Методы и средства измерений

- галогенный

С исп галоидосод газов (фреон, гелий). Чувст эл-том в щупе течеискателя явл нагретый до 700-900°С диод. Даже при незначт конц возн эмиссия ионов. Вознкший ток усиливается и регистрируется. Чувствит метод, можно обнаружить утечку 0,2…0,5 г/год.

- масс-спектрометрический

Исп гелий. Течеискатель сод щуп и устр-во для ионизации. Происх разделение смеси по массам газов с пом эл и магн полей. Чуствит в 2-3 раза>

- радиоактивный

Исп радиоакт в-ва. Регистр интесивность изл в-ва, проник в пов и сквозные дефекты. Наличие радиоакт в-в может опр с пом ретген или спец пленок.

Один из самых перспективных методов, позволяет выявить усталостные микротрещины на стадии зарождения (шир раск до 0,02 мкм).

14. Магнитный вид и методы неразрушающего контроля.

Определение технического состояния деталей производится с помощью неразрушающего контроля без уменьшения пригодности этих деталей к дальнейшему применению. Неразрушающий контроль подразделяется на 9 видов: оптический, проникающими веществами, магнитный, вихретоковый, акустический, радиационный, электрический, тепловой и радиоволновой.

Магнитный вид неразрушающего контроля основан на анали­зе взаимод магн поля с контролируемой деталью (из ферромагнитных материалов).

Если деталь из ферромагнитного материала поместить во внешнее постоянное магнитное поле, то с увеличением его напряженности Н от нуля магнитная индукция В в материале детали будет изм по кривой 1 (рис.) до насыщения. При этом домены ориент в одном напр и дет намагничивается.

Bm – индукция насыщения

Вr – остаточная магн индукция

Hc – коэрцитивная сила

Метод контроля основан на том, что магнитный поток в обл существования дефектов меняет направление. И при наличии

      несплошностей

      трещин

      приповерх немагнитных включений

часть магн поля выходит за пределы детали, обр неоднородные магнитные поля рассеяния. Над дефектами они имеют наибольшую плотность – местные магнитные полюсы, к-рые регистр разл спрособами.

Наибольшее распространение получил магнитопорошковый.

Исп ферромагнитный порошок и магнитные суспензии.

Трещины с шириной раскр 0,001 мм и глубиной 0,01 мм.

Чувствительность зависит от

      напряженности поля Н и ост намагниченности Вr

      от угла пересечения трещины магн потоком

      от формы и размера детали

      от качества и способа нанесения порошка или суспензии

Подготовка детали закл в тщат очистке, обезжир и зачистке пов-ти, изоляции внут полостей.

Способы намагничивания:

1.продольное (полюсное) – для выявл поперечных трещин

При помещ м/у полюсами э/магнита или в катушку, при обмат кабелем с током, при перемещ вдоль дет пост магнита.

2.циркулярное – для выялвения пролольных трещин

Пропускание тока по детали

3.комбинированное

Одновр в полюсном и циркул поле, магн линии винтовой формы.

Для намагничивания прим переем, пост, импульс и выпрям токами.

Нанесение порошка:

- полив суспензии

- погружение в ванну с суспензией

- нанесение сухого порошка

Размер частиц порошка не д превышать 30 мкм. Оптимально – 8-10 мкм.

15.Вихретоковый вид и методы неразрушающего контроля.

Определение технического состояния деталей производится с помощью неразрушающего контроля без уменьшения пригодности этих деталей к дальнейшему применению. Неразрушающий контроль подразделяется на 9 видов: оптический, проникающими веществами, магнитный, вихретоковый, акустический, радиационный, электрический, тепловой и радиоволновой.

Вихретоковый основан на взаимодействии э/м поля вихретокового преоб­разователя с э/м полем вихревых токов, наводимых в контролируемой детали. По способу получения первичной информации:

1. трансформаторный МНК, при котором учитывается ЭДС на зажимах датчика (измерительной обмотки),

2. параметрический - учиты­вается изменение полного сопр датчика.

Переменный ток I, проходящий по обмотке параметрического датчика 1, образует переменное магнитное поле с магнитным потоком Ф0  (рис. 6.9,а). В поверхностных слоях детали 2 образуются вихревые токи iB1  с магнитным потоком ФB1 , направленным навстречу возбуждающему потоку. Если поместить датчик над трещиной, то вихревые токи iB2 будут обтекать ее с каждой стороны в противоположных направлениях, создавая новый магнитный поток ФB2  и дополнительное магнитное поле дефекта. Магнитный поток DФ этого поля направлен одинаково с магнитным потоком возбуждающего поля, что и обусловливает приращение сигнала датчика (рис.6.9, б).

а- в сплошном материале; б -в материале с трещиной; 1-датчик; 2-деталь

Чувствительность: трещины с ширина раскрытия - 0,001...0,0005 мм, глубина - 0,1 мм и более), малораскрытые и подповерхностные - на глубине до 1 мм, в том числе на деталях с различными покрытиями и в труднодоступных местах. Возможно также определение качества термообработки, химического состава и толщины покрытия и материала.

На достоверность результатов контроля данным методом оказывает значительное влияние следующие факторы:

-неоднородность материала, особенно в сварных швах, при наличии наклепа и прижогов;

-перекос датчика и плотность его прилегания к поверхности;

-  форма зоны контроля (галтели, выточки, резьба);

- близость к краю детали и др.

16.Акустический вид и методы неразрушающего контроля.

Определение технического состояния деталей производится с помощью неразрушающего контроля без уменьшения пригодности этих деталей к дальнейшему применению. Неразрушающий контроль подразделяется на 9 видов: оптический, проникающими веществами, магнитный, вихретоковый, акустический, радиационный, электрический, тепловой и радиоволновой.

Акустический основан на регистрации параметров упругих волн, возбуждаемых или возникающих в контролируемой детали. Наиболее распр:

- ультразвуковой

Исп продольные и поперечные упругие волны в ультразвуковом диапазоне с частотой 0,.5...10 МГц..

Возбуждение упругих волн производится с помощью пьезоэлектрических преобразователей, изготовленных из пьезокерамических материалов.

При падении продольной волны L  на границу раздела двух сред под углом a происх ее разложение на отраженные поперечную S’ и продольную L’ волны и преломленные продольную L’’ и поперечную S’’ волны.

.                                                                                    (6.3)

При увеличении угла падения преломленная продольная волна L’’, может идти вдоль поверхности детали. Дальнейшее увеличение угла падения приводит к распространению преломленной поперечной волны S’’ вдоль поверхности детали

Регистрируются УЗК, отраженные от поверхности дефекта. УЗК отражаются от дефекта, если его размеры больше 1/3 дли­ны волны.

В связи с этим современные ультразвуковые дефектоскопы позволяют обнаруживать трещины с шириной раскрытия 0,001 мм и глубиной 0,1...0,3 мм и более.

На качество контроля существенное влияние оказывает крупнозернистая структура материала, и шероховатость детали, которая должна быть не выше Rz 20, т.е. не ниже 5-го класса.

- импедансный

Основан на возбуждении в контролируемом объекте упругих колебаний, регистрации и анализе изменения механического сопротивления (импеданса) z участка контролируемой детали, равного отношению возмущающей силы F к вызываемой ею колебательной скорости V материала в точке приложения, т.e. z = F/V.

С помощью импедансного метода определяется наличие непроклея, непропая между обшивкой и внутренним элементом, а также расслоений в слоистых материалах и конструкциях.

Излучатель (2) вызывает в стержне датчика 1 продольные упругие колебания. При отсутствии дефекта сила реакции FP1 будет значительно больше, чем сила реакции FP2 в месте непроклея. Это  изменение амплитуды или фазы силы реакции регистрируется.

17.Радиационный вид и методы неразрушающего контроля.

Определение технического состояния деталей производится с помощью неразрушающего контроля без уменьшения пригодности этих деталей к дальнейшему применению. Неразрушающий контроль подразделяется на 9 видов: оптический, проникающими веществами, магнитный, вихретоковый, акустический, радиационный, электрический, тепловой и радиоволновой.

Рациационный.

осн на регист­рации и анализе проникающего ионизирующего излучения после его взаимодействия с контролируемым объектом.

Проводиться с исп рентгеновских лучей, g2- и b2- излучений, потоков нейтронов и позитронов. Наибольшее применение получили рентгеновский и гамма-метод.

Проникающие рентгеновские и g -излучения - высокочастотные электромагнитные волны с длиной волны в тысячи раз меньше длины волны света — имеют высокую энергию и обладают большой проникающей способностью. Интенсивность ионизирующих излучений при прохождении через контролируемую деталь изменяется в зависимости от плотности материала и его толщины и наличия различных дефектов (рис. 6.13).

Для регистрации изменения применяются рентгеновские пленки с различной чувствительностью, флуоресцирующие экраны, телевизионные установки и другие устройства.

Источником рентгеновских излучений являются рентгеновские трубки а g -излучения  - радиоактивные изотопы: кобальт, цезий, тулий и др.

С помощью рентгеновского и гамма-метода определяются скрытые внутренние дефекты сварных и паяных швов, глубокие корро­зионные поражения, подрезы, разностенность, качество заделки тросов, шлангов и наконечников, правильность взаимного расположе­ния деталей в узлах и агрегатах и причины их отказов, измерение зазоров между деталями ГТД непосредственно во время его работы и многое другое.

18.Методы и средства контактного измерения и контроля температуры.

Температурой называется статистическая величина, характеризующая тепловое состояние тела и пропорциональная средней кинематической энергии молекул тела.

Измерить температуру непосредственно, как, например, линейные размеры, невозможно. Поэтому температуру определяют косвенно — по изменению физических свойств различных тел, получивших название термометрических.

Для практических целей, связанных с измерением температуры, принята Международная практическая температурная шкала.

Для измерения температуры наибольшее распространение получили следующие методы, которые основаны:

      на тепловом расширении жидких, газообразных и твердых тел (термомеханический эффект);

      изменении давления внутри замкнутого объема при изменении температуры (манометрические);

      изменении электрического сопротивления тел при изменении температуры (терморезисторы);

      термоэлектрическом эффекте;

      использовании электромагнитного излучения нагретых тел.

Приборы, предназначенные для измерения температуры, называются термометрами. Они подразделяются на две большие группы: контактные и бесконтактные.

Контактное измерение температуры. Термометры расшире­ния нашли широкое распространение в практике контактных из­мерений температуры.

Жидкостные стеклянные термометры конструктивно делятся на палочные и технический со вложенной шкалой. Принцип их действия основан на зависимости между температурой и объемом термометрической жидкости, заключенной в стеклянной оболочке. Стеклянные термометры в зависимости от назначения и области применения делятся на эталонные, лабораторные, технические, бытовые, метеорологические.

Биметаллические и дилатометрические термометры основаны на свойстве твердых тел в различной степени изменять свои линейные размеры при изменении их температуры.

Жидкостные манометрические термометры основаны па использовании зависимости между температурой и давлением термометрического вещества (газа, жидкости), заполняющего герметически замкнутую термосистему термометра. В зависимости от вещества манометрические термометры делятся на газовые, конденсационные и жидкостные. На показания манометрических термометров значительное влияние оказывают внешние условия: изменения температуры окружающего воздуха, различная высота расположения термобаллона и пружины, колебания атмосферного давления.

Конусы Зегера. представляют собой небольшие узкие трехгранные пирамиды из керамических материалов, которые размягчаются в строго определенных температурных интервалах. Оплавление вершины указывает на достижение определенной температуры. Недостаток такого способа измерения состоит в том, что результат зависит не только от температуры, но и от продолжительности ее воздействия, а также от градиента температур. Поэтому получаемые результаты очень ненадежны.

Термокраски. В некоторых способах измерения для оценки температуры окружающей среды используют изменение цвета вещества. Термочувствительные лакокрасочные покрытия (термокраски) наносят на обширные поверхности либо в жидком состоянии, либо так, как выполняют надписи мелом. При достижении определенной (критической) температуры они резко изменяют свой цвет; при этом возникают изотермические линии, что позволяет судить о распределении температуры и о термическом нагружении чувствительных элементов конструкции.

Термометры сопротивления. Электрическое сопротивление большинства материалов существенно изменяется с температурой. Температурная зависимость электрического сопротивления металлических проводников обусловлена наличием свободных электронов в связи в кристаллической решетке металла: при понижении температуры электрическое сопротивление уменьшается.