_, а как быть с флуктуациями в ближней зоне?
И второе: часто нам более интересен КЗ для поперечной волны

При отражении от бесконечного отражателя никаких флуктуаций в ближней зоне нет.
Два пути: применить прямой ПЭП на сдвиговые волны (через сырую эпоксидку) или делать из материала образец типа СО-3.
Еще можно 2 одинаковых наклонных ПЭП включить по зеркально-теневой схеме, но это грубо.

USM35 XS · 23.01.2018

Gimalay2 написал(а):
Еще можно 2 одинаковых наклонных ПЭП включить по зеркально-теневой схеме, но это грубо.

Вы что, нельзя. Щас кто-нибудь выдаст, что "Углы ввода не идеальные", "А как вы путь рассчитываете?", "А какой сигнал за опорный будет взят?", "А как быть на непараллельных поверхностях?" и т.п.

Gimalay2 · 23.01.2018

USM35 XS написал(а):
Вы что, нельзя. Щас кто-нибудь выдаст, что "Углы ввода не идеальные", "А как вы путь рассчитываете?", "А какой сигнал за опорный будет взят?", "А как быть на непараллельных поверхностях?" и т.п.

Поэтому и указал, что это грубо, но иногда применяют.
Кстати, наибольшую погрешность будет вносить контакт или контакты.

USM35 XS · 23.01.2018

astrut написал(а):
И второе: часто нам более интересен КЗ для поперечной волны

Опытным путём на образцах было установлено, что ввод поправки КЗ для продольной волны позволяет точно оценивать размер дефектов ПЭП с поперечной волной. ПЭП брал с разной частотой, формой и размерами пьезоэлемента и результат всегда был достаточно точный.

Andrey2304 · 23.01.2018

т.е. получается что коэффициент затухания для продольных и поперечных волн одинаков?Кстати, в своих обучающих видео-роликах по контролю сварных соединений для стали (обычной-низкоуглеродист,нзколегирован)АКС при толщине менее 20 мм пренебрегает им. И тут же возникает еще один вопрос. при измерении КЗ получается что поправка на шероховатость будет в него уже включена? мне то же интересно как правильно определить коэф-т затухания и поправку на шероховатость.

Gimalay2 · 23.01.2018

Andrey2304 написал(а):
т.е. получается что коэффициент затухания для продольных и поперечных волн одинаков?Кстати, в своих обучающих видео-роликах по контролю сварных соединений для стали (обычной-низкоуглеродист,нзколегирован)АКС при толщине менее 20 мм пренебрегает им. И тут же возникает еще один вопрос. при измерении КЗ получается что поправка на шероховатость будет в него уже включена? мне то же интересно как правильно определить коэф-т затухания и поправку на шероховатость.

Измерить КЗ строго очень трудно. Влияют контакт, диаграмма направленности, отражающая поверхность и т.д.
Для нормального измерения нужны шлифованные образцы с известной анизотропией, ЭМА возбуждение и прием, учет поля датчиков.
По возможности пользуйтесь табличными данными. По любому это будет точнее, чем намеряете сами.

USM35 XS · 23.01.2018

Gimalay2 написал(а):
По возможности пользуйтесь табличными данными. По любому это будет точнее, чем намеряете сами.

Если речь о сварных швах, толщиной до 40...50мм, то да, лучше брать табличные значения. Разбег в акустических свойствах листового проката не очень большой.
Если же речь идёт о поковках или, что хуже - литье, то там только на объекте мерить. Пусть замер будет грубым, но он хотя бы будет проведён с учётом реальных свойств конкретного объекта, а не шлифованных и вылизанных образцов из лаборатории.

Gimalay2 · 23.01.2018

USM35 XS написал(а):
Если же речь идёт о поковках или, что хуже - литье, то там только на объекте мерить. Пусть замер будет грубым, но он хотя бы будет проведён с учётом реальных свойств конкретного объекта, а не шлифованных и вылизанных образцов из лаборатории.

Точность измерения КЗ будет "+ - лапоть".ardon:

astrut · 23.01.2018

Gimalay2 написал(а):
При отражении от бесконечного отражателя никаких флуктуаций в ближней зоне нет.

А начните рассуждение не с отражения, а с передачи

USM35 XS написал(а):
Опытным путём на образцах было установлено, что ввод поправки КЗ для продольной волны позволяет точно оценивать размер дефектов ПЭП с поперечной волной.

Это несколько спорно. Ведь у поперечной волны скорость и, соответственно, длина волны другие, практически вдвое. Соответственно, и КЗ должен отличаться. Хотя, если не рассчитывать, а грубо оценивать, то польза от учета КЗ все равно будет. И к вопросу об общем учете потерь. Потери от АК и отражения от донной поверхности от толщины не зависят (постоянное значение поправки для конкретных условий - аддитивная составляющая). Потери от КЗ и, напр. от изменения радиуса поверхности отражения, напр. контроль труб малого диаметра, зависят от толщины, т.е. коэффициенты на нее умножаются (мультипликативная составляющая). К тому же, потери отражения и изменения радиуса работают только в отраженном луче, а потери АК и КЗ - везде (соотв., коли поправка КЗ мультипликативна, на малых толщинах ей можно пренебречь). Теперь представьте, что мы захотели построить кривую ВРЧ (или АРД, одно)(ренственно), близкую к теоретической, с учетом всех этих потерь. Как она будет выглядеть и всякий ли дефектоскоп (да и дефектоскопист) такое осуществит? Но тут я вспомнил друга своего форумного Коляна2, посему умолкаю :drinks:

USM35 XS · 24.01.2018

Gimalay2 написал(а):
Точность измерения КЗ будет "+ - лапоть".ardon:

А есть варианты, как измерить КЗ на объекте без использования спец. оборудования? По-моему всяко лучше так, чем либо никак, либо по образцам, не имеющим к ОК никакого отношения.
astrut, я полагаюсь на результаты, которые наблюдал вживую сам. Да, теоретически КЗ для прямого и наклонного ПЭП с одинаковыми пьезопластинами и рабочей частотой должны отличаться. И про правило "меньше частота - меньше затухание" я тоже помню. Но измерив КЗ прямым ПЭП на 5МГц и использовав его в настройке ПЭП 65-5, 60-4, 70-2 (или 1.25, не помню уже), результаты получил примерно похожие на правду. Без учёта КЗ прибор показывал дичь. Стоит правда отметить, что СОПы, на которых измерения проводились, были достаточно тонкие, 10 и 20мм. Вот такая физика.

Semen · 24.01.2018

Artemo написал(а):
Доброго времени суток!
есть ли у кого методика по измерению коэффициента затухания в металле? очень было бы здорово с ссылками на нормативку, ну или хотя бы просто описание методики. Понимаю, вопрос провокационный, поэтому, пожалуйста, не надо писать: "Посмотри в литературе, там этого полно..., тебе надо сделать образцы и измерить коэффициент... " и тому подобные советы в стиле капитана Очевидность. И так понятно, что нужны образцы разной толщины и дефектоскоп. Требуется рабочая методика (формула, расчеты и т.п.)

Скажите, пожалуйста, с какой целью Вы собираетесь измерять коэффициент затухания?

Gimalay2 · 24.01.2018

astrut написал(а):
А начните рассуждение не с отражения, а с передачи:drinks:

Можно и с передачи.
Все хорошо помнят картинку БЗ для акустической оси ПЭП, но совершенно забывают, что рядом с максимумами (в стороне от оси)
расположены минимумы амплитуды, а рядом с минимумами расположены максимумы.
БЗ вообще проявляется только если отражатель много меньше пластины. Если размер отражателя соизмерим или больше размера пластины ПЭП флуктуации просто скомпенсируют друг друга. ardon::drinks:

TRam_ · 24.01.2018

astrut, вспомните о законе сохранения энергии. При дифракции (что в ближней зоне, что в дальней) происходит просто перераспределение энергии в пространстве, но суммарно она сохраняется. За исключением потерь на затухание и отражение.

P.S. правда на практике проверить насчёт дальней зоны не получится - ну уж очень большой должна быть приёмная пластина по сравнению с передающей

astrut · 24.01.2018

Gimalay2, спасибо. Я Вас чуть спровоцировал. Мне и хотелось, чтобы Вы дали развернутый ответ для всех. А тут еще и TRam_ красиво подключился, спасибо и ему, отлично . Но, ИМХО TRam_ чуть намудрил, когда PS писал. Коли речь про потери

TRam_ написал(а):
на затухание и отражение

и

TRam_ написал(а):
ну уж очень большой должна быть приёмная пластина по сравнению с передающей

Стало быть, разговор про наклонные ПЭП, расположенные на одной поверхности, так?
И как быть с границей БЗ, где обычно пучок рисуют Уже чем в самой БЗ? Ведь тогда, в этом частном случае, если, например, ПЭП прямой совмещенный, метод эхо, то пучок будет приниматься не всей пластиной, а только ее частью? Это я, как обычно, о граничных условиях. Как и

USM35 XS написал(а):
правило "меньше частота - меньше затухание"

Это ведь не во всем диапазоне частот так, но для практики - (почти) всегда так.

Измерить коэффициент затухания

Свой

Профессионал

Дефектоскопист всея Руси

Профессионал

Дефектоскопист всея Руси

Дефектоскопист всея Руси

Дефектоскопист всея Руси

Дефектоскопист всея Руси

Дефектоскопист всея Руси

Дефектоскопист всея Руси

Свой

Дефектоскопист всея Руси

Дефектоскопист всея Руси

Дефектоскопист всея Руси

Дефектоскопист всея Руси

Дефектоскопист всея Руси

Специалист

Дефектоскопист всея Руси

Профессионал

Дефектоскопист всея Руси

Похожие темы