Поиск и оценка глубины развития поперечных трещин на внутренней поверхности листа - Профессия «дефектоскопист» как она есть | Дефектоскопист.ру
Профессия «дефектоскопист» как она есть | Дефектоскопист.ру

Старый 29.01.2015, 00:23  
Поделиться
#1
В мире НК
Гость
 
Сообщений: n/a
По умолчанию Поиск и оценка глубины развития поперечных трещин на внутренней поверхности листа

Поиск и оценка глубины развития поперечных трещин на внутренней поверхности листа

Об авторе


Семеренко Алексей Владимирович
Начальник отдела СНК компании ЗАО «МП Диагност».
Выпускник МЭИ по специальности «Приборы и методы контроля качества и диагностики»,
работал в лаборатории НК НПО «Композит».
Специалист III уровня по акустическому виду НК



Одной из задач ультразвуковой дефектоскопии является обнаружение поперечных трещин, развивающихся с внутренней поверхности стальных листов (труб) и определение глубины их развития.

В статье, обобщающей результаты исследований компании Olympus-NDT (США), изложена так называемая «30-70-70» техника поиска и оценки глубины развития поперечных трещин на внутренней поверхности стальных листов и труб с использованием головных упругих волн.

Для возбуждения и приема головных волн в исследованиях использованы совмещенные наклонные преобразователи (ПЭП) серии CDS (Crack Detection and Sizing Wedge) торговой марки Panametrics-NDT, США (рис. 1).*


Рис. 1. Виды упругих волн в объекте контроля

Калибровка (настройка) чувствительности дефектоскопа с ПЭП, возбуждающим головную волну

Настройка сводится к определенному расположению на линии развертки типа А отраженных эхо-сигналов при распространении двух из трех видов волн: ID-волны и поперечной (30-70-70)-волны в испытательном образце толщиной, соответствующей толщине контролируемых листов. Для того чтобы смоделировать трещины, которые должны быть выявлены, в образце должна быть изготовлена серия пропилов. Обычно глубина пропилов колеблется в пределах от 20 до 80 % толщины листа.


Рис. 2. Д-развертка на экране дефектоскопа при настройке по стандартному образцу

При настройке по испытательному образцу отраженный сигнал, вызванный распространением поперечной волны, будет расположен на четвертом делении линии развертки дефектоскопа, в то время как отраженный сигнал, вызванный распространением ID-волны, будет располагаться на пятом делении (рис. 2).


Рис. 3. Дефектограмма в форме Д-развертки в результате отражения только головной ID-волны

Как только на линии развертки будет достигнуто такое расположение отраженных сигналов, можно начинать процесс поиска дефектов и разделения сигналов, используя ПЭП головной волны. Применение ПЭП головной волны также позволит пользователю получить предварительную информацию о размерах трещины, поскольку каждая из волновых мод появляется только при определенных условиях. Относительная глубина отражателя определяет вид, количество и амплитуду сигналов (вид дефектограммы) на экране дефектоскопа. На рис. 3 представлена дефектограмма в форме Д-развертки в результате отражения только головной ID-волны. Это должно означать присутствие неглубокого дефекта на внутренней поверхности.

________________________________________________________________
*Приведенная на рис. 1 классификация, так же как и природа формирования упругих волн различного типа в металле при падении продольной волны из пластмассовой призмы под первым критическим углом, отличаются от принятых в России (см. И. Н. Ермолов, Ю. В. Ланге. - В кн.: Неразрушающий контроль/Справочник// Под общ. ред. В. В. Клюева. Т. 3: Ультразвуковой контроль. - М.: Машиностроение, 2004, с. 24-26 и Разыграев Н. П. Ультразвуковая дефектоскопия головными волнами - физические предпосылки и практическое применение. - Дефектоскопия. 2004. № 4. С. 27-37) (Прим. гл. ред.)
Изображения
Тип файла: jpg 00.jpg (8.3 Кб, 78 просмотров)
Тип файла: jpg 01.jpg (115.1 Кб, 76 просмотров)
Тип файла: jpg 02.jpg (83.3 Кб, 79 просмотров)
Тип файла: jpg 03.jpg (52.4 Кб, 78 просмотров)
  Ответить с цитированием
Старый 29.01.2015, 00:27  
Поделиться
#2
В мире НК
Гость
 
Сообщений: n/a
По умолчанию


Рис. 4. Д-развертка при наличии сигналов при отражении ID-волны и отвечающего поперечной (30-70-70)-волне

Д-развертка на рис. 4 демонстрирует наличие как сигнала при отражении ID-волны, так и сигнала, прошедшего по треугольнику 30-70-70, отвечающего поперечной (30-70-70)-волне. Это указывает на присутствие дефекта глубиной приблизительно в половину толщины стенки.


Рис. 5. Д-развертка при наличии трех сигналов, порожденных отражением головной ID-волны, поперечной (30-70-70) и прямой продольной волн

Д-развертка на рис. 5 демонстрирует наличие трех сигналов, порожденных отражением головной ID-волны, поперечной (30-70-70)-волны и прямой продольной волны. Это указывает на присутствие достаточно протяженной трещины по отношению к толщине изделия.

Множество влияющих на первоначальную настройку факторов обусловливают лишь оценочный (качественный) характер оценки степени развития поперечных трещин на внутренней поверхности листов и труб. Далее рассмотрены методики более точного измерения глубины развития трещин.

Методика измерения глубины развития трещин

Использование карт измерения при контроле головными волнами


Рис. 6. Оценка размеров трещины посредством ПЭП головной волны

Результаты, которые были получены при использовании методики головных волн, могут быть сведены в карту (маршрут) измерения (рис. 6). Эта карта измерения может служить руководством де-фектоскописту для точного соблюдения методики измерения глубины развития трещин в процессе контроля.

Оценка размеров трещины по дифракции на вершине трещины (дифракционная методика)

Эта методика основана на измерении времени распространения ультразвукового импульса дифрагированной волны от вершины трещины до ПЭП и используется для оценки размеров мелких трещин, простирающихся вглубь изделия на 5 - 35 % его толщины. Для упрощения процесса измерения дефектоскоп калибруется таким образом, чтобы каждое деление шкалы соответствовало определенной глубине. Обычно каждое из первых пяти делений шкалы соответствует 20 % толщины изделия.


Рис. 7. Дефектограмма трещины с глубиной проникновения 20 % толщины

Замечено, что в процессе использования этой методики наблюдается разделение ультразвуковых сигналов, отраженных от вершины трещины и от угла основания трещины. Информация получаемая от этого разделения, позволяет оператору сделать окончательную и точную оценку глубины проникновения трещины. Для двадцати процентного дефекта Д-развертка (дефектограмма) показана на рис. 7.
Изображения
Тип файла: jpg 04.jpg (46.5 Кб, 69 просмотров)
Тип файла: jpg 05.jpg (77.1 Кб, 70 просмотров)
Тип файла: jpg 06.jpg (377.9 Кб, 68 просмотров)
Тип файла: jpg 07.jpg (77.4 Кб, 68 просмотров)
  Ответить с цитированием
Старый 29.01.2015, 00:30  
Поделиться
#3
В мире НК
Гость
 
Сообщений: n/a
По умолчанию


Рис. 8. Осциллограмма импульсов при малом отношении сигнал/шум

Для обеспечения хорошего разрешения сигнала от вершины трещины обычно используется сильно демпфированный ПЭП поперечных волн с рабочей частотой на 5 МГц и углом ввода 45° или 60°. До тех пор, пока сигнал от вершины трещины слаб, дефектоскоп должен работать в режиме радиосигнала. Такой режим позволяет облегчить наблюдение этого импульса при малом отношении сигнал/шум, как показано на рис. 8.

Би-модальная методика

Эта методика используется для определения размеров трещин с глубиной проникновения в диапазоне 30 - 70 % толщины изделия. При этом обычно применяется раздельносовмещенный ПЭП на частоту 3 МГц по методу «тандем». Этот ПЭП излучает передней пьезопластиной преломленную под углом в 50° продольную упругую волну и соответствующую сдвиговую волну (две моды волн), а задней пьезопластиной принимает отраженные от дефекта волны. Использование этого ПЭП реализует, по существу, комбинацию методики головных волн и методики дифракции от вершины трещины, описанной выше. Как и в случае применения методики дифракции от вершины трещины, дефектоскоп настраивается таким образом, чтобы сигнал от вершины трещины попадал на определенное деление шкалы экрана, и разделение различных мод волн отображается и используется в процессе оценки/измерения глубины развития трещины.

Методика измерения с использованием продольных волн с большим углом падения

Эта методика применяется для оценки размеров трещин с проникновением в изделие на глубину примерно 60 - 95 % толщины. Опять используется время распространения сигнала от вершины трещины для оценки глубины развития трещины. Дефектоскоп настраивается таким образом, чтобы сигналы, отраженные от трещин, близко расположенных к поверхности, отображались в первых нескольких делениях шкалы, а более глубоко залегающие трещины давали сигналы, расположенные в делениях с более высоким номером. Для осуществления этой методики измерения и оценки рекомендуются раздельносовмещеные ПЭП продольных волн с большим углом ввода.

Заключение

Наиболее важный момент этих методик заключается в их простоте и доступности. Как только станет известна картина распространения ультразвукового пучка, процессы выявления внутренних поверхностных трещин и оценки их размеров становятся вопросом настройки дефектоскопа и методики распознавания. Представленные методики используют оценку времени регистрации эхо-сигнала и не зависят от множества факторов, связанных с качеством акустического контакта ПЭП с изделием.
Изображения
Тип файла: jpg 08.jpg (86.9 Кб, 67 просмотров)
  Ответить с цитированием
Старый 29.01.2015, 04:41  
Поделиться
#4
admin
Администратор
 
Аватар для admin
 
Регистрация: 16.04.2012
Сообщений: 4,748
Благодарил(а): 76 раз(а)
Поблагодарили: 682 раз(а)
Репутация: 640
По умолчанию

Семеренко А.В. Поиск и оценка глубины развития поперечных трещин на внутренней поверхности листа. − В мире НК. – Сентябрь 2007 г. − № 3 (37). − С. 18−20. Статья любезно предоставлена редакцией журнала «В мире НК» (http://www.ndtworld.com). Наиболее точная и достоверная версия – в прикрепленном файле.
Вложения
Тип файла: pdf 37_18_20.pdf (1.76 Мб, 18 просмотров)
admin на форуме   Ответить с цитированием
Ответ
Похожие темы
Тема Автор Раздел Ответов Последнее сообщение
Одновременное предсказание величины остаточных напряжений и твердость В мире НК Статьи о дефектоскопии 4 24.09.2015 08:06
Диагностирование литых деталей тележек грузовых вагонов В мире НК Статьи о дефектоскопии 2 26.02.2015 08:52
Требования к неразрушающему контролю с точки зрения прочности В мире НК Статьи о дефектоскопии 3 11.12.2014 04:39
Опыт применения технологии цифровой радиографии в практике строительства и эксплуатац В мире НК Статьи о дефектоскопии 5 27.05.2014 13:38
НК как компонент стратегии минимизации рисков и затрат admin Статьи о дефектоскопии 3 28.01.2014 20:45


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: 07:30. 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