Проектирование промышленных ультразвуковых автоматизированных дефектоскопов - Дипломная работа

.2.2 Минимальная толщина листов, контролируемых методами прохождения 2.3 Сканирование при автоматическом ультразвуковом контроле листового прокатаРасслоения - это вытянутые в направлении прокатки плоскостные нарушения сплошности листа, расположенные приблизительно параллельно его граням на разных уровнях по толщине. Они имеют литейное происхождение, т.е. представляют собой раскатанные несплошности, встречающиеся внутри слитков: усадочные раковины, газовые пузыри, неметаллические включения и др. Расслоение характеризуется величиной его раскрытия (толщиной прослойки включения) и площадью в плоскости листа. Крупные включения приводят к появлению в листах весьма грубых несплошностей в виде многослойных расслоений, сопровождаемых большим числом многострочечных и одиночных мелких включений (рис.1.2). Помимо рассмотренных макродефектов структуры листов, которые видны на шлифе в отраженном свете невооруженным глазом, на травленых шлифах под микроскопом даже при небольших увеличениях обнаруживаются мелкие несплошности: рассеянные по объему металла микровключения, группы мелких пор и отдельные поры размером до 0,5 мм микротрещины на границах зерен металла и др.По ряду причин массовый сдаточный контроль листов, к качеству которых предъявляются высокие требования, предпочтительно осуществлять с использованием иммерсионного способа прозвучивания, при котором акустический контакт ультразвуковых преобразователей с контролируемым листом осуществляется через толстый слой иммерсионной жидкости. Поэтому применительно к контролю листового проката следует использовать два понятия о реальной чувствительности: по отношению к величине раскрытия расслоений и по отношению к их размерам в плоскости листов. Чтобы воспроизводить настройку дефектоскопа, обеспечивающую в определенных условиях необходимую реальную чувствительность контроля к величине раскрытия расслоений, используют понятие об условной чувствительности контроля. Степень пораженности металла несплошностями в плоскости листов по [4, 5] характеризуется показателями, связанными с понятием об условной, площади несплошности: площади участка листа, ограниченного условной границей несплошности. Условной границей называется геометрическое место положений центра преобразователя дефектоскопа в процессе сканирования листа, в которых амплитуда регистрируемого сигнала достигает величины, соответствующей заданной чувствительности контроля.Рассмотренные несплошности металла листов имеют разную структуру и поэтому неодинаково обнаруживаются ультразвуком. Грубые, несплошности типа многослойных расслоений и объемных засорений металла неметаллическими включениями значительно ослабляют ультразвуковые волны и поэтому легко обнаруживаются теневым методом. Чтобы повысить реальную чувствительность контроля к таким расслоениям при наличии помех, требуется оптимизация параметров акустического тракта дефектоскопа, которую осуществляют расчетным путем с помощью акустической модели расслоения. Наблюдаемые в эксперименте амплитудно-частотные зависимости коэффициентов отражения и звукопрозрачности расслоений удовлетворительно описываются моделью в виде плоскопараллельного слоя инородного вещества. Для стационарного волнового процесса коэффициенты звукопрозрачности и отражения такого слоя в зависимости от его волновой толщины описываются формулами Рэлея[6]: ; , (1.1) где ; и - удельные акустические сопротивления вещества слоя и металла листа.При проектировании дефектоскопа обеспечиваются заданные значения его характеристик, из которых основными являются: максимальная реальная чувствительность контроля к величине раскрытия расслоения - характеризует способность дефектоскопа обнаруживать в листах тонкие несплошности; максимальная реальная чувствительность к размерам расслоений в плоскости листов и точность регистрации условных размеров несплошностей - характеризуют возможность принятия однозначного решения о соответствии проконтролированного листа техническим условиям по ГОСТ 22727-88;Применению высокой условной чувствительности и, следовательно, достижению высокой реальной чувствительности при контроле теневым методам препятствует флуктуация амплитуд прошедших сигналов, которая обусловлена рассеянием волн на неровностях поверхности листов. Если регистрировать незначительное ослабление прошедших сигналов (использовать высокую чувствительность контроля), то флуктуационные уменьшения амплитуд будут фиксироваться как ложные дефекты, и контроль окажется практически невозможным. Определенное ограничение на применение высокой чувствительности контроля накладывается также неучитываемым ослаблением сигналов при прохождении через изогнутые участки листов.В этом случае, если в технических условиях на поставку листов обработка их поверхности специально не предусмотрена, такие листы контролируют по черновой шероховатой поверхности. Такие листы предварительно зачищают от окалины дробеструйной обработкой или шлифовальными кругами по всей поверхности на специальных станках. Таким образом, во всех случаях приходится прозв

План

Введение

1. ВНУТРЕННИЕ ДЕФЕКТЫ ЛИСТОВ И ИХ МЕТРИКА ПРИ УЛЬТРАЗВУКОВОМ КОНТРОЛЕ

1.1 Внутренние дефекты листов

1.2 Метрика внутренних дефектов

1.3 Акустическая модель протяженного расслоения

2. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЛИСТОВЫХ ПРОМЫШЛЕННЫХ ДЕФЕКТОСКОПОВ И СПОСОБЫ ИХ ОБЕСПЕЧЕНИЯ

2.1 Максимальная реальная чувствительность контроля к величине раскрытия расслоения

2.1.1 Влияние шероховатости поверхности листов при контроле теневыми методами

2.1.2 Влияние шероховатости поверхности листов - при контроле эхо-сквозным методом

2.1.3 Влияние шероховатости поверхности листов при контроле эхо-методом

2.1.4 Влияние непланшетности листового проката при ультразвуковом контроле

2.2 Минимальная толщина контролируемых листов

Введение

Одними из важнейших задач на современном этапе развития отечественной промышленности являются увеличение объемов и повышение качества толстолистового проката - основного конструкционного материала многоцелевого назначения.

Актуальность этих задач обусловлена, в первую очередь, необходимостью всемерной экономии металла. В нашей стране листовой прокат уже сейчас выпускается в больших количествах, однако потребности в нем народного хозяйства все время увеличиваются. Беспредельно наращивать выпуск металла по понятным причинам невозможно. Поэтому экономия металла вообще и проката, в частности, является актуальнейшей задачей современности.

Повышение качества проката - один из главных резервов экономии металла, так как это позволяет обеспечивать необходимую надежность изделий при уменьшении их металлоемкости. Распространенный недостаток листов - наличие в них внутренних дефектов, ослабляющих их прочность. Поэтому в комплексном решении задачи повышения качества проката значительное место отводится развитию дефектоскопии на металлургических заводах. Дефектоскопия не только преграждает путь некачественной продукции к потребителю; не менее важно и то, что она стимулирует совершенствование технологии производства. В конечном счете, это - главное для повышения качества выпускаемой продукции.

Организация неразрушающего контроля листового проката в больших масштабах требует новых технических средств - промышленных листовых высокопроизводительных автоматизированных дефектоскопов. В пособии рассматриваются методики расчета оптимальных параметров ультразвуковых систем автоматизированных средств контроля толстолистового проката, основанных на использовании основных методов ультразвуковой дефектоскопии.