Разработка установки и методики ультразвукового контроля поковки - Производство и технологии курсовая работа

Главная

Производство и технологии
Разработка установки и методики ультразвукового контроля поковки

Характеристики заготовки после литья. Сравнительный анализ методик ультразвукового контроля отливок. Расчёт наклонного преобразователя. Выбор типа УЗ-волн и направление их распространения в изделии. Способ регистрации дефектов поковки в виде пор и трещин.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Одним из действенных резервов повышения качества и надежности продукции машиностроения и других отраслей является неразрушающий контроль. Наибольшее развитие получила ультразвуковая дефектоскопия. По сравнению с другими методами неразрушающего контроля она обладает важными преимуществами: высокой чувствительностью к наиболее опасным дефектам типа трещин и непроваров, большой производительностью, возможностью вести контроль непосредственно на рабочих местах без нарушения технологического процесса, низкой стоимостью контроля.
Ультразвуковые методы контроля позволяют получить информацию о дефектах, расположенных на значительной глубине в различных материалах, изделиях и сварных соединениях. Автоматизация ультразвукового контроля не только повышает производительность труда, но и позволяет получить объективную картину качества изделия или сварного соединения, подобную рентгенограмме. Методы ультразвуковой дефектоскопии стали основными в различных отраслях народного хозяйства: в энергетике, тяжелом и химическом машиностроении, на железнодорожном транспорте, в судостроении. Ежегодно методами ультразвуковой дефектоскопии контролируются сотни тысяч метров сварных соединений металлоконструкций, десятки тысяч трубных соединений, котлоагрегатов, сварных стыков рельсов, оценивается качество деталей сосудов и аппаратов высокого давления, поковок, труб, листового проката и другой продукции. Эта работа выполняется операторами-дефектоскопистами. От их квалификации, теоретической и практической подготовки во многом зависит объективность получаемых результатов контроля.
1. Анализ характеристик объекта контроля
В данном курсовом проекте необходимо разработать технические средства и методику ультразвукового (УЗ) контроля специзделия изображенного на рисунке 1.1.
Материалом контролируемой детали является сплав АМГ5. АМГ5 - алюминиевый деформируемый сплав с высокой коррозионной стойкостью. Буквы Мг обозначают магний, а цифра 5 указывает на процентное содержание основного легирующего элемента. Также в состав сплава входит незначительное количество марганца, железа, кремния, цинка, титана, меди и бериллия. Марка АМГ5 хорошо сваривается и подходит для создания сложных конструкций.
Характерной особенностью современного крупносерийного производства слиткового литья является непрерывность технологического цикла получения заготовки, что требует одновременно больших количеств жидкого металла. Поэтому плавка деформируемых алюминиевых сплавов осуществляется преимущественно в плавильных печах ванного типа большой емкости, доходящей до 40 г и более. Плавка больших масс металла, особенно в топливных печах ванного типа, в случае окислительной атмосферы сопровождается повышенным окислением металла, в результате чего увеличиваются потери металла и степень загрязненности расплава неметаллическими включениями. Кроме того, значительно ухудшаются условия металлургической обработки расплава при рафинировании. Поэтому для получения высококачественных деформируемых алюминиевых сплавов необходимо уделять большое внимание защите расплава от излишнего окисления и правильному выбору метола и технологии рафинирования металла. Акустические характеристики АМГ5 [1]:
- Скорость сдвиговых волн: 3190 м/с;
- Плотность материала: 2650 кг/м 3;
Технология получения специзделия-центробежное литье и токарная обработка .
Принцип центробежного литья заключается в том, что заполнение фор-мы расплавом и формирование отливки происходят при вращении формы вокруг горизонтальной, вертикальной или наклонной оси, либо при ее вращении по сложной траектории. Этим достигается дополнительное воздействие на расплав и затвердевающую отливку поля центробежных сил. Процесс реализуется на специальных центробежных машинах и столах.
Чаше используют два варианта способа, в которых расплав заливается в форму с горизонтальной или вертикальной осью вращения. В первом варианте получают отливки - тела вращения малой и большой протяженности, во втором - тела вращения малой протяженности и фасонные отливки.
Токарная обработка -- один из возможных способов обработки изделий путем срезания с заготовки лишнего слоя металла до получения детали требуемой формы, размеров и шероховатости поверхности. Она осуществляется на металлорежущих станках, называемых токарными.
Для данного объекта контроля наиболее вероятными являются дефекты типа внутренних несплошностей, которые имеют форму сфер и трещины, внутренние и наружные, которые имеют форму дисков. Кроме того могут появиться опасные дефекты в виде трещин в месте ступенчатого изменения сечения диаметра.
Минимально выявляемые размеры дефектов (раковины, трещин и пор) следующие: b min =1,510 -3 м, b max = 510 -3 м.
В отливке могут иметь место следующие типы дефектов
Трещины поверхностные и внутренние, разрывы появляются из-за значительных напряжений в металле при деформации. При обработке давление металл неоднократно подвергается нагреву и охлаждению, что приводит к возникновению внутренних напряжений, способствующих образованию внутренних разрывов и трещин (рисунок 1.2).
Рисунок 1.2- Внешний вид трещин в поковке
Поры (газовая полость) - полость произвольной формы, образованная газами, задержанными в расплавном металле, которая не имеет углов. Газовая пора - газовая полость, обычно сферической формы [3] .
Усадочная раковина - это дефект отливки в виде открытой или закрытой полости с грубой шероховатой иногда окисленной поверхностью, образовавшейся вследствие усадки при затвердевании металла [3] (рисунок 1.3).
Рисунок 1.3- Внешний вид пор и раковин в поковке
В нашем случае, в поковке имеются такие дефекты как раковины, поры и трещины, поэтому методика контроля должна быть разработана в соответствии с их размером и расположением и глубиной залегания в объекте
2. Сравнительный анализ известных методик и технических средств УЗ контроля отливок
2.1 Сравнительный анализ известных методик УЗ контроля
Ультразвуковой контроль заготовки проводится с помощью прямых совмещенных, прямых раздельно-совмещенных и наклонных преобразователей с углом ввода от 35 до 70°. При возможности выбора предпочтителен угол ввода 45°. Контроль заготовок осуществляется эхометодом, а при использовании прямых совмещенных преобразователей - также зеркально-теневым методом, если конструкция заготовки обеспечивает получение донного сигнала. Схема контроля, обеспечивающая наибольшую достоверность обнаружения несплошностей различной формы и ориентации (полный контроль), должна предусматривать прозвучивание каждого элементарного объема заготовки в трех взаимно перпендикулярных или близких к ним направлениях.
Прозвучивание прямым преобразователем в каком-либо направлении может быть заменено прозвучиванием наклонным преобразователем в направлении, близком к требуемому. Схемы контроля заготовок простой формы приведены в рисунке 2.1, где также показана возможность замены прямого преобразователя раздельно-совмещенным и наклонным (знак "или"). При этом контроль наклонным преобразователем выполняется в двух противоположных направлениях с разворотом преобразователя на угол 180°.
Полые цилиндрические заготовки (рисунок2.1, поз.3а и3b) контролируются по хорде наклонным или прямым преобразователем с насадкой таким образом, чтобы угол ввода обеспечивал прохождение ультразвукового пучка продольных или поперечных волн в направлении, близком к касательной к внутренней цилиндрической поверхности, или падение на нее под углом45±5°.
Рисунок 2.1- Схемы контроля заготовок
Основные типы дефектов в поковке - газовые поры, усадочные раковины ,трещины и другие ориентированные вдоль оси поковки - продольные дефекты. Значительно реже встречаются дефекты, ориентированные поперек оси поковки - поперечные дефекты. Возможны также дефекты, параллельные или почти параллельные поверхностям трубы типа расслоения. Они часто выходят на одну из поверхностей или близки к ней, поэтому обнаруживаются при контроле на продольные или поперечные дефекты.
В связи с тем ,что основные дефекты продольные, УЗ-волны направляют в поперечной плоскости, т.е. перпендикулярно к оси (рисунок 2.2). Обычно продольные УЗ-волны из призмы преобразователя или из иммерсионной жидкости вводят под углом к наружной поверхности. В результате преломления в стенке трубы образуется поперечная волна под углом ввода а, которая отражается от продольных дефектов.
Рисунок 2.2- Ввод поперечных волн в контролируемое цилиндрическое изделие
При контроле отливке применяют эхометод, эхо-теневой метод, зеркально-теневой метод.
Эхометод основан на регистрации эхосигналов от дефектов - несплошностей. На экране УЗ-дефектоскопа отображается информацию двух видов. Горизонтальная линия соответствует времени пробега импульса в ОК, а это время пропорционально пути импульса. Высота пиков (импульсов) пропорциональна амплитудам эхосигналов .
На рисунке 2.3 показаны схемы контроля эхометодом совмещенным преобразователем на продольные (вдоль оси трубы), поперечные дефекты и расслоения. Эти схемы контроля используют наиболее часто. Контроль по схемам рисунка 2.3, а и б выполняется с применением поперечных или нормальных волн [4].
Рисунок 2.3- Контроль эхометодом совмещенным преобразователем
При контроле поковок уместно применение хордового прозвучивания, которое используется для выявления трещин и пор, выходящих на наружную поверхность контролируемого изделия (рисунок 2.4):
Так же при контроле трещин ,пор и раковин будет использована следующая схемы прозвучивания прямым преобразователем (рисунок 2.6):
Рисунок 2.6-Схема ввода УЗ-волн наклонного преобразователя для обнаружения трещин,пор и раковин
В нашем случае при контроле поковки для выявления наклонных трещин и трещин, выходящих на поверхность объекта будет целесообразно применить эхо- метод, используя при этом наклонный раздельно-совмещённый преобразователь с акустической задержкой, а для выявления раковин и продольных трещин, будет применяться прямой преобразователь для уменьшения пути УЗ-волн в объекте.
В этом разделе будут рассмотрены основные технические устройства, использующиеся в промышленности при УЗ контроле поковок.
УСД-60. Ультразвуковой дефектоскоп УСД-60 (UCD-60) поиска дефектов в металле, пластмассе и других однородных материалов (рисунок 2.7) [5]
Рисунок 2.7 - Ультразвуковой дефектоскоп УСД-60
Новый универсальный ультразвуковой дефектоскоп USD-60 позволяет воспользоваться всем богатством возможностей современной цифровой техники: выводить сигнал в виде А, B, C -сканов, подключать датчик пути для построения координатной развертки изделия. Дефектоскоп УСД-60 позволяет измерять толщину изделий с высокой точностью и коррекцией V-образности, проводить ручной, автоматизированный контактный и иммерсионный (специальная и-зона) контроль.
Отличительные особенности ультразвукового дефектоскопа УСД-60, приведены в таблице 2.1
Таблица 2.1 Отличительные особенности УЗ дефектоскопа УСД-60
Цветной TFT 135 x 100 мм (640 х 480 точек)
Работа с кривой амплитуда-расстояние
измерение уровня сигнала в дБ относительно кривой и режим АСД по кривой АРК
три независимых, с индивидуальной логикой определения дефекта
Вывод сигналов в виде А-, В-, С- сканов
Технические характеристики ультразвукового дефектоскопа УСД-60 указаны в таблице 2.2.
Таблица 2.2.Технические характеристики УСД 60
Развертка: с шагом 0,01 / 0,1/ 1/ 10/ 100 мкс
от -4 мкс до 1000 мкс, с шагом 0,01 / 0,1/ 1/ 10/ 100 мкс
- 100 мкс, с шагом 0,01 / 0,1/ 1 и 10мкс
радиоимпульс, с амплитудой 50 или 200 В, с изменяемой длительностью от 16 до 500 нс, с шагом 16 нс
регулируемый от 0 до 15 полупериодов с задержкой демпфирования от 0 до 7 полупериодов
регулируемая от 20 до 2000Гц, с шагом 1/ 5/ 10 или 100Гц
Временная Регулировка Чувствительности (ВРЧ)
диапазон до 70 дБ, 12 дб/мкс, с построением кривой по 32 опорным точкам, введенным вручную или от контрольных отражателей
УД2-70. Предназначен для контроля продукции на наличие дефектов типа нарушения сплошности и однородности материалов, готовых изделий, полуфабрикатов и сварных (паяных) соединений, измерения глубины и координат залегания дефектов, измерения отношений амплитуд сигналов, отражённых от дефектов. Внешний вид указан на рисунке 2.6 .
Рисунок 2.6 - Внешний вид дефектоскопа УД2-70
Дефектоскоп УД2-70 возбуждает преобразователи одним экспоненциальным импульсом отрицательной полярности, амплитуда запускающего импульса не менее 185 В при длительности 75 нс. Рабочая частота УЗ колебаний, а также амплитуда и длительность зондирующего импульса зависят от подключенного преобразователя. Совместно с прибором используются, как правило, преобразователи имеющие встроенную индуктивность. Отдельного архива для хранения параметров преобразователей нет, все параметры контроля хранятся в архиве настроек на контроль конкретных изделий, емкостью 100 настроек. Дефектоскоп УД2-70 постоянно находится в раздельном режиме, совмещенный режим работы реализуется при помощи специального кабеля, поставляемого вместе с прибором [6].
В дефектоскопе УД2-70 предусмотрено два основных режима: основное меню и рабочий режим. Основное меню позволяет выбрать необходимое рабочее или специальное подменю, а рабочий режим предназначен для настройки параметров контроля и его проведения.
Основные технические параметры указаны в таблице 2.3.
Таблица 2.3 - Основные технические характеристики дефектоскопа УД2-70
Динамический диапазон временной регулировки чувствительности (ВРЧ)
Абсолютная погрешность при измерении глубины залегания дефекта
Абсолютная погрешность при измерении отношения амплитуд сигналов
Время непрерывной работы от аккумуляторной батареи
А1212 мастер профи. Ультразвуковой дефектоскоп А1212 MАСТЕР ПРОФИ - полностью цифровой, малогабаритный ультразвуковой дефектоскоп общего назначения. Обеспечивает реализацию типовых и специализированных методик ультразвукового контроля, высокую производительность и точность измерений. Внешний вид дефектоскопа указан на рисунке 2.7[7] .
Рисунок 2.7 - Внешний вид дефектоскопа A1212
Назначением прибора являются контроль сварных швов, поиск мест коррозии, трещин, внутренних расслоений и других дефектов, определение координат и оценка параметров дефектов типа нарушений сплошности и однородности материала в изделиях из металлов и пластмасс, измерение толщины изделия [5].
Таблица 2.4 - Основные технические характеристики дефектоскопа A1212
Максимальная толщина объекта контроля (по стали)
Динамический диапазон дефектоскопа не менее
Диапазон изменений интервалов времени дефектоскопа
Диапазон настроек скорости ультразвука
- частота повторения зондирующих импульсов
Питание (встроенная аккумуляторная батарея)
Время непрерывной работы (с подсветкой, с подогревом)
Особенности дефектоскопа А1212 Мастер Профи: максимальное запоминание сигналов на экране дисплея; автоматическое определение координат дефектов и уровней сигналов во время работы с АСД; использование экранного курсора для ручного измерения координат и уровней принятых сигналов; встроенные АРД-диаграммы с автоматическим расчетом площадей дефектов, предназначенные для совмещенных преобразователей; программируемая форма и регулируемая частота посылки зондирующего импульса; построение по свободному закону функции ВРЧ (32-х точечных интерполяций); построение развертки типа «В»; дополнительные режимы: « временная электронная лупа» и «стоп - кадр»; наличие режимов толщиномера; совместимость с большим спектром преобразователей от различных производителей [8].
USLT 2000. Ультразвуковой дефектоскоп на базе стандартного компактного компьютера (ноутбука), бытового или промышленного исполнения, для решения общих задач дефектоскопии, в частности при повышенных требованиях к качеству контроля и документирования. Внешний вид показан на рисунке 2.8 [9] .
Рисунок 2.8 - Внешний вид дефектоскопа USLT 2000
- Высокая точность измерения и широкий диапазон рабочих частот;
- разрешающая способность, сопоставимая с аналоговыми приборами и высокая частота смены изображения;
- многообразие возможностей при воспроизведении изображения сигналов;
- универсальность в методах оценки результатов в соответствии с национальными или международными правилами контроля: АРД-кривые, временная регулировка чувствительности, АРК;
- оболочка управления под WINDOWS и использование всех возможностей WINDOWS;
- запоминание и воспроизведение параметров настройки и результатов контроля в банке данных;
- отношение "пользователь - центральный пункт" через стандартные интерфейсы для специализированной обработки данных;
- комплектация специальной программой и специальными преобразователями для контроля качества точечной сварки.
Таблица 2.5 - Основные технические характеристики дефектоскопа
0,5 - 20 МГц, 2 узкополосных диапазона, широкополосный и высококчастотный диапазоны
мин.: 0 - 2,5 мм, макс.: 0 - 10 000 мм (при С=5920 м/с)
0 - 110 дБ, ступенями 0,5/1/2/6/24 дБ
макс. 1000 Гц, зависит от диапазона развертки и зоны действия АСД, плавная регулировка;
двух- или однополупериодное детектирование по положительной или отрицательной полуволне;ВЧ-представление (до 150 мм по стали)
для каждого стробирующего импульса по фронту или максимуму сигнала, по переходу через "0" для двух ВЧ-сигналов
до 16 опорных точек, динамический диапазон 40 дБ, крутизна 6 дБ/мкс, работа с АРК, ВРЧ
статическое, динамическое, усреднение по 2 - 32 сигналам
199 мм х 123 мм (стандартный ПК); 186 мм х 115 мм (промышленный ПК)
в банке данных Access на жестком диске
документирование через стандартные выходы в ПК Notebook
63 х 300 х 230 мм (стандартный Notebook); 70 х 255 х 310 мм (промышленный Notebook)
3,8 кг (стандартный Notebook); 5,7 кг (промышленный Notebook)
USM35. Этот дефектоскоп представляет собой усовершенствованную версию популярной модели USM 25. В этом приборе применен современный цветной ЖК-индикатор с высокой контрастностью, большим углом обзора, беспараллаксной сеткой (рисунок 2.9) [9].
Использование цветного индикатора позволяет путем смены цвета изображения сигналов отобразить способ выявления дефектов - прямым или отраженным лучом.
Применение литиевых батарей со встроенным зарядным устройством для 14 часов непрерывной эксплуатации.
Рисунок 2.9 - Внешний вид дефектоскопа
Применение цветного индикатора также позволило:
- Улучшить подсветку индикатора в соответствии с условиями освещенности на месте проведения контроля.
- Обеспечить лучшую индикацию кривой браковочного уровня из
- Ввести различные цвета для стробирующих импульсов АСД для их лучшего распознавания. Класс защиты IP66
Частотный диапазон: 0,2 - 1 МГц, 0,5 - 4 МГц, 0,8 - 8 МГц, 2 - 20 МГц
Диапазон калибровки по глубине:0 - 0,5 мм + 10%, 0 - 9999 мм + 10% (для диапазона 0,2 - 1 МГц, 0,5 - 4 МГц), 0 - 1420 мм + 10% (для диапазона 0,8 - 8 МГц, 2 - 20 МГц).
Задание скорости звука:1000 - 15000 м/с, пошагово по 1 м/с.
Задержка сигналов: - 10 до 1000 мм.
Регулировка усиления: 0 - 110 дБ ступенями 0,5;1;2;6;12 дБ (0 - блокировка изменения усиления), плавная регулировка.
Частота следования: 8 - 1000 Гц, 10 положений регулировки.
Форма представления эхо-сигналов: двухполупериодное детектирование, детектирование по положительной или отрицательной полуволне, ВЧ-сигнал (до 50мм).
Отсечка: Линейная 0 - 80% высоты шкалы экрана с шагом 1 %.
Оценка параметров эхо-сигналов: измерение пути прохождения и разницы расстояний по фронту сигнала, измерение амплитуды сигналов в % от высоты экрана, глубина залегания и расстояние до проекции дефекта на поверхность, измерения по фронту или пику сигнала, USM 35X DAC - амплитуда в дБ относительно кривой амплитуда-расстояние, USM 35X S - в дБ относительно АРД или как диаметр дискового отражателя относительно кривой.
Разрешающая способность: 0,01 мм до 99,99 мм, 0,1 мм от 100,00 мм до 999,9 мм, 1,0 мм свыше 1000,0 мм.
Индикатор: Цветной ЖК TFT-индикатор, 116 х 87 мм, 320 х 240 точек.
Интерфейс: RS 232, ввод и вывод данных.
Выходные сигналы: синхронизация, срабатывание АСД.
Встроенная память: 200 блоков параметров настройки, включая изображение, комментарий, просмотр изображения, каталог. Доп. память для всех типов USM 35: запоминание до 5000 считываний толщин и до 500 изображений сигналов с разбивкой по объектам (до 100) с 10-ю комментариями на объект, привязка объекта к блоку параметров.
Рабочие температуры: 0…+50°С/-20…+55°С по результатам дополнительных испытаний
Питание: Литиевые батареи (14ч) или 6 NiCd аккумуляторов, сухих батарей или от сети
Размеры (ВхШхГ): 100 мм х 255 мм х 177 мм
Масса: 2,2 кг с источниками автономного питания
УД4-76. Ультразвуковой дефектоскоп-томограф общего назначения УД4476, с большим высококонтрастным TFT дисплеем, предназначен для контроля продукции на наличие (обнаружение) дефектов типа нарушения сплошности и однородности материалов, изделий и полуфабрикатов, сварных соединений, измерения отношения амплитуд сигналов от дефектов, глубины и координат их залегания. Функция томографа позволяет отображать и сохранять результаты контроля в виде Б сканов с привязкой к пути сканирования. Дефектоскоп также решает задачу измерения толщины изделий при одностороннем доступе. Включено несколько режимов работы с АРД диаграммами, что позволяет удобно и быстро определять эквивалентные размеры дефектов. Внешний вид указан на рисунке 2.10 [5].
Рисунок 2.10 - Внешний вид дефектоскопа УД4-76
Ультразвуковой дефектоскоп УД4-76 адаптирован и полностью соответствует требованиям нормативной документации, действующей в различных производственных секторах, таких как: атомная энергетика, металлопроизводство, трубная промышленность, железнодорожный транспорт и т.д.[ndt.com.ua]
- работа с любыми типами пьезоэлектрических преобразователей;
- измерение эквивалентных и условных размеров дефектов;
- синхронизация: внутренняя, внешняя, от датчика пути;
- различные формы детектирования: РЧ / 2п.п. / +п.п. / -п.п.;
- набор функций регулировки усиления, в том числе АРУ, ВРЧ;
- интерфейс автоматической калибровки параметров ПЭП и объекта контроля;
- несколько режимов работы с АРД диаграммами;
- два независимых трехуровневых измерительных строба;
- два дополнительных специальных строба;
- возможность контроля акустического контакта;
- система АСД по всем уровням стробов;
- индикация АСД на ярких трехцветных светодиодах;
- усовершенствованный режим пиковой кривой;
- режим наложения текущего сигнала на зафиксированный ранее (режим «стоп-кадр»);
- динамическое изменение характеристик генерирующего тракта в зависимости от включаемых частотных фильтров;
- разметка экрана по отражениям сигнала в объекте контроля;
- возможность использования специального программного интерфейса;
- возможность выбора структуры меню по двум схемам: «Пользователь» / «Эксперт»;
- возможность создания голосовых комментариев ко всем типам сохраняемых данных;
- большой высокоскоростной TFT дисплей;
- сохранение и вызов настроек контроля;
Таблица 2.6 - основные технические характеристики дефектоскопа УД4-76
Динамический диапазон усиления приемного тракта
Абсолютная погрешность при измерении глубины залегания дефекта
Абсолютная погрешность при измерении отношения амплитуд сигналов
Сравнение основных параметров контроля представлено в таблице 2.6.
Таблица 2.6 - Сравнение основных представленных дефектоскопов
TFT 135 x 100 мм (640 х 480 пикселей)
После анализа дефектоскопов выбираем дефектоскоп УД4-76. Его параметры наиболее подходят для контроля предложенного в задании изделия. Данный дефектоскоп распространен в странах СНГ, надежен, функционален, прост в освоении, имеет относительно малую стоимость.
2.3 Анализ сканирующих устройств для УЗ контроля
Выпускаются устройства для ручного УЗК, облегчающие работу оператора и позволяющие повысить эффективность контроля.
Ручной сканер HSTC-X01 представлен на рисунке 2.11. Этот ручной сканер в форме кронциркуля открывает новые возможности для быстрого проведения ручного контроля, включая запись данных [10].
Рисунок 2.11 - Ручной сканер HSTC-X01
- Ручной однокоординатный сканер для контроля плоских поверхностей, труб и неровных поверхностей.
- Компактный, легкий, универсальный.
- Расстояния между датчиками легко регулируются, и углы могут быть установлены на 45є, 60є и 70є.
Преимущества: быстрый контроль; крепкий корпус; полный диапазон призм и преобразователей; применяется для контроля труб, камер высокого давления, резервуаров хранения и деталей конструкции.
- два преобразователя на 5-МГц (6 мм в диаметре) с разъемами LEMO®
- комплект призм на 45є, 60є и 70є;
HSFCS-XY01 - гибкий сканер, обладает необходимой гибкостью для контроля неровных и наклонных поверхностей (рисунок 2.12). Система множественных чашечных присосов держит сканер на детали. HSFCS-XY01 также может быть с чашечными присосами, активируемыми вручную, что исключает необходимость использования компрессора [10].
Контроль осей и осевых заготовок производится при помощи оптического координатного устройства (рисунок 2.13), которое служит для определения положения ПЭП на торце заготовки. Использование координатного устройства позволяет наряду с определением глубины залегания дефекта определять положение дефекта относительно центра заготовки, а также обеспечивает контроль за перемещением ПЭП [11].
Рисунок 2.13 - Внешний вид оптического координатного устройства
Устройство сканирования для ультразвукового контроля бандажей и колесУСБК-1 (рисунок 2.14)
Рисунок 2.14 - Внешний вид устройства УСБК-1
Для контроля цилиндрических изделий разработано и устройство, схема которого приведена на рисунке 2.15.
Рисунок 2.15 - Устройство для контроля цилиндрических изделий
Устройство для наружного ультразвукового контроля цилиндрических изделий содержит основание с упорами, установленную на нем ходовую тележку с приводом, закрепленную на тележке опору с установленной на ней обоймой с набором из четырех преобразователей и механизм ориентации обоймы.
Объект контроль устанавливается внутрь обоймы с преобразователями, затем ходовая тележка проходит по основанию до одного из упоров. Обойма с преобразователями поворачивается с помощью механизма ориентации на требуемый угол (в зависимости от параметров преобразователей) и тележка идет в обратную сторону до второго упора. Процесс повторяется, пока не будет прозвучен весь объект контроля.[17]
3. Выбор метода контроля (теоретический анализ акустического тракта)
Проанализировав существующие методы контроля поковок, описанные в предыдущем пункте можно сделав следующие выводы:
- контроль дефектов типа внутренняя несплошность, ориентированных вдоль оси изделия необходимо контролировать прямым преобразователем эхо-методом;
- контроль трещин, ориентированных перпендикулярно оси вала необходимо контролировать наклонным преобразователем по хорде, а также прямым преобразователем с торца поковки.
При контроле отливки уместно применение хордового прозвучивания, которое используется для выявления трещин и пор (рисунок 3.1).
Рисунок 3.3 -Хордовое прозвучивание
Формула для расчета амплитуд акустических эхо-сигналов наклонного преобразователя для двугранного угла [18]:
где - площадь преобразователя, равная =, где а - радиус преобразователя;
- путь ультразвука в материале объекта контроля, от точки выхода до отражателя;
- приведенный путь ультразвука в призме преобразователя;
- коэффициент прохождения через границу раздела.
Коэффициент прозрачности для прошедшей продольной волны можно найти по формуле [18]
где Z l и Z t - удельные волновые сопротивления нижней среды для прошедших продольной и сдвиговой волн соответственно;
Z 1 - удельное волновое сопротивление верхней среды;
При расчете расстояния от преобразователя до дефекта в плоскости падения волны допустимо преобразователь заменить мнимым излучателем. Площадь мнимого преобразователя будет рассчитываться по формуле [18]
Приведенный путь ультразвука в призме преобразователя r П будет равен
где - скорость продольной волны в материале призмы;
- скорость поперечной волны в материале объекта контроля;
- действительный путь ультразвука в призме преобразователя.
Функция затухания E при падении прямого луча имеет следующий вид [18]
где - коэффициент затухания в материале призмы;
- коэффициент затухания в материале объекта контроля.
Уравнение акустического тракта наклонного преобразователя для сферы диаметром 2b имеет следующий вид [18] :
где: -суммарное ослабление ультразвука в акустическом тракте;
r 3 - путь ультразвука от мнимой пьезопластины до точки ввода в изделие;
Дефект в виде раковины моделируется с помощью сферы диаметром 2b. В этом случае искусственным отражателем является глухое отверстие со сферическим дном.
Формула для расчета амплитуд акустических эхо-сигналов наклонного преобразователя для диска [18]:
Так же для сканирования поковки используют прямой преобразователь. Схема прозвучивания показана на рисунке 3.4..
Рисунок 3.4- Схема ввода УЗ-волн прямого преобразователя для обнаружения пор и трещин
Формула для расчета амплитуд акустических эхо-сигналов от сферического отражателя (отверстие со сферическим дном) диаметром 2b [18] :
Формула для расчета амплитуд акустических эхо-сигналов от дискового отражателя (отверстие с плоским дном) диаметром 2b [18]:
В нашем случае при контроле поковки для выявления наклонных трещин и трещин, выходящих на поверхность объекта будет целесообразно применить эхо- метод, используя при этом наклонный раздельно-совмещённый преобразователь с акустической задержкой, а для выявления раковин и продольных трещин, будет применяться прямой преобразователь для уменьшения пути УЗ-волн в объекте.
В данном разделе был проведен и обоснован выбор эхоимпульсного метода контроля, проведен предварительный анализ акустического тракта для различных моделей дефектов возможных схем прозвучивания объекта контроля и получены его формулы.
отливка дефект преобразователь ультразвуковой
4. Расчет и конструирование преобразователей
Выбор рабочей частоты ультразвуковых колебаний определяется в основном коэффициентом затухания и уровнем структурной реверберации материала объекта, а также его габаритами. Чем выше частота, тем меньше длина упругих волн в контролируемом изде
Разработка установки и методики ультразвукового контроля поковки курсовая работа. Производство и технологии.
Курсовая работа: Организация складского хозяйства на промышленном предприятии
Курсовая работа по теме Выявление роли сказки в формировании личностных черт
Доклад: Понятие и признаки незаконной миграции
Контрольная Работа 2 Части Рудницкая
Контрольная работа по теме Туристско-рекреационный обзор города Сочи
Реферат по теме Правовая защита от финансовых преступлений
Реферат Структуры Данных
Сочинение По Картине После Дождя 2 Класс
Реферат На Тему Инвестиционное Обеспечение Обновления Основных Фондов
Учебное пособие: Методические указания к написанию курсового проекта дисциплины
Реферат: Использование процессов, присущих объемному взрыву в различных областях народного хозяйства. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Учет готовой продукции и ее реализации 2
Курсовая Работа Пример Оформления Букэп
Сигареты Эссе Виды И Описание
Реферат по теме Процессуальные функции следователя
Егэ Русский Сочинение Как Найти Проблему
Дневник Практики Детская Хирургия
Шпаргалка: Основи екології
Реферат: Радиоактивное загрязнение биосферы
Реферат: Международная деятельность Республики Беларусь в области окружающей среды
Расчет линейных электрических цепей постоянного и синусоидального тока - Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника методичка
Писатель и педагог Л.Н. Толстой - Литература презентация
Формообразование в жанре хорового концерта - Музыка реферат