Badanie ultradźwiękowe grubości elementów metalowych defektoskopem ultradźwiękowym



Podobne dokumenty
LABORATORIUM Z FIZYKI Ć W I C Z E N I E N R 2 ULTRADZWIĘKOWE FALE STOJACE - WYZNACZANIE DŁUGOŚCI FAL

Krzysztof Łapsa Wyznaczenie prędkości fal ultradźwiękowych metodami interferencyjnymi

Podstawy defektoskopii ultradźwiękowej i magnetycznej

Defektoskop ultradźwiękowy

LABORATORIUM METOD I TECHNIK BADAŃ MATERIAŁÓW

Defektoskopia ultradźwiękowa - wstęp

3. WYNIKI POMIARÓW Z WYKORZYSTANIEM ULTRADŹWIĘKÓW.

BEZDOTYKOWY CZUJNIK ULTRADŹWIĘKOWY POŁOŻENIA LINIOWEGO

Instrukcja użytkownika FAKOPP TIMER DO POMIARU PRĘDKOŚCI FAL ULTRADŹWIĘKOWYCH.

Badanie wytrzymałości elementu betonowego metodą sklerometryczną

LABORATORIUM POMIARY W AKUSTYCE. ĆWICZENIE NR 4 Pomiar współczynników pochłaniania i odbicia dźwięku oraz impedancji akustycznej metodą fali stojącej

4. Ultradźwięki Instrukcja

PL B1. INSTYTUT PODSTAWOWYCH PROBLEMÓW TECHNIKI POLSKIEJ AKADEMII NAUK, Warszawa, PL BUP 11/

Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

POLITECHNIKA POZNAŃSKA

BADANIA CECH KONSTRUKCYJNYCH WYTWORÓW Z TWORZYW POLIMEROWYCH METODĄ ULTRADŹWIĘKÓW. Tomasz Klepka

Badanie efektu Dopplera metodą fali ultradźwiękowej

Fale dźwiękowe - ich właściwości i klasyfikacja ze względu na ich częstotliwość. dr inż. Romuald Kędzierski

Defektoskopia ultradźwiękowa

Politechnika Śląska w Gliwicach Instytut Maszyn i Urządzeń Energetycznych Zakład Podstaw Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn Energetycznych

Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych Laboratorium Metrologii II. 2013/14. Grupa: Nr. Ćwicz.

ZJAWISKO PIEZOELEKTRYCZNE.

BADANIE PROSTEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO POMIAR NAPRĘŻEŃ

Badanie przebiegów falowych w liniach długich

Rok akademicki: 2015/2016 Kod: MIM IS-n Punkty ECTS: 5. Kierunek: Inżynieria Materiałowa Specjalność: Inżynieria spajania

TEMAT: OBSERWACJA ZJAWISKA DUDNIEŃ FAL AKUSTYCZNYCH

Instrukcja obsługi spektrometru EPR

Fale w przyrodzie - dźwięk

TEMAT: CZUŁOŚĆ CZUJNIKA INDUKCYJNEGO DLA RÓŻNYCH MATERIAŁÓW

Pomiar podstawowych parametrów liniowych układów scalonych

Fala na sprężynie. Projekt: na ZMN060G CMA Coach Projects\PTSN Coach 6\ Dźwięk\Fala na sprężynie.cma Przykład wyników: Fala na sprężynie.

Badanie przebiegów falowych w liniach długich

Projekt efizyka. Multimedialne środowisko nauczania fizyki dla szkół ponadgimnazjalnych. Rura Kundta. Ćwiczenie wirtualne. Marcin Zaremba

INSTRUKCJA OBSŁUGI MIERNIKA GRUBOŚCI LAKIERU MGL4 AUTO AL <> FE

EFEKT FOTOELEKTRYCZNY ZEWNĘTRZNY

BADANIA STRUKTURY MATERIAŁÓW. Publikacja współfinansowana ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Zestaw przedłużacza, 4K HDMI HDBaseT, 70 m

Zestaw przedłużacza, 4K HDMI HDBaseT, 100 m

CZUJNIK GAZU GS220 INSTRUKCJA OBSŁUGI

4.7 Pomiar prędkości dźwięku w metalach metodą echa ultradźwiękowego(f9)

LABORATORIUM INŻYNIERII MATERIAŁOWEJ

Ćwiczenie 9. Mostki prądu stałego. Program ćwiczenia:

Aby nie uszkodzić głowicy dźwiękowej, nie wolno stosować amplitudy większej niż 2000 mv.

WPŁYW OBRÓBKI TERMICZNEJ ZIEMNIAKÓW NA PRĘDKOŚĆ PROPAGACJI FAL ULTRADŹWIĘKOWYCH

I. Pomiary charakterystyk głośników

PL B1. Sposób badania przyczepności materiałów do podłoża i układ do badania przyczepności materiałów do podłoża

POMIARY TŁUMIENIA I ABSORBCJI FAL ELEKTROMAGNETYCZNYCH

ANALIZA WYKRYWALNOŚCI WAD POŁĄCZEŃ SPAWANYCH METODAMI ULTRADŹWIĘKOWĄ I MPM

Frialit -Degussit Ceramika tlenkowa

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 123: Półprzewodnikowe złącze p-n

WYZNACZANIE PRĘDKOŚCI DŹWIĘKU W WYBRANYCH MATERIAŁACH PRZY UŻYCIU KARTY CYFROWEJ DEFEKTOSKOPU ULTRADŹWIĘKOWEGO

d) Czy bezpiecznik 10A wyłączy prąd gdy pralka i ekspres są włączone? a) Jakie jest natężenie prądu płynące przez ten opornik?

Ultrasonograficzne mierniki grubości materiału. Seria MTG & PTG

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Konkurs fizyczny szkoła podstawowa. 2018/2019. Etap wojewódzki

Ultrasonograficzne mierniki grubości materiału. Seria MTG & PTG

Efekt fotoelektryczny

4.3 Wyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu metodą fali biegnącej(f2)

Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2)

(2) I = S (3) I. Cel ćwiczenia: zapoznanie ze sposobem wytwarzania i zastosowania ultradźwięków I PRACOWNIA FIZYCZNA. odb. pad

Bierne układy różniczkujące i całkujące typu RC

INSTRUKCJA OBSŁUGI MIERNIKA GRUBOŚCI LAKIERU MGL2 AL <> FE

SONDA ULTRADŹWIĘKOWA

Ćwiczenie 9. Mostki prądu stałego. Zakres wymaganych wiadomości do kolokwium wstępnego: Program ćwiczenia:

Ultrasonograficzne mierniki grubości materiału. Seria MTG & PTG

CHARAKTERYSTYKA AKUSTYCZNA STOPÓW METALI A SKŁAD CHEMICZNY

Fale akustyczne. Jako lokalne zaburzenie gęstości lub ciśnienia w ośrodkach posiadających gęstość i sprężystość. ciśnienie atmosferyczne

Szczegółowy rozkład materiału z fizyki dla klasy III gimnazjum zgodny z nową podstawą programową.

Badanie widma fali akustycznej

Ćwiczenie nr 25: Interferencja fal akustycznych

Ćwiczenie 4: Pomiar parametrów i charakterystyk wzmacniacza mocy małej częstotliwości REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

Ćwiczenie nr 123: Dioda półprzewodnikowa

Ćwiczenie 1. Parametry statyczne diod LED

E 6.1. Wyznaczanie elementów LC obwodu metodą rezonansu

POMIARY WYBRANYCH PARAMETRÓW TORU FONICZNEGO W PROCESORACH AUDIO

ZMIANA TREŚCI SPECYFIKACJI ISTOTNYCH WARUNKÓW ZAMÓWIENIA w postępowaniu nr ZP 1/WILiŚ/2012, CRZP 4/002/D/12

Ultrasonograficzne mierniki grubości materiału. Seria MTG & PTG

MULTIMETR CYFROWY TES 2360 #02970 INSTRUKCJA OBSŁUGI

MODEL: UL400. Ultradźwiękowy detektor pomiaru odległości, metalu, napięcia i metalowych kołków INSTRUKCJA OBSŁUGI

Wykonawcy: Data Wydział Elektryczny Studia dzienne Nr grupy:

J Wyznaczanie względnej czułości widmowej fotorezystorów

WYZNACZANIE PRĘDKOŚCI DŹWIĘKU METODĄ QUINCKEGO I KUNDTA

POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT FIZYKI LABORATORIUM FIZYKI KRYSZTAŁÓW STAŁYCH. ĆWICZENIE Nr 2. Badanie własności ferroelektrycznych soli Seignette a

Mikroprocesorowy miernik czasu

1. Po upływie jakiego czasu ciało drgające ruchem harmonicznym o okresie T = 8 s przebędzie drogę równą: a) całej amplitudzie b) czterem amplitudom?

MOMENT MAGNETYCZNY W POLU MAGNETYCZNYM

CZUŁOŚĆ BADANIA ULTRADŹWIĘKOWEGO wg EN Sławomir Mackiewicz Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN ul. Świętokrzyska 21, Warszawa

II. Badanie charakterystyki spektralnej źródła termicznego promieniowania elektromagnetycznego

MIERNIK ROZPŁYWU PRĄDU MRP ZA1110/B

12.Opowiedz o doświadczeniach, które sam(sama) wykonywałeś(aś) w domu. Takie pytanie jak powyższe powinno się znaleźć w każdym zestawie.

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

MATERIAŁY KONSTRUKCYJNE

Czujnik ultradźwiękowy serii DBK 4+

BADANIE PROSTEGO I ODWROTNEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO I JEGO ZASTOSOWANIA

Kalibracja czujnika temperatury zestawu COACH Lab II+. Piotr Jacoń. K-5a I PRACOWNIA FIZYCZNA

BADANIA NIENISZCZĄCE I ICH ODPOWIEDZIALNOŚĆ A BEZPIECZEŃSTWO TRANSPORTU SZYNOWEGO Badanie ultradźwiękowe elementów kolejowych

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL

Zaawansowane metody ultradźwiękowej kontroli wybranych podzespołów mechanicznych

Ćwiczenie 2. Badanie strat odbiciowych i własnych wybranych patchcordów światłowodowych. LABORATORIUM OPTOELEKTRONIKI

Transkrypt:

Badanie ultradźwiękowe grubości elementów metalowych defektoskopem ultradźwiękowym 1. Badania nieniszczące wprowadzenie Badania nieniszczące polegają na wykorzystaniu nieinwazyjnych metod badań (bez zniszczenia materiału) w celu określenia integralności materiału, składnika lub jego struktury bądź też wyznaczenia charakterystycznych właściwości obiektu, np. sprawdzenie stanu i jakości spawów bądź kontrola grubości elementów poddanych działaniu czynników wywołujących korozję. Wykorzystując badania nieniszczące możliwe jest określenie: wewnętrznych oraz zewnętrznych defektów makroskopowych, cech geometrycznych, struktury oraz składu materiału, niektórych właściwości fizycznych. Rys. 1. Podział badań stosowanych w defektoskopii 1

2. Ultradźwięki podstawy fizyczne Ultradźwięki są to fale akustyczne o częstotliwości wyższej niż 16 khz tj. przekraczającej górny próg słyszalności człowieka i niższej od 100 MHz. Ultradźwięki znalazły szczególne zastosowanie w badaniach nieniszczących, podczas których wykorzystuje się wpływ własności sprężystych i jednorodności struktury materiału na rozchodzenie się fal ultradźwiękowych. Rozchodząca się fala dźwiękowa na granicy dwóch ośrodków ulega częściowemu odbiciu oraz częściowemu przenikaniu. Rys. 2. Odbicie i przenikanie fali na granicy dwóch ośrodków 3. Badania ultradźwiękowe ogólna charakterystyka Badania ultradźwiękowe opierają się na obserwacji natężenia i zmian kierunku fal ultradźwiękowych w badanym materiale (w zakresie od 20 khz do 15 MHz) oraz na pomiarach czasu przejścia fal przez materiał. W ten sposób można badać wszelkiego rodzaju materiały, tj. metale, ciecze i gazy. Wymienione metody znajdują szczególnie zastosowanie między innymi do badania złączy spawanych, materiałów hutniczych, części maszyn, pomiarów grubości i innych. 2

Zalety badań ultradźwiękowych: możliwość badania niezwykle grubych lub długich elementów - w przypadku zastosowania metody ultradźwiękowej, maksymalna długość, przez którą możliwe jest przepuszczenie ultradźwięków, maleje wraz ze wzrostem częstotliwości oraz pochłaniania i wynosi nawet ponad 10 metrów, uniwersalność i skuteczność, szybkość badania, bezpośredniość wyników, gwarancja precyzyjnego zlokalizowania wad wewnętrznych i zewnętrznych. Badania ultradźwiękowe są także najtrudniejszą metodą badań nieniszczących. Ich przeprowadzenie wymaga od osoby przeprowadzającej badanie dużej wiedzy teoretycznej popartej jednocześnie dużym doświadczeniem. Zespół przeprowadzający badania ultradźwiękowe zobowiązany jest posiadać odpowiednie kwalifikacje. Rys. 3. Podział podstawowych metod badawczych wykorzystywanych w badaniach ultradźwiękowych W metodzie echa wykorzystuje się zjawisko odbicia fali padającej na wadę materiałową np. pęknięcie, pęcherze powietrza, wtrącenie niemetaliczne itp. Odbicie następuje od granicy utworzonej przez ośrodek oraz wadę. Jeżeli w badanym ośrodku wystąpi zjawisko odbicia fal, można wnioskować o występowaniu nieciągłości czyli wady. Ponadto, w przypadku dokonania pomiaru czasu, jaki upływie od chwili wysłania fali w badany ośrodek do chwili powrotu fali odbitej od nieciągłości, przy wykorzystaniu prędkości rozchodzenia się fali, można znaleźć drogę przebytą przez falę. W ten sposób 3

możliwe jest wykrycie i zlokalizowanie wady materiałowej występującej w ośrodku ciągłym. W metodzie cienia badacz posługuje się dwoma przetwornikami, jednym jako źródłem ultradźwięków z jednej strony badanego materiału, a drugim jako odbiornikiem z drugiej strony. Każda nieciągłość na drodze fal ultradźwiękowych odbija je tworząc za sobą cień, co powoduje osłabienie natężenia fal przechodzących przez obszar z wadą. Metoda cienia nadaje się szczególnie do badania cienkich ciał, takich jak blachy, rurki, druty o grubości do 50 mm. Niestety wadą tej metody jest niemożność stwierdzenia głębokości, na jakiej znajduje się wada. Metoda rezonansu oparta jest podobnie jak metoda echa na zjawisku odbicia fal ultradźwiękowych od nieciągłości, czyli wady badanego materiału. Niemnie jednak, podczas gdy w metodzie echa odbicie od wady obserwuje się oddzielnie od obrazu fal wysyłanych, to w metodzie rezonansowej zauważa się nałożenie się na siebie fal padających i odbitych. 4. Tok postępowania przy badaniu grubości elementów stalowych defektoskopem ultradźwiękowym Zestaw pomiarowy składa się z: defektoskopu ultradźwiękowego DI 4P firmy INCO Warszawa, zasilacza sieciowego DI 4P, głowicy piezokwarcowej wraz z przewodem zasilającym, dwóch próbek przeznaczonych do kalibracji urządzenia pomiarowego: stalowej i duraluminiowej, żelu sprzęgającego, suwmiarki elektronicznej, dwóch próbek (stalowej i duraluminiowej ) do badania grubości. 4

Rys. 4. Defektoskop ultradźwiękowy 1. Przygotowane zestawu pomiarowego: połączyć czarny przewód zasilacza sieciowego z gniazdem zlokalizowanym w tylnej części defektoskopu, podłączyć jasny przewód zasilający zasilacza do gniazda sieciowego, podłączyć przewód głowicy do gniazda S defektoskopu, włączyć zasilacz sieciowy (czerwony przycisk), włączyć defektoskop (czerwony przycisk włącz/wyłącz). Rys. 5. Widok tylnej strony defektoskopu ultradźwiękowego 5

Rys. 6. Zasilacz DI-4P Rys. 7. Głowica piezokwarcowa wraz z przewodem zasilającym Rys. 8. Wyjście do instalowania przewodu głowicy piezokwarcowej (S). Uwagę zwraca dioda zasilania (B) 6

2. Kalibracja urządzenia: rozprowadzić żel sprzęgający na powierzchni górnej próbki kalibracyjnej, przyłożyć głowicę do powierzchni badanej próbki, ustawić odpowiednią skalę badania dla próbki stalowej jest to 5 cm, dla próbki duraluminiowej 10 cm, na ekranie defektoskopu ustalić odległość pomiędzy drugim i trzecim echem na 3 cm w przypadku kalibracji dla próbki stalowej oraz na 5 cm w przypadku próbki duraluminiowej, kalibracji dokonuje się dostosowując prędkość fali ultradźwiękowej pokrętło prędkość fali. Rys. 9. Próbka kalibracyjna stalowa (wysokość próbki: 30 mm) Rys. 10. Próbka kalibracyjna duraluminiowa (wysokość próbki: 50 mm) 7

Rys. 11. Panel sterowania widok strony prawej Rys. 12. Panel sterowania, widok strony lewej przyciski wzmocnienia fali 8

Rys. 13. Schemat powstawania ciągu impulsów od dna próbki P próbka, K przetwornik piezokwarcowy, S przewód doprowadzający napięcie, A impuls elektryczny nadajnika, 1 4 kolejne echa dna na ekranie defektoskopu 3. Badanie próbki: rozprowadzić na powierzchni badanej próbki żel sprzęgający, przyłożyć głowicę, odczytać odległość pomiędzy drugim i trzecim echem z uwzględnieniem odpowiedniej skali, dokonać trzech pomiarów w różnych punktach powierzchni górnej próbki wyniki wpisać w odpowiednie miejsce w tabeli, odczytać odległość pomiędzy trzecim i czwartym echem z uwzględnieniem odpowiedniej skali, dokonać trzech pomiarów w różnych punktach powierzchni górnej próbki wyniki wpisać w odpowiednie miejsce w tabeli, wykonać obliczenia. UWAGA! Badanie przeprowadzamy dla próbki stalowej po wcześniejszym skalibrowaniu urządzenia z wykorzystaniem stalowej próbki kalibracyjnej, analogicznie postępujemy w przypadku próbki duraluminiowej powtarzając postępowanie opisane w punktach 2 i 3. 9

4. Pomiar suwmiarką Pomiar grubości należy uzupełnić kontrolnym pomiarem wykonanym przy pomocy suwmiarki elektronicznej. Rys. 14. Suwmiarka elektroniczna Literatura: 1. Filipczyński L., Pawłowski Z.: Ultradźwiękowe badania materiałów materiały na kurs SITMP. Wydawnictwo INCO, Warszawa 1962 2. Obraz J.: Ultradźwięki w technice pomiarowej. Wydawnictwo WNT, Warszawa 1983 3. Śliwiński A.: Ultradźwięki i ich zastosowanie. Wydawnictwo WNT, Warszawa 2001 4. Rojek B., Korneta A.: Tor akustyczny i elektryczny defektoskopu ultradźwiękowego XIV Seminarium Nieniszczące Badania Materiałów. Zakopane, 4-7 marca 2008 5. Politechnika Warszawska, Wydział Fizyki: Laboratorium Fizyki II p. Ultradźwiękowe Badanie Materiałów Opracowanie: mgr inż. J. Jakóbczyk mgr inż. A. Ulaszek 10