Неразрушающий контроль физико-механических свойств контролируемых объектов с помощью акустического метода

Акустический метод неразрушающего контроля основан на измерении частот собственных колебаний (далее ЧСК) контролируемых материалов и изделий. 
Метод измерения ЧСК изделий и специально подготовленных образцов применяется для оценки физико-механических свойств раз­личного рода материалов, в первую очередь, неметаллических материалов с большим затуханием акустических волн, для которых применение традици­онных методов УЗК затруднено или во­обще невозможно. Это изделия из керамических, полимерных и композиционных материалов; изделия с поверхностью, затрудняющей ввод ультразвуковых колебаний - чугунное литье.

Звук-130 купить по цене производителя«Звук-130»

 

Основные области практического применения акустического метода путём измерения ЧСК:

  • контроль шлифовального инструмента, отрезных кругов любого диаметра, малогабаритных инструментов диаметром 8 мм и менее, для определе­ния физико-механических свойств кото­рых не могут быть использованы тради­ционные методы контроля твердости;
  • контроль огнеупорных и строительных изделий;
  • контроль углеграфитовых изделий;
  • контроль заготовок из чугуна разных марок;
  • контроль изделий из высокопрочной керамики и синтетических сверхтвер­дых материалов;
  • контроль частот собственных колеба­ний турбинных лопаток;
  • диагностика состояния зданий и строи­тельных конструкций;
  • определение упругих констант (моду­лей упругости, коэффициента Пуассона и др.) изделий различной формы из различных материалов;
  • подбо­р комплектов изделий с заданными физико-механическими свойствами;
  • возможно применение данного метода для решения задач дефектоскопии различ­ного рода литья; изделий, используемых на железнодорожном транспорте (ж/д колеса и оси, подвесная арматура кон­тактной сети); для контроля состояния деревянных опор линий электропередач, для определения плотности древесины при оперативном таможенном контроле.

Наиболее широкое применение находят специализированные измерители ча­стот собственных колебанийтипа «Звук» различных модификаций. Работа приборов типа «Звук» основана на методе свобод­ных колебаний и на методе вынужденных колебаний (резонансный метод). Предусмотрено программное обеспечение, не­обходимое для расчета упругих констант и анализа спектра ЧСК при контроле изделий различных форм и размеров.

При­боры нового поколения «Звук-130» и «Звук-203М» выполняют анализ спектра ЧСК разнокалиберных заготовок и из­делий непосредственно в условиях их производства или эксплуатации. В прибо­рах типа «Звук» предусмотрено получение конечного результата измерений в следующих фор­мах: ЧСК (f), скорость звука (Cl), модуль Юнга (Е). Возможно получение других физико-механических характе­ристик изделий при условии введения соответствующих корреляционных зави­симостей.

Для удобства эксплуатации при­боров в промышленных условиях и осуществления сортировки контроли­руемых изделий предусмотрено получение результата в виде звуковых индексов (ЗИ) - града­ций скорости звука Cl с шагом 200 м/с. ЗИ обозначается нечетным двухзначным числом, умножение которого на 100 дает среднее для данной градации значение скорости звука Cl, м/с.

Звук 203М купить по цене производителя

 «Звук-203М»

Работа прибора «Звук-203М» основана на методе свободных колебаний. Частотный диапа­зон прибора (22 Гц - 17,4 кГц) позво­ляет контролировать изделия в широком диапазоне размеров: от 20-50 см до нескольких метров. Колебания в изделии возбуждаются уда­ром с помощью молотка или специаль­ного ударника, а в качестве приемника колебаний используется встроенный в корпус прибора микрофон. Возможно также подключение внешнего микрофо­на или пьезоэлектрического датчика.

Прибор «Звук-130» реализует метод вынужденных колебаний (резонансный метод). Частотный диапазон прибора от 0,5 до 500 кГц позволяет контролировать малогабаритные изделия с размерами от 3 мм и менее, контроль физико-механических свойств которых в настоящее время никакими другими методами не производится.

Работой приборов управляет специальная про­грамма, по которой производится рас­чет ожидаемого спектра ЧСК контроли­руемого изделия и выбор условий из­мерения для конкретных типоразмеров изделий различных форм и размеров. Результаты контроля выводятся на экран монитора в графическом ицифровом виде.

Применение приборов типа «Звук»

 

Контроль физико-механических свойств абразивных изделий самого широкого диапазона размеров и геометрической формы от 3 до 1200 мм, позволяет быстро получать конечный результат контроля, усредненный по все­му изделию. Применительно к контролю абразив­ных изделий в России такие методики разработаны для большинства типораз­меров шлифовальных инструментов на всех видах связок (керамическая, баке­литовая, вулканитовая) и их применение регламентировано Государственным стандартом ГОСТ Р 52710-2007 «Инструмент абразивный. Акустический метод контроля твердости и звуковых ин­дексов по скорости распространения аку­стических волн» (ранее - ГОСТ 25961-83 «Инструмент абразивный. Акустический метод контроля физико-механических свойств»).

Контроль огнеупорных и строитель­ных изделий основан на наличии корре­ляционной связи между ЧСК и ха­рактеристиками изделий: прочность, плотность, пористость и т. п. Применение метода регламентирова­но ГОСТ-25714-83 «Контроль неразрушающий. Акустический звуковой метод определения открытой пористости, ка­жущейся плотности, плотности и предела прочности при сжатии огнеупорных изде­лий».

Контроль углеродных и углеграфитовых изделий основан на наличии кор­реляционной связи между результатами акустического контроля и харак­теристиками изделий: прочность, плотность и удельное электросопротив­ление. Метод может быть использован при выходном и входном контроле физико-механических свойств углеродных и углеграфитовых изделий: подовых блоков ванн электролизеров и углеграфитовых электродов, исполь­зуемых в электрометаллургии при про­изводстве алюминия и других металлов. Применение метода позволяет опера­тивно проводить сплошной 100-процент­ный контроль изделий в партии и подбирать комплекты изделий, например, для ванн электролизеров, с одинаковы­ми заданными физико-механическими свойствами.

Контроль отливок из чугуна осно­ван на наличии корреляционной свя­зи между скоростью распространения акустических волн (скоростью звука) и характеристиками изделия: твердость по Бринеллю, прочность и содержание шаровидного графита. Применение метода измерения ЧСК с применением приборов типа «Звук» даёт возможность оперативно опреде­лять эти характеристики на заготовках конфорок электроплит, деталей силовых агрегатов - дисков сцепления, махови­ков и т. п. до их механической обработ­ки без специальной подготовки поверх­ности, необходимой при проведении УЗК.

Контроль изделий из высокопроч­ной керамики и синтетических высо­котвердых материалов.Установлены корреляционные зависимости между упругими характеристиками (скоростью Ñl, коэффициентом Пуассона), твердо­стью, плотностью, а также эксплуатаци­онными показателями (износостойко­стью и прочностными характеристиками) изделий из высокопрочной керамики на основе корунда, карбида кремния, кар­бида бора, кубического нитрида бора и т. п. с различными добавками. Такие изделия используются для изготовления режущих пластин, износостойких дета­лей, элементов органокерамической брони.

Контроль строительных конструкций, зданий и сооружений в настоящее время становится весьма актуальной пробле­мой в связи с большим количеством зда­ний и сооружений, требующих ремонта, реконструкции или реставрации, а также необходимостью оценки состояния экс­плуатируемых и вводимых в эксплуата­цию зданий и сооружений. Возможность оперативной экспериментальной оцен­ки технического состояния и остаточного ресурса таких объектов по ЧСК может обеспечиваться различными видами экспериментальных обследований объ­ектов контроля.

Дефектоскопия изделий. Акусти­ческий контроль, основанный на изме­рении ЧСК, дает интегральную оценку всего объема изделия. Однако обыч­но наличие нарушений целостности структуры изделия и наличие в нем де­фектов приводит к понижению ЧСК и соответствующего значения Cl ниже некоторого заранее определенного зна­чения и к изменению спектра ЧСК, т. е. изменению соотношения между ЧСК раз­ных видов колебаний. 
Возможно обнаружение различного рода дефектов струк­туры углеродных изделий - в чугунных отливках типа «шапка изоля­тора», в де­ревянных опорах линий электропередач и т.п.
Для некоторых типов углеграфитовых и керамических изделий обнаружено из­менение значений ЧСК при многократ­ных циклических термонагружениях, что показывает возможность использования результатов контроля для оценки ресурса изделия с целью своевременного вывода его из эксплуатации и предотвращения аварийных ситуаций.

Пожалуйста введите ваши данные


Нажимая на кнопку "Отправить" вы даете свое согласие на обработку Ваших персональных данных, см. Политика конфиденциальности

Обратная связь




Код проверки

Нажимая кнопку "Отправить" вы даете свое согласие на обработку Ваших персональных данных, см. Политика конфиденциальности