Omówiono obecny stan różnych metod ultradźwiękowych służących do oceny stopnia degradacji stali w wyniku pełzania. Opisane są klasyczne badania oparte o korelację zmian prędkości propagacji fal i współczynnika tłumienia fal ze stopniem uszkodzenia materiału. Przedstawione są również nowe metody ultradźwiękowe. Są to badania zjawisk nieliniowych, czyli pomiary współczynnika nieliniowości i stałej elastoakustycznej. Pierwsza technika wykorzystuje pomiar amplitud wyższych harmonicznych generowanych w czasie propagacji fali w ośrodku nieliniowym. Druga to pomiary efektu elastoakustycznego, czyli zależności prędkości fal od naprężenia. Dokładniej opisane są badania zmian dwójłomności akustycznej wywołane powstawaniem ukierunkowanych mikropustek w materiale w końcowym stadium pełzania. Przedstawione są wyniki badań dwójłomności wykonane na próbkach poddanych przyspieszonemu pełzaniu i na wycinku grubościennego kolanka uszkodzonego wskutek pełzania. Na zakończenie opisana jest ultradźwiękowa metoda monitorowania zmian obwodu rury grubościennej pracującej w warunkach pełzania. Omówione są praktyczne aspekty wykorzystania opisanych metod w warunkach przemysłowych. Metoda pomiaru dwójłomności akustycznej i technika monitorowania zmian obwodu rury, w pełni nieniszczące, niewymagające stosowania kosztownej aparatury ani specjalnych przygotowań obiektu przed badaniem, wydają się być kandydatami mogącymi znaleźć praktyczne zastosowania.
EN
Discussed is the current state of various ultrasonic methods serving evaluation of steel degradation due to creep. Described are classical investigations based on correlation of changes in waves propagation velocity and the factor of attenuation of ultrasonic waves with the degree of material degradation. Presented are also new ultrasonic methods like investigations of nonlinear phenomena i.e. measurements of a nonlinear factor and an elasto-acoustic constant. The first one is based on the measurement of high-harmonic amplitudes generated during ultrasonic pulse propagation in a nonlinear solid. The second is based on measurements of elasto-acoustic effect i.e. the relation between ultrasonic pulse velocity and stress applied to the sample. More precisely described are investigations of acoustic birefringence caused by origination of oriented voids in solids during the last creep stage. Presented are results of birefringence investigations carried out on samples subjected to accelerated creep and on a sector of a thick wall pipe elbow damaged due to creep. Described is also an ultrasonic monitoring method of cicumference changes of a thick wall pipe working in creep conditions. Discussed are practical aspects of described methods application in industrial conditions. Acoustic birefringence measurement method and the technology of pipe circumference changes monitoring are completely nondestructive and demanding neither the use of expensive measuring equipment nor special preparations of the tested object and seem to be perfect candidates for practical application.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono ultradźwiękowe badania naprężeń zmiennych w elementach konstrukcji stalowej. Opisano podstawy ultradźwiękowej metody pomiarów naprężeń, podano zależności z jakich na podstawie pomiarów czasu przejścia impulsów fal ultradźwiękowych obliczane są wartości naprężenia. Opisano wykorzystane w badaniach głowice ultradźwiękowe i układ pomiarowy. Pokazano wyniki badania zmian naprężeń w dwóch elementach kratowego mostu kolejowego - w podłużnicach i w wykrzyżowaniach kratowego dźwigara. Zarejestrowano zmiany naprężeń wywołane przejazdami pojazdów szynowych o różnych masach, poruszających się z różnymi prędkościami, w obu kierunkach. Badania prowadzone dwukanałową aparaturą równocześnie w dwóch podłużnicach pozwoliły na wykrycie asymetrii obciążenia konstrukcji mostu podczas przejazdu pociągu towarowego. Porównano wyniki pomiarów uzyskanych techniką ultradźwiękową z wynikami uzyskanymi techniką tensometrii oporowej.
EN
Paper presents ultrasonic testing of stress changes in elements of steel structure. Basis of ultrasonic method are explained, formulas to calculate stress values based on changes of measured time of flight of ultrasonic pulses are given. Stress evaluation was based on both elastoacoustic effect and deformation of element under test. Ultrasonic probeheads used in measurements and measuring device are described. Results of stress monitoring in two elements of steel railroad bridge are presented - in l-section girders and diagonal truss member. Stress changes registered during passages of rail vehicles of various mass, traveling across the bridge with various velocities, in both directions are presented. Readings taken with two channel equipment during passage of cargo train showed asymmetry of stresses in both girders.
W artykule przedstawiono skomputeryzowany system pomiarowy do badań połączeń adhezyjnych cienkościennych powłok metalowych z kompozytowymi warstwami. System umozliwia pomiar, rejestrację, analizę sygnału ultradzwiekowego oraz wizualizację graficzną wyników badań. Zastosowanie specjalnych głowic tzw. szerokopasmowych (ang. broadband), generujących bardzo krótkie (0,2 μs) impulsy fal podłużnych, pozwoliło na zaobserwowanie wpływu jakości przyklejenia do cienkościennego plaszcza (powłoki) stalowego warstwy kompozytowej, na warunki propagacji fali ultradźwiękowej (w stalowym płaszczu).
EN
The article presents the arrangement and components of a computer measurement setup used to examine adhesive joints of thin-walled metal casings with laminar composites. The system makes it possible not only to measure, record and analyse the ultrasonic signal but also to present a graphical representation of the examination results. The use of special so-called broadband heads which generate very short (0,2 μs) pulses of longitudinal waves has made it possible to observere the influence which the quality of the bonding of the composite layer with the thin-walled steel casing has on the conditions of ultrasonic wave propagation (inside the steel casing).
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article presents the arrangement and components of a computer measurement setup used to examine adhesive joints of thin-walled metal casings with laminar composites. The system makes it possible not only to measure, record and analyze the ultrasonic signal, but also to present a graphical representation of examination results. The use of special so-called broadband probes which generate very short (0.2 [mi]s) pulses of longitudinal waves has made it possible to observe the influence which the quality of bonding of the composite layer with the thin-walled steel casing has on the conditions of ultrasonic wave propagation (inside the steel casing).
PL
W artykule przedstawiono skomputeryzowany system pomiarowy do badań połączeń adhezyjnych cienkościennych powłok metalowych z kompozytami warstwowymi. System umożliwia pomiar, rejestrację, analizę sygnału ultradźwiękowego, oraz wizualizację graficzną wyników badań. Zastosowanie specjalnych głowic tzw. szerokopasmowych (ang. broadband) generujących bardzo krótkie (0.2 [mi]s) impulsy fal podłużnych pozwoliło na zaobserwowanie wpływu jakości przyklejenia do cienkościennego płaszcza (powłoki) stalowego warstwy kompozytowej, na warunki propagacji fali ultradźwiękowej (w stalowym płaszczu).
W artykule przedstawiono metodę ultradźwiękową wraz z prototypowym kompletnym urządzeniem do automatycznego badania jakości złącz spawanych rur o średnicach 100-400 mmm i grubościach ścianki do 10 mm.