Дефектоскопия и толщинометрия бетонных образцов ультразвуковым методом
Цель работы
Получить практические навыки дефектоскопии и толщинометрии бетона ультразвуковым методом с использованием дефектоскопа А1220 «Монолит».
Основные теоретические положения
Существуют два основных метода ультразвуковой дефектоскопии: импульсный метод и метод непрерывного излучения. В свою очередь, импульсный метод имеет две разновидности: метод, основанный на отражении ультразвуковых волн (эхо-метод), и метод сквозного прозвучивания.
Отражательная дефектоскопия. При эхо-методе реализуется свойство преломления, и отражения ультразвуковых волн от границ раздела различных сред.
а – поверхность ввода ультразвука; б – донная поверхность, Д – дефект; И – изображение на экране ЭЛТ; Н – начальный зондирующий сигнал; Дон – донный эхосигнал; Деф - эхосигнал от дефекта; 1 – хронизатор; 2 – генератор импульсов; 3 – генератор развертки; 4 – искатель; 5 – приемный тракт; 6 – индикатор (электроннолучевая трубка ЭЛТ); 7 – контролируемая конструкция;
Рисунок 3.1 – Блок-схема эхо-дефектоскопа
Если в пределах толщины образца или изделия нет дефектов, то ультразвуковой импульс пройдет всю толщину материала, отразится от дна, и на экране электронно-лучевой трубки появится изображение вернувшегося импульса, который называется «донным сигналом». Если в пределах толщины образца или изделия имеется дефект, то часть ультразвуковых волн отразится от границы дефекта и, вернувшись в преобразователь, даст на экране изображение в виде сигнала дефекта. Ввиду того, что путь ультразвуковой волны от пьезопреобразователя до дефекта короче, чем путь до дна (толщина образца или изделия), сигнал от дефекта придет раньше донного сигнала и поэтому изображение сигнала, отраженного от дефекта, будет расположено на экране электронно-лучевой трубки между левым и правым сигналами. По расстоянию между этими сигналами и скорости распространения ультразвуковых волн в материале, которая известна, можно определить глубину расположения дефекта. Простейший эхо-дефектоскоп изображен на рисунке 3.1.
|
|
|
Таким образом, применение ультразвуковой дефектоскопии дает возможность обнаружить дефекты, находящиеся в теле образца или изделия, без каких-либо повреждений в последнем. Процедура определения дефектов требует всего лишь нескольких десятков секунд. Современный ультразвуковой дефектоскоп позволяет выявлять в металлах и металлических изделиях трещины с раскрытием до сотых долей мм, расположенные в направлении, нормальном по отношению к направлению распространения ультразвуковых волн.
Большое затухание высокочастотных ультразвуковых колебаний в изделиях из крупноструктурных материалов вызывает необходимость вести их дефектоскопию на относительно низких ультразвуковых частотах (5–200 кГц). Дефектоскопия изделий из стали обычно ведется на частоте около 2,5 МГц.
|
|
|
При дефектоскопии металла наибольшее распространение получил эхо-метод контроля. Значительная длительность низкочастотного ультразвукового сигнала и свойственный крупноструктурным материалам большой коэффициент рассеяния колебаний, которым создается высокий уровень реверберационных шумов, существенно ограничивают возможности обнаружения дефектов в строительных материалах этим методом.
Шероховатая поверхность изделий и экономическая нецелесообразность их дополнительной шлифовки создают неблагоприятные условия для передачи колебаний и вызывают необходимость проведения дефектоскопии при низкой стабильности акустического контакта между преобразователями и изделием.
Теневая дефектоскопия. Принцип действия дефектоскопа, работающего по методу теневой дефектоскопии, заключается в следующем: электронный генератор посылает непрерывную или импульсную электрическую энергию в излучатель, в котором эти импульсы преобразуются в ультразвуковые и в виде узкого пучка проходят в испытываемый элемент. Если на пути ультразвуковых волн нет дефекта, то луч проходит всю толщину испытываемого элемента и попадает в щуп-приемник. Здесь он преобразуется в электрический импульс, посылается в усилитель, а из усилителя – в индикатор. Однако теневой метод неудобен тем, что для контроля требуется двусторонний доступ к объекту. Практика показывает, что значительное место занимают сооружения с односторонним доступом (защитные оболочки реакторов атомных станций, трубы различного назначения, градирни, мосты, туннели и т. п. ). Применение традиционных методов низкочастотной дефектоскопии, основанных на сквозном прозвучивании, в таких случаях невозможно. «Акустическими контрольными системами» были разработаны акустические преобразователи с точечным контактом, генерирующие на поверхности твердого тела нормальную или касательную к ней колебательную силу. Такие преобразователи можно использовать не только как элементы антенных решеток, но и как выносные преобразователи для контроля бетона, композитов и пластмасс.
|
|
|
Полученные результаты позволили создать простые в эксплуатации приборы для эхо-импульсной дефектоскопии железобетонных конструкций. Они работают на поперечных УЗ волнах, излучение и приём которых выполняется с помощью матричных решёток преобразователей с сухим точечным контактом. Одним из таких приборов является ультразвуковой низкочастотный дефектоскоп А1220 «Монолит».
Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 403; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!