Zastosowanie cyfrowej analizy sygnału ultradźwiękowego do oceny wad wewnętrznych w blachach stalowych

• Autorzy: Kruk A. , Pietrzyk J.

Warianty tytułu

EN

Application of digital ultrasonic signals analysis for determination of flow in steel sheets

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wieloletnio eksploatowane konstrukcje stalowe wymagają okresowej kontroli stanu technicznego. Jednym z czynników decydujących o dopuszczeniu do dalszej eksploatacji jest stan materiału, stopień degradacji jego struktury oraz obecność wewnętrznych nieciągłości. W pracy podjęto próbę rozwiązania problemu jakościowej oceny rodzaju wady (pęknięcie, wtrącenie) w blachach stalowych stosowanych na konstrukcje mostów suwnicowych. Przedstawiono zastosowanie nowoczesnego defektoskopu cyfrowego USLT 2000I firmy Krauetkramer do badań ultradźwiękowych blach konstrukcyjnych. W pomiarach zastosowano impulsową metodę echa, wykorzystano głowice fal podłużnych o nominalnej częstotliwości 15 MHz z szerokim pasmem częstotliwości emitowanego sygnału ultradźwiękowego (3/22 MHz). Przedstawiono wyniki badań metalograficznych z zastosowaniem mikroskopii świetlnej i elektronowej skaningowej przeprowadzonych pod kątem analizy wielkości, rodzaju i rozmieszczenia wtrąceń niemetalicznych oraz pęknięć. Przeprowadzono teoretyczną analizę sygnałów ech pochodzących od przedstawionych warstw modelowych. Wykorzystano DFT (dyskretne przekształcenie Fouriera) do częstotliwościowej analizy sygnałów pochodzących od tych warstw. Przedstawiono wyniki pomiarów na modelach rzeczywistych oraz możliwości wykorzystania analizy częstotliwościowej sygnału echa do ilościowej i jakościowej oceny wad w badanych blachach konstrukcyjnych. Przedstawiono wybrane typowe sygnały ech uzyskanych podczas badań ultradźwiękowych konstrukcyjnych blach suwnicowych. Przedstawiona cyfrowa analiza sygnału pozwala w wielu przypadkach określić rodzaj wady, od której pochodzi analizowane echo.

EN

Long time exploitation of steel constructions necessitates of periodic quality test. The main factor, which is decisive of farther exploitation, is material condition, grade of its structure degradation and presents of internal imperfections. Main attempt has been devoted on qualitative description of flow in steel sheets using for construction of crane bridge girder. Possibility of application modern ultrasonic defectoscope USLT 2000I Krauetkramer and utilising digital signal recording for interpretation of flow in steel sheets was presented. Impulse echo method and 15 MHz broadband (3/22 MHz) probe G15MN ware used for performed examinations. Metallographic analysis (light and scanning electron microscopy) was fulfilled for quantitative, qualitative and dispersion description of non-metallic inclusions and cracks in examined steel sheets. Theoretical analysis of signal ware performed on the echoes reflected from proposed model layers. The results of theoretical consideration were experimentally verified on real models. The signal echo analysis was performed in frequency domain throughout utilization of Discrete Fourier Transform (DFT). The frequency domain analysis of signal was adopted for signal echo interpretation. The typical signals from cracks and non-metallic inclusions were presented. These signals were not distinguished during utilising observation by means of classical defectoscopes. The signal processing made it possible to utilise the know pulse-echo method for the coating thickness measurement and permits in many cases to qualitative analysis of defects.

Słowa kluczowe

PL

cyfrowa analiza sygnału ultradźwiękowego; wady wewnętrzne; blacha stalowa; jakość; degradacja struktury; nieciągłości wewnętrzne; dyskretne przekształcenie Fouriera; sygnał echa

EN

digital ultrasonic signals analysis; flow; steel sheets; quality; structure degradation; internal imperfections; discrete Fourier transform; signal echo

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2003
• Tom: R. XXIV, nr 1
• Strony: 25--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Kruk A.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

autor

Pietrzyk J.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków

Bibliografia

• 1.Kruk A., Pietrzyk J., Blum A.: Zastosowanie nowoczesnych defektoskopów ultradźwiękowych do oceny wad wewnętrznych występujących w blachach stalowych stosowanych na konstrukcje dźwigarów mostów suwnicowycy. Mat. Konf. Wybrane problemy rozwoju maszyn roboczych hutniczych i ceramicznych. Problemy Inżynierii Mechanicznej i Robotyki nr 6, Wyd. Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki AGH, Kraków 2002, s. 181-188
• 2. Kazys R., Svilainis L.: Ultrasonic detection and characterisation of delaminations in thin composite plates using signal processing technique, Ultrasonics 35, 1997, s. 367-383
• 3. WWW.panametrics.com/ndt/pages/theory/material.shtml.
• 4. Lavrentyev A. I., Rokhlin S. I.: An ultrasonic method for determination of elastic module, density and thickness of a polymer coating on a stiff plate, Ultrasonics 39, 2001, s. 211-221
• 5. He P.: Direct measurement of ultrasonic dispersion using a broadband ransmission technique, Ultrasonics 37, 1999, s. 67-70
• 6. Yamani A.: A novel defect Identification scheme in ultrasonic nondestructive evaluation", Ultrasonics 35, 1997, s. 251-259
• 7. Kruk A.: Zastosowanie analizy widmowej sygnału ultradźwiękowego do określenia gmbości cienkich warstw, Proceedings of Achievements in Mechanical and Materials Engineering AMME 2001, Gliwice-Kraków-Zakopane, Grudzień 2001, s. 317-323
• 8. Salazar J., Turo A., Chavez J. A. i inni: Transducer resolution enhancement by combining different exitation pulses, Ultrasonics 38, 2000, s. 145-150