Determinarea grosimii ultrasonului în ingineria mecanică
De regulă, metoda ultrasonică de măsurare a grosimii este utilizată în astfel de locuri de structuri metalice care sunt inaccesibile sau greu de măsurat pentru măsurarea cu ajutorul unui instrument de măsurare mecanică.
Mai ales această metodă este larg utilizată pentru determinarea grosimii pereților țevilor, cazanelor, vase, obiecte și anume de tip închis sau un acces one-way. măsurare produs de obicei la (echidistante) suprafețe sau zone de suprafață echidistant, cu toate că, în principiu, este posibil să se măsoare cu alte ocazii.
Conform principiilor fizice folosite pentru a măsura grosimea, gabaritele de grosime acustică sunt împărțite în echo-puls și rezonante. Principiul de măsurare a grosimii ultrasonice prin dispozitive pulsare se bazează pe măsurarea timpului de trecere a unui impuls ultrasonic într-un articol sau într-un strat și înmulțirea timpului măsurat cu un coeficient care ia în considerare viteza sunetului din materialul articolului. În dispozitivele de rezonanță pentru măsurarea grosimii, se utilizează o metodă de rezonanță locală sau o metodă locală de oscilații libere, precum și fenomenele de interferență care apar atunci când undele acustice se propagă într-un articol.
Metoda de rezonanță vă permite să măsurați grosimea de la valoarea minimă
unde c este viteza sunetului în materialul articolului; fmax este frecvența maximă a dispozitivului [1].
Atunci când frecvența este mărită la 30 MHz, este posibil să se măsoare grosimea produselor din oțel, pornind de la 0,1 mm. Măsurarea unor astfel de grosimi nu poate fi efectuată prin metoda ecoului. Folosind metoda de realizare imersie asigură diametrul țevii continuă monitorizarea 3 - ^ 4 mm sau mai mult, ceea ce este, de asemenea, dificil de realizat prin alte metode; eroarea este de 1 - 2%. Metoda de rezonanță este utilizată pentru controlul produselor cu suprafețe netede. Modificarea zonei de măsurare a grosimii nu trebuie să depășească 8%, grosimea medie este măsurată, iar valoarea sa nu este cea mai mică. Cu aceste capacități a fost determinată zona de utilizare primară a măsurătorilor de grosime de rezonanță pentru măsurarea grosimii în controlul automat al țevilor cu diametru mic cu pereți subțiri în versiunea de imersie. În restul regiunii, sunt utilizate ecartamentele cu ecou-puls cu ultrasunete - dispozitive simple și compacte care permit măsurarea grosimii> 0,5 mm cu o precizie bună.
În cadrul standardelor se observă că măsurarea grosimii prin metoda măsurărilor unice se aplică în locuri inaccesibile pentru măsurarea cu ajutorul unui instrument de măsurare mecanică. Se efectuează în fabricarea produselor, funcționarea lor, diagnosticul tehnic și examinarea experților. Măsurătorile sunt efectuate discret în punctele planificate de la OK. Necesitatea efectuării măsurătorilor de grosime prin metoda ultrasonică, volumul măsurătorilor, punctele specifice pentru măsurători și criteriile de evaluare a rezultatelor trebuie specificate în documentația de proiectare a producției.
calibre moderne grosime permit o continuă (neîntreruptă) de măsurare a grosimii de semnalizare (sau înregistrare) de ieșire măsurată grosimea intervalului specificat. Cu toate acestea, tehnologia unui astfel de control nu este prevăzută în documentele examinate.
OST și PNAE nu limitează gama de grosimi măsurate. RD limitează grosimea măsurată în intervalul 2,5 - 60,0 mm. Această limitare se referă la grosimea elementelor existente de mașini de ridicare a încărcăturii.
Fig. 1. Eșantionul de întreprindere standard pentru reglarea detectorului de defect la măsurarea grosimii suprafețelor anticorozive
TPO și RD ROSEKO reglează grosimea elementelor de măsurare monometalice se extinde domeniul de aplicare PNAE suplimentar pe produsele bimetalice, precum și acoperirea anticoroziva a oțelurilor austenitice pe produse din oțeluri perlitice.
Pentru a lucra pe măsurarea grosimii permisă NDT, certificată de normele în vigoare în industrie, și a studiat industria standard de metru grosime. Gestionarea lucrărilor de măsurare a grosimii, verificarea periodică a calității execuției și formularea concluziilor bazate pe rezultatele acesteia revine lucrătorilor tehnici și tehnici, în conformitate cu normele în vigoare în industrie.
RD ROSEK reglementează utilizarea aparatelor de măsurare a grosimii cu ultrasunete, cu indicații digitale sau indicatoare ale rezultatelor în scopul măsurării grosimii. După cum se cunoaște în flowchart sunt realizate gabaritul relativ blocuri suplimentare defect care îmbunătățesc precizia de măsurare (de exemplu, controlul automat al amplificării pentru a stabiliza partea de jos a primei amplitudinea semnalului) sau cerințe suplimentare pe blocuri (puls sonda scurt și abrupt, de bandă largă) [5]. Prin urmare, utilizarea indicatorilor de grosime la controlul grosimii până la aproximativ 100 mm este mai justificată decât detectoarele de defecte. Cu toate acestea, la grosimi mai mari de 100 mm de elemente care apar în construcții de nave și echipamente tipice pentru centrale nucleare (NPP), sensibilitatea grosimii firelor nu este întotdeauna suficientă și acoperire anticorozivă grosime de măsurare, în general, numai posibil defect. Prin urmare, detectoarele de defecte ultrasonice sunt incluse în mijloacele de măsurare a grosimii în tehnicile OCT și PNAE.
Când utilizați indicatoare de grosime, utilizați traductoare piezoelectrice (PET), care sunt incluse în pachetul de grosime. Cel mai adesea acestea sunt PET-uri directe separat-combinate (PC), uneori utilizând PEP combinate direct cu o întârziere. În funcție de grosimea care trebuie măsurată, se utilizează un PES cu o frecvență de la 2,0 la 10,0 MHz. La măsurarea grosimii monometalilor și bimetalilor, defectoscoapele utilizează PET combinat direct cu un protector rigid. Grosimea acoperirii anticorozive este măsurată prin alinierea dreaptă (din partea metalică principală) sau PC PEP (pe partea de acoperire). Frecvențele sunt de 2.0 - 5.0 MHz.
Pentru reglarea dispozitivului, se utilizează eșantioane standard de întreprindere (SOP) fabricate din materialul OK. Cerințe de bază pentru POS: reproducerea vitezei de sunet, a formei și a stării suprafeței corespunzătoare parametrilor OK. De exemplu, dacă sarcina este de a măsura grosimea unui obiect cu un strat de vopsea, eșantionul trebuie să aibă o acoperire realizată cu aceeași tehnologie. În acele cazuri în care OC are o rază mică de curbură (mai mică de 50 mm), o formă de suprafață curbilină complexă (gib), este necesar să se aplice SOP sub formă de fragmente ale articolelor corespunzătoare. De obicei, se recomandă să aveți un SOP cu pași de grosime minimă și maximă admisă. Un exemplu de SOP pentru măsurarea grosimii suprafețelor anticorozive este prezentat în Fig. 1.
Mijloacele de control trebuie să fie certificate și să treacă verificarea în ordinea stabilită.
Pregătirea pentru control
Înainte de a efectua măsurătorile, este necesar să configurați instrumentul. Setările specifice fiecărui instrument sunt specificate în instrucțiunile de utilizare, însă acestea conțin întotdeauna două operații: reglarea zero (adică momentul intrării cu impulsuri ultrasonice în OK) și setarea pentru viteza sonoră în OK. Reglarea zero în barele moderne de grosime poate fi efectuată fără utilizarea unor eșantioane externe. Ajustarea la viteza sunetului în OK este efectuată de SOP. Precizia ajustării este verificată la limitele inferioare și superioare ale domeniului de măsurare.
Pentru măsurarea grosimii, monometalice sau bimetal pregăti o suprafață de 30 x 30 mm 2 cu centrul în punctul de măsurare. În cazul măsurării pad grosime suprafețe preparate cu dimensiuni de 50 x 50 mm 2. Dimensiunea mai mare a site-ului, datorită faptului că nu fiecare punct de AC se poate obține un ecou distinct din zona de fuziune cu metalul de bază prin sudură. Uneori este necesar pentru a face deplasări mici ale sondei în jurul punctului de măsurare dorit. Zona pregătită trebuie să fie lipsită de contaminare, cântare sau vopsea. Rugozitatea suprafeței de intrare a vibrațiilor ultrasonice pentru a fi R <6,3 мкм по ГОСТ 2789-73.
Cu cât este necesară o mai bună măsurare, cu atât cerințele mai stricte sunt impuse asupra stării ambelor suprafețe OC. Prostii necesită o eroare de măsurare 8 <0,1 мм на объекте с корродированной поверхностью.
Atunci când se măsoară grosimea în zonele de îndepărtare a defectelor de suprafață pentru instalarea unui PET, trebuie pregătit un sit cu diametrul de 15 mm paralel cu suprafața articolului. Traductorul trebuie să fie aproape de suprafața produsului. În unele cazuri, măsurarea poate fi efectuată pe partea opusă probei. Dacă eșantionul prezintă un profil abrupt care nu permite furnizarea unui tampon plat pentru instalarea PET, grosimea se măsoară în punctele din jurul eșantionului. Adâncimea eșantionului este măsurată cu un micrometru sau indicator de adâncime indicator. Grosimea la locul de prelevare se găsește ca diferența dintre grosimea minimă din vecinătatea probei și adâncimea probei.
În conformitate cu temperatură PNAE ambiantă și UC trebuie să fie cuprinsa intre 5 - 40 „C. TPO și RD ROSEKO permit măsurarea în intervalul de temperatură permisă de instrucțiunile de operare ecartament aplicabile în conformitate cu specificația SE americană -797 fiecare creștere a temperaturii de 55 °. C duce la o scădere a vitezei de zgomot în oțel cu 1% [6].
Înainte de a începe măsurarea, este necesar să citiți documentația pentru obiectul măsurat și, dacă este posibil, să obțineți o idee despre starea așteptată a suprafeței de fund.
Pentru fiecare zonă marcată se aplică lichid de contact, PET-ul este instalat și frecat cu atenție pe suprafața OK, atingând o valoare minimă stabilă. La măsurarea grosimii conductelor, ecranul PC al PET trebuie să fie orientat perpendicular pe generatorul tubului. Motivul pentru lipsa de probe poate fi un dispozitiv de cuplare slabă acustic (de exemplu, din cauza calității proaste a suprafeței de contact), suprafața inferioară a coroziunii în puncte, absenta suprafetelor echidistante element de prezență sudată la suprafața inferioară, prezența defectelor de material intern la locul de măsurare și altele.
Atunci când se măsoară grosimea detectoarelor de defect ultrasonic, se va efectua atât setarea, cât și măsurarea în modul "pe muchie". Pentru a reduce eroarea, ajustarea și măsurarea trebuie efectuate la aceeași înălțime de ecou.
Atunci când se măsoară grosimea în locurile de suprafață ulceroasă și pătată de coroziune a suprafeței interne, aparatul detectează ulcere individuale cu formă sferică mai mare de 2,5-3,0 mm. Pentru a determina cea mai subțire porțiune trebuie să efectueze măsurarea cu un pas mic (până la Z mm sau mai puțin). Prezența sau corodare spotted spun sărind peste citirile pe o suprafață mică de măsurare.
Citiți rezultatul măsurătorilor după obținerea unei indicații stabile și fiabile. Pentru un dispozitiv digital, acesta se caracterizează fie printr-o singură valoare, fie prin două, variind în cadrul discrepanței dispozitivului. În acest din urmă caz, scrieți valoarea cea mai apropiată de limita de toleranță pentru dimensiune. În cazul în care există o îndoială în corectitudinea măsurătorilor indicatorului de grosime, se recomandă verificarea zonei de măsurare cu un detector de eroare.
Capacitatea de a masura coroziunii grosimii depunerilor bazată pe faptul că rezistența acustică a metalului de bază și sudarea sunt oarecum diferite de coroziune (= 4,6 x Z1 10 7 kg - m
2 / c), prin urmare, se formează o undă ultrasonică reflectată la limita de fuziune, care este detectată de un detector defect ultrasonic. La măsurarea de la metalul de bază, grosimea suprafeței se calculează ca diferență în citirile grosimii totale a obiectului și a grosimii metalului de bază (figura 2).
Fig. 2. Schema de măsurare a grosimii placării anticorozive pe partea metalului de bază
Măsurarea de la partea de depunere este complicată de faptul că materialul de suprafață este o structură austenitică turnată cu granulație grosieră. Deoarece coeficientul de reflexie de-suprafață interfață metalul de bază este destul de mică (koeffitsientbez estimată reprezentând împrăștiere difuză Rp = 0,035), este necesar pentru a stabili o sensibilitate ridicată pentru a primi semnalul de la frontierele de fuziune. S-ar putea să se întâmple că zgomotul structural de la volumul de suprafață nu ne va permite să detectăm semnalul din zona de fuziune. Pentru a optimiza măsurarea, alegeți un PC din PET, în care lungimea focală este mai mare decât grosimea suprafeței (fig.3).
Fig. 3. Schema de alegere a unui PC PET pentru măsurarea grosimii suprafeței de pe partea superioară: A este amplitudinea semnalului din reflector sub forma unui plan; r este distanța de la suprafața de intrare la reflector
Astfel, se pare că sensibilitatea sondei în zona de fuziune este întotdeauna mai mare decât materialul de placare, prin urmare, poate fi de așteptat ca nivelul de zgomote structurale va selecta semnal din zona de fuziune.
La măsurare, pot apărea trei tipuri de erori.
Sistematic - acestea sunt erorile, ale căror mărimi sunt aceleași sau schimbări regulate în toate măsurătorile efectuate prin aceeași metodă cu ajutorul acelorași dispozitive. Cu o măsurare a grosimii cu ultrasunete, această eroare apare atunci când întârzierea zero sau viteza de ultrasunete sunt setate incorect.
Aceste două tipuri de erori pot fi minimizate prin reglarea cu atenție a instrumentului și efectuarea măsurătorilor cu grijă și precisă și înregistrarea rezultatelor. Este foarte dificil să se reducă mărimea erorilor aleatorii care se modifică aleatoriu în măsurători repetate de aceeași valoare. Eroare aleatorie apar din cauza:
- fluctuațiile parametrilor tehnici în limite acceptabile;
- deplasarea PET-ului cu setările sale repetate în punctul de măsurare;
- fluctuațiile grosimii stratului intermediar al fluidului de contact datorită strânsei inegale a PET-ului la articol;
- funcționarea dispozitivului pentru diferite perioade de oscilații în impulsul radio;
Mărimea unei erori aleatorii poate fi redusă prin efectuarea mai multor măsurători (3 - 5) la un moment dat. Eroarea de măsurare este determinată în principal de erori aleatorii. Determinarea experimentală a erorii de măsurare se bazează pe prelucrarea statistică a mai multor măsurători în mai multe puncte și prin compararea rezultatelor măsurătorilor cu grosimea reală [2]. În cazul general, eroarea de măsurare în ingineria mecanică este egală cu + (-) 0,2 mm pentru o grosime H până la 20 mm și 0,01 N pentru o grosime mai mare de 20 mm. Pentru a reduce în continuare eroarea de măsurare:
- să efectueze o măsurătoare cu un raport dintre valoarea maximă și valoarea minimă a grosimii care nu depășește 2;
- Utilizați pentru reglarea a două etape ale SOP din materialul OK: unul - cu maximum, cel de-al doilea - cu grosimea minimă admisibilă;
- Pentru a regla dispozitivul la punctul OK, în care este cunoscută valoarea exactă a grosimii.
În aceste condiții, este posibil să se obțină o eroare de măsurare egală cu discrepanța citirilor instrumentului.
Eroarea de măsurare grosimea blatului anticoroziv nu este legat de parametrii tehnici ai dispozitivului de proces sau caracteristicile procesului de măsurare, precum și zona de fuzionare cu variații de poziție în cadrul fasciculului de incidente undelor ultrasonice, cu alte cuvinte - pentru a efectua suprafață de tehnologie în sine. Eroarea stabilită în măsurarea grosimii suprafeței anticorozive realizate de electrozi de bandă este + (-) 1,0 mm [3].
Forma înregistrării rezultatelor măsurătorilor
Rezultatul măsurătorii trebuie prezentat ca:
x. d de la dn la dv; P. unde x. mm - valoarea nominala a rezultatului masurarii; DH. dв - limitele inferioare și superioare ale erorii de măsurare; P este probabilitatea cu care eroarea se află în aceste limite.
Exemplu: 22,3 mm + (-) 0,2 mm; P = 0,972.
Valoarea probabilității de confidențialitate este permisă să nu fie specificată dacă P = 0,95.
Când proiectați rezultatele mai multor măsurători făcute în aceleași condiții și având aceeași precizie (d și P), ele sunt indicate o dată pentru toate rezultatele măsurătorilor.
1. Ermolov IN Lange Yu.V inspecție cu ultrasunete. - În carte. Testarea nedistructivă / Manualul // Sub total. Ed. V. V. Klyuyeva. T. 3.
2. OST 5P.5550-85. Standardul industrial. Testarea nedistructivă. Produse semifinite și produse din metal. Metoda ultrasonică pentru măsurarea grosimii. - Standardele M. Izd-vo, 1985.
4. RD-ROSEC-006-97. M. Mașini de ridicare a încărcăturii. Constructii metalice. Metrul de grosime este ultrasonic. Dispoziții de bază.
5. Aleshin, NP și alții, Metode de control acustic al metalelor. - M. Machine Building, 1989. - 456 p.
Trimiteți-le prietenilor: