14.04.20 942 Практическая работа: «УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ»

Отчет по работе должен содержать:

1. Номер работы, тему.

2. Цель работы, оборудование и материалы.

3. Ход работы. Выделенное жирным, оформить в тетрадь. Рис. 1, 2, 3 зачертить.

4. Вывод.

ТЕМА ЛПЗ №2: УЛЬТРАЗВУКОВОЙ МЕТОД КОНТРОЛЯ.

ЦЕЛИ: Приобрести навыки по оценке качества сварных швов ультразвуковым методом.

ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЛЫ:

1. Теоретическая часть.

2. Ультразвуковые дефектоскопы УД2-12 и УЗД-64.

3. Дефектоскопы ДУК-66П.

4. Методика контроля сварной точки

Вопросы для повторения:

1. Сущность ультразвукового метода контроля. [1], стр. 89

2. Физические основы ультразвукового метода контроля. [1], стр. 89

3. Методы ультразвукового контроля. [1], стр. 94

ХОД РАБОТЫ:

1. Основные понятия. Ультразвуковой контроль основан на использовании упругих колебаний частотой 0,5 – 25 МГц, распространяющихся в контролируемых изделиях. В процессе контроля излучения ультразвуковых колебаний от вибрирующих пластин (пьезокристалла) вводится в контрольный шов. При встрече с дефектом ультразвуковая волна отражается от него и улавливается другой пластиной, которая преобразует ультразвуковые колебания в электрические (рис. №1.).

Рис. 1. Ультразвуковой контроль:

а) – схема кош роли: 1 – генератор ультразвуковых колебаний, 2 – пьезокристаллический щуп, 3 – усилители, 4 – экран дефектоскопа;

б) – перемещение щупа по поверхности изделия.

Эти колебания после их усиления подаются на экран электронно-лучевой трубки дефектоскопа, которые в виде импульсов свидетельствуют о наличии дефектов.

При контроле пьезокристал, вмонтированный в призматический щуп перемещают вдоль шва по волнообразной линии. По характеру импульсов судят по протяженности дефектов и глубине их залегания.

Ультразвуковой контроль можно проводить при одностороннем доступе сварному шву без снятия усиления или предварительной обработке поверхностей шва.

Аппаратура для ультразвукового контроля состоит из исказителя, содержащего пьезопреобразователь для излучения и приёма ультразвуковых колебаний, электронного блока (собственно дефектоскопа) и различных вспомогательных устройств.

Электронный блок предназначен для генерирования зондирующих импульсов высокочастотного напряжения, для усиления и преобразования эхо сигнала, отраженных от дефектов, и наглядного отображения амплитудно-временных характеристик эхо сигналов на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ).

1. Ультразвуковые дефектоскопы УД2-12 и УЗД-64 обеспечивают обнаружение несплошностей в различных металлах или пластмассах теневым или эхо–методом.

Метод отраженного излучения применяется для поиска внутренних пороков металла, т. е. пороков, не выходящих на поверхность деталей. К внутренним порокам металлических деталей обычно относят: трещины, усадочные раковины, пористость, шлаковые включения и непровары в сварочных швах и т.п.

Метод отраженного излучения основан на свойстве ультразвуковых колебаний частотой выше 20000 Гц проникать вглубь твердого или жидкого тела и отражаться от границ раздела двух сред (воздух – металл, инородные включения – металл, жидкость – газ и т. д.).

Дефектоскопию методом отраженного излучения можно осуществить двумя способами: акустической тени и отраженного излучения.

При первом способе (рис.2, а) контролируемое изделие располагается между двумя индикаторами, один из которых посылает ультразвуковые колебания, а другой их принимает. Если у детали имеется дефект, то часть ультразвуковых колебаний отразится от него и не достигнет индикатора. Вследствие этого за дефектом образуется «акустическая тень».

Рис. 2. Схема ультразвуковой дефектоскопии

При втором способе (рис.2, б) оба индикатора располагаются на одной какой-либо стороне детали, а индикатор – приемник воспринимает лишь ультразвуковые колебания, отраженные от дефекта.

Способ акустической тени обладает сравнительно малой чувствительностью, поэтому большее распространение получил способ отраженного излучения с использованием импульсных ультразвуковых дефектоскопов.

Наиболее существенным достоинством дефектоскопии методом отраженного излучения является возможность выявления глубинных дефектов, как у отдельных деталей, так и у деталей, находящихся в сборочных единицах, независимо от материала, из которого они изготовлены. Например, можно выявить дефекты в осях колесных пар, шейках коленчатого вала, не снятого с дизеля, болтах крепления полюсов тягового электродвигателя, находящегося под тепловозом, и т. д.

Недостатком этого метода является необходимость изготовления «своего» индикатора для проверки каждого типа изделия, а иногда и отдельных его участков. Кроме того, метод отраженного излучения требует не только настройки дефектоскопа для проверки каждого типа изделия, но и знания особенностей работы аппаратуры и навыков по расшифровке дефектов.

1. Дефектоскопы ДУК-66П работают следующим образом. От синхронизатора тактовые импульсы подаются на генератор зондируют импульсов и запускают его.

При подаче запускающего импульса и контуре, состоящем из индуктивности, ёмкости, пьезопластины и накопительного конденсатора, возникают кратковременные свободные радиочастотные колебания (зондирующие импульсы).

Зондирующие импульсы возбуждают в пьезопластине ультразвуковые колебания соответствующей частоты. Одновременно тактовые импульсы синхронизатора попадают так же и на генератор ЭЛТ. Для прозвучивания металла различной толщины скорость развёртки может регулироваться.

Отражение от дефекта импульсы колебаний попадают на пьезопластину преобразовываются в ней в электрические сигналы, а затем попадают на экран ЭЛТ.

Горизонтальная развертка ЭЛТ является временной. Расстояние по развертке от зондирующего импульса до принятого сигнала пропорционально времени прохождения импульса от пьезопластины до дефекта и обратно.

Таким образом, зная скорость ультразвука и направление хода лучей, можно определить координаты дефектов или толщину изделия путём измерения этого времени с помощью подвижной П-образной метки глубиномера, называемой скос-рейсмусом. Погрешность координат не превышает 2 мм.

Отклонение луча на ЭЛТ в вертикальном направлении (высота импульса характеризует амплитуду применяемого сигнала и пропорционально величине дефекта).

Для измерения амплитуды предусмотрен специальный переключатель, помощью которого усилитель может быть непосредственно подключен генератору.

В дефектоскопе имеется так же автоматический сигнализатор дефектов предназначенный для звуковой или световой сигнализации дефектов.

1. Методика контроля сварной точки.

Для контроля сварной точки по методике МВТУ применяется специальный призматический щуп, на котором укреплены два пьезоэлемента. Один пьезоэлемент служит излучателем, второй — приемником.

Щуп устанавливается над сварной точкой согласно схеме рис. 2. Если точка сварена, то ультразвуковая энергия сквозь точку уходит в нижний лист соединения и не попадает на приемный пьезоэлемент. Если точка не сварена или имеет другие дефекты, энергия ультразвука отражается от дефектов и попадает на приёмный пьезоэлемент. На экране дефектоскопа появляется импульс.

Рис. 3. Схема прохождения ультразвука в сварной точке.

Порядок проведения контроля следующий:

1. Установить щуп не на сваренное место и отрегулировать высоту импульса на экране трубки в пределах 12—20 мм.

2. Установить щуп рядом с контролируемой точкой и перемещать его параллельно самому себе. Моменты исчезновения и последующего появления импульса, сигнализирующие о наличии литого ядра, отметить чертилкой. Расстояние между полученными отметками и есть фактический диаметр ядра точки с точностью ±0,5 мм.

3. Для проверки разрушить образцы и измерить фактический диаметр точки. Сопоставить полученные результаты.

ВЫВОД:

Контрольные вопросы:

1. Объяснить работу блок – схемы дефектоскопа.

2. Назначение эталонов при УЗ – контроле.

3. Область применения, преимущества и недостатки УЗ – контроля.

4. Чувствительность ультразвукового метода контроля сварных швов к выявлению дефектов.

Литература:

1. Овчинников В. В. Контроль качества сварных соединений – М: Aкадемия, 2017.

2. Овчинников В. В. Лабораторный практикум. Контроль качества сварных соединений – М: Aкадемия, 2017.

Используемые интернет ресурсы:

1. https://infourok.ru/metodicheskie-ukazaniya-po-prakticheskim-i-laboratornim-rabotam-pm-kontrol-kachestva-svarochnih-rabot-1119085.html

2. https://studfile.net/preview/4550911/page:5/

3. http://e.biblio.bru.by/bitstream/handle/1212121212/5712/_80_%28206%29_.pdf?sequence=1&isAllowed=y