1) pomiar temperatury z użyciem termoelementów (zasada działania, rodzaje, charakterystyki)

Termoelementy: przetwarzają wielkości cieplne na wielkości elektryczne. Połączone na jednym końcu dwa różne materiały takie jak: metale czyste, stopy metali, niemetale

Zasada działania: jeśli spoinę pomiarową umieścimy w innej temp. Niż temperatura w jakiej znajdują się wolne końce, to między wolnymi końcami termoelementu pojawi się siła termoelektryczna E, jest to składowa 2 sił termoelektrycznych Peltiera- występująca w spoinie i Thomsona- występująca na termoelektrodach. W technice pomiarowej interesuje nas sumaryczna siła termoelektryczna E.

Rodziaje termopar i ich charakterystyka: -grupa I zakres temp. -200 +1200; materiały drutów termopar: brak metali szlachetnych Skład tej grupy: typ „K” NiCr- Ni, stosowany -200 +1200. Zależność SEM od temp. Tego termoelementu jest prawie liniowa a jego czułość wynosi 41μV/

-grupa II 0-1800 , (platynowo rodowe) np. Typ „S” PTRh10-PT sąone używane zazwyczaj w atmosferze silnie utleniającej w zakresie temp. Do 1600 czułość ok. 10 μV/

-grupa III 0-2200 (wolframowo renowe) np. Typ „C” wolfram-Ren-5% wolframu te termoelementy do pomiaru bardzo wysokich temp.do 2300 w atmosferze redukującej obojętnej lub próżni.

2) pomiar temperatury za pomocą metod pirometrycznych

Zasada działania: pomiar temp. Bezstykowy. Każdy przedmiot emituje promieniowanie podczerwone (cieplne) niewidzialne dla oczu ale wyczuwalne (gorące Żelasko) natężenie promieniowania jest większe im wyższa temp. Pirometr mierzy natężenie promieniowania podczerwonego dochodzącego od przedmiotu do jego obiektywu. Typowy pirometr mierzy z odległości 1m temp powierzchni kołowej o średnicy kilku cm. Im większa odległość pirometru od przedmiotu badań tym wieksza średnica koła z którego pirometr zbiera promieniowanie podczerwone. Na dokładność pomiaru wpływa współczynnik emisyjności typowa wartość 0,95.

3)metoda ATAS (adaptacyjny system analizy termicznej), który służy do wyznaczania charakterystycznych punktów na krzywej krzepnięcia wszystkich rodzajów żeliwa. Uzyskane z bieżącego wytopu dane porównuje się z optymalnymi parametrami znajdującymi się w bazie danych programu: -generuje ocenę jakości metalurgicznej żeliwa, prognozuje możliwości powstania wad typu skurczowego, -podaje ewentualne środki zaradcze. (przykładowe charakterystyczne pkt krzywej krzepnięcia określone przez ATAS: -temp. Krzepnięcia eutektyki grafitowej,- -//- węglikowej, temp. Likwidus, -temp. Startu eutektyki, itp.)

4) badania ultradźwiękowe wyrobów odlewanych wykorzystują zjawisko towarzyszące rozchodzeniu się fal o częstotliwości ultradźwiękowej ponad 20000 Hz

Zalety: uniwersalność i skuteczność, szybkość badania i bezpośredni dostęp do wyników, możliwość dokładnej lokalizacji wady.

Wady: wysokie kwalifikacje badającego, utrudnione, czasami niemożliwe badanie elementów małych, konieczność przygotowania powierzchni badanej.

Metoda przenikania: 1) impuls wejścia fal z sondy nadawczej do przedmiotu, 2) impuls wyjścia faz z przedmiotu do sondy odbiorczej.

Metoda echa: 1) impuls wejścia faz z sondy nadawczej do przedmiotu, 2) impuls odbicia od dna sondy odbiorczej, 3) dodatkowy impuls odbicia fal od wady

Badanie: skalowanie zakresu obserwacji, nastawianie czułości badania, poprawka strat przenieniesienia.

5) badania PT i VT wyrobów odlewanych PT: badanie penetracyjne należy do metod „ powierzchniowych”. Wykrywanie nieciągłości polega na wnikaniu cieczy- penetrantów barwnych do nieciągłości a następnie ujawnieniu tych nieciągłości przez zastosowanie wywoływacza. Etapy: -oczyszczenie powierzchni, naniesienie penetranta, usunięcie nadmiaru penetrantu po czasie jego wnikania, suszenie powierzchni, naniesienie wywoływacza, poszukiwanie wad i ich dokumentacja.

Badania wizualne VT ( Visual Testing): czynności umiejscowienia i oceny powierzchniowych cech jakości obiektu, takich jak: nieciągłości, zniekształcenia, ogólny stan powierzchni ludzkim nie uzbrojonym okiem przy świetle min. 350 lx. Podstawą oceny stanowi porównanie nieciągłości badanej powierzchni ze zbiorem wzorców, zawierających repliki rzeczywistych nieciągłości powierzchni odlewu.

6) metoda HotDistortion (zasada działania, cel stosowania, przykłady wyników, rodzaje badanych mas)

metoda Hot Distortion: nowoczesna metoda badania zjawisk termomechanicznych materiałów na formy odlewnicze poddanych szokowi cieplnemu.

Zasada działania: kształtak masy umieszczona jest na wsporniku i silnie nagrzana na środku z jednej strony. W wyniku różnicy w rozszerzalności cieplnej pomiędzy powierzchnią nagrzaną a zimną, kształtka odkształca się od źródła ciepła. Ta wielkość odkształcenia jest mierzona i rejestrowana na wykresie. Do wolnego końca kształtki przykładane jest obciążenie przeciwnie do kierunku odkształcenia.

cel stosowania: zmierzenie wpływu czynników takich jak rozszerzalność cieplna ziaren piasku, pęcznienie materiałów wiążących, termoplastyczność, polityzacja lepiszcza. W materiałach stosowanych na formy i rdzenie odlewnicze

Typowy wykres: 0A- wzrost rozszerzalności cieplnej skierowany przeciwko obciążeniu [wytrzymałość w wysokich temp.] YA- odpowiednik czasu, w którym ta rozszerzalność i wytrzymałość utrzymuje się. A-maksymalny wzrost rozszerzalności, AB- dalszy wzrost temp. I termoplastycznośći. Obciążenie nie może być podtrzymane i powoduje odkształcenie ku dołowi- skutek zwiększonego wpływu termoplastyczności w wyniku nagrzewania, BC- przeciwdziałanie obciążeniu, przywrócenie szczątkowej wytrzymałości- niektóre spoiwa ulegają termo utwardzeniu. D- całkowite uplastycznienie lub złamanie kształtki

rodzaje badanych mas: nie można badać mas wilgotnych, można badać tylko masy z chemo lub termoutwardzalnych żywic.

1) pomiar temperatury z użyciem termoelementów (zasada działania, rodzaje, charakterystyki)

Termoelementy: przetwarzają wielkości cieplne na wielkości elektryczne. Połączone na jednym końcu dwa różne materiały takie jak: metale czyste, stopy metali, niemetale

Zasada działania: jeśli spoinę pomiarową umieścimy w innej temp. Niż temperatura w jakiej znajdują się wolne końce, to między wolnymi końcami termoelementu pojawi się siła termoelektryczna E, jest to składowa 2 sił termoelektrycznych Peltiera- występująca w spoinie i Thomsona- występująca na termoelektrodach. W technice pomiarowej interesuje nas sumaryczna siła termoelektryczna E.

Rodziaje termopar i ich charakterystyka: -grupa I zakres temp. -200 +1200; materiały drutów termopar: brak metali szlachetnych Skład tej grupy: typ „K” NiCr- Ni, stosowany -200 +1200. Zależność SEM od temp. Tego termoelementu jest prawie liniowa a jego czułość wynosi 41μV/

-grupa II 0-1800 , (platynowo rodowe) np. Typ „S” PTRh10-PT sąone używane zazwyczaj w atmosferze silnie utleniającej w zakresie temp. Do 1600 czułość ok. 10 μV/

-grupa III 0-2200 (wolframowo renowe) np. Typ „C” wolfram-Ren-5% wolframu te termoelementy do pomiaru bardzo wysokich temp.do 2300 w atmosferze redukującej obojętnej lub próżni.

2) pomiar temperatury za pomocą metod pirometrycznych

Zasada działania: pomiar temp. Bezstykowy. Każdy przedmiot emituje promieniowanie podczerwone (cieplne) niewidzialne dla oczu ale wyczuwalne (gorące Żelasko) natężenie promieniowania jest większe im wyższa temp. Pirometr mierzy natężenie promieniowania podczerwonego dochodzącego od przedmiotu do jego obiektywu. Typowy pirometr mierzy z odległości 1m temp powierzchni kołowej o średnicy kilku cm. Im większa odległość pirometru od przedmiotu badań tym wieksza średnica koła z którego pirometr zbiera promieniowanie podczerwone. Na dokładność pomiaru wpływa współczynnik emisyjności typowa wartość 0,95.

3)metoda ATAS (adaptacyjny system analizy termicznej), który służy do wyznaczania charakterystycznych punktów na krzywej krzepnięcia wszystkich rodzajów żeliwa. Uzyskane z bieżącego wytopu dane porównuje się z optymalnymi parametrami znajdującymi się w bazie danych programu: -generuje ocenę jakości metalurgicznej żeliwa, prognozuje możliwości powstania wad typu skurczowego, -podaje ewentualne środki zaradcze. (przykładowe charakterystyczne pkt krzywej krzepnięcia określone przez ATAS: -temp. Krzepnięcia eutektyki grafitowej,- -//- węglikowej, temp. Likwidus, -temp. Startu eutektyki, itp.)

4) badania ultradźwiękowe wyrobów odlewanych wykorzystują zjawisko towarzyszące rozchodzeniu się fal o częstotliwości ultradźwiękowej ponad 20000 Hz

Zalety: uniwersalność i skuteczność, szybkość badania i bezpośredni dostęp do wyników, możliwość dokładnej lokalizacji wady.

Wady: wysokie kwalifikacje badającego, utrudnione, czasami niemożliwe badanie elementów małych, konieczność przygotowania powierzchni badanej.

Metoda przenikania: 1) impuls wejścia fal z sondy nadawczej do przedmiotu, 2) impuls wyjścia faz z przedmiotu do sondy odbiorczej.

Metoda echa: 1) impuls wejścia faz z sondy nadawczej do przedmiotu, 2) impuls odbicia od dna sondy odbiorczej, 3) dodatkowy impuls odbicia fal od wady

Badanie: skalowanie zakresu obserwacji, nastawianie czułości badania, poprawka strat przenieniesienia.

5) badania PT i VT wyrobów odlewanych PT: badanie penetracyjne należy do metod „ powierzchniowych”. Wykrywanie nieciągłości polega na wnikaniu cieczy- penetrantów barwnych do nieciągłości a następnie ujawnieniu tych nieciągłości przez zastosowanie wywoływacza. Etapy: -oczyszczenie powierzchni, naniesienie penetranta, usunięcie nadmiaru penetrantu po czasie jego wnikania, suszenie powierzchni, naniesienie wywoływacza, poszukiwanie wad i ich dokumentacja.

Badania wizualne VT ( Visual Testing): czynności umiejscowienia i oceny powierzchniowych cech jakości obiektu, takich jak: nieciągłości, zniekształcenia, ogólny stan powierzchni ludzkim nie uzbrojonym okiem przy świetle min. 350 lx. Podstawą oceny stanowi porównanie nieciągłości badanej powierzchni ze zbiorem wzorców, zawierających repliki rzeczywistych nieciągłości powierzchni odlewu.

6) metoda HotDistortion (zasada działania, cel stosowania, przykłady wyników, rodzaje badanych mas)

metoda Hot Distortion: nowoczesna metoda badania zjawisk termomechanicznych materiałów na formy odlewnicze poddanych szokowi cieplnemu.

Zasada działania: kształtak masy umieszczona jest na wsporniku i silnie nagrzana na środku z jednej strony. W wyniku różnicy w rozszerzalności cieplnej pomiędzy powierzchnią nagrzaną a zimną, kształtka odkształca się od źródła ciepła. Ta wielkość odkształcenia jest mierzona i rejestrowana na wykresie. Do wolnego końca kształtki przykładane jest obciążenie przeciwnie do kierunku odkształcenia.

cel stosowania: zmierzenie wpływu czynników takich jak rozszerzalność cieplna ziaren piasku, pęcznienie materiałów wiążących, termoplastyczność, polityzacja lepiszcza. W materiałach stosowanych na formy i rdzenie odlewnicze

Typowy wykres: 0A- wzrost rozszerzalności cieplnej skierowany przeciwko obciążeniu [wytrzymałość w wysokich temp.] YA- odpowiednik czasu, w którym ta rozszerzalność i wytrzymałość utrzymuje się. A-maksymalny wzrost rozszerzalności, AB- dalszy wzrost temp. I termoplastycznośći. Obciążenie nie może być podtrzymane i powoduje odkształcenie ku dołowi- skutek zwiększonego wpływu termoplastyczności w wyniku nagrzewania, BC- przeciwdziałanie obciążeniu, przywrócenie szczątkowej wytrzymałości- niektóre spoiwa ulegają termo utwardzeniu. D- całkowite uplastycznienie lub złamanie kształtki

rodzaje badanych mas: nie można badać mas wilgotnych, można badać tylko masy z chemo lub termoutwardzalnych żywic.