Методика неразрушающего акустического контроля качества огнеупорных изделий с использованием прибора "Звук-203М"

Данное руководство предназначено для контроля физико-механических свойств огнеупорных изделий по результатам измерения частот собственных колебаний ЧСК и (или) приведенной скорости распространения акустических волн Cl прибором "ЗВУК-203М" (ТУ 4276-077-0224450-99). Изделия должны соответствовать ГОСТ 11586-69.

  «Звук-203М»

 

ОТКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО

"Научно-производственный комплекс "Абразивы и шлифование"

(ОАО "НПК "Абразивы и шлифование")

 

 

УТВЕРЖДАЮ

Генеральный директор

________________С. В. Гордеев

" "_______________2004 г.

 

Методика неразрушающего акустического контроля качества огнеупорных изделий с использованием прибора типа "Звук-203М".

 

 

Заведующий ОНК И. Б. Московенко

Старший научный сотрудник Л. Я. Славина

 

 

Санкт-Петербург, 2004 г.

 

Прибор "ЗВУК-203М" с помощьюакустического метода позволяет проводить:

  • качественный неразрушающий контроль изделий из различных технологических партий,
  • оценивать пористость изделий,
  • плотность и прочность огнеупорных изделий по заранее определенным корреляционным зависимостям,
  • осуществлять подбор комплектов изделий с близкими или заданными свойствами.
  •  

Таблица 1. Огнеупорные изделия, подлежащие контролю

 

 

Наименование

 

Форма

Основные размеры, мм

а

б

в

г

д

1.

Трубка сифонная

70х300

Стержень квадратного сечения с осевым отверстием

100

100

300

(312)

50

 

2.

Трубка сифонная

70х250

Стержень квадратного сечения с осевым отверстием

100

100

250

(262)

50

 

3.

Звездочка С-62

Фасонное изделие

260

115

115

50

 

4.

Звездочка С-33

Фасонное изделие

260

115

115

50

 

5.

Воронка С-3

Конус с отверстием

320

270

150

90

300

6.

Трубка центровая С-8

Цилиндр с осевым отверстием

150

300

(315)

90

 

 

7.

Трубка сифонная концевая 85х300

Стержень квадратного сечения с осевым и угловым отверстием

100

100

300

(312)

50

50

1. ВОЗМОЖНОСТИ ПРИБОРА "ЗВУК-203М"

- Измерение частоты собственных колебаний изделий с цифровой индикацией результата измерения в Гц;

- Определение скорости Сl с цифровой индикацией результата в м/с;

- Определение звукового индекса (ЗИ);

- Определение степени твердости абразивных инструментов в буквенном обозначении по ГОСТ 18118-79 или принятом зарубежными фирмами (латинские буквы) при контроле твердости абразивных кругов (при контроле огнеупорных изделий не используется).

- Акустический контроль качества осуществляется по значению одного из перечисленных параметров: fi, Cl, ЗИ.

2 . МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ

Определение физико-механических характеристик материала основано на связи частот собственных колебаний изделий со скоростью распространения акустических волн в материале, из которого они изготовлены.

Известно, что

fi=Fi.Cl , (1)

где fi - частота собственных колебаний определенного вида (i);

Fi - коэффициент формы, зависящий от формы и размеров изделий, коэффициента Пуассона, а также от вида колебаний;

Cl = - скорость распространения упругих колебаний в бесконечно длинном стержне, изготовленном из такого же материала, что и материал контролируемого изделия; используется как выходной параметр контроля;

Е - модуль Юнга;

r - плотность материала изделия.

Параметр Cl - приведенная скорость распространения акустических волн (определение по ГОСТ 25961-83) - связан с пористостью, кажущейся плотностью и прочностью огнеупорных изделий, а также с их технологическими и эксплуатационными свойствами. Для удобства использования параметр Cl может быть пронормирован в виде звуковых индексов ЗИ с шагом 200 м/с. Обозначение ЗИ по ГОСТ 25961-83 "Инструмент абразивный. Акустический метод контроля физико-механических свойств" представлено в таблице 2.

Таблица 2. Обозначения интервалов (звуковых индексов) приведенной скорости распространения акустических волн Cl.

Звуковой индекс, ЗИ

Интервал значений Cl, м/с

Звуковой индекс, ЗИ

Интервал значений Cl, м/с

1.

17

От 1600 до 1800

13.

41

Св. 4000 до 4200

2.

19

св. 1800 " 2000

14.

43

св. 4200 " 4400

3.

21

" 2000 " 2200

15.

45

" 4400 " 4600

4.

23

" 2200 " 2400

16.

47

" 4600 " 4800

5.

25

" 2400 " 2600

17.

49

"

 

00 " 5000

6.

27

" 2600 " 2800

18.

51

" 5000 " 5200

7.

29

" 2800 " 3000

19.

53

" 5200 " 5400

8.

31

" 3000 " 3200

20.

55

" 5400 " 5600

9.

33

" 3200 " 3400

21.

57

" 5600 " 5800

10.

35

" 3400 " 3600

22.

59

" 5800 " 6000

11.

37

" 3600 " 3800

23.

61

" 6000 " 6200

12.

39

" 3800 " 4000

24.

63

" 6200 " 6400

 

Метод измерения ЧСК основан на возбуждении свободных колебаний в контролируемом изделии механическим ударом с последующим выделением отдельных составляющих спектра частот. Определение приведенной скорости распространения акустических волн Cl производится путем расчета с учетом формы и геометрических размеров изделия.

- Для изделий, близких по форме к стержню, измеряется частота изгибных колебаний fизг.

- Для цилиндров с осевым отверстием - частота плоских колебаний fd с двумя узловыми диаметрами.

- Для изделий, по форме диска, удобно измерять частоту f1, соответствующую изгибным колебаниям с двумя узловыми диаметрами, или частоту f2, соответствующую изгибным колебаниям с одной узловой окружностью.

Формы колебаний изделий на частотах fизг, f1, f2 и fd

 

 

   

fизг f1

f2

fd

- - - узловые линии (линии, на которых колебания отсутствуют)

-. -. положение средней линии через полпериода колебаний

+ движение вверх

- движение вниз

3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ И УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1. При выполнении измерения должны соблюдаться требования безопасности в соответствии с указаниями ГОСТ 22261-82 (раздел 2) и "Правилами техники безопасности эксплуатации электроустановок потребителей", утвержденных Госэнергонадзором.

3.2. К работе с прибором допускаются лица, прошедшие инструктаж по технике безопасности и изучившие паспорт прибора "ЗВУК-203М".

3.3. Необходимые рабочие условия для эксплуатации прибора "ЗВУК-203М" (группа 2 ГОСТ 22261-82):

- температура окружающей среды - от 10° до 35°C;

- относительная влажность воздуха - 80% при 25°C;

- атмосферное давление от 84 до 106,7 кПа (630-800 мм.рт.ст.).

4. ПОДГОТОВКА ПРИБОРА К ВЫПОЛНЕНИЮ ИЗМЕРЕНИЙ

Подготовить прибор "ЗВУК-203М" к работе в соответствии с паспортом:

4.1. Перед включением прибора следует произвести внешний осмотр, при котором проверяются:

- комплектность;

- отсутствие внешних механических повреждений;

- состояние соединительных кабелей.

4.2. При работе прибора в автономном режиме установить аккумуляторы в батарейный отсек, расположенный на задней панели прибора, для чего снять крышку и разместить аккумуляторы в соответствии с маркировкой на корпусе прибора и аккумуляторов, завинтить крышку. При необходимости провести заряд аккумуляторов по п.7.3. паспорта прибора.

4.3. При работе прибора от сети или/и необходимости заряда аккумуляторов подключить сетевой адаптер к прибору (разъем слева внизу) и установить его в розетку сети напряжением 220В. О полной подзарядке аккумуляторов свидетельствует отключение контрольного индикатора заряда, расположенного также слева внизу прибора.

4.4. При работе с внешним датчиком подключить к прибору внешний датчик акустических колебаний через разъем на переднем торце прибора.

4.5. Включить прибор нажатием клавиши (START).

Прибор выходит в режим запрета измерения (режим хранения и просмотра) по п.4.4.3. паспорта прибора.

При этом на табло прибора индицируются следующие данные: в левом верхнем углу перечеркнутый молоток - запрет измерения, ниже - номер поддиапазона при последнем измерении и справа - основное меню.

4.6. Установить клавишами (*) и (+) удобный уровень контрастности дисплея и при необходимости клавишей (F2)("ПОДСВЕТКА") включить встроенную подсветку дисплея.

4.7. Проверить работоспособность прибора по мере МЧСК-С1 из комплекта мер ЧСК или изделию из партии изделий, подлежащих контролю, в соответствии с методикой выполнения измерений.

5. ВЫПОЛНЕНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.1. В режиме ввода исходных данных установить с помощью необходимых клавиш (см.п.4.4.2. паспорта прибора) следующие параметры измерения:

время измерения - 10мс - (пункт основного меню "", клавиши (SPACE), (ENTER),(F1), цифровые клавиши);

Примечание.

Время измерения автоматически корректируется прибором до ближайшего числа, обеспечивающего измерение с установленной для прибора точностью в каждом конкретном частотном диапазоне.

время задержки перед измерением - 0 мс, если в таблице-методике для контроля конкретного изделия не оговорены другие значения (пункт основного меню " ", клавиши (SPACE), (ENTER), цифровые клавиши);

частотный коэффициент формы F по таблице 3 или по прилагаемым таблицам-методикам для данного типоразмера изделия (пункт основного меню " F ", клавиши (SPACE), (ENTER), цифровые клавиши (0)-(9) и (F4)- десятичная точка).

Примечание.

Таблица-методика содержат всю необходимую информацию для выполнения измерений: тип колебаний, подлежащий регистрации (fизг, f1или fd), коэффициент формы F, номер поддиапазона и схему расположения изделия на позиции измерения с указанием места нанесения удара и места расположения приемника колебаний. Таблицы-методики представлены в приложении.

5.2. Установить наименьший номер поддиапазона частот в зависимости от типоразмера контролируемого изделия по таблице 3 или по таблице-методике для данного типоразмера изделия (цифровые клавиши (0)-(9).

5.3. Установить для режима измерений индикацию частоты собственных колебаний

f, Гц (клавиша (F1).

5.4. Перевести прибор в режим измерения, для чего в случае необходимости снять запрещающий сигнал (клавиша (SHIFT).

5.5. Установить контролируемое изделие на поролоновую или резиновую прокладку, как показано на рисунке в таблице-методике.

Примечание.

Допускается проводить измерение изделий, расположенных в верхнем ряду в стопках без их установки на прокладку, если при этом надежность измерения близка к 100% (см. 6.8).

5.6. Поднести микрофон к поверхности изделия на расстояние порядка 10 мм, не касаясь ее, в области, указанной на рисунке в таблице-методике.

5.7. Произвести измерение частоты, для чего нанести ударником (молотком весом не менее 0,5кг) удар по изделию в месте, указанном на рисунке в таблице-методике в направлении перпендикулярном поверхности, и зафиксировать показание прибора.

5.8. Повторить удар. Показания при двух последовательных ударax должны отличаться на значения, не превышающие в режиме индикации частоты ±10 Гц при измерении изделий с малым затуханием колебаний и ± 50 Гц при измерении изделий с большим затуханием колебаний, в режиме индикации скорости Cl ± 50м/с. При этом отношение реального времени измерения к заданному, определяющее надежность измерения, должна быть >=90%.

За результат измерения принимается величина отсчета по прибору, полученная при втором ударе в случае, если различия между показаниями не превышают указанные значения.

Если различия превышают указанные значения, или на дисплее прибора высвечивается сообщение "", необходимо изменить номер поддиапазона и повторить операции по п.п.5.1 - 5.8. При повторном получении различий, превышающих указанные, необходимо проверить изделие на наличие дефектов и проверить работоспособность прибора.

5.9. Нажатием клавиши (F1) установить индикацию результата измерения в удобной форме (см.п.4.4.1 паспорта прибора): скорость Cl, звуковой индекс ЗИ. Индикация степени твердости абразивных инструментов в буквенном обозначении при контроле огнеупорных изделий не используется.

6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЯ ПРИБОРОМ "ЗВУК-203М"

6.1. Полученные значения Cl, ЗИ или fi могут использоваться для сортировки изделий и подбора комплектов с одинаковыми или заданными характеристиками, а также для оценки пористости, кажущейся плотности и прочности огнеупорных изделий по заранее определенным корреляционным зависимостям.

Таблица 3. Установка поддиапазонов и коэффициентов формы на приборе «Звук-203М»

 

 

Наименование

 

Форма

Тип

колеба-ний

Коэффициент

формы

Fх103*

Номер

поддиапазона**

1.

Трубка сифонная

70х300

Стержень квадратного сечения с осевым отверстием (Брусок.100х100х312)

fизг

0,824

10, 11, 12

2.

Трубка сифонная

70х250

Стержень квадратного сечения с осевым отверстием

(Брусок 100х100х262)

 

fизг

 

1,091

 

11, 12, 13

3.

Звездочка С-62

Фасонное изделие (Диск)

f2

1,121***

11, 12, 13

4.

Звездочка С-33

Фасонное изделие (Диск)

f2

1,407***

11, 12, 13

5.

Воронка С-3

Конус с отверстием

(ПП 235х315х180)

fd

0,307

8, 9, 10

6.

Трубка центровая С-8

Цилиндр с осевым отверстием

(ПП 150х315х90)

 

fd

 

0,924

 

10, 11, 12

7.

Трубка сифонная концевая 85х300

Стержень квадратного сечения с осевым и угловым отверстием (Брусок100х100х312)

 

fизг

 

0,824

 

10, 11, 12

 

* Коэффициент формы F рассчитан для изделий в виде бруска или цилиндра с отверстием с размерами, близкими к размерам реальных изделий. Форма и размеры для расчета указаны в скобках.

** Поддиапазоны рассчитаны с учетом следующих значений скорости Cl, возможных для данного материала изделий: Сlмин=2000, Clмак=5200 для изделий №1-7

*** Коэффициент формы F рассчитан по результатам измерения скорости Cl на приборе УК-14П (может быть уточнен в процессе освоения метода контроля).

 

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица - методика акустического контроля прибором «Звук-203М» физико-механических свойств трубок сифонных 70х300 и 70х250

Установить на табло прибора «Звук-203М» следующие параметры:

Время задержки (пункт " " основного меню) - 0 мс.

Время измерения (пункт " " основного меню) - 23 мс.

Таблица 1. Диапазон и коэффициент формы в зависимости от номера изделия

 

Марка

 

Основные размеры

Установка на приборе

«Звук-203М»

L

L1

H

Коэффициент формы F

Поддиапазоны

70х300

300

312

100

0,824

10, 11, 12

70х250

250

262

100

1,091

11, 12, 13

Схема расположения изделий при контроле по частоте fизг

 

 

Таблица - методика акустического контроля прибором «Звук-203М» физико-механических свойств огнеупорных изделий типа «звездочка» С-62 и С33

Установить на табло прибора «Звук-203М» следующие параметры:

Время задержки (пункт " " основного меню) - 50 мс

Время измерения (пункт " " основного меню) - 23 мс

Таблица 1. Диапазон и коэффициент формы в зависимости от номера изделия и рабочей частоты

 

Тип изделия

 

Форма

 

Рабочая частота

Установка на приборе

«Звук-203М»

Коэффициент формы F

Поддиапазоны

Звездочка С-62

Фасонное изделие (диск)

f2

 

1,121

11, 12, 13

Звездочка С-33

Фасонное изделие (диск)

f2

1,407

11, 12, 13

 

Таблица - методика акустического контроля прибором «Звук-203М» физико-механических свойств огнеупорных воронок С-3

 

Марка

Размеры, мм

 

D

d

D3

D4

H

 

С-3

150

90

270

320

300

 

Установить на табло прибора «Звук-203М» следующие параметры:

Время задержки (пункт " " основного меню) - 50 мс

Время измерения (пункт " " основного меню) - 23 мс

Диапазон - 8, 9, 10

Коэффициент формы F =0,307

 

Таблица - методика акустического контроля прибором «Звук-203М» физико-механических свойств огнеупорных трубок центровых С-8 (D=150, H=315, d=90)

 

Установить на табло прибора «Звук-203М» следующие параметры:

- Время задержки (пункт " " основного меню) - 50 мс

- Время измерения (пункт " " основного меню) - 23 мс

- Диапазон - 10, 11, 12

- Коэффициент формы F =0,924

 

Таблица - методика акустического контроля прибором «Звук-203М» физико-механических свойств трубок сифонных концевых 85х300 (100х100х312)

 

Установить на табло прибора «Звук-203М» следующие параметры:

- Время задержки (пункт " " основного меню) - 0 мс

- Время измерения (пункт " " основного меню) - 23 мс

- Диапазон - 10, 11, 12

- Коэффициент формы F =0,824

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