Повышение достоверности УЗК, проводимого в широком диапазоне температур с использован - Профессия «дефектоскопист» как она есть | Дефектоскопист.ру
Профессия «дефектоскопист» как она есть | Дефектоскопист.ру

Старый 09.10.2014, 11:53  
Поделиться
#1
В мире НК
Гость
 
Сообщений: n/a
По умолчанию Повышение достоверности УЗК, проводимого в широком диапазоне температур с использован

Об авторах
Сотрудники ЗАО «Константа»:


Сясько
Владимир Александрович

Генеральный директор, к. т. н.


Синицкий
Григорий Валентинович

Зам. директора, ведущий специалист, II уровень по УЗК.


Попов
Александр Анатольевич

Зам. директора.

Одной из проблем при проведении контроля существующими преобразователями с призмами из оргстекла в широком диапазоне температур является изменение угла ввода луча [1]. Оптимальным путем решения этой проблемы является подбор полимерного материала с высокими термостабильными свойствами.

Изменение температуры твердых тел с моноатомной элементарной ячейкой кристаллической решетки приводит к изменению их теплоемкости и объема [2]. В соответствии с законом теплоемкости Дебая существует термодинамическая связь между теплоемкостью материала и скоростью распространения ультразвука в нем.

Применительно к рассматриваемому случаю, в силу различной теплоемкости металла и оргстекла (теплоемкость металла ~ 640,57 Дж/кг-К, оргстекла ~ 1590 Дж/кг-К), изменение скорости звука в них будет различно при изменении температуры окружающей среды, что приводит к изменению угла ввода ультразвукового луча. В свою очередь, теплоемкость в соответствии с первым началом термодинамики прямо пропорциональна объему и, как следствие, пропорциональна коэффициенту линейного теплового расширения Кл.

Таким образом, можно сделать вывод, что ключевым требованием при выборе материала призмы является то, чтобы он при приемлемых акустических параметрах имел коэффициент Кл, как можно более близким к Кл объекта контроля (для большинства конструкционных материалов параметр Кл является расчетным и нормируемым при их разработке). Рабочая температура выбираемого материала должна быть существенно больше плюс 50 °С.

По сформулированным требованиям были изготовлены четыре образца материалов на основе наполненных полимеров, у которых Кл варьировался в диапазоне от 25х10-6 град-1 до 50х10- 6 град-1 (у стали и оргстекла Кл ~ 12х10-6 град-1 и 65х10-6 град-1, соответственно [3]), рабочий диапазон температур до 250 °С (у оргстекла ~ 70 °С). Из них по результатам исследований акустических свойств и анизотропии был выбран наиболее подходящий (условно обозначенный материал № 2, у которого Кл = 30х10-6 град-1). Результаты изменения скорости ультразвука и затухания представлены на рис. 1. Изменение затухания в образце № 2 оказалось на 8 дБ меньше чем в оргстекле.


Рис. 1. Зависимость скорости ультразвука от температуры в оргстекле и материале № 2

Характер зависимостей подтверждает правильность принципов выбора материала по его параметрам назначения как конструкционного.

На основании проведенных экспериментов были изготовлены преобразователь из оргстекла П121-2,5-70 и макет преобразователя с призмой из материала № 2 П121-2,5-70 с углами ввода 70° по стали (Ст20) при температуре 15 °С.
Изображения
Тип файла: jpg 01.jpg (4.6 Кб, 63 просмотров)
Тип файла: jpg 02.jpg (5.8 Кб, 61 просмотров)
Тип файла: jpg 03.jpg (4.8 Кб, 61 просмотров)
Тип файла: jpg 1.jpg (12.6 Кб, 61 просмотров)
Тип файла: jpg 2.jpg (12.4 Кб, 65 просмотров)
  Ответить с цитированием
Старый 09.10.2014, 11:54  
Поделиться
#2
В мире НК
Гость
 
Сообщений: n/a
По умолчанию

Для измерения угла ввода при различной температуре использовался стандартный образец СО-2. Измерения проводились в среде теплоносителя KFS 2001 PLUS в криостате жидкостном ТЖ-ТС-01. Результаты измерений представлены на рис. 2.


Рис. 2. Зависимость изменения угла ввода от температуры для преобразователей с призмой из оргстекла и из материала № 2

Выводы

1. Проделанные эксперименты подтвердили предположение о том, что изменение скорости ультразвука в материалах, а следовательно и изменение угла ввода, пропорционально их коэффициентам линейного температурного расширения (Кл материала № 2 примерно в два раза меньше чем у оргстекла, и примерно в два раза меньше изменение угла ввода при существенно меньшем затухании);

2. Свойства материала № 2 позволяют обеспечить требования ГОСТ 26266-90 для преобразователей с большими углами ввода в температурном диапазоне от минус 40 °С до плюс 50 °С (в частности, для ультразвуковых съемных средств сплошного контроля рельсов на базе ПЭП с углом ввода 70°).
Авторы выражают благодарность профессору А. К. Гурвичу за помощь при постановке задачи исследований, обсуждении полученных результатов и написании этой статьи.

Литература

1. Гурвич А. К., Кузьмина Л. И., Николаев С. В. Осторожно! Угол ввода луча α0 = 70°? - В мире НК. 2006. № 4(34). С. 48-50.
2. Китель Ч. Введение в физику твердого тела.- М.: Наука, 1978. - 790 с.
3. Кошкин Н. И. и Ширкевич М. Г. Справочник по элементарной физике. - М.: Наука, 1976.- 255 с.
  Ответить с цитированием
Старый 09.10.2014, 13:04  
Поделиться
#3
admin
Администратор
 
Аватар для admin
 
Регистрация: 16.04.2012
Сообщений: 4,733
Благодарил(а): 76 раз(а)
Поблагодарили: 681 раз(а)
Репутация: 639
По умолчанию

Сясько В.А., Синицкий Г.В., Попов А.А. Повышение достоверности УЗК, проводимого в широком диапазоне температур с использованием наклонных преобразователей. − В мире НК. – Декабрь 2007 г. − № 4 (38). − С. 46−47. Статья любезно предоставлена редакцией журнала «В мире НК» (http://www.ndtworld.com). Наиболее точная и достоверная версия – в прикрепленном файле.
Вложения
Тип файла: pdf 38_46_47_luch.pdf (1.56 Мб, 30 просмотров)
admin вне форума   Ответить с цитированием
Ответ
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Sonotron NDT: полный спектр оборудования для УЗК Sonotron NDT Ультразвуковой контроль 50 12.10.2018 14:16
Современная аппаратура для УЗК металлоконструкций admin Статьи о дефектоскопии 4 03.04.2014 09:57
НК как компонент стратегии минимизации рисков и затрат admin Статьи о дефектоскопии 3 28.01.2014 20:45
Автоматический ультразвуковой контроль сварных стыков при ст admin Статьи о дефектоскопии 3 28.01.2014 13:30
Степень объективности регистрируемых результатов ультразвуко admin Статьи о дефектоскопии 1 17.11.2012 19:14


Опции темы
Опции просмотра

Ваши права в разделе
Вы не можете создавать новые темы
Вы не можете отвечать в темах
Вы не можете прикреплять вложения
Вы не можете редактировать свои сообщения

BB коды Вкл.
Смайлы Вкл.
[IMG] код Вкл.
HTML код Выкл.

Быстрый переход

VK Defektoskopist OK Defektoskopist Facebook Defektoskopist Instagram Defektoskopist YouTube Defektoskopist


Текущее время: 23:57. Часовой пояс GMT +3. Copyright ©2000 - 2020. Перевод: zCarot.
Внимание, коллеги! В целях нормальной работы форума администрация оставляет за собой право на обработку персональных данных зарегистрированных пользователей. В случае вашего несогласия просьба написать жалобу на defektoskopist.ru@gmail.com