Způsob kalibrace měřicího systému akustické emise pro hodnocení vzniku a rozvoje trhlin v kovových materiálech

Číslo patentu: 221638

Dátum: 15.02.1985

Autori: Svoboda Václav, Hron Jaroslav, Čermák František

Stiahnuť PDF súbor.

Zhrnutie / Anotácia

Vynález se týká zkoušení kovových materiálů, zejména hodnocení vzniku a rozvoje trhlin v těchto materiálech. Řeší způsob kalibrace měřicího systému akustické emise, ve kterém je jako zdroje akustické emise využito iniciace trhliny v návaru vytvořeném na základním materiálu, na jehož povrchu je umístěn snímač akustické emise, a naměřené charakteristické hodnoty spektra akustické emise jsou přiřazeny odpovídajícím charakteristickým parametrům vzniklé trhliny, zjištěným metalografickým a fraktografickým rozborem návaru.

Text

Pozerať všetko

(40) Zveřejněno 30 07 82 ÚŘÄD FRO VYNÁLĚIYvydáno 15 02 85 AOBJEVY(54) Způsob kalibrace měřicího systému akustická emise pro hodnocení vzniku a rozvoje trhlin v kovových materiálechvynález se týká zkoušení kovových materiálů, zejména hodnocení. vzni a rozvoje trhlm v těchto materiáloch. eši způsob kalibrace měřicího systému akustické emise, ve kterém je jako zdroje akustické mise využite iniciaco trhlíny v návaruvytvořeném na základním materiálu, na e hož povrchu e umistěn snímač akuatick emise, a nam řené charakteristické hodnoty spektra akustické emise jsou přiřazeny od~ povídajicm charakteristiclçým parametrüm vzniklé trhliny, zjištěrąým metalograficlçým a fraktografickým rozborem návaru.vynález se týká způsobu kelibrace měřicího systému akustická emise pro hodnocení vzniku a rozvoje trhlin v kovových materiáloch.Při použití metody akustická amiue je snímána mechanická energie uvolňující se ve formě napätových vln při vzniku a šíření defektu pomoci elektromechanického mêřiče umíetěněho na povrchu zkoumeného materiálu. Generovaąv elektriclw signál je dále zpracováván elektroniekým vyhodnocovacím systémem. V důsledku útlumu v materiálu, souvisejícím se způsobem šíření kulovou vlnoplochcu traneformovenou na povrchovou vlnu, je pouze část mechanické energie vznikajíoího a rozvíjejícího ee defektu v materiálu přeměněna v elektromechanickém měřiči na elektrický signál, a proto je nutno před dalším spracovaním tento signál zesílit. Při tomto zesílení jsou však zeeilovány i äumy a rušení pocházející z echmickáho, elektrického a magnetického pole prostředí, které nelze vždy v plné míře odfiltrovat, a které značne zkreslují detekovany signál. Citlivost a přesnost metody akuatické emise je dále závislá i na celkovám geometrickám uspořádání měření - umístění a uchycení elektromechanicląŕch měničů, vzdálenost měničů od místa vzniku defektů spod. Z těchto důvodů je nutno vždy daná geometrické uspořádání použité při měřeních na reálnych součástech cejchovst včetně nastavení optimálních parametrů vyhodnocovacího systému.V současné době je tato kalibrace prováděne povrchovou mechanickou vlnou iniciovanou na povrchu zkoumaného objektu napr. definoverąým nárazom pedejícího předmětu, lámáním tunv nebo skleněné kapiláry, generováním mechanických pulsů elektromechanickými měniči - pulzry,akcelerometry, ultrazvukovými meniči, které jsou obvykle dodávámv v sestavě měřicího systému. Intenzita a charakter spektra ekustické emise jevů probíhajících ne povrchu materiálu se však liší od intenzity a charakteru spektra vznikajícího při porušení reálrąých součástí,které probíhá většinou za vzniku a šíření trhliny s povrchu nebo uvnitř materiálu. Vytvoření definované trhliny v materiálu při experimentech se vsoučaené době provádí cykliclďm mechezxicląým nsmáháním vzorku s vrubem. Použití tohoto způsobu pro kalibrování měřicího systému akustické emise by bylo velmi nákladné a v některých případech - vytváření trhliny na rozměrném vzorku - i nerealizovatelná. Kalibraci měřicího systému v těchto případech komplikují i parazitní signály akustické emise vznikající v úchytech cyklicky namáhaného vzorku.Nedostetlq jsou odstraněrw způsobem kalibrece měřicího systému skustická emise pro hodnocení vzniku a rozvoje trhlin v kovových materiáloch podle vynálezu. Jeho podstate spočíva v tom, že se jako zdroje akustická emise využije iniciece trhliny v návnru vytvořenám na základním materiálu, přičemž hodnoty spektra akustické emise se detekují snímačem, umístěným na povrchu základního materiálu, a naměřené charakteristické hodnoty tohoto spektra se přiřadí odpovídajícím charakteristíckým parametrům vzniklé trhliny, zjištěným metalogrsficwm a fraktogrefickým rozborem sveru. Trhlina v návaru vzniká v důsledku tuhnutí a chladnutí náverového kovu a její charakter lze ovlivnit volbou způsobu naveřování, perametrů navařovecího procesu, přídavnąím materiálem, atp. Při hodnocení zjištěnáho spektre akustické emise lze potom jeho charakteristicwm hodnotám, jako je energie, rychlost, četnost, distribuční rozdelení, přiřadit charakteristické hodnoty trhliny zjištěná metalogra fickým vyhodnocením porušení núvaru, to je velikost lomové plochy, orientace trhliny, druh lornu atp. Spoj never-základní kov představuje dokonalou skustickou vazbu mezi zdrojem akus tické emise a vzorkem a popsaxxým postupom lze vznik trhliny lokelizovat do libovolné oblasti vzorku sloužícího ke kelibraci, čímž lze určovat i optimální polohu snímače akustické emise pro měření na reálnych součástech. Swýhodou lze použít pro tento způsob kalíbrace postupů uplatňcvaných při. zkouškách svařitelnosti - Lehigh, Tekken.vynález e jeho účinłq jsou dále podrobněji vysvětleny pomocí příkladu jeho provedení,za pomoci popiäu výkresů, kde na obr. l jsou uvedeny výsledky získaná tímto postupem u coeli tř. 15 jako záklsdního materiálu, svarová elektrody E-R 321 Ď 2 a svařovacího proudu 90 A a na obr. 2 je distribuční funkce zjištěného spektre.Na vzorku s průchozí štěrbinou zekončenou otvory se vytvoří návaŕ orientovaný kolmo naštěrbinu a v dostatečně vzdálenosti od místa návaru, aby nedocházelo k tepelnému ovlivnění,se umístí snímač akustícká emise. Pro navaření je možno použít obalené elektrody nebo některou z metod svařování v ochranné atmosféře. Při použití obalené elektrody je nutné ihnedpo svařování rychle odstranit z návaru s jeho okolí strusku. Při svařování v ochranné atmosféře, např. argonu, je vhodná přidat l až 5 i vodíku nebo dusíku a nastavit celkový průtok plynů na 25 l/min. a volit rychlost svařování cca 150 nim/min. Po vytvoření návarově housenląy délky IO až 30 mm je nutno ihned zahádit měření, přičemž vznik trhliny a první signály akustickě emise lze očekávat v rozmezí 15 až 30 s od ukončení navařovacího procesu. Výsledky získané tímto postupem u oceli tř. 15 jako základního materiálu, svarové elektrody E-R 3210 2 a svařovacího proudu 90 A jsou uvedeny na obr. l. Pro měření akustická emise byl použit měřicí systém fy Dunegen-Dudevco, skládající se ze snímače PZT keramiky, předzesilovače- zesílení 40 dB, zesilovače - zesílení 32 dB, diskriminátor-u - úroveň 1 V, čítače akustických pulsů a událostí a amplitudového analyzátoru s výstupom měřených hodnot na souřadnicovy zapisovač. Systém byl naataven na zosílení 72 dB při diskriminační úrovni 1 V. Počátek nárůstu akustické emise AE, to je oblast I na obr. l, je možno označit za okamžik vzniku trhliny, skokovou změnu - oblast II - je možno považovat za charakteristický parametr vzniklé tr-hliny. Distribuční funkce zjištěného spektra je znázorněna na obr. 2, kde na vodorovné ose je vyneseua úroveň emplitudy měřeného signálu - dB - a na svislé ose počet akustickýchUvedeným postupom je možno vytvářet trhlíąy a kalibrovat spektrum skustické emise i na rozměr-nějěích součáetech v předem určených oblastech při Jejich mechanických zkouškách. Takto získané výsledlqr by bylo možno použít při rozborech spektra akustickě emise kontinuálně sledovaných nopřístupných součástí během provozu, např. v jaderně energetických zařízeních. Porovnáním výsledků kalibrece na modelu součástí se spektrom zjištěným během provozu na reálne součásti by bylo možno při náhlém /zvýšení akustickě aktivity usuzovat napřípadné poškození součástí, odhadnout jeho nebezpečnost e eventuálně provést. vhodné protiopatření.Pokud je kalibrování měřícího systému akustické emise prováděno v experimentálním uspořádání používaném pro zkoušky svařitelností, lze zjištěná výsledky použít i pro přesné kvantitativní určení svařitelnosti materiálu.Způsob kalibrace měřicího systému akustické emise pro hodnocení vzniku a rozvoje trhlin v kovových materiáleoh, vyznačující se tím, že se jako zdroje ekustické emise využije iniciace trhliny v návaru vytvořeném na základním materiálu, přičemž hodnoty spektre akustické emise so detekují snímačom, umístěnym na povrchu základního materiálu, a naměřené charakteristické hodnoty tohoto spektra se přiřadí odpovídajícím charakteristiclçým parametrům vzniklé trhliny, zjiätěným metalografickým a frektograficldm rozborem svaru.

MPK / Značky

Značky: vzniku, emise, akustické, měřicího, kovových, hodnocení, systému, rozvoje, kalibrace, trhlin, materiálech, způsob

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/5-221638-zpusob-kalibrace-mericiho-systemu-akusticke-emise-pro-hodnoceni-vzniku-a-rozvoje-trhlin-v-kovovych-materialech.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob kalibrace měřicího systému akustické emise pro hodnocení vzniku a rozvoje trhlin v kovových materiálech</a>

Podobne patenty