Разработка методов и средств повышения информативности ультразвуковых измерений с помощью дефектоскопов общего назначения

• Автор: Курков, Александр Валентинович
• Шифр специальности: 01.04.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Оглавление

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1 УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК МАТЕРИАЛА

1.1 Физические основы затухания в материалах, имеющих кристаллическую структуру

1.1.1 Особенности кристаллического строения металлов, влияющие на затухание ультразвуковых волн в них

1.1.2 Затухание ультразвуковых колебаний в кристаллических материалах

1.2 Методы определения структурных характеристик материалов с помощью ультразвуковых колебаний

1.2.1 Варианты применения ультразвуковой структуроскоп ии

1.2.2 Относительный метод ультразвукового структурного анализа металлов

1.2.3 Контроль свойств чугунов с помощью измерения скорости звука в образцах

Выводы по разделу
2 ФИЗИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ БЕЗЭТАЛОННОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО РАЗМЕРА ЗЕРНА МАТЕРИАЛА
2.1 Разработка безэталонного метода измерения среднего размера зерна материала
2.1.1 Исходные данные для расчета среднего размера зерна материала
2.1.2 Вывод аналитических соотношений для количественной оценки для безэталонного метода измерения среднего размера зерна материала
2.1.3 Математическая модель оценки дифракционных потерь
в измерительном тракте
2.1.4 Математическая модель оценки потерь на отражение
в измерительном тракте
2.1.5 Учет амплитудного множителя при коэффициенте рассеивания
2.2 Экспериментальное подтверждение корректности разработанного метода
2.2.1 Цель эксперимента
2.2.2 Проверка соответствия реальных (определенных при металлографическом исследовании) и измеренных безэталонным способом размеров зерна материала
2.2.3 Оценка акустических характеристик материала на образцах, используемых при проверке корректности безэталонного метода определения размера зерна материала
Выводы по разделу
3 ВЫБОР ПАРАМЕТРОВ АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СТРУКТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
МАТЕРИАЛОВ
3.1 Ультразвуковые микропроцессорные дефектоскопы и их характеристики
3.1.1 Современное состояние рынка ручных ультразвуковых дефектоскопов
3.1.2 Характеристики ультразвуковых дефектоскопов, важные для целей ультразвуковой структуроскопии
3.2 Разработка и применение методики оценки характеристик средств акустических измерений на базе экспертных оценок
3.2.1 Выбор представительного перечня параметров аппаратного средства

3.2.2 Экспертная оценка преимуществ проектируемого
аппаратного средства
3.3 Ультразвуковой универсальный дефектоскоп «Пеленг»

3.3.1 Параметры приёмо-возбудителя
3.3.2 Параметры устройств обработки и вывода информации
3.3.3 Конструктивные параметры
Выводы по разделу
4 РАЗРАБОТКА ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ БЕЗЭТАЛОННОГО МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО РАЗМЕРА ЗЕРНА МАТЕРИАЛА
4.1 Разработка пьезопреобразователей для безэталонного
метода измерения среднего размера зерна материала
4.2 Разработка алгоритма измерения среднего размера зерна материала для дефектоскопа УДЗ
4.2.1 Общие требования и принцип работы алгоритма измерения среднего размера зерна материала для дефектоскопа УДЗ
4.2.2 Анализ амплитуд донных сигналов
4.2.3 Определение потерь в образце, не зависящих от затухания и граничных эффектов
4.2.4 Расчёт и вывод на экран дефектоскопа среднего
размера зерна материала
4.2.5 Особенности измерения среднего размера зерна с помощью дефектоскопа "Пеленг" УДЗ
4.2.6 Указания по поверке структуроскопа
Выводы по разделу
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

• УСАД-61;
• ДСК-1 (запатентован в некоторых зарубежных странах);
• АСК-1 (высокочастотный, для анализа мелкозернистых материалов);
• УС-10И (универсальный широкодиапазонный - 5...25 МГц для лабораторных исследований);
• УС-13И (портативный, для контроля структуры стали, чугунов и других материалов в цеховых условиях);
• установки типа «Кристалл» для контроля структуры тонкостенных труб;
Кафедрой электроакустики ЛЭТИ создан дефектоскоп-структуромер
УЗДС-18, позволяющий проводить измерение затухания в контролируемом изделии.
Зарубежных аналогов этих структуроскопов разработано не было (за исключением измерителя затухания австрийской фирмы «Пауль Гретц», признанного непригодным для использования по результатам испытаний в СССР). Для измерения затухания за рубежом использовали штатные ультразвуковые дефектоскопы.
1.2.2.3 Достоинства и недостатки относительного метода измерения среднего размера зерна металла
По сравнению с металлографическим исследованием, относительный метод измерения среднего размера зерна имеет следующие преимущества:
• объект исследования остается целым, что позволяет отнести этот метод к неразрушающему контролю;
• время, затраченное на измерение не превышает нескольких минут (при условии необходимой чистоты поверхности исследуемого образца);