Ультразвуковые методы неразрушающего контроля - Реферат

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Бийский Технологический Институт (филиал) Кафедра «Методы, средства измерения и автоматизации»Согласно ГОСТ 18353-79 в основу классификации методов неразрушающего контроля положены физические процессы взаимодействия физического поля или вещества с объектом контроля . С точки зрения физических явлений, на которых они основаны, выделяют девять видов неразрушающего контроля: магнитный, электрический, вихретовый, радиоволновой, тепловой, оптический, радиационный, акустический и проникающими веществами. Например, наличие несплошности вызывало изменение прошедшего через нее излучения или проникновение в нее вещества.Как известно, в зависимости от частоты упругие волны подразделяют на инфразвуковые (с частотой до 20 Гц), звуковые (от 20 до 2?104 Гц), ультразвуковые (от 2?104 до 109 Гц) и гиперзвуковые (свыше 109 Гц). Акустические (упругие) волны - распространяющиеся в упругой среде механические возмущения (деформации). Упругие волны могут возникать в любой среде - твердой, жидкой и газообразной. Эти колебания передаются соседним частицам, которые также начинают колебаться, затем колебания передаются все новым и новым частицам и в среде возникает упругая волна. В зависимости от упругих свойств среды в ней могут возникать упругие волны различных видов, отличающиеся направлением смещения колеблющихся частиц.В практике ультразвуковой дефектоскопии металлов применяются ультразвуковые колебания (УЗК) частотой от 0.5-0.8 до 10.0 МГЦ. Наибольшее распространение получили пьезоэлектрические преобразователи, в которых активным элементом являются пьезоэлементы, изготовленные из монокристалла кварца или пьезокерамических материалов - титаната бария, цирконат-титаната свинца и других (ГОСТ 13927-74). Амплитуда колебаний пьезоэлемента зависит от напряжения на электродах и соотношения частоты переменного напряжения и собственной частоты колебаний пьезоэлемента будет при резонансе, когда собственная частота его колебаний совпадает с частотой возбуждающего переменного напряжения.Половина угла раствора при вершине конуса, в котором почти полность концентрируется генерируемая излучателем энергия, может быть определена из соотношения sinq=1.22l/D, где q - угол между осью пучка УЗК и крайним лучом. Однако в пределах этого конуса интенсивность ультразвука неодинакова: она уменьшается по направлению от оси пучка к периферии. Это свойство излучателя характеризуется его диаграммой направленности, представляющей собой полярную диаграмму изменения звукового поля (интенсивности или давления) в зависимости от направления. Если размеры излучателя больше длины волны, то излучаемая энергия концентрируется преимущественно по одному направлению, совпадающему с направлением нормали к излучаемой поверхности. Для некоторых простейших случаев могут быть рассчитаны характеристики направленности излучателей.По мере удаления от излучателя амплитуда колебаний частиц постепенно убывает.Если продольная волна, распространяющаяся в некоторой среде I, встречает на своем пути среду II с другими акустическими свойствами, то часть энергии отражается от границы раздела в первой среде, а оставшаяся часть проходит в новую среду. Пусть плоская упругая продольная волна, распространяясь со скоростью CI в однородной среде с плотностью RI , доходит до границы со второй средой с плотностью RII и скоростью распространения CII . Условимся углом n падения ультразвукового луча называть угол, образованный лучтом и нормалью к поверхности в точке падения луча. Если упругая волна падает перпендикулярно на плоскую границу раздела двух сред (a=0), то часть ее энергии переходит во вторую среду, а часть отражается в первую, причем проходящая и отраженная волны будут того же вида, что и волна падающая, и направлены также перпендикулярно к границе раздела (рис. Если продольная упругая волна L падает на границу раздела двух твердых сред под углом, отличным от прямого, то отраженная и прошедшая волны преломляются и трансформируются на продольные L?L? и сдвиговые S?S? волны, распространяющиеся в первой и второй средах под различными углами (рис.При данном виде неразрушающего контроля регистрируют упругие волны, параметры которых тесно связаны с такими свойствами материалов, как упругость, плотность, анизотропия и другие. Акустические свойства твердых материалов и воздуха настолько сильно отличаются, что акустические волны отражаются от тончайших зазоров (трещин, непроваров) шириной 10-6 - 10-4 мм. Этот вид контроля применим ко всем материалам, достаточно хорошо проводящим акустические волны: металлам, пластмассам, керамике, бетону и т.д. По характеру взаимодействия с объектом различают пассивный и активный методы.

Содержание

Введение

1. Природа ультразвука

2. Генерирование ультразвуковых волн

3. Распространение ультразвуковых волн

4. Отражение и преломление УЗК на границе двух сред

5. Акустический вид неразрушимого контроля

6. Сущность ультразвуковой дефектоскопии эхо - методом

7. Методика ультразвукового контроля

7.1 Выбор частоты УЗК

7.2 Ввод и прием ультразвуковых волн

7.3 Мертвые зоны и способы их сокращения

7.4 Преобразователи

7.5 Эталонирование чувствительности ультразвукового контроля

Библиографический список