Politechnika Białostocka

Wydział Mechaniczny

Laboratorium z przedmiotu:

MATERIAŁY KONSTRUKCYJNE

Temat ćwiczenia: Zastosowanie ultradźwięków do badań metalograficznych.

Prowadzący ćwiczenia: mgr inż. B. Dąbrowski

Grupa laboratoryjna: 10

Świerżewski Daniel

Data wykonania ćwiczenia: 17.01.2006 r.

1. Cel i zakres ćwiczenia laboratoryjnego.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z możliwościami zastosowania ultradźwięków w nieniszczących metodach badań.

W zakres ćwiczenia wchodzi zapoznanie się z obsługą opragramowania softwerowskiego defektoskopu ultradźwiękowego typu UMT-12. Poznanie pozostałych metod pomiaru prędkości fal, podstawowych sposobów wad oraz określenie stałych materiałowych ( Moduł YOUNGA, wsp, POISONA )

2. Opis stanowiska badawczego.

Stanowisko pomiarowe składa się z komputera i sprzężonej z nim karty pomiarowej dostosowanej do obsługi defektoskopu ultradźwiękowego typu UMT-12. Stanowisko jest wyposażone w głowice ultradźwiękowe na fale podłużne i poprzeczne. Jako próbkę do badań wykorzystać wzornik - W1 do kalibracji defektoskopu.

3. Przebieg realizacji eksperymentu.

1. Pomiar prędkości fal ultradźwiękowych

Ia. Pomiar prędkości fal podłużnych

Do pomiaru prędkości użyć odpowiednich opcji z programu umt.exe ( program do obsługi defektoskopu ) , gdzie prędkość jest wyznaczana na podstawie czasu przejścia fali przez próbkę o znanych wymiarach.

Kolejność czynności :

1. Wykalibrować głowicę ( o znanej długości i prędkości fal ) na próbce wzorcowej - W1

Rys. 11. Wzorzec W! - widok ogólny

Wykonać tak jak przy pomiarze fal podłużnych

Po wykonaniu pomiarów obliczyć współczynniki wzorów (11)

2. W okienku dialogoewym „ Parametry stanowiska „ wpisać długość badanej próbki w okienku dialogowym skali wybieramy „ Odczyt X „ w [ m/s ] i „ Pomiar różnicowy „

3. Głowice ustawić na badanej próbce

4. Po zamrożeniu wykresu , pionową linię odniesienia ustawiamy np.: na szczyt 1 echa a kursor pomiarowy na szczyt 2 echa

5. powtóżyć pomiar metodą nieróżnicową ( kursor na szczyt echa 1 )

6. Zanotowaćwyniki :

Przy pomiarze metodą różnicowego odczytu błąd pomiaru zalęży od :

• błędu podanej długości próbki

• rozdzielczości odczytu kursorowego ( zależy od odczytu )

• błąd ustawienia lini odniesienia

• błąd ustawienia kursora

Ib. Pomiar prędkości fal poprzecznych

Wykonać jak przy pomiarze fal podł€żnych

Po wykonaniu pomiarów obliczyć współczynniki En i ν wg. Wzorów (11)

2. wykrywanie wad

Kolejność czynnośći :

1. Wykalibrować głowicę ultradźwiękową normalnąn

2. Wykryć metodę echa wskazaną przez prowadzącego wadę oraz ocenić jej głębokość

3. Zaobserwować zmianę wysokości wady echa i echa dna przy przesówaniu głowicy nad wadą

4. zanotować wyniki]

4. Zestawienie i analiza wyników badań.

System MT 12

• 1 ÷ 2 _ głowice ultradźwiękowe

• międzynarodowy wzorzec wad W1

Kalibraćja dla długości 100 mm

• Prędkość fali wzdłużnej badanej stali : 5930 [ m/s ]

• Fala poprzeczna badanej stali : 3260 [ m/s ]

• Gęstość badanej stali : 7800 [ kg/m³ ]

• Prędkość fali wzdłużnej pomiędzy 1 a 2 echem : 6540 [ m/s ]

• Prędkość fali wzdłużnej pomiędzy 2 a 3 echem jest podobna : 6400 [ m/s ]

• Grubość wynosi ok. 103 [ mm ]

• Otwór w badanym materiale znajduje się na głębokości : 24 [ mm ]

Kalibraćja dla długości 25 mm

5. Wnioski.

Przeprowadzone doświadczenie przebiegało sprawnie i bez żadnych komplikacji , było to spowodowane tym iż to prowadzący ćwiczenia zajął się wszystkim. Ponadto należy wyjaśnić czym są ultradźwięki, a więc są to drgania mechaniczne cząsteczek ośrodka wokół położenia równowagi o częstotliwości powyżej 16 kHz , jak również ultradźwięki mogą rozchodzić się tylko w ośrodkach metalicznych przenoszących drgania sprężyste. W W ośrodku sprężystym drgające cząstki przekazują część swojej energii sąsiednim cząstkom. Przemieszczające się i rozprzestrzeniające w danym ośrodku drgania cząstek tworzą falę ultradźwiękową.

W badaniach ultradźwiękowych, w praktyce najczęściej wadę identyfikuje się na podstawie jej echa na ekranie defektoskopu ( monitora ), tak też było w naszym przypadku, lub przez obserwację wpływu obecności wady na wysokość ech stałych reflektorów odniesienia. Prawidłowa identyfikacja wady i ocena jej położenia oraz rozmiaru wymaga dużego doświadczenia.

---