×
25.07.2019
219.017.b90a

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ИЗДЕЛИЯ ИЗ СТАЛИ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к ультразвуковой толщинометрии, дополненной измерениями магнитным методом. Способ заключается в том, что измеряют время распространения сдвиговой ультразвуковой волны и процентное содержание магнитной фазы в деформированном материале изделия из стали аустенитного класса и, используя предварительно полученные данные о скорости распространения ультразвуковой волны, процентном содержании магнитной фазы в неповрежденном материале изделия и коэффициенты, полученные при испытании тестовых образцов изделия, рассчитывают толщину деформированного материала. Достигается повышение точности контроля. 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области исследования материалов путем измерения скорости распространения или времени распространения в них акустических волн с одновременным исследованием их магнитных параметров и позволяет с повышенной точностью определять толщину изделий из листовой стали аустенитного класса в процессе их эксплуатации и таким образом осуществлять контроль степени их изношенности.

При изготовлении элементов конструкции из сталей аустенитного класса, в процессе пластической обработки, а также при эксплуатации изделия, изготовленного из этого класса сталей, при упругопластическом и пластическом деформировании могут происходить фазовые превращения, которые заключаются в формировании магнитной мартенситной фазы, приводящие к изменению физико-механических свойств стали, в частности к изменению модулей упругости стали, плотности и скорости распространения в ней ультразвуковых волн.

Фазовые превращения аустенитной фазы при упругопластическом и пластическом деформировании заключаются в формировании магнитной мартенситной фазы.

Отсутствие учета влияния фазовых превращений на скорость распространения ультразвуковых сдвиговых волн приводит к существенной ошибке измерения толщины исследуемого материала, которая определяется, как правило, путем измерения времени распространения волн и расчета толщины с учетом предварительно измеренной скорости распространения сдвиговой ультразвуковой волны.

Наиболее близким к предлагаемому способу можно считать известный способ ультразвуковой толщинометрии, заключающийся в том, что в исследуемом материале находят время распространения ультразвуковой волны, используя одно- или многократно отраженные ультразвуковые импульсы, излучаемые перпендикулярно к поверхности материала, и по произведению найденного времени и скорости распространения, определяемой из таблиц или предварительно найденной на эталонных образцах, судят о толщине изделия [Ермолов И.Н., Ланге Ю.В. Ультразвуковой контроль. - В кн.: Неразрушающий контроль / Справочник // Под общ. ред. В.В. Клюева. Т.З. - М.: Машиностроение, 2004. - 864 с.].

Недостатком известного способа толщинометрии является низкая точность измерения толщины изделий, изготовленных из сталей аустенитного класса, подвергаемых упругопластическому или пластическому деформированию, в результате которого в материале изделия происходят фазовые изменения, влияющие на модули упругости и плотность материала изделия, которые, в свою очередь, связаны со скоростью распространения сдвиговых ультразвуковых волн.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является повышение точности измерения толщины изделия из листовой стали аустенитного класса, подвергаемого деформации при изготовлении, монтаже и эксплуатации.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе, как и в прототипе, определяют время распространения ультразвуковой волны в материале изделия.

Новым является то, что для изделия из листовой стали аустенитного класса дополнительно измеряют процентное содержание магнитной фазы в материале изделия, а толщину изделия после воздействия упругопластического или пластического деформирования определяют из соотношения:

h=t(V0+k1Ln(Ф-Ф0)+k2),

где h - толщина изделия после воздействия упругопластического или пластического деформирования, t - время распространения сдвиговой ультразвуковой волны в материале изделия после воздействия упругопластического или пластического деформирования, Ф -процентное содержание магнитной фазы в материале изделия после воздействия упругопластического или пластического деформирования, Ф0 - процентное содержание магнитной фазы в недеформированном изделии, V0 - скорость распространения сдвиговой ультразвуковой волны в недеформированном изделии, k1 и k2 - коэффициенты, определяемые методом наименьших квадратов из логарифмической зависимости, которой аппроксимируют полученные экспериментально значения зависимости изменения процентного содержания магнитной фазы ΔФ=Ф-Ф0 в материале изделия от изменения скорости ультразвуковой сдвиговой волны ΔV=V0-V в материале изделия, при испытании тестовых образцов изделий из указанной аустенитной стали, подвергаемых упругопластическому или пластическому деформированию. Изобретение поясняется следующими чертежами.

На фиг. 1 приведена зависимость изменения процентного содержания магнитной фазы от изменения скорости распространения сдвиговой ультразвуковой волны в материале тестовых образцов.

На фиг. 2. представлены распределения по зонам толщин изделия из листовой стали аустенитного класса 12Х18Н10Т при значении его пластической деформации 20%, измеренных с помощью известного метода акустической толщинометрии ha, предлагаемым способом hФ, и микрометром hM.

Для проверки работоспособности предложенного способа было проведено испытание изделия, изготовленного из листовой стали аустенитного класса 12Х18Н10Т.

Недеформированные тестовые образцы изделий из упомянутой аустенитной стали размечали на зоны. В каждой зоне измеряли время распространения сдвиговой ультразвуковой волны с помощью эхо-импульсного метода, толщину образца микрометром и процентное содержание магнитной фазы многофункциональным вихретоковым прибором МВП-2М. Определили скорость распространения сдвиговой ультразвуковой волны V0 в каждой зоне путем деления толщины тестового образца изделия в данной зоне на время распространения ультразвуковых сдвиговых волн в данной зоне.

Затем тестовые образцы изделий подвергали поэтапному пластическому деформированию при одноосном растяжении. После каждого этапа деформирования в каждой зоне повторяли измерения времени распространения сдвиговой ультразвуковой волны, процентного содержания магнитной фазы и толщины. Полученные время распространения сдвиговой ультразвуковой волны и толщина использовались для определения скорости распространения сдвиговой ультразвуковой волны V, которая также изменялась в процессе пластического деформирования. Абсолютная погрешность измерения времени распространения сдвиговых ультразвуковых волн составляет 2 нс. После разрушения тестовых образцов изделий (деформация при разрушении в среднем составила 50%) построили график зависимости изменения магнитной фазы ΔФ=Ф-Ф0 от изменения скорости сдвиговой ультразвуковой волны ΔV=V0-V в каждой зоне тестовых образцов изделий (см. фиг. 1).

Для аппроксимации функциональной взаимосвязи между изменением процентного содержания магнитной фазы и изменением скорости распространения сдвиговой ультразвуковой волны ΔV выбрали логарифмическую функцию с использованием натурального логарифма, которая наилучшим образом аппроксимирует полученные значения:

ΔV=k1Ln(Ф-Ф0)+k2.

Рассчитали коэффициенты k1 и k2, используя метод наименьших квадратов. Для аустенитной стали 12Х18Н10Т k1=-17 м/с и k2=-22 м/с.

Для проверки способа рассчитали толщину исследуемого изделия с помощью известного метода акустической толщинометрии ha, толщину предлагаемым способом hФ, и сравнили с толщиной hM, измеренной микрометром. На фиг. 2. представлены распределения по зонам найденных толщин при значении пластической деформации изделия 20% (деформация при разрушении составила 50%).

Получили, что при использовании известного метода акустической толщинометрии абсолютная погрешность измерения толщины при начальном значении 6 мм достигает 0,1 мм. Абсолютная погрешность измерения толщины с помощью предлагаемого способа не превышает 0,01 мм.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет точнее по сравнению с прототипом определять толщины изделий и элементов конструкций, изготовленных из листовых сталей аустенитного класса и подвергаемых деформированию на стадии изготовления, монтажа и эксплуатации, а следовательно, и точнее оценивать степень их поврежденности.


СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ИЗДЕЛИЯ ИЗ СТАЛИ
СПОСОБ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ ИЗДЕЛИЯ ИЗ СТАЛИ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 64 items.
10.07.2016
№216.015.2b18

Изолятор фарадея для лазерных пучков с квадратным поперечным профилем распределения интенсивности

Изобретение относится к оптической технике для мощных лазерных пучков. Магнитная система в изоляторе Фарадея для лазерных пучков с квадратным поперечным профилем распределения интенсивности изготовлена с квадратной апертурой путем заполнения ее центральных областей, через которые не проходит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002589754
Дата охранного документа: 10.07.2016
20.04.2016
№216.015.34ec

Полевой транзистор на осаждённой из газовой фазы алмазной плёнке с дельта-допированным проводящим каналом

Изобретение относится к технике полупроводниковых приборов. В полевом транзисторе на осажденной из газовой фазы алмазной пленке с дельта-допированным проводящим каналом, включающем недопированную алмазную подложку, осажденную на ней из газовой фазы алмазную пленку, состоящую из нанесенных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581393
Дата охранного документа: 20.04.2016
20.08.2016
№216.015.4e78

Плазменный свч реактор для газофазного осаждения алмазных пленок в потоке газа (варианты)

Изобретение относится к плазменным СВЧ реакторам для газофазного осаждения алмазных пленок в потоке газа (варианты). Выполнение реактора на основе двух связанных резонаторов - цилиндрического резонатора и прикрепленного к его торцевой стенке круглого коаксиального резонатора, вдоль оси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002595156
Дата охранного документа: 20.08.2016
13.01.2017
№217.015.75ad

Изолятор фарадея с неоднородным магнитным полем для лазеров большой мощности

Изобретение относится к оптической технике и может быть использовано как элемент оптической развязки на эффекте Фарадея для лазеров с субкиловаттной средней мощностью излучения. Изолятор Фарадея с неоднородным магнитным полем для лазеров большой мощности содержит последовательно расположенные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598623
Дата охранного документа: 27.09.2016
13.01.2017
№217.015.854c

Изолятор фарадея для неполяризованного лазерного излучения

Изобретение относится к оптической технике, а именно к изоляторам Фарадея для неполяризованного лазерного излучения. Изолятор Фарадея содержит последовательно расположенные на оптической оси поляризационный расщепитель пучка, магнитооптический элемент, установленный в магнитной системе,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002603229
Дата охранного документа: 27.11.2016
13.01.2017
№217.015.8cf1

Способ контактной литотрипсии

Изобретение относится к медицине, хирургии. Осуществляют воздействие на конкремент при контактной литотрипсии. На дистальный конец световода наносят поглощающий, термостойкий, износоустойчивый слой. Используется лазерное излучение, поглощающееся в специально нанесенном на торец волокна слое. В...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002604800
Дата охранного документа: 10.12.2016
25.08.2017
№217.015.a2ef

Изолятор фарадея со стабилизацией степени изоляции

Изобретение относится к оптической технике и может быть использовано как элемент оптической развязки на эффекте Фарадея для лазеров, подверженных влиянию окружающей среды. Изолятор Фарадея со стабилизацией степени изоляции содержит последовательно расположенные на оптической оси поляризатор,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607077
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.a340

Способ управления сейсмоакустическими косами и устройство позиционирования для его осуществления

Изобретение относится к области геофизики и может быть использовано при проведении морских сейсморазведочных работ. Предлагается устройство автоматизированного позиционирования (УАП), которое представляет собой тело нейтральной плавучести, корпус которого представляет собой две герметично...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002607076
Дата охранного документа: 10.01.2017
25.08.2017
№217.015.b97c

Способ измерения поглощаемой мощности в единице объема плазмы свч разряда в водородсодержащем газе

Изобретение относится к плазменным технологиям, в частности к способам измерения поглощенной мощности в СВЧ-разрядах. При реализации предложенного способа измерения мощности, поглощаемой единицей объема СВЧ-разряда, получают СВЧ-разряд в водородсодержащем газе, фотографируют плазму СВЧ-разряда...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615054
Дата охранного документа: 03.04.2017
25.08.2017
№217.015.bcf8

Способ определения скорости ветра над водной поверхностью

Способ определения скорости ветра над водной поверхностью, в котором получают при помощи двух оптических систем на основе линеек ПЗС-фотодиодов с разными направлениями визирования два пространственно-временных изображения водной поверхности. Стыкуют полученные изображения. Определяют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002616354
Дата охранного документа: 14.04.2017
Showing 1-5 of 5 items.
13.01.2017
№217.015.77cd

Ультразвуковой способ определения остаточных напряжений в сварных соединениях трубопроводов

Использование: для определения остаточных механических напряжений в сварных соединениях различных трубопроводов. Сущность изобретения заключается в том, что выполняют измерение эхо-методом времен распространения продольных и поперечных упругих волн, при этом для оценки напряжений используются...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598980
Дата охранного документа: 10.10.2016
26.08.2017
№217.015.de53

Способ контроля посадочного натяга обода ротора электрической машины

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способу контроля посадочного натяга обода ротора электрической машины. Способ содержит ввод до установки клиньев, после расклиновки и в процессе эксплуатации электрической машины с торцевой поверхности закладных клиньев упругих волн, измерение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002624780
Дата охранного документа: 06.07.2017
26.08.2017
№217.015.e45c

Способ определения температурного коэффициента скорости ультразвука

Способ может быть использован в машиностроении, гидроэнергетике и других отраслях промышленности, требующих применения в производстве ультразвукового контроля. Для определения температурного коэффициента скорости ультразвука используются данные об изменении акустических характеристик материала....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002626571
Дата охранного документа: 28.07.2017
02.11.2018
№218.016.99ce

Способ неразрушающего контроля поврежденности металлов

Использование: для неразрушающего контроля поврежденности металлов. Сущность изобретения заключается в том, что определяют временные задержки распространения упругой волны, при этом определение временных задержек производят для одного типа объемной упругой волны при разных температурах и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671421
Дата охранного документа: 31.10.2018
12.04.2023
№223.018.49bb

Способ определения размеров дефекта при ультразвуковом контроле с помощью датчика на фазированной решетке

Использование: для определения размеров дефекта при ультразвуковом контроле с помощью датчика на фазированной решетке. Сущность изобретения заключается в том, что определение размеров дефекта при ультразвуковом контроле с помощью датчика на фазированной решетке основано на анализе S, С или D...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002762780
Дата охранного документа: 22.12.2021
+ добавить свой РИД