Локальной концентрации

Иммерсионный преобразователь для контроля изделия, погруженного в иммерсионную ванну, отличается от прямого тем, что имеет повышенное волновое сопротивление демпфера. Протектор изготовляют обычно из эпоксидной смолы толщиной в четверть длины волны. Он обеспечивает просветление границы пьезоэлемент — иммерсионная жидкость и гидроизоляцию пьезопластины. Вариантами иммерсионного преобразователя являются струйный (с контактом через струю жидкрсти) и с локальной иммерсионной ванной.

По схеме, показанной на рис. 3.33, контроль выполняют импульсным эхометодом в локальной иммерсионной ванне. Между преобразователями 1—4 и контролируемой трубой 5 помещают тонкий экран 6 с окнами. Измеряют время прихода сигналов от экрана // до наружной /// и внутренней IV стенок трубы. Поскольку расстояние от преобразователя до экрана точно известно, интервал времени между зондирующим импульсом / и эхосиг-налом от экрана // служит для корректировки скорости звука в иммерсионной жидкости, которая может изменяться под влиянием температуры.

с локальной иммерсионной ванной с дном в виде эластичной мембраны, облегающей неровности поверхности изделия;

с локальной иммерсионной ванной и щелевым контактом между дном-мембраной и изделием (контактно-иммерсионный способ);

с локальной иммерсионной ванной в виде катка со стенками из эластичного материала.

контактно-иммерсионные преобразователи, снабженные локальной иммерсионной ванной с эластичной мембраной, контактирующей с изделием непосредственно или через тонкий слой жидкости;

Во всех установках ИЭС им. Е. О. Патона акустический контакт осуществляется через щелевой зазор, создаваемый локальной иммерсионной ванной под каждым ПЭП. Уплотняющий элемент преобразователя независимо от кривизны и состояния поверхности изделий надежно удерживает контактную жидкость в локальной ванне.

тия ПЭП к поверхности контролируемого изделия регулируется пружиной. Для более надежного обнаружения дефектов, произвольно ориентированных в металле шва, ПЭП задается колебательное движение с углом ±15° вокруг оси, перпендикулярной к поверхности изделия. В приборный блок входят электронная приставка с системой управления и автоматики и модернизированный образец серийно выпускаемого дефектоскопа. При обнаружении дефекта срабатывает дефектоотметчик. Производительность контроля до 0,25 м/с, масса установки не превышает 18 кг. Недостатком установки следует считать отсутствие систем слежения за качеством акустического контакта и регистрации. Ввод УЗ-колебаний в установках НИИХИММАШа осуществляется через щелевой зазор. Каждый ПЭП имеет уплотняющий элемент для удержания локальной иммерсионной ванны.

Передвижная установка УДЦ-12 предназначена для автоматизированного контроля сварных швов сосудов и трубопроводов с толщиной стенки до 250 мм. Комплект аппаратуры содержит акустический, электронный и регистрирующий блоки. Акустический блок состоит из локальной иммерсионной ванны в металлическом корпусе, заполненной трансформаторным маслом, внутри которой по схеме симметричного сканирования со скоростью 100 м/с перемещаются два наклонных ПЭП. Режим работы ПЭП — раздельно-совмещенный. Угол ввода можно регулировать в пределах а = 0 ... 65°. Возможность поворота ПЭП в положение а = 0 позволяет проводить настройку их чувствительности по донному сигналу. Двухкоординатный регистратор, обеспечивающий автоматическую трехканальную запись параметров дефектов в аналоговой форме на электротермической бумаге, конструктивно выполнен в едином модуле с акустическим блоком. На ленте регистрируются координаты, условные размеры и коэффициент формы дефектов.

В канале схемы зеркального эхо-метода используют ПЭП типа ИЦ-52 с переменным углом ввода (см. гл. 3), что позволяет при постоянной базе (максимальное расстояние между ПЭП равно 250 мм) контролировать швы толщиной до 250 мм. Как и в установке ИДЦ-12, акустические блоки размещены в металлическом корпусе для создания локальной иммерсионной ванны. Акустический блок укреплен на специальном манипуляторе с возможностью его полного разворота в плоскости, параллельной продольной оси сосуда, а также самоустановки на контролируемой поверхности. Благодаря этому можно произвольно ориентировать плоскость прозвучивания и легко, вручную, перестраивать акустическую систему. Электронный блок имеет шесть автономных каналов. Два резервных канала предусмотрены для контроля подповерхностного слоя раздельно-совмещенными ПЭП с использованием головных волн. Все каналы, кроме канала ЗЭМ, снабжены специально разработанной системой временной автоматической регулировки чувствительности (ВАРЧ), компенсирующей затухание звука. Каждый из каналов имеет выход на осциллогра-

По схеме, показанной на рис. 8.4, контроль выполняют эхо-методом в локальной иммерсионной ванне. Между преобразователями /—4 и контролируемой трубой 5 помещают тонкий экран 6 с окнами. Измеряют время прихода сигналов от экрана //, на-

ческими исследованиями реплик, снятых с поверхности исследуемых образцов (рис. 46)'при 750 циклах. При усталостном нагруже-нии на воздухе микродеформационные процессы связаны с интенсивным скольжением (видны грубые ступеньки пачек скольжения). При коррозионной усталости в среде 3%-ного хлорида натрия определяющее значение уже имеет деформационное двойникование (рис. 47). Такой механизм микропластической деформации путем однородного поворота решетки может быть реализован только при высокой локальной концентрации напряжений. В условиях коррозионной усталости этому, очевидно, способствовали протекающие сопряженные механохимические явления на поверхности образца. Результаты рентгенографического определения микроискажений кристаллической решетки этого сплава также подтверждают сказанное. При пересечении двойников возникают высокие механические напряжения, а для титана - значительные остаточные деформации, не свойственные для других металлов. Наличие границы между двойниковой прослойкой и материнским кристаллом, являющейся своего рода межфазпой границей двух, различно ориентированных частей металла, приводит к повышению его свободной энергии. С точки зрения микроструктуры, это сказывается на изменении сил связи атомов металла в граничной области. С термодинамической точки зрения, это увеличивает химический потенциал металла на двойникующих границах, снижает энергию активации и приводит к ускоренному коррозионно-усталостпому разрушению.

Электронно-лучевая обработка имеет преимущества, обусловливающие целесообразность ее применения: создание локальной концентрации высокой энергии, широкое регулирование и управление тепловыми процессами. Вакуумные среды позволяют обрабатывать заготовки из легкоокисляющихся активных материалов. С помощью электронного луча можно наносить покрытия на поверхности заготовок в виде пленок, толщиной от нескольких микрометров до десятых долей миллиметра. Недостатком обработки является то, что она возможна только в вакууме.

локацию, то есть определять точные координаты источников на развертке трубы. При давлении около 70 атм возникла течь, помешавшая нормальному проведению акустико-эмиссионных измерений. Для обеспечения возможности обработки информации необходимо было хотя бы частично избавиться от сигналов, связанных с течью. Для этого был установлен порог чувствительности 1000 мкВ. После этого удалось выявить источник локальной концентрации акустической эмиссии, координаты которого совпадали с зоной расслоения в катушке Р-1. Устойчивое проявление данного источника наблюдалось при давлении 50 атм и более. По-видимому, сигнал от расслоения такого типа регистрируется в трубе даже при столь высоком уровне шумов, генерируемых течью.

Данное напряжение получено для идеальной кристаллической структуры. Реальные же значения разрушающих напряжений на несколько порядков меньше. Теория дислокации позволяет объяснить это противоречие. В современных трактовках используется представление о том, что зарождение трещин является результатом сильной локальной концентрации напряжений, чаще всего у дислокационных конфигураций, формирующихся в процессе предшествующей разрушению пластической деформации, в результате реальные значения разрушающих напряжений оказываются гораздо меньше, чем полученные по выражению (2.1.2) [25].

Данное напряжение получено для идеальной кристаллической структуры. Реальные же значения разрушающих напряжений на несколько порядков меньше. Теория дислокации позволяет объяснить это противоречие. В современных трактовках используется представление о том, что зарождение трещин является результатом сильной локальной концентрации напряжений, чаще всего у дислокационных конфигураций, формирующихся в процессе предшествующей разрушению пластической деформации, в результате реальные значения разрушающих напряжений оказываются гораздо меньше, чем полученные по выражению (2.1.2) [25].

При значительном содержании примесей пластичность ухудшается во всем температурном интервале, при меньшем содержании их возникают зоны хрупкости, ширина которых (температурный интервал) и глубина (потеря пластичности) зависят от природы примесей, их количества, локальной концентрации по границам зерен, двойников, блоков и от величины зерна металла.

расширить применение Оже-спектроскопии и других новых методов исследования для определения локальной концентрации примесей в металлах;

Наконец, необходимо еще раз подчеркнуть большую роль способа выплавки стали при ее последующем упрочнении методом ТМО. Отмеченная выше (стр. 64) возможность получения более высоких механических свойств при НТМО сталей, выплавленных в вакууме из чистых шихтовых материалов, связывается с увеличением запаса пластичности в аустенитном состоянии [22]. Это приводит к улучшению пластических свойств стали после закалки. Кроме того, повышение пластичности аустенита, по-видимому, уменьшает вероятность локальной концентрации напряжений и снижает опасность трещинообразо-вания при деформировании, что способствует эффективности проведения ТМО.

В большинстве известных схем [9, 19] образования трещин (в предельном случае — пор) обязательным условием является наличие при низких и средних температурах локальной концентрации напряжений в материале. По теоретической оценке Владимирова и Бетех-тина [441], требуемая 10—30-кратная концентрация приложенного напряжения, локализованная в объеме порядка 10~2—10~3 мкм, достигается только в вершине скопления дислокаций, испущенных одним источником.

Показатели степени для каждого варианта изменения анализируемого параметра (уровень напряжения или радиус) были различны. Однако эквидистантный характер смещения указанных зависимостей очевиден (см. рис. 1.21). Изменение локальной концентрации напряжений, при прочих равных условиях, приводит к одновременному увеличению периода зарождения и роста трещины.

Продление срока службы ВС с учетом появления в отдельных зонах конструкции усталостных трещин может быть реализовано при сохранении роста трещин до достижения ими критического размера с последующей заменой детали. Однако после выявления трещины могут быть осуществлены операции по ее торможению [116]. В частности, может быть частично удален материал с поверхности детали в зоне выявленной трещины. Эта операция осуществляется таким образом, чтобы не создавать существенной локальной концентрации напряжений, что служит предпосылкой нового зарождения трещины. В такой ситуации контроль подразумевает дополнительный анализ состояния материала в районе выбранного (удаленного) материала. Примером такого контроля может служить диагностика трещин в верхнем поясе нервюры самолета Ил-62 в зоне его галтельного перехода [117].