2.3. Лабораториялық сабақтардың жоспары

№1 Лабораториялық жұмыс. «Пісіру жалғастарын ультрадыбысты (УЗ) бақылаудың аппараттары мен көрсеткіштері»

Жұмыс мақсаты – ультрадыбысты бақылаудың физикалық негіздерімен, аппараттары, эталондары және негізгі параметрлерімен танысу, қазіргі ақаукөргіштермен жұмыс істеудің тәжрибесін игеру.

Қажетті жабдықтар (саймандар, материалдар):

- бақылаудың физикасы, ультрадыбыс қасиеттері және ультрадыбысты ақаукөргіштердің негіздері туралы көрнекті құралдар;

- типі УДМ-1М немесе ДУК-13ИМ іздегіш бастиектері жиынтығымен ультрадыбысты ақаукөргіш;

- типі ДУК-6В, ДУК-5В, ДУК-11ИМ и ДУК-66 ақаукөргіштерінің техникалық құжаттары;

- УЗ- бақылаудың № 1,2,3 эталондық үлгілері;

- эталондар мен құрылғылар жиынтығы (КЭУ-1).

Жұмысты орындау тәртібі

1. Оқулықтар мен құралдардан ультрадыбыстың қасиеттері мен ультрадыбысты ақаукөргіштердің жұмыс атқару негіздерімен танысу.

2. Құжаттар бойынша ультрадыбысты ақаукөргіштің жұмыс атқару қағидасы және сұлба-жиынтығымен танысу.

3. Жүйеден қоректенетін УДМ-1М типті және аккумулятор қорегімен ДУК-13ИМ типті ақаукөргіштермен танысу, мұнда төмендегілермен танысу қажет:

а) ақаукөргіштің техникалық жазбаларымен танысу;

ә) лаборант басқаруымен аспапты іс жүзінде игеру;

б) басқару қолсаптарының арналуымен танысу.

4. Техникалық жазба бойынша типі ДУК-6В және ДУК-5В ақаукөргіштерімен танысу.

5. МЕСТ бойынша пісіру жалғастарының ультрадыбыстық ақаукөргіштігімен танысу.

6. Бақылайтын жүйенің негізгі көрсеткіштерін № 1,2 және3 эталондарымен анықтау, мұнда:

а) №3 эталонды үлгімен бірнеше сүңгіштер үшін енгізу нүктесі мен іздегіш меңзерінің мөлшерін табу (1- сурет);

ә) №2 эталонды үлгімен (2-сурет) түсу бұрыштары β = 30⁰, 40⁰ , 50⁰ сүңгіштер үшін, енгізу бұрышын α анықтау және оларды төмендегі формуламен есептелген бұрыштармен салыстыру:

α = arcsin ( sinβ), (1)

мұнда С - көлденең толқындардың металдағы жылдамдығы, болаттар үшін С_п=3200м/сек;

С - іздегіш призмадағы бойлық толқындардың жылдамдығы, ол плексиглас үшін C_пр =2700м/сек.

1 -сурет. Енгізу нүктесін О және іздегіш

меңзерін № 3 эталонымен анықтау:

а) эталон сүңгішімен; ә) ақаукөргіш экраны

2 -сурет. Енгізу бұрышын α (А қалпы) және

«өлі аумағын» Н_min (В қалпы) № 2 эталонымен анықтау:

а) эталон сүңгішпен; ә) ақаукөргіш экраны

б) ақаукөргішті шекті сезімталдығына баптау, ол үшін:

- алдын ала таңдалып алынған жазық түпті шағылдырғыштың (3 -сурет) ауданымен s бұрыштық шағылдырғыш жасау;

- бұрыштық шағылдырғыштың ауданы m x l жазық түпті шағылдырғыш ауданымен s мына қатынаспен байланысты:

ml = , (2)

мұнда: N=2,5 коэффициенті β=30÷32^о-ты сүңгіштер үшін, N=1,5 коэффициенті β=37 ÷ 40^о-ты сүңгіштер үшін, N=0.5 коэффициенті β=49÷50^о-ты сүңгіштер үшін, мұнда l және m қатынасының мөлшері, әдетте 0.5< <4 құрайды.

3 -сурет. Шекті сезімталдығын баптауға арналған

жазық түпті (а) және бұрыштық (б) шағылдырғыш

- бұрыштық шағылдырғышпен импульстің жұмыстық биіктігін қою;

- ақаукөргіштің басқару қолсабының қалпын өзгертпей, №1-ші эталонымен (4- сурет) шекті сезімталдығын шарттыға ауыстыру;

в) тереңдік өлшегіштің жұмыс дәлдігін және №1-эталонымен бақылау жүйесінің ажырату қабілеттілігін тексеру;

г) №2 эталондағы бұрғылау қатарынан (2-сурет) түзу сүңгіш үшін «өлі аумағын» H_min

анықтау;

4- сурет. №1 эталон бойынша шартты сезімталдығын (сүңгіштің А қалпы), тереңдік өлшегіштің жұмыс дәлдігін (В қалпы) және ажырату қабілеттілігін ∆ (С және D қалпы)

а) эталон сүңгішпен; ә) ақаукөргіш экраны

д) өлшенген H_min-ды формуламен есептелген жақын аумақтың L_бл

( Френкель аумағы) шамасымен салыстыру

L_бл = , (3)

H_min «өлі аумағының» шамасын төмендегі формуламен есептелгенімен салыстыру:

түзу сүңгіш үшін

H_min = , (4)

призмалы сүңгіш үшін

H_min = . (5)

мұнда D- пъезоэлемент диаметрі, мм;

λ – металдағы УЗ-тербелісі толқынының ұзындығы, мм;

С_п, С - металдағы көлденең немесе бойлық толқынның жылдамдығы;

τ - түсірілген импульстің уақыты, 4÷5 мк*ск деп қабылданады;

t_п –ультрадыбыстың призмадан өту уақыты.

е) №2 эталондық үлгімен призмалық сүңгіш үшін H_min «өлі аумағының» шамасын анықтау.

Лабораториялық жұмыс бойынша есептеменің мазмұны:

• лабораториялық жұмыстың аты;

• жұмыстың мақсаты;

• сынақ обьекті және керекті аспаптар;

• сынақты жүргізу әдістемесі;

• сынақ нәтижелері, оларды өңдеу;

• жұмыс бойынша қорытынды.

Әдебиеттер: 1 негізгі [151-159, 161-170]. 3 негізгі [120- 132]. 3 қосымша [297- 301]

Бақылау сұрақтары

1.Техникалық құжаттағы сұлбалар бойынша УЗ- ақаукөргішінің жұмыс атқару қағидасын айтып беріңіз?

2. Бақылағанда эталондар қалай пайдаланылады?

3. Әртүрлі материалдар және сүңгіштер үшін енгізу бұрыштары қалай анықталады?

№2 лабораториялық жұмыс. «Ультрадыбысты түйістіру эхо-тәсілімен бақылау»

Жұмыс мақсаты- ультрадыбысты түйістіру эхо-тәсілі бақылауымен танысу, УЗ- бақылаудың тәжрибесін және пісіру жіктерінің сапасын бағалауды іс жүзінде игеру.

Қажетті жабдықтар (саймандар, материалдар):

- УЗ – бақылаудың қысқаша жазбасы, МЕСТ және УЗ- бақылаудың заводтық нұсқауламалары;

-іздегіш бастиектер жинағымен УДМ-1М типті ультрадыбысты ақаукөргіш;

- №1, 2, 3 эталондық үлгілер(МЕСТ 14 782-69);

- бұрыштық шағылдырғышты дайындауға қажетті сайман (кескіш);

- жасанды ақауларымен ИД типті үлгілер жиынтығы;

- ақауларымен пісіру үлгілерінің (СД) жиынтығы;

- дефектограмма бланкілері;

- УЗ- бақылауға жататын пісіру үлгілерінің R-түсірмелері;

- бақылау орнын тазартуға арналған сайман;

- май, жаққыш.

Жұмысты орындау тәртібі

а) Жасанды ақауларымен (бүйіржақ тесулерімен) үлгілерді ИД бақылау

1.Ақаукөргіш- сүңгіш бақылау жүйесін құрастыру.

2.Енгізу нуктесі О, іздегіш меңзері, тереңдік өлшегіштің дәлдігі, ажырату қабілеттілігі және енгізу бұрышының α көрсеткіштерін тексеру.

3.№1- эталонының тереңдігі 25 немесе 30мм тесігімен жүйені керек сезімталдыққа баптау.

4. ИД типті (5- сурет) үлгілердің біреуін түзу сәулемен тексеріп байқау.

5.Ақаулардың координаттарын анықтау. Ол үшін өлшенген ақаулардың координаттарының нақты бұрғыламалар сұлбасымен дәлдігін тексеру қажет

(оқытушымен бірге жасалады).

5- сурет.УЗ- бақылауы үшін арналған жасанды ақауларымен үлгі

(үлгілер бұрғылардың бүйіржақ орналасуымен айырмасы бар)

ә) СД-С типті түйістіріп пісіру үлгілерін бақылау

1. Түйістіріп пісіру жіктерін бақылау тәсілдерімен танысу.

2.Пісіру үлгісін бақылауға дайындау (тазарту, май жағу).

3. Іздегіш бастиегінің жұмыс жиілігін f, бұрышын β және басқа сипаттамаларын таңдау.

4. №1,2,3 эталондары бойынша енгізу нүктесін О, енгізу бұрышын α, ажырату қабілеттілігін, тереңдік өлшегіш дәлдігін және Н_min«өлі аумағын» тексеру.

5. Пісіру бұйымында бұрыштық шағылдырғыш дайындап, табуға жататын ақаудың берілген ең төмен шамасына байланысты шартты сезімталдығын анықтау.

6. Бақылауға арналған сүңгіштің жылжу аумағын есептеу:

а) түзу сәулемен (6,а- суреті)

L_min = 0, L_max = δ tgα-α, (6)

ә) шағылысқан сәулемен (6,б- суреті)

L_min = δ tgα-α; L_max = (n+1) δ tgα-α, (7)

мұнда n- шағылыс саны .

7. Пісіру жалғастарына бақылау жүргізіп, дефектограмманы толтыру.

6- сурет.Түйіспе жіктердің УЗ- бақылау сұлбасы:

а) түзу сәулемен; ә) шағылысқан сәулемен

б) СД-У бұрыштық пісіру жалғасын УЗ- бақылау