Pascu Alexandru

642 CB

EXAMINAREA CU ULTRASUNETE

• Metoda este aplicabila structurilor din materiale metalice si nemetalice, pentru

identificarea discontinuitatilor de suprafata sau interioare.

• Undele sunt generate de traductori piezoelectrici, uzual la frecvente de 1-10

MHz.

• Energia transmisa si/sau reflectata poate da informatii privind integritatea

structurii (pozitia si marimea eventualelor defecte).

• Undele elastice se clasifica in functie de modul de vibratie al particulelor mediului, in raport cu directia de propagare (unde longitudinale, transversale si de suprafata).

Unde longitudinale:

- oscilatiile sunt in directie longitudinala (zonele de compresiune alterneaza cu cele de dilatare).

- se propaga in medii solide, lichide si gazoase.

Unde transversale (de forfecare):

- particulele se antreneaza unele pe altele, deplasandu-se pe o directie

perpendiculara pe directia de propagare,la ½ din viteza undelor longitudinale.

Vitezele undelor longitudinale si

transversale prin unele materiale

Material Densit.3kg/m

cL

m/s

cT

m/sAluminiu 2700 6320 3130

Argint 10400 3650 1610

Cupru 8900 4700 2260

Aur 19300 3240 1200

Otel turnat 7300 5800 3200

Otel slab aliat

7850 5960 3235

Otel i

7900 5790 3100

Plexiglass 1180 2730 1430

Sticla, flint 3600 4260 2560

Sticla, crown 2500 5660 3420

Unde de suprafata (Rayleigh):- apare la suprafata unui solid de grosime mare, marginit de aer .- se propaga in vecinatatea suprafetei, intr-o

zona de grosime aproximativ egala cu lungimea de unda.- particulele vibreaza urmand o traiectorie eliptica, viteza de

propagare este de 90% din viteza undelor transversale.- se pot detecta defecte de suprafata sau langa suprafata.

Unde Lamb :

– apar in placi de grosime aproximativ egala cu o

lungime de unda.

– exista moduri simetrice (unde la care deplasarile

perpendiculare pe placa sunt de sensuri opuse pe

cele doua fete ale placii) si moduri antisimetrice (unde

de “incovoiere” la care deplasarile perpendiculare pe

placa sunt de sensuri identice pe cele doua fete ale

placii ).

Viteza undelor depinde de:

- materialul structurii prin care se propaga,

- frecventa,

- unghiul de aplicare a undei incidente,- grosime structura.

Viteza de faza. Viteza de grup

• Viteza undelor (v)este data de produsul dintre frecventa

(f) si lungimea de unda (λ)v = f * λ

• Viteza undelor depinde de modulul de elasticitate, de

densitate, de coeficientul Poisson

• Exemplu: la frecventa uzuala de 2 MHz, in cazul undelor

longitudinale in structuri din otel, lungimea de unda

corespunzatoare este de 3 mm. Defectele care se pot

determina sunt de ordinul a ½ din lungimea de unda.

• Reflexia si transmisia undelor la frontiera a 2 medii

diferite se face conform legii Snell:

sin α / sin β = v1 / v2

Traductori ultrasonici

• Se bazeaza pe efectul piezoelectric: modificarea dimensiunilor unui cristal (cuart) in functie de polaritatea curentului electric aplicat pe fete opuse.

• Zona din imediata vecinatate a traductorului (“near field of the sound beam”) prezinta fluctuatii mari ale intensitatii semnalului emis, ceea ce face ca eventualediscontinuitati din structura sa produca semnale multiple, dificil de interpretat.

• La trecerea undelor prin materiale, se produce o

atenuare a intensitatii lor datorita:- dispersiei cauzate de discontinuitatile intalnite

- absorbtiei datorita conversiei energiei undelor in

caldura.