Download - Petenchea Lucian - Cristale Reale
Principii de bază• foloseşte ultrasunete pentru efectuarea inspecţiilor.• Detecţie de fisuri/defecte, măsurători de dimensiuni, ... • Cea mai des folosită este metoda puls/ecou.• Instrumentar: generator de semnal, transducer, receptor,
osciloscop/ecran.
Avantaje:• Sensibilă la defectele de suprafaţă şi de sub suprafaţă, poate măsura
grosimi ... Adâncimea de penetraţie
• Acurateţe mare în determinarea poziţiei reflectorului şi estimarea dimensiunilor şi a formei sale.
• Nu necesită preparare specială a probei.Imagini detailateRezultate instantaneeInconveniente
• Suprafaţa trebuie să fie accesibilă. • Nevoie de mai multă îndemânare şi antrenament decât pentru alte
metodeMediu pentru transmiterea energiei sonore
• Materialele de formă neregulată, rugoase, mici, subţiri sau neomogene sunt dificil de inspectat
Materiale cu grăunţi mari sunt greu de inspectat
Testarea ultrasonică
Probă
crăpătură
0 2 4 6 8 10
Pulsul iniţial
Ecoul fisurii
Ecoul celeilalte suprafeţe
Osciloscop, sau ecranul detectorului de fisuri
• Defecte liniare orientate paralel cu fascicolul sonor pot rămâne nedetectate
Nevoie de standarde pt. calibrare si interpretareIstoric
• Înainte de WW2, sonarul• 1929-1935 Sokolov: folosirea ultrasunetelor pentru detectarea
obiectelor metalice• 1931 Mullhauser-patent pentru utilizarea ultrasunetelor pentru
detecţia fisurilor• 1940 (Firestone) şi 1945 (Simons), metda puls-ecou• Dupa WW2, investigaţii medicale (Japonia)• Testare nedistructivă: in timpul WW2 şi după• Scopul principal: detectarea defectelor• Probele trebuiau să fie fără defecte. În acea perioadă se dezvoltă şi
celelalte forme de testare nedistructivă. Probele cu defecte erau eliminate din procesul de producţie.
• 1970 discipline ca mecanica defectelor încep să se dezvolte.• Nu toate defectele sunt critice• Trebuie informaţii cantitative pentru prezicerea timpului de viaţă.
Propagarea undelor• Mişcarea la unison a atomilor pentru producerea unei unde mecanice
UNDE ELASTICE
Reteaua nu e rigidaà atomii pot oscila in jurul pozitiilor de echilibru
Unde longitudinale
Ex: Vibraţiile reţelei cristaline. Reţeaua nu e rigidăà atomii pot oscila în jurul poziţiilor de echilibru
2-D
3-D
• Perturbaţii periodice în TIMP (T) şi în SPAŢIU (l).• Oscilaţiile (perturbaţia) se propagă în mediu de la particulă la particulă sub
forma de unde = unde elastice.• Propagarea undelor se face cu viteză finită c.• Dacă toate particulele situate într-un plan perpendicular pe direcţia de
propagare oscilează identic, unda se numeşte PLANĂ.
m
kykx
kz
Undă plană neatenuată ce se propagă în direcţia OX:
Undă plană neatenuată ce se propagă în direcţia n .
Oscilaţiile în fiecare puncte sunt armonice
Perioada undei plane monocromatice:
Oscilaţiile în fiecare puncte sunt armonice.
kxtAtx sin, kxtAt
v
cos
Viteza particulei:
Ecuaţia undei:
2
22
2
2
xc
t
01
2
2
22
2
tcx
sau
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
1
zyxzyxtc
1
2
2
2
tc
Propagarea undelor• Mişcarea la unison a atomilor pentru producerea unei unde mecanice• Unde longitudinale
• se mai numesc unde de presiune sau densitate• Unde transversale• Orbite eliptice (suprafaţă-Rayleigh)• În materiale foarte subţiri (unde Lamb)
Dacă l este lungimea de undă, v viteza de propagare iar n frecvenţa undei: l=v/n
Lungimea de undă şi detectarea defectelor• Operatorul decide asupra lungimii de undă folosite• Senzitivitate şi rezoluţie• Înainte de efectuarea inspecţiei: grosimea grăunţilor şi a materialului,
tipurile de discontinuităţi, localizarea discontinuităţilor.• Efectele creşterii frecvenţei ultrasunetelor. Împrăştierea
ultrasunetelor.• Alte variabile: lungimea pulsului, diametrul transducerului, ...
Propagarea undelor în materiale elastice• Legea lui Hook F=-kx
• Viteza sunetului e o proprietate a materialului unde E este o constantă elastică (modulul Young) iar r este densitatea materialului
• Anizotropia constantelor elastice