Defektoskopia za pomocą fal ultradźwiękowych
Propagacja fal Ośrodek nieograniczony Fale podłużne Fale poprzeczne
Propagacja fal Ośrodek ograniczony W miejscach zgęszczenia następuje spęcznienie przekroju a w miejscach rozrzedzenia – zwężenie Fale podłużne w cienkich prętach
Fala powierzchniowa (fala Rayleigha) Cząstki ośrodka poruszają się po torach eliptycznych. Podłużna składowa przemieszczenia maleje do zera na głębokości 0,2 λ, Składowa poprzeczna (w płaszczyźnie pionowej) maleje do zera na głębokości 2λ. Tor cząstek jest: - eliptyczny ze zmianą kierunku obiegania dla h <0,2 λ liniowy (tylko poprzeczna polaryzacja) dla h = λ.
Fale Lamba (fale płytowe) ośrodek ograniczony dwiema równoległymi płaszczyznami. Fale Rayleigha rozchodzą się po obu powierzchniach i oddziaływają na siebie dla grubości h λ . Dwie postacie przemieszczania: fale symetryczne, antysymetryczne
Generacja fal Lamba Fala podłużna pada pod kątem α na powierzchnię płyty a fala Lamba powstaje przy odpowiednio dobranej wartości kąta padania, grubości płyty i częstotliwości fal
Fale Love’a Fale poprzeczne, rozchodzące się w warstwie znajdującej się na podłożu o innych właściwościach akustycznych. Są spolaryzowane w płaszczyźnie warstwy, w której się rozchodzą. Prędkość fal poprzecznych w warstwie musi być mniejsza od prędkości fal w podłożu.
Prędkość fal ultradźwiękowych w ośrodkach izotropowych Współczynniki sprężystości Cij λ, μ - stałe Lamego E - moduł sprężystości podłużnej, G – moduł sprężystości poprzecznej, K – moduł sprężystości objętościowej, ν – współczynnik Poissona. 0,2 < ν < 0,5
Prędkość fal ultradźwiękowych w ośrodkach izotropowych ρ – gęstość ośrodka prędkość fal podłużnych: prędkość fal poprzecznych
Prędkości fal w ośrodkach ograniczonych przestrzennie
Prędkości fal w ośrodkach ograniczonych przestrzennie
Tłumienie fal ultradźwiękowych
Tłumienie fal ultradźwiękowych
Odbicie i załamanie fal ultradźwiękowych
Odbicie i załamanie fal ultradźwiękowych
Odbicie i załamanie fal ultradźwiękowych
Odbicie fal dźwiękowych przy ukośnym padaniu
Odbicie fal dźwiękowych przy ukośnym padaniu
Odbicie fal dźwiękowych przy ukośnym padaniu
Odbicie fal dźwiękowych przy ukośnym padaniu
Przetworniki fal ultradźwiękowych Metody wytwarzania fal ultradźwiękowych
Przetworniki fal ultradźwiękowych Metody wytwarzania fal ultradźwiękowych
Przetworniki fal ultradźwiękowych
Przetworniki fal ultradźwiękowych
Przetworniki fal ultradźwiękowych Przetworniki magnetostrykcyjne
Przetworniki fal ultradźwiękowych Przetworniki magnetostrykcyjne
Głowice ultradźwiękowe
Głowice ultradźwiękowe
Głowice ultradźwiękowe
Głowice ultradźwiękowe
Defektoskop ultradźwiękowy
Pomiar prędkości fal
Pomiar prędkości fal
Zasady detekcji wady
Zasady detekcji wady
Metody wykrywania wad 1. Spawy podłużne
Metody wykrywania wad 1. Spawy podłużne
Metody wykrywania wad 1. Rury
Metody wykrywania wad 1. Rury
Metody wykrywania wad 1. Blachy
Metody wykrywania wad 1. Blachy
Wzorce wad Wzorzec W1
Wzorce wad Wzorzec W1
Określanie wielkości wady za pomocą wysokości echa metoda OWR O – odległość, W – wzmocnienie, R - rozmiar k-krotny wzrost powierzchni wady reflektora powoduje k-krotny wzrost wysokości echa wady. Wysokość echa wady w funkcji odległości od przetwornika. 1. Wada o nieskończonych wymiarach (reflektor dna) w polu bliskim – echo nie zmienia się w polu dalekim – echo maleje proporcjonalnie do odległości 1/l 2. Wada o wymiarach mniejszych od średnicy wiązki w polu bliskim – echo wzrasta (niejednoznaczność) w polu dalekim – echo maleje proporcjonalnie do kwadratu odległości 1/l2
Wykres OWR
Wykres OWR W trakcie badania elementu o grubości 180 mm znaleziono płaską wadę na głębokości l = 80 mm. Jaki jest rozmiar wady? Ustalono wzmocnienie dla echa dna, tak, aby wynosiło 0,4H →WD = 19 dB; dla echa wady ustalono wzmocnienie dla 0,4H → WW = 41 dB. Wzrost wzmocnienia W = -22 dB. Z wykresu OWR (dla danej sondy):
Wykres OWR
Wykres OWR
Zadanie: ustalić wzmocnienie przy którym będzie widziana wada o średnicy równoważnej d = 1,5 mm w odległości L = 150 mm. Dane: głowica fal podłużnych typ 2LN25. Materiał badany: stal (cL = 5,94 mm/s). Rozwiązanie: średnica skuteczna przetwornika Dsk = 0.970 25 = 24,25 mm, długość pola bliskiego: N = Dsk 2 /4c = 49,5 mm. unormowana odległość dna dla wzorca W1: LD = 100 mm A = ID / N = 2,02. wzmocnienie dla punktu odniesienia z OWR : -WD = 4 dB. unormowany rozmiar i odległość wady: RW = d / Dsk = 1,5/ 24,25 = 0,06 AW = IW / N = 150/ 49,5 = 3,03. z OWR wzmocnienie dla punku odpowiadającej wadzie –WW = 49 dB. Wzmocnienie konieczne do ustawienia echa dna wzorca W1 na wysokość 0,4 H należy zatem zwiększyć o różnice wzmocnień odczytanych z wykresu OWR dla punktu odniesienia i wady: W = WW – WD = 49-4 = 45 dB