ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Пластмассы из "Ультразвуковой контроль материалов" Дефектами в них могут быть, например, раковины, трещины, включения, а также гидрофильность (способность к всасыванию влаги) и трещины под колпачком в колпачковых изоляторах, так называемые дисковые трещины, получающиеся вследствие разрушения материала при испытаниях изоляторов этого типа на растяжение. В составных изделиях наблюдаются также дефекты соединения в местах контакта сопрягаемых элементов. [c.614] Раковины в фарфоре обычно не имеют круглой замкнутой формы наоборот, чаще всего они представляют собой трещины, вытянутые в продольном направлении и нередко скрученные наподобие червяка ( улитки ). Они снижают как механическую, так и электрическую прочность и обнаруживаются при эхоимпульсном контроле на частотах 2—5 МГц. У сплошных стержневых изоляторов для обеспечения акустического контакта хорошо подходят торцевые поверхности (до армирования, т. е. до насаживания колпачков), особенно если они гладкие и отрезаны по плоскости. Для получения акустического контакта применяют масло или воду. [c.614] При контроле в продольном направлении хотя и охватывается вся длина стержня (юбки не подвергаются контролю), однако ввиду большой длины пути звука и неблагоприятной ориентировки дефектов обычно в дополнение проводят также и поперечный контроль. При этом отпадают и мешающие побочные эхо-импульсы, наблюдаемые при продольном контроле, поступающие некоторыми путями из юбок, особенно в случае полых стержневых изоляторов с толщиной стенки в несколько сантиметров. При поперечном контроле непрерывно обходят весь периметр или перемещают искатель от точки к точке и еще вдвигают его между юбками возможно дальше туда и обратно. Тем не менее небольшой дефект непосредственно под юбкой иногда может остаться невыявленным. Плоские искатели обеспечивают достаточный контакт. [c.614] Серийный контроль сплошных стержневых изоляторов на раковины может проводиться прямо на транспортном конвейере, если их можно вращать вокруг осн. Вместо акустического контакта через масло, при котором впоследствии потребуется тщательная очистка, используют также и проточную воду, которая подводится непосредственно в головки искателя. За день при хорошей организации труда можно проконтролировать до 1000 изоляторов (в зависимости от их размеров). Для длинных стержневых и пустотелых изоляторов требуется большее время, и их при контроле целесообразно перекатывать на столе взад и вперед. [c.614] На плоскопараллельном образце гидрофильность можно хорошо выявить (качественно) на частотах более 2 МГц по демпфированию последовательности эхо-импульсов. На натуральном изоляторе такой дефект ввиду колебаний акустического контакта выявляется только в особо тяжелых случаях. Можно также отметить, что иногда встречается такой вид гидрофильности, который лишь слабо сказывается на затухании, но зато существенно изменяет скорость звука. [c.615] В качестве метода обнаружения дефекта на черепках ио одной из нормалей Общества электротехников ФРГ предлагается испытание фуксином под давлением — ввод раствора фуксина в метиловом спирте под давлением. Для качественной проверки черепок обмывают и разбивают. Здоровый материал внутри не будет окрашен. Для количественного определения гидрофильности, как показано на рис. 32.1, измеряют увеличение массы небольшого образца. [c.615] Следовательно, допустимые значения при измерении пористости можно определять только индивидуально. По исследованиям Федеральных железных дорог ФРГ, проводившихся более чем на 100 тысячах изоляторов для контактного провода [1478], скорость звука получилась примерно на 250 м/с ниже приведенных значений. Важно, чтобы скорость звука измерялась для этих целей во всех случаях одинаково — либо поперек, либо вдоль изолятора. Как показывают вышеприведенные измерения, скорость звука в продольном направлении выше на несколько процентов, очевидно вследствие анизотропии под влиянием деформации при прессовании массы [1609]. Обычно измерения проводят в поперечном направлении, потому что гидрофильность, являющаяся лишь местным дефектом, например, наблюдаемым иа одном пз концов изолятора, при продольном измерении с усреднением по всей длине изолятора обнаруживается плохо [1406, 53]. [c.616] Трещины и скачки в изоляторах и в слое глазури, вызванные, например, внутренними напряжениями или повреждениями, могут быть обнаружены ввиду их очень гладкой поверхности только но отрал-сениям (эхо-импульсам) при строго перпендикулярном прозвучивании. В цилиндрической стенке полых изоляторов эти дефекты можно обнаружить зигзагообразными поперечными волнами, как и в трубах, если покачивать звуковой луч прп поиске в большом угловом диапазоне. Наблюдаются также и трещины только в глазурованном слое, которые однако могут быть хорошо выявлены и поверхностными волнами. В случае, показанном на рнс. 32.2, скрещивающиеся скачки в шейке полого цилиндра можно было обнаружить (ввиду очень шероховатой поверхности по образующей) только с торца. При хорошо сфокусироваппых лучах они оставались совершенно невидимыми. Они выявились только искателем небольшого диаметра прн низкой частоте, так как часть широкого раскрытого пучка попадала иа них перпендикулярно [778]. [c.616] Дисковые или колпачковые трещины возникают в сплошном стержневом изоляторе под колпачком (рис. 32.3, а) или в пустотелом изоляторе иод фланцем (рис. 32.3,6), если при испытаниях на растял ение изоляторы были перегружены. В службе нагружение на уменьшенную площадь воздействия приводит к образованию дополнительных трещин и к отслаиванию дисков, а в конечном счете к разрушению. [c.616] По контролю изоляторов ультразвуком уже изданы различные инструкции [630]. [c.617] В случае высококачественных керамических изделий специального назначения, например для турбин, требования контроля часто бывают очень высокими, так что наименьшие требуемые для обнаружения дефекты на обычных частотах уже не выявляются. Здесь применяют ультразвуковую микроскопию (раздел 13.13 [П29]) и высокочастотный эхо-импульсный контроль [310]. Дополнительные сведения имеются в литературе [1257, 1574]. [c.617] Юнкс [738] сообш,ил об исследованиях, в которых по измерениям скорости звука (продольных и поперечных волн и волн в пластинах) и по амплитудам волн в пластинах были сделаны выводы о характере разрушения (поведении при разрушении) небьющегося стекла [1690, 1591]. Более старую литературу см. в работе [27, раздел О 21]. [c.618] У многочисленных материалов, называемых обш.им термином пластмассы , затухание ультразвука, от которого зависит возможность контроля, колеблется от умеренных значений для твердых материалов и материалов без наполнителя типа акриловой смолы (плексигласа), этилоксилиновой смолы (заливочной), полистирола, полиамида и тефлона до очень высоких у мягких разновидностей — полиэтилена (ПЭ), поливинилхлорида (ПВХ) и полиизобутилена (оппанола Б). Последние являются очень хорошими поглотителями звука даже при самых низких частотах, применяемых при контроле материалов. Следовательно, твердость пластмассы может быть ориентировочным критерием пригодности ее для ультразвукового контроля, если она не была обеспечена наполнителями. Мягчители (пластификаторы) снижают пригодность к контролю. [c.618] Тот факт, что полутвердое состояние имеет наибольшее затухание по фавнению с жидким и твердым, может быть очень хорошо прослежен уже при отверждении заливочных смол после добавки отвердителя смола вначале остается столь же хорошо прозрачной, как и прежде, что видно, например, по импульсному прозвучиванию слоя толщиной в несколько сантиметров по изображению на экране. С началом отверждения проходящий эхо-импульс уменьшается. Особенно в случае саморазогрева за этим импульсом вообще нельзя проследить несмотря на повышенное усиление, и лишь после отверждения он снова появляется ввиду уменьшения времени прохождения звука благодаря повышению его скорости. [c.618] В иммерсионном варианте достигается еще более благоприятное прохождение звука, чем в случае контроля металлов, т. е. получаются меньшие потери на отражение и меньшее отклонение и расщепление луча на искривленных поверхностях. При контроле образцов работают таклсе с наклонно падающими продольными волнами, потому что поперечные волны, как правило, сильно затухают. Так, например, тефлоновые трубы под водой можно контролировать на иаличие пузырьков в стенках продольными волнами на частоте 1 МГц, которые излучаются в материал сфокусиров анно при помощи плексигласовой линзы поставленной перед преобразователем. Трубу перемещают мимо искателя, одновременно вращая ее. [c.619] Изоляционные прессованные слоистые материалы и трубы из бумаги, проклеенной смолой, могут быть проконтролированы на дефекты расслоения высокодемпфированными искателями на частоте I или 2 МГц. [c.619] Ракетные двигатели, в которых требуется обнаружить мелкие поры и трещины, ввиду высокого затухания звука в материале контролируют по способу прозвучивания. Чтобы избежать колебаний акустического контакта и выявить более мелкие дефекты, работают в иммерсионном варианте. В зависимости от контролируемого материала и его толщины используют искатели, работающие на частоте от 250 кГц до 1 МГц. При соответствующем выборе длины входного водяного участка и использовании естественной фокусировки звукового поля можно тем не менее вести контроль с достаточной чувствительностью. В случае звездообразного внутреннего сечения можно заполнить жидкостью также и внутреннюю полость. [c.619] О контроле сварных швов в пластмассовых (полимерных) материалах см. в разделе 28.1.7. [c.619] С помощью ультразвуковых измереиий можно также определять содержание влаги в пластмассах. У полиамида с увеличением влажности изменяются и затухание, и скорость звука. Использование скорости звука для этой цели однако менее эффективно, потому что данный показатель изменяется также и вследствие различий в структуре, например от середины к краю в диске, отрезанном от круглого прутка. Затухание значительно уменьшается при переходе от сухого состояния к насыщенному влагой, так что эхо-импульсы от задней стенки на частоте 1 МГц относятся как 1 10. [c.619] Впрочем, закон изменения температуры по периметру трубы имеет лишь незиачнтельиые различия — даже и при неравномерной толщине стенки, так что при относительных измерениях по одному из периметров различия в толщинах стенкн могут быть установлены с точностью 0,1—0,2 мм. Такая точность достаточна для того, чтобы скорректировать эксцентриситет настройки экструдера [480, 1495, 672]. [c.620] Вернуться к основной статье