Tải bản đầy đủ

Bai 5 KTVL bang phuong phap sieu am UT 256

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐH SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA CƠ KHÍ MÁY
BÀI 2
PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA SIÊU ÂM
(Ultrasonic Testing– UT)


MỤC TIÊU
– Xác định được các đặc tính của
chùm siêu âm.
– Liệt kê được các thiết bị trong kiểm
tra siêu âm.
– Xác định được quy trình kiểm tra
siêu âm.
– Rèn luyện thái độ tích cực xây
dựng bài, tham gia các hoạt động
nhóm.



Hình này thể hiện điều gì?


Các bạn có
nhận xét gì
không???


NỘI DUNG
1
2
3
4
5
6

• Bản chất của sóng siêu âm
• Đặc trưng của quá trình truyền sóng
• Các loại sóng siêu âm
• Biểu hiện của sóng siêu âm
• Quá trình truyền năng lượng giữa
các môi trường
• Hiệu ứng áp điện và từ giảo trên các tinh thể


NỘI DUNG
7
8
9
10
11
12

• Những đặc tính của chùm siêu âm
• Các phương pháp kiểm tra siêu âm
• Các loại đầu dò
• Các kỹ thuật kiểm tra siêu âm
• Các thiết bị trong kiểm tra siêu âm
• Quy trình kiểm tra siêu âm



1. Bản chất của sóng siêu âm
Siêu âm là các sóng
âm có tần số vượt
khỏi dải tần số mà tai
người có thể nghe
được, tức là vượt
quá 20 kHz.
Sóng siêu âm có dải
tần số từ 0.5 MHz
đến 20 MHz được sử
dụng trong kiểm tra
vật liệu.


Bản chất của sóng siêu âm
Sóng âm là sự lan
truyền của các dao
động cơ học trong
môi trường vật chất
 Dao động cơ học là
sự dịch chuyển của
phần tử môi trường
xung quanh một vị trí
cân bằng nào đó


Bản chất của sóng siêu âm
Điều kiện để dao động
cơ học lan truyền đi
được là phải có một
trường vật chất.
Trong đó các phần tử
liên kết với nhau bởi các
lực đàn hồi, dao động
của bất kỳ một phần tử
nào sẽ kéo theo dao
động của các phần tử
khác.
 Dao động được truyền
đi: là sóng âm


Chu kỳ T của dao động:

=

(s)

Bước sóng , ta có :
 = vT (mm)
hay

V =

(mm/s)

Chu kỳ T liên hệ với tần số f bởi:
=
Vận tốc là :
v = f
f có đơn vị là Hz,  là mm thì đơn vị của v là mm/s.


2. Đặc trưng của quá trình
truyền sóng
2.1. Tần số
2.2. Bước sóng
2.3. Vận tốc
2.4. Âm trở
2.5. Âm áp
2.6. Cường độ âm


2. Đặc trưng của quá trình
truyền sóng
2.1. Tần số
Tần số của một sóng là số dao động của các
nguyên tử của môi trường trong một đơn vị
thời gian (1 giây)
Ký hiệu: f
Biểu thị số chu kỳ trong một giây là Hz.
1Hz = 1 chu kỳ trong 1 giây.


2.2. Bước sóng
Là độ dài sóng lan truyền được sau khoảng thời
gian một chu kỳ T. Kí hiệu: 
Trong kiểm tra thực tế, ứng với bước sóng * có
thể phát hiện được các khuyết tật cỡ * /2 hoặc
* /3.


Ví dụ:
So sánh độ nhạy phát hiện khuyết tật của đầu dò
có tần số 1MHz với đầu dò tần số 6MHz trong
thép.
Giải:
 Với đầu dò tần số 1MHz
Ta có :  = v/f = 5940 (cho thép)  1000/1 1000000mm
= 5,94mm
Độ nhạy khuyết tật =  /3 = 1,98mm
 Với đầu dò có tần số 6MHz.
Ta có :  = 5940  1000/6  1000000mm = 0,99mm.
Độ nhạy khuyết tật = /3 = 0,33mm.


2.3. Vận tốc
Đại lượng biểu thị cho tốc độ năng lượng
được truyền giữa hai điểm trong môi trường
do chuyển động của sóng là vận tốc của sóng.
Ký hiệu là “v”.


2.4. Âm trở
Sức cản của một vật liệu đối với sự truyền
sóng siêu âm được gọi là âm trở.
Ký hiệu là Z
Là tích số của mật độ vật liệu  và vận tốc v của
sóng siêu âm truyền trong vật liệu :
Z = .v
Giá trị âm trở của một vật liệu chỉ phụ thuộc
vào các tính chất vật lý và không phụ thuộc
vào các đặc tính và tần số của sóng



2.5. Âm áp
Âm áp là chỉ biên độ các sức căng biến đổi
tuần hoàn trong một vật liệu do truyền sóng
siêu âm.
Âm áp P liên hệ với âm trở Z và biên độ dao
động a của hạt như sau :
P = Z.a
Trong đó : P – Âm áp.
Z – Âm trở.
a – Biên độ dao động của hạt.


2.6. Cường độ âm
Sự truyền của năng lượng cơ học do các sóng
siêu âm qua một đơn vị tiết diện vuông góc với
phương truyền của sóng được gọi là cường độ
sóng siêu âm.
Ký hiệu là chữ I:
P2

P.a

I = ---------

I = --------

2Z

2

I - là cường độ

;

Z - âm trở

; a - biên độ dao động của hạt

P - là âm áp


Tần số
f = 1/T
Cường
độ âm

Bước
sóng

I = P2 /2Z

 = v/f

Đặc trưng
của quá
trình truyền
sóng
Âm áp

Vận tốc

P = Z.a

v = .f
Âm trở
Z = .v


3. Các loại sóng siêu âm
Được phân loại trên cơ sở phương dao động của
các hạt môi trường so với phương truyền sóng.
3.1. Sóng dọc hay sóng nén
3.2. Sóng ngang hay sóng trượt
3.3. Sóng mặt hay sóng Rayleigh
3.4. Sóng lamb hay sóng bản mỏng


3. Các loại sóng siêu âm
3.1. Sóng dọc hay sóng nén
Phương dao động phần tử môi trường song song
với phương lan truyền sóng


3.1. Sóng dọc hay sóng nén
Sóng dọc được sinh ra khi tác dụng lực cơ học
vuông góc với bề mặt kiểm tra.
Trong tất cả các dạng sóng thì sóng dọc có vận
tốc lớn nhất và có độ suy giảm là nhỏ nhất.


3.2. Sóng ngang hay sóng trượt
Phương dao động của các hạt vuông góc với
phương truyền sóng


3.2. Sóng ngang
Sóng ngang chỉ có trong môi trường rắn. Bởi vì
khoảng cách giữa các phân tử trong chất lỏng và
khí lớn do đó lực liên kết giữa chúng không đủ lớn
để có thể tác động lên lẫn nhau.
Năng lượng siêu âm truyền trong vật liệu sẽ
giảm vận tốc 50% so với vận tốc của sóng dọc.


Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×