Назначение и устройство ультразвукового дефектоскопа

Дефектоскоп предназначен для выявления внутренних дефектов в деталях, поковках и отливках любых металлов при следующих основных характеристиках:

Максимальная глубина, подлежащая проверке, мм 3000

Минимальная глубина под поверхностью, на которой обнаруживаются дефекты (при работе на один щуп), мм 5

Минимальная площадь (в мм²) обнаруживаемого дефекта на глубине 100 мм:

при частоте тока 2,5 МГц 0,7

при частоте тока 1,25 МГц 4

Точность указания места расположения дефекта, % 3

Питание:

напряжение, В 110—127—220

частота тока, Гц 50

потребляемая мощность, Вт 120

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ВОСТОЧНОУКРАИНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ ВЛАДИМИРА ДАЛЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

ВЫЯВЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВКАХ ТЕПЛОВЫМ МЕТОДОМ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ДИАГНОСТИКА И ДЕФЕКТОСКОПИЯ

МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ»

(для студентов, обучающихся по направлению «Инженерное материаловедение», специальности 7.090201, 7.090203)

Луганск 2007

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ ВОСТОЧНОУКРАИНСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ ВЛАДИМИРА ДАЛЯ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

ВЫЯВЛЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ ДЕФЕКТОВ В МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЗАГОТОВКАХ ТЕПЛОВЫМ МЕТОДОМ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ

«ДИАГНОСТИКА И ДЕФЕКТОСКОПИЯ

МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ»

(для студентов, обучающихся по направлению «Инженерное материаловедение», специальности 7.090201, 7.090203)

УТВЕРЖДЕНО

На заседании кафедры

Прикладного материаловедения.

Протокол № от 2008

Луганск 2008

УДК 681.2

Методические указания к лабораторной работе «Выявление поверхностных дефектов в металлических заготовках тепловым методом неразрушающего контроля» по дисциплине «Диагностика и дефектоскопия материалов и изделий» (для студентов, обучающихся по направлению «Инженерное материаловедение», специальности 7.090201, 7.090203) / Сост.: Л.А. Рябичева, Ю. Н.Никитин - Луганск: изд-во Восточноукр. нац. ун-та им. В. Даля, 2008. - с.

Приведен порядок выполнения лабораторной работы, содержание отчета, необходимые сведения из теории, вопросы для контроля и список рекомендуемой литературы.

Составители: Л.А. Рябичева, проф., Ю.Н. Никитин, доц.

Рецензент Е.П. Могильная, доц

Ответственный за выпуск Л.А. Рябичева, проф.

Цель работы:Определить наличие и расположение поверхностных дефектов тепловым методом неразрушающего контроля

1. МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

- пирометр визуальный общепромышленный «Промінь»;

- печь электрическая высокотемпературная камерная;

- металлические образцы;

- наждачная бумага.

2. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ И СОСТАВЛЕНИЯ ОТЧЕТА

2.1. При подготовке к лабораторной работе опишите:

- физические основы тепловых методов неразрушающего контроля;

- устройство и принцип работы визуального яркостного пирометра;

2.2. Произведите контроль качества образца с помощью визуального пирометра:

- металлический образец, подлежащий контролю, очистите от ржавчины;

- поместите образец в печь и нагрейте до температуры 800°С;

- произведите выдержку образца в печи при температуре 800°С в течении 10 минут для равномерного прогрева образца;

- через отверстие в заслонке печи с помощью пирометра исследуйте поверхность образцов на наличие дефектов;

- сделайте вывод о качестве образца.

СВЕДЕНИЯ ИЗ ТЕОРИИ

В тепловых методах неразрушающего контроля в качестве пробной энергии используется тепловая энергия, распространяющаяся в объекте контроля. Температурное поле поверхности объекта является источником информации об особенностях процесса теплопередачи, которые, в свою очередь, зависят от наличия внутренних или наружных дефектов. Под дефектом при этом понимается наличие скрытых раковин, полостей, трещин, непроваров, инородных включений и т. д., всевозможных отклонений физических свойств объекта от нормы, наличие мест локального перегрева (охлаждения) и т. п.

Основной характеристикой температурного поля, являющейся индикатором дефектности, служит величина локального температурного перепада. Координаты места перепада, его рельеф или, иными словами, топология температурного поля и его величина в градусах являются функцией большого количества факторов. Эти факторы можно разделить на внутренние и внешние. Внутренние факторы определяются теплофизическими свойствами контролируемого объекта и дефекта, а также их геометрическими параметрами. Эти же факторы определяют временные параметры процесса теплопередачи, в основном, процесса развития температурного перепада. Внешними факторами являются характеристики процесса теплообмена на поверхности объекта контроля (чаще всего величина коэффициента конвективной теплоотдачи), мощность источника нагрева и скорость его перемещения вдоль объекта контроля.

Основным информационным параметром при ТНК является локальная разность температур между дефектной Т_А и бездефектной Т_Вобластями объекта ∆Т= = т_а — t_В. Знак перепада зависит от соотношения теплофизических свойств дефекта и изделия и исследуемой поверхности. При нагреве изделий, содержащих дефекты, плохо проводящие тепло (типа газовых включений), перепад положителен для поверхности, подвергнутой нагреву (т. е. место дефекта характеризуется локальным повышением температуры), и отрицателен для противоположной стороны. В случае дефекта, проводящего тепло лучше основного изделия (металлические вкрапления), знак перепада изменяется на обратный.

Увеличение мощности нагревателя и уменьшение интенсивности теплообмена приводит к росту уровня нагрева d изделия и лучшему выявлению дефектов.

Для неконтактного измерения температуры применяются на равнее с радиационными, яркостные пирометры. Их принцип действия основан на регистрации теплового излучения нагретых объектов. Тепловая энергия излучается телами в виде электромагнитных волн. Пирометры излучения используют наиболее широко видимую область спектра, примерно, 0.40 - 0.72 мкм и часть инфракрасной области, которая простирается от 0.72 до 1000 мкм. Яркостные визуальные пирометры применяют для измерения яркостных температур выше 600⁰С. Принцип их действия основан на зависимости спектральной яркости нагретых тел от температуры, описываемой законами Планка и Вина.

Человек может измерить температуру по яркости излучения лишь очень приближенно. На темном фоне раскаленные предметы кажутся более яркими, на светлом - более темными. Однако сравнивать яркость излучения человеческий глаз может очень точно, его контрастная чувствительность равна 0.4-0.6 град. На этом свойстве глаза и построено измерение яркостной температуры оптическими пирометрами с исчезающей нитью.

Схема яркостного пирометра показана на рис.1.

Рис. 1. Визуальный яркостный пирометр

а- схема пирометра, б- определение температуры тела;

1 - температура нити на 10° С ниже температуры источника излучения, 2 - равенство температур, 3- температура нити на 10° С выше температуры источника излучения

Изображение источника излучения объективом 3 проецируется на плоскость, в которой расположена нить пирометрической лампы 1. В окуляр 4 наблюдатель видит одновременно в одной плоскости изображение объекта визирования и нагретой нити пирометрической лампы. Потенциометром 2 меняют яркость лампы до исчезновения ее изображения на фоне объекта, затем определяют соответствующий этому моменту ток лампы и по градуировочной шкале прибора температуру объекта.