Click here to load reader

Ispitivanje ultrazvukom

  • View
    99

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

UNIVERZITET U ZENICI MAŠINSKI FAKULTET U ZENICI Katedra za automatizaciju i metrologiju. Ispitivanje ultrazvukom. - PowerPoint PPT Presentation

Text of Ispitivanje ultrazvukom

Ispitivanje ultrazvukom

Ispitivanje ultrazvukom

UNIVERZITET U ZENICIMAINSKI FAKULTET U ZENICIKatedra za automatizaciju i metrologiju Student: Profesor: Salkanovi Dino doc.dr. Samir LemeUvodIspitivanje ultrazvukom se primjenjuje od etrdesetih godina i do danas su razvijene mnoge tehnike primjene

Ispitivanje ultrazvukom se bazira na injenici da su vrsti materijali dobri vodii zvunih talasa

Na granicama vrstih materijala dolazi do odbijanja zvunih talasa i ta pojava je iskoritena za ispitivanje volumena materijala.

2UltrazvukUltrazvuk je pojava oscilacija gustoe ije su uestanosti toliko visoke da ih ulo sluha ovjeka vie ne moe osjetiti.

3Ultrazvuk se moe proizvesti mehanikim putem, ali najei i efikasniji nain je elektromehaniko stvaranje ultrazvuka odgovarajuim pretvaraima

Oni najee rade na magnetostrikcijskom ili piezoelektrikom principu, i napajani su iz odgovarajuih elektronikih generatora

4Magnetostrikcija je pojava da neki materijali (npr.meko eljezo) u prisustvu promjenljivog magnetnog polja mijenjaju dimenzije.

Piezoelektrini efekat se zasniva na injenici da izvjesni kristali (npr. kvarc) se dimenziono mijenjaju kada elektrina struja protie kroz njih

5Rasprostiranje ultrazvukaLongitudinalni i transverzalni talasi se najee koriste pri ultrazvunom ispitivanju materijala

Brzine irenja zvunih talasa se bitno razlikuju u razliitim materijalima.

Brzina irenja talasa zavisi o osobinama materijala i temperaturi6MaterijalBrzina longitudinalnih talasa [m/s]Brzina transferzalnih talasa [m/s]Aluminijum63203130eljezo59003230Bakar47302300Nikel58643219Kvarzno staklo55703520PMMA27301430Voda1481-Zrak330-Longitudinalni talasi -smjer prostiraja du smjera vibracijaTransferzalni talasi -smjer prostiraja okomito smjeru vibracija

7Akustina impedancija8Zakon refleksije

9Zakon refrakcijeUltrazvuni talasi se lome pri prijelazu iz jednog sredstva u drugoPri tome vrijedi:

10

Zakon transmisijePri prijelazu ultrazvuka iz jednog materijala u drugi dolazi do djelomine refleksije ultrazvuka ako mediji nisu jednake impedancije, a dio e se ultrazvune energije prenijeti u drugi materijal11Zakon apsorcijeApsorpcija ultrazvuka je proces u kojem ultrazvuk slabi pri prolasku kroz neko sredstvo. Prilikom apsorpcije vei se dio energije pretvara u toplinu tj. zvuk se u nekom materijalu apsorbira tako da se pretvori u drugi oblik energije i onda u toplinuUltrazvuna metoda za ispitivanje materijalaUltrazvuna metoda ima iroku primjenu. Koristi se za detekciju (procjenu) pukotina unutar materijala, ispitivanje zavarenog spoja, mjerenje dimenzija, karakterizaciju materijala itd12U svrhu ultrazvune kontrole (ispitivanja) koriste se dvije metode:

metoda puls-eho - temelji se na mjerenju reflektiranih talasa i vremena izmeu slanja i primanja signala

metoda transmisije (prozvuavanja) - temelji se na mjerenju slabljenja signala (UZ talasa)

13Princip rada ultrazvune metodeZa pulse-echo metodu potreban je ureaj koji generie impulse (ultrazvune talase) i prima reflektirane impulse (eng. pulser/receiver), pretvornik (eng. transducer) i ureaj za prikaz odziva

14Kada signal doe do neke vrste diskontinuiteta (npr.pukotine, ili granice materijala razliitih akustikih impedancija) dio energije signala e se reflektirati natrag od povrine (npr. pukotine ili drugog materijala.)

Reflektirani ultrazvuni signal se zatim pretvara u elektrini signal i alje na obradu i na ureaj za prikaz odziva.

Za utrazvune pretvornike koriste se materijali koji imaju piezoelektrika svojstva15

16

Sonda sa sistemom za oitavanjeIspitivanje uzorka sa i bez greke Ultrazvune glave moraju biti u bliskom kontaktu sa povrinom uzorka, u protivnom e se pojaviti lani ehoKontakt se ostvaruje stavljanjem uljnog filma izmeu ultrazvune glave i povrine uzorka, tako da izmeu ne postoji vazduni meuprostor.

17

Upotreba jedne ultrazvune glave za emitovanje i prijem e otkriti veinu sluajno orijentisanih greaka, meutim mogu se propustiti tanke i duge greke ija je osa paralelna sa putem ultrazvunog talasa18Da bi se prevaziao ovaj problem koristi se sloenija tehnika sa odvojenim ultrazvunim glavama za emitovanje i prijem

19Naini prikaza primljenog signalaDobiveni rezultati ultrazvunog testiranja mogu se prikazati na nekoliko naina u ovisnosti o informacijama koje elimo prikupiti prilikom testiranja.

Zbog toga postoji nekoliko prikaza:A-prikazB-prikazC-prikazD-prikazP-prikaz20A- prikaz je grafiki prikaz koji se zasniva se na analizi amplitude primljenog signala

Kod A-prikaza amplituda reflektiranog signala je funkcija dubine i razlike u impendancijama

Koristiti se npr. za ispitivanje zavarenih spojeva feritnih i neferitnih materijala na tlanim spremnicima, cjevovodima, rezervoarima, mostovima itd.

B- prikaz je dvodimenzionalni grafiki prikaz u pravouglom kordinatnom sistemu, gdje je vrijeme putovanja ultrazvunih impulsa prikazano kao pomak du jedne osi (x-osi), a kretanje pretvornika (sonde) je prikazano kao pomak du druge osi (y-osi).

22

C-prikaz je dvodimenzionalni grafiki prikaz, u kojem su diskontinuiteti u testnom uzorku prikazani u pogledu odozdgo na gornju povrinu testnog uzorka

Koristi se najee za detektiranje greaka nastalih u proizvodnji, pri eksploataciji proizvoda i otkrivanje greaka u osnovnom materijalu.

23D-prikaz je dvodimenzionalni grafiki prikaz slian C-prikazu, ali daje i informaciju o dubini na kojoj se nalazi diskontinuitet

Pprikaz prikazuje geometriju diskontinuiteta u materijalu u tri dimenzije.

24Pprikaz je projekcija rezultata B-prikaza koja je izvedena u pogledu odozgo na testni uzorak, na bilo koju stranu testnog uzorka

25Prednosti i nedostaci ultrazvune metodePrednosti ultrazvune metode su :

velika preciznost u odreivanju lokacije objekta refleksije i procjeni veliine objektavelika preciznost otkrivanja orijentacije i oblika diskontinuitetadetaljnost prikaza (P-prikaz)relativno lahka obrada signala dobivenih od prijemnika (eng. receiver)elektronika oprema prua trenutno dobivanje rezultata testiranjaprenosivost opreme za testiranje

26Nedostaci ultrazvune metode su:

osjetljivost na neistoe (npr. u cijevi)tekoe pri ispitivanju materijala koji imaju grubu i nepristupanu povrinutekoe pri ispitivanju materijala koji su vrlo tanki, maleni i nepravilnog oblikatekoe pri ispitivanju nehomogenih materijalapotreban je fluid (eng. couplant) za prijenos energije zvuka u testni uzorakpotreba za etalonima i referentnim uzorcima pri kalibraciji ultrazvune opreme i provjere karakteristika opreme

27Ureaji za ultrazvunu kontrolu 28

29

Ureaj za ultrazvunu kontrolu (lijevo) i odreivanje greaka ultrazvunom metodom (desno)

Search related