Экспериментальное измерение размеров трещиноподобных несплошностей с помощью волн дифракции
Приведены результаты эксперимента по измерению размеров трещиноподобных несплошностей с помощью волн дифракции. Все данные получены с использованием традиционной технологической базы УЗ контроля....
Gespeichert in:
| Datum: | 2007 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
2007
|
| Schriftenreihe: | Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103218 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Экспериментальное измерение размеров трещиноподобных несплошностей с помощью волн дифракции / Е.А Давыдов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2007. — № 2. — С. 41-43. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-103218 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1032182016-06-15T03:02:10Z Экспериментальное измерение размеров трещиноподобных несплошностей с помощью волн дифракции Давыдов, Е.А. Неразрушающий контроль Приведены результаты эксперимента по измерению размеров трещиноподобных несплошностей с помощью волн дифракции. Все данные получены с использованием традиционной технологической базы УЗ контроля. Given are the results of an experiment on variation of the dimensions of cracklike discontinuities by diffracted waves. All the data were obtained using the traditional technological base of UT control. 2007 Article Экспериментальное измерение размеров трещиноподобных несплошностей с помощью волн дифракции / Е.А Давыдов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2007. — № 2. — С. 41-43. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. 0235-3474 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103218 621.124.19 ru Техническая диагностика и неразрушающий контроль Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Неразрушающий контроль Неразрушающий контроль |
| spellingShingle |
Неразрушающий контроль Неразрушающий контроль Давыдов, Е.А. Экспериментальное измерение размеров трещиноподобных несплошностей с помощью волн дифракции Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| description |
Приведены результаты эксперимента по измерению размеров трещиноподобных несплошностей с помощью волн дифракции. Все данные получены с использованием традиционной технологической базы УЗ контроля. |
| format |
Article |
| author |
Давыдов, Е.А. |
| author_facet |
Давыдов, Е.А. |
| author_sort |
Давыдов, Е.А. |
| title |
Экспериментальное измерение размеров трещиноподобных несплошностей с помощью волн дифракции |
| title_short |
Экспериментальное измерение размеров трещиноподобных несплошностей с помощью волн дифракции |
| title_full |
Экспериментальное измерение размеров трещиноподобных несплошностей с помощью волн дифракции |
| title_fullStr |
Экспериментальное измерение размеров трещиноподобных несплошностей с помощью волн дифракции |
| title_full_unstemmed |
Экспериментальное измерение размеров трещиноподобных несплошностей с помощью волн дифракции |
| title_sort |
экспериментальное измерение размеров трещиноподобных несплошностей с помощью волн дифракции |
| publisher |
Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Неразрушающий контроль |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/103218 |
| citation_txt |
Экспериментальное измерение размеров трещиноподобных
несплошностей с помощью волн дифракции / Е.А Давыдов // Техническая диагностика и неразрушающий контроль. — 2007. — № 2. — С. 41-43. — Бібліогр.: 2 назв. — рос. |
| series |
Техническая диагностика и неразрушающий контроль |
| work_keys_str_mv |
AT davydovea éksperimentalʹnoeizmerenierazmerovtreŝinopodobnyhnesplošnostejspomoŝʹûvolndifrakcii |
| first_indexed |
2025-07-07T13:28:58Z |
| last_indexed |
2025-07-07T13:28:58Z |
| _version_ |
1836994987110170624 |
| fulltext |
УДК 621.124.19
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ РАЗМЕРОВ
ТРЕЩИНОПОДОБНЫХ НЕСПЛОШНОСТЕЙ
С ПОМОЩЬЮ ВОЛН ДИФРАКЦИИ
Е. А. ДАВЫДОВ
Приведены результаты эксперимента по измерению размеров трещиноподобных несплошностей с помощью волн
дифракции. Все данные получены с использованием традиционной технологической базы УЗ контроля.
Given are the results of an experiment on variation of the dimensions of cracklike discontinuities by diffracted waves. All
the data were obtained using the traditional technological base of UT control.
Целью данной статьи является демонстрация воз-
можности использовать традиционную техноло-
гию проведения измерений (включая аппаратную
базу) УЗ неразрушающего контроля (НК) для оцен-
ки размеров трещиноподобных несплошностей си
помощью краевых волн. В настоящее время су-
ществует большое количество публикаций об ис-
пользовании краевых волн для точного определе-
ния размеров несплошностей с помощью специа-
лизированных дефектоскопов. В Украине действу-
ет стандарт [1], регламентирующий правила про-
ведения измерений с помощью краевых волн и
требования к оборудованию. Использование по-
ложений указанного стандарта возможно с пози-
ционированием преобразователей и накоплением
результатов измерений, что само по себе уже пред-
ставляет сложность для широкого использования
метода измерений размеров несплошностей при
помощи краевых волн. Поэтому была предпринята
попытка провести исследование точности измере-
ний размеров внутренних трещиноподобных нес-
плошностей, используя только традиционную тех-
ническую базу УЗ контроля.
Для проведения измерений использовали плос-
кие образцы толщиной 50 ± 0,05 мм (рис. 1). Тре-
щиноподобные несплошности имитировали резом
разной высоты, выполненным электроискровым
методом. Глубина реза h составляла 15, 25, 35 мм
от поверхности ввода c погрешностью ±0,05 мм.
Ширина реза составляла 0,1 мм. Шероховатость
рабочей поверхности экспериментальных образ-
цов не хуже RZ 20 мкм.
Для обеспечения фиксации преобразователей,
их соосности, удобства перемещения и возмож-
ности изменения расстояния между преобразова-
телями было изготовлено специальное механичес-
кое устройство. Для настройки и калибровки ис-
пользовали стандартные образцы СО-2, СО-3. Все
исследования проводили с помощью УЗ дефектос-
копа УД2-12. Данный дефектоскоп не оптимален
для работы с краевыми волнами, в частности, нет
возможности наблюдать радиосигнал, что сущес-
твенно ограничивает фазовый анализ. Выбор де-
фектоскопа с ограниченными возможностями был
сделан сознательно. Для улучшения соотношения
сигнал/шум применяли предварительный усили-
тель, что было единственным отличием в исполь-
зовании дефектоскопа от стандартной версии. Ис-
пользовали преобразователи A533S (2 МГц),
V535 (5 МГц) производства «Panametric» со смен-
ными призмами из органического стекла с углами
ввода продольной волны в металл α, град: 20±2,
30±2, 35±2, 40±2, 45±2, 50±2, 55±2, 60±3, 65±3,
70±3, 80±3. Использование данных преобразова-
телей объясняется удачными конструктивными
особенностями, позволяющими легко крепить их
к плексигласовой призме. Определение точки вы-
хода УЗ луча и времени задержки в призме вы-
полнялось на образце СО-3 обычным способом.
Проверку угла ввода проводили по образцу СО-2.
Статистические методы для повышения точности
измерений не использовали.
Скорость распространения ультразвуковых
волн в металле определяли непосредственно на эк-
спериментальных образцах по формуле
© Е. А. Давыдов, 2007
Рис. 1. Геометрические характеристики экспериментальных
образцов (h = 15, 25, 35 мм)
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2,2007 41
CL = 2l ⁄ ∆t,
где l — толщина образца; ∆t — время прохождения
УЗ волной расстояния поверхность ввода–донная
поверхность–поверхность ввода.
Измерение времени прихода УЗ волны опре-
деляли по максимуму сигнала электрического
импульса. Следует отметить, что данный способ
не позволяет выполнять измерения с наименьшей
погрешностью, но является достаточно простым
в использовании и поддерживается практически
всеми дефектоскопами.
Общая схема измерения высоты трещины пред-
ставлена на рис. 2. Центрированное положение пре-
образователей относительно кромки реза определя-
ли по минимальному времени прохождения УЗ вол-
ны пути ПЭП 1 (2) – кромка реза – ПЭП 2 (1). При
проведении измерений выполнялось правило: для
любых расстояний S вершина реза должна нахо-
диться на пересечении угловых диапазонов раск-
рытия основных лепестков диаграммы направлен-
ности, что обеспечивалось соответствующим под-
бором углов ввода преобразователей.
Глубину залегания вершины реза (для случая
симметричного расположения преобразователей)
определяли по формуле:
Рис. 2. Схема измерения высоты трещины: а —
открытые; б — закрытые ПЭП
Рис. 3. Результаты экспериментального определения погреш-
ности измерений высоты реза по схеме рис. 2 для закрытых
(а) и открытых (б) преобразователей («Panametric», 2МГц).
Уравнения регрессий y получены по методу наименьших
квадратов
Рис. 4. Результаты экспериментального определения погреш-
ности измерения высоты трещин по схеме рис. 2 для закры-
тых (а) и открытых (б) преобразователей («Panametric»,
5 МГц). Уравнения регрессий получены по методу наимень-
ших квадратов (условные обозначения те же, что и на рис. 3)
42 ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2,2007
H = √⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯ ⎯(CL(∆T – ∆Tпр) ⁄ 2)
2 + (S ⁄ 2)2 ,
где CL — скорость продольной волны в материале;
S — расстояние между точками ввода преобра-
зователей (ПЭП 1 и ПЭП 2); ∆T — время расп-
ространения волны от ПЭП 1 до ПЭП 2; ∆Tпр —
суммарное время распространения УЗ волны в
призмах преобразователей ПЭП 1 и ПЭП 2.
Погрешность измерений ∆H определяли по
формуле
∆H = Hист – H,
где Hист — действительная глубина залегания вер-
шины трещины, выполненная с погрешностью
±0,05 мм.
Результаты измерений для открытых и закры-
тых преобразователей представлены на рис. 3, 4.
Для сравнительного анализа на рис. 5 приве-
дены аналогичные расчетные погрешности изме-
рения глубины реза [2] ( при расчете принимали
∆R = 0,3 + 0,002R, ∆S = 0,5 мм, где R, мм — рас-
стояние от ПЭП 1 – кромка реза – ПЭП 2).
Выводы
Использование традиционных технологических
приемов настройки (калибровки) оборудования
позволяет достигать практически значимых пог-
решностей в измерении размеров трещиноподоб-
ных несплошностей, по крайней мере, начиная с
глубин залегания кромки трещины (от поверхнос-
ти ввода) более 15 мм погрешность измерения не
превышает 2 мм.
Приведенный способ измерения нельзя рас-
сматривать как эквивалентную замену специали-
зированным системам с механическим сканирова-
нием и накоплением результатов контроля.
1. ДСТУ ENV 583-6:2005. Неруйнівний контроль. Контроль
ультразвуковий. Ч. 6. Дифракційно-часовий метод для
виявлення і визначення розмірів несуцільностей (ENV
583-6:2000, IDT).
2. Точностные характеристики определения размеров
трещин при помощи дифрагированных волн // Техн.
диагностика и неразруш. контроль. — 1999. — № 2. —
С. 21–26.
Ин-т электросварки им. Е. О. Патона НАН Украины,
Киев
Поступила в редакцию
21.03.2007
Рис. 5. Расчетные погрешности положения вершины трещины
К СВЕДЕНИЮ АВТОРОВ
Журнал «Техническая диагностика и неразрушающего контроль» входит в перечень утвержденных ВАК
Украины изданий, публикации в котором засчитываются как обязательные для соискателей ученых степеней.
ВАК Украины принял постановление от 15.01.209З г. № 7-05/01 «Про підвищення вимог до фахових видань,
внесених до переліків ВАК України». В соответствии с этим постановлением редакционные коллегии научных
специализированных изданий, признаваемых ВАК, должны принимать к печати только те статьи, которые
имеют следующие необходимые элементы:
• постановка проблемы в общем виде и ее связь с важнейшими научными или практическими заданиями
• анализ последних достижений и публикаций, в которых начато решение данной проблемы
и на которые ссылается автор;
• выделение нерешенных ранее частей общей проблемы, которой посвящена данная статья
• формулировка целей статьи (постановка задачи);
• изложение основного материала исследования с полным обоснованием полученных научных
результатов;
• выводы из представленного исследования и перспективы дальнейших исследований
в данном направлении.
Специализированным ученым советам при приеме к защите диссертационных работ предписано засчиты-
вать статьи, опубликованные, начиная с февраля 2003 года, только при условии выполнения изложенных выше
требований.
В связи с этим редколлегия журнала «Техническая диагностика и неразрушающий контроль» будет
принимать к печати только те статьи, которые отвечают требованиям ВАК Украины.
Редакционная коллегия журнала
ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА И НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ, №2,2007 43
|