12 Вопрос: Контроль напряжений в резьбовых соединениях ультразвуковым методом.

Ответ:

(Клюев 799)

Существующие в настоящее время неразрушающие методы контроля в применении к резьбам имеют ряд недостатков. Это объясняется трудностью обнаружения дефектов в сложном контролируемом профиле, а также разнообразием материалов и типоразмеров деталей. Профиль контролируемой резьбы меняется от витка к витку при ее входе и сгоне до номинального значения. Большое разнообразие резьбовых деталей, значительный разброс по диаметрам и шагу затрудняют универсализацию методов контроля.

Еще одним не менее важным фактором является место возникновения и развития усталостных трещин. Как правило, трещины располагаются в глубине канавки резьбы, прилегая к той или иной грани, однако возможно возникновение трещин также на других витках резьбы и на безрезьбовых участках ОК, особенно если на них имелись какие-либо повреждения.

13 Вопрос: Акустическая эмиссия диагностирования роста усталостных трещин в твердых телах

Ответ:

(Ермолов НК акустические методы контроля 171)

Акустико-эмиссионный метод – один из пассивных методов акустического контроля. Акустическая эмиссия (АЭ) заключается в генерации упругих волн напряжения в твердых телах в результате локальной динамической перестройки их структуры. Метод основан на анализе параметров этих волн.

Главные источники АЭ – процессы пластической деформации, связанные с появлением, движением и исчезновением дефектов кристаллической решетки, возникновением и развитием микро- и макротрещин; трение (в том числе «берегов» трещины друг о друга); фазовые (например, аллотропические) превращения в твердом теле. «аллотропия - свойство некоторых химических простых тел (элементов) являться в двух или нескольких столь различных видоизменениях, что их можно принять за совершенно различные тела, если бы тождество их химической природы не было твердо установлено химическими превращениями»Эмиссия проявляется в виде отдельных акустических импульсов. Объясняется это на примере механических разрушений.

Процесс нагружения изделия происходит значительно медленнее, чем распространение упругого импульса в объекте. При этом внутренние напряжения в изделии распределяются неравномерно, поскольку по конструкции и внутренней структуре объекты нагружения всегда неоднородны. В некоторой области твердого тела локальные напряжения достигают предельного значения и возникает разрыв внутренних связей. В результате происходит снятие (релаксация) напряжений в этой области. Накопленная здесь энергия быстро выделяется и определенная доля ее излучается в виде упругого импульса- сигнала АЭ. Существует ряд теорий – моделей АЭ, - уточняющих и детализирующих этот процесс.

Эмиссия при многократном нагружении. При повторном нагружении АЭ резко уменьшается и вновь начинает регистрироваться после достижения максимальной нагрузки первого цикла. Это явление называют эффектом Кайзера. Он особенно хорошо проявляется на гладких образцах и хуже – на образцах с надрезом. Последнее свидетельствует о накоплении повреждений при повторных нагрузках.

На рис. 2.46 показан рост числа N импульсов АЭ в зависимости от числа циклов нагружения n при малоцикловых испытаниях образца с надрезом. Участок АВ соответствует первому циклу, суммарный счет импульсов здесь быстро растет. В окрестностях точки В рост замедляется в 10…100 раз, а на участке ВС суммарный счет остается практически постоянным. В этом проявляется эффект Кайзера. В процессе циклических нагрузок происходит медленное накопление повреждений в металле образца, после этого эффект Кайзера перестает действовать и перед моментом появления видимой трещины происходит ускоренный рост N (участок CD) и далее медленное увеличение N с ростом трещины (DE). При достижении ею определенного размера происходит разрушение, сопровождающееся ростом N (EF). Изображение на рис. 2.46 несколько условно. В действительности трещина растет скачками и соответственно линия имеет ряд ступеней, которые на рисунке сглажены.

Для неметаллических материалов существуют особенности в поведении АЭ. Для стеклопластиков, например, установлен эффект послезвучания, т.е. при неизменной нагрузке и при разгрузке АЭ продолжается. Отсутствует эффект Кайзера: при повторном нагружении каждый раз возникают сигналы АЭ, активность которой несколько уменьшается при повторных циклах.