Способ контроля роста трещин в образцах материалов

Способ контроля роста трещин в образцах материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля, в частности к диагностике разрушения материалов и изделий с помощью метода акустической эмиссии (АЭ). Цель изобретения - повышение достоверности результатов измерений сигналов акустической эмиссии - достигается за счет оптимальной обработки принимаемых двумя преобразователями сигналов АЭ. Способ заключается в измерении сигналов АЭ от трещины совокупно из сигналов помех и сигналов АЭ от воздействия одних лишь промышленных помех из области наименьшего воздействия сигналов АЭ от трещины. Сигналы измеряются по двум измерительным трактам и путем вычитания значений измеренных сигналов помехи из смеси полезного сигнала с помехой получают достоверный сигнал роста трещины в образце материала. Способ позволяет производить измерения АЭ, в условиях воздействия любой промышленной помехи или комплексного их воздействия. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 6 01 и 29/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4777303/28 (22) 03.01,90 (46) 30,08.92. Бюл, N 32 (71) Физико-механический институт АН

УССР и Специальное конструкторско-технологическое бюро физико-механического института АН УССР (72) А,Е.Андрейкив. В.Р,Скальский- и

Н,В.Лысак (56) Авторское свидетельство СССР № 875273, кл. G 01 N 29/04, 1981.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1024822, кл. G 01 N 29/04, 1983, Грешников В.А., Дробот Ю.Б. Акустическая эмиссия. —.- М.; Изд-во стандартов, 1976, с. 132 — 143, (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ РОСТА ТРЕЩИН

В ОБРАЗЦАХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области неразрушающего контроля, в частности к диИзобретение относится к неразрушающему контролю и может быть использовано для диагностики разрушения материалов и изделий с применением метода акустической эмиссии (АЭ) в условиях воздействия электрических, электромагнитных и механических помех.

Известен способ выделения сигналов

АЭ оттрещины из импульсных и флюктуационных помех, заключающийся в том, что выделяют первую полуволну сигнала АЭ, ° компенсируют уровень шумов уровнем сме-, щения и путем сравнения длительностй и крутизны эталонных импульсов с приняты„„5U„„1758545 А1 агностике разрушения материалов и изделий с помощью метода акустической эмиссии (АЭ). Цель изобретения — повышение достоверности результатов измерений сигналов акустической эмиссии — достигается за счет оптимальной обработки принимаемых двумя преобразователями сигналов АЭ.

Способ заключается в измерении сигналов

АЭ от трещины совокупно из сигналов помех и сигналов АЭ от воздействия одних лишь промышленных помех из области наименьшего воздействия сигналов АЭ от трещины. Сигналы измеряются по двум измерительным трактам и путем вычитания значений измеренных сигналов помехи из смеси полезного сигнала с помехой получают достоверный сигнал роста трещины в образце материала. Способ позволяет производить измерения АЭ, в условиях воздействия любой промышленной помехи или комплексного их воздействия. 3 ил. ми и пронормированными по амплитуде выделяют сигналы АЭ от трещины.

Известен также способ повышения надежности регистрации сигналов АЭ, заключающийся в применении электромеханического и светового преобразователей в изме рител ь ном тракте.

Наиболее близким к предлагаел1ому является способ контроля роста трещин, заключающийся в том, что на образце располагают группу преобразователей, регистрируют сигналы акустической эмиссии, по которым судят о контролируемом параметре.

1758545 .

20

50!

-1едаствтком способов является незащищенность их ат влияния на результаты измерений различнаго рада промышленных помех; электромагнитных, электрических по сети питания, механических в процессе работы машин и установок в пределах частотной полосы измерения.

Цель изобретения — повышение достоверности результатов измерений за счет исключения помех.

Поставленная цель достигается тем, чта на образце располагают группу преобразователей, регистрируют сигналы АЭ, выявляют зоны образца, в которых зарегистрированы наименьшие и наибольшие значения сигналов АЭ, устанавливают преобразователи АЭ в этих зонах на расстоянии один от другого. при котором разность между временами прихода сигналов помехи меньше времени регистрации одного акта

АЭ, а о,росте трещины судят по разности сигналов от этих преобразователей, На фиг,1 приведена функциональная блок-схема устройства для реализации спа— саба; на фиг.2 — типовые размеры образца, который применялся при исследовании трещиностойкости стали, а на фиг.3 — акустограммы, полученные в ходе экспериментальных исследований (фрагмент), Устройство содержит испытательную камеру 1, в которой расположен образец 2, нагружаемый до необходимой величины нагрузки, которая фиксируется жесткой упругой вставкой. Образец фиксируют на волноводе сигналов АЗ 3. После герметизации камеры 1 крышкой 4, в нее подается рабочая среда и создаются необходимые условия испытаний, После этого используются одинаковые па типу принимаемой волны и ампли удно-частотной характеристике (или макси ально близкие па этим требованиям) преобразователя сигналов АЗ 5, сигналы с которых последовательно подаются на предварительный усилитель 6, блок фильтров 7 и блок обработки сигналов АЭ 8. аналоговые выходы которого соединены с быстродействующим регистратором 9. Перед началом измерений производится калибровка чувствительности. измерительной цепи на сигналы АЭ от трещины и сигналы

АЭ от различных помех и устанавливается путем подбора уровня дискриминации и коэффициента усиления, одинаковые значения ее па обеим измерительным трактам.

Измерение сигналов АЭ от трещины из камеры через валновод и все поступающие на образец, вол новад и преобразователь АЗ вместе с соединительными кабелями электромагнитные и механические помехи, а также выбросы по питающей измерительные блоки сети, регистрируются в совокупности по своему (например, первому) измерительному тракту. Для этого производят ега настройку на сигналы трещины, имитируя их источником Хсу-Нельсена или зондом-имитатарам, добиваясь максимальной чувствительнасти.

Сигналы АЭ, вызванные воздействием только указанных типов помех без сигналов

АЭ от трещины или с таковыми, на в самом минимальном их восприятии, которое количественно оценивается во время проведения калибровки чувствительности с помощью имитации Э от трещины, такж= регистрируются по отдельному тракту (блоки 6, 7 и 8 второго тракта).

Устройство работает следующим образом, При воздействии любага типа помехи в обеих измерениях синхронна пройдет оди накавый по амплитуде (или больший ва втором измерении по сравнению с первым, так как ано более чувствительно может реагировать на АЭ помехи) сигнал АЭ. При росте же трещины, в момент отсутствия действия помехи, сигнал АЭ пройдет в первом измерении и будет отсутствовать (или минимальнь.м с известной проперцией, ус.тановленной при. калибровке) во втором измеренил. чта дает возможность его легко выделить на акустаграмме, В качестве первичных преобразователей в устройстве использовались узкополосные пьезодатчики с полосой прапусканля

180-260 кГц, а полоса пропускания блока фильтров была впреде,.лах 160-. 350 кГц.

Коэффициент усиления обеих измерительных трактов 84 дБ, уровень дискриминации

0,4 Я чувствительность аналоговых входов прибора Н338 (4-0,4 В/см), Источником с яналов Хсу-Нельсена служили стеклянные капилляры диаметрам 0,8 мм с толщиной стенки 0,1 мм. Огибающая сигналов АЭ фиксировалась за период времени 1 мс. Место установки ПАЭ второго канала согласно описанной выше методике выбора места— фланец крепления крышки камеры. Усиление прижима преобразователей 10 — 20 Н, контактная среда — машинное масло.

Формула изобретения

Способ контроля роста трещин в образцах материалов, заключающийся в том, что на образце располагают группу преобразователей, регистрируют сигналы акустической эмиссии, по которым судят о контролируемом параметре, а т л и ч à ешийся тем. чта, с целью повышения достоверности, выявляют зоны образца, в которых зарегистрированы наименьшие и наибольшие значения сигналов акустиче1758545 ской эмиссии, устанавливают преобразователи акустической эмиссии в этих зонах на расстоянии один от другого, при котором . разность между временами прихода сигнаfioB помехи меньше времени регистрации одного акта акустической эмиссии, а о росте трещины судят по разности сигналов от этих преобразователей.

1758545

«/ Ю /ОЛ

i Ill I lIIIII с0

4 Ю

// З//ОЛ р, ул ю р .в ая а у" ограмм

Составитель В Скальский

Редактор Л.Пчолинская Техред М,Моргентал Корректор О,Кравцова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2996 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5