Способ голографической дефектоскопии слоистых материалов

 

Изобретение относится к области дефектоскопии с помощью голографичес кой интерферометрии. Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа путем увеличения видов обнаруживаемых дефектов . Для этого необходимо вызвать перемещение поверхности дефектных участков в промежутке между двумя экспозициями. Перед первой экспозицией объект приводят во вращение вокруг оси, параллельной плоскости регистрации голограммы, а после первой экспозиции меняют частоту вращения объекта, после чего осуществляют вторую экспозицию. с (О (Л Is9 4i 41 05 ф| 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (59 4 С 01 В 9/025

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3853858/24-25 (22) 11.02.85 (46) 30.07.86. Бюл. 9 28 (71) Московский ордена Октябрьской

Революции и ордена Трудового Красного

Знамени институт стали и сплавов (72) А,Н.Королев-Коротков, В.Г.Бах" тин, Л.И.Корнеев, A.Á.Êóäðèí, И.И.Ренне, В.П.Полухин и П.M.Çóñêoвич (53) 772.99(088.8) (56) Голографические неразрушающие испытания/Под ред. P.К.Зрфа, М.:

Машиностроение, 1979, с. 317-319.

Там же, с. 315-316.

„„Я0„„1247648 А 1 (54) СПОСОБ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ СЛОИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области дефектоскопии- с помощью голографичес кой интерферометрии. Целью изобретения является расширение технологических возможностей способа путем увеличения видов обнаруживаемых дефектов. Для этого необходимо вызвать перемещение поверхности дефектных участков в промежутке между двумя экспозициями. Перед первой экспозицией объект приводят во вращение вокруг оси, параллельной плоскости регистрации голограммы, а после первой экспозиции меняют частоту враще- 3 ния объекта, после чего осуществляют вторую экспозицию.

1247648

Изобретение относится к дефекто скопии с помощью голографической интерфарометрии.

Цель изобретения — расширение технологических возможностей способа пу- 5 тем увеличения видов обнаруживаемых дефектов.

Способ осуществляют следующим образом»

Приводят во вращение объект во- 1О круг: оси, параллельной плоскости регистрации голограммы, и производят первую экспозицию с помощью импульсного лазера, В этот момент на дефект" ный участок (зону отсутствия соеди" 15 нения) действует сила 2

F m - - = mUR э (2) йР к шК(са1„)., Смещение поверхности дефектного участка (S) относительно поверхности объекта под действием силы (2) выражается следующим образом:

45 (3) где r — - радиус отслоения, Е - модуль

Юнга; t - глубина эоны отсутствия соединения. 50

Затем осуществляют вторую экспози- цию и по картине интерференционных полос обнаруживают дефектные участки.

Аномалии в картине интерференционных полос образуются вследствие сме- 55 щения поверхностей зон отсутствия соединения, возникающего:из-за изменения частоты вращения объекта (2-3). где m — - масса передней поверхности 20 дефектного участка, R — расстояние. от оси до дефектного участка, U,. - скорость вращения объекта; „ - частота вращения объекта. 15

С помощью импульсного лазера (дли" тельность импульса 50 нс) можно регистрировать голограммы объектов, вращающихся с частотой =10000 об./мин и с линейной скоростью вращения око- 30 ло 260 м/с.

После первой экспозиции меняют частоту вращения объекта (О1 ), вследствие чего (1) меняется и сила, действующая на зону отсутствия соеди- З5 нения

Для обнаружения дефектных участков объекта необходимо создать силу, вызывающую смещение поверхности эон отсутствия соединения, которая в данном случае создается путем изменения частоты вращения объекта, при-. чем в частном случае начальная или конечная частота вращения объекта может быть .равна нулю.

В предлагаемом способе не важно, есть ли полость в местах отсутствия соединения и находятся ли слои в физическом контакте, так как сила, действующая на дефектный участок (2) не зависит от этих условий. Следовательно, предлагаемый способ позволяет выявить вид дефектов, не выявляемый способом-прототипом..

Изменение силы, вызванное изменением частоты вращения объекта, производит малые смещения поверхности в местах отсутствия соединения (0,05 мкм и вьппе), а эти смещения могут быть определены по всему полю исследуемого объекта с помощью голо" графической интерферометрии. Другие методы измерения малых смещений или не позволяют определить смещения по всему полю поверхности объекта или сложны в использовании. Кроме того, в большинстве своем эти методы требуют непосредственного контакта с поверхностью объекта, что может мешать обнаружению аномальных смещений.

Голографическая интерферометрия наиболее удобна для измерения малых смещений по всему полю объекта, а в

- совокупности с изменением частоты вращения объекта вокруг оси параллельной плоскости регистрации голограммы позволяет выявить вид дефектов, не обнаруживаемых известными способами, т.е. повышает технологические возможности..

Пример 1. Исследовали де" фектные участки (места отсутствия соединения) пластин иэ слоистого ма-. териала, полученных прокаткой, с размерами 80100 мм и толщиной 3 мм (толщина одного слоя 0,2 мм). Схема регистрации голограмм представляет из себя хорошо известную схему с наклонным опорным пучком. Регистрация голограмм производилась с помощью импульсного лазера (длительность импульса "30 нс).

Объект приводят во вращение вокруг оси, параллельной плоскости

1247648

Составитель А.Аджалов

Редактор А.Долинич ТехредЛ.Олейник Корректор О.Луговая

Заказ 4110/38 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного кбмитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5,Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 регистрации голограммы, с помощью центрифуги. Начальная частота вра.\ щения, =0 1 об/с, расстояние от оси до объекта 300 мм. Максимальная линейная скорость вращения точек объекта была V,=0,04 м/с. При частоте вращения осуществляется первая экспозиция. Затем изменяли частоту вращения объекта до =150 об/с, при этом Ч =45 м/с (ЛЕ=6Н для круглого дефекта с радиусом 40 мм и глубиной залегания 1 мм, что соответствует изменению давления dP=45 кПа).

Эта величина попадает в интервал перепада давлений, используемых для обнаружения отслоений. После изменения частоты осуществляют вторую экспозицию. Затем по картине интерференционных полос обнаруживали дефектные участки.

Предложенный способ позволяет определить места отсутствия соединения между слоями пластины. Диапазон линейных размеров обнаруженных дефектов составляет от 9 до 37 мм в первых двух слоях. Определение размеров дефектов производят с помбщью разрушающих методов. Реализация способапрототипа позволяет обнаружить только 70% отслоений, выявленных предлагаемым способом " не выявлены зоны отсутствия соединения с "внутренним контактом" слоев. Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить технологические возможности способа-прототипа путем увеличения видов обнаруживаемых дефектов. . Пример 2. Исследовали пластины из слоистого материала на эпоксидном связующем. По плану примера 1 были определены дефектные участки в трех первых слоях объекта. Предложенный способ позволяет обнаружить дефекты с линейными размерами от 13 до 31 мм. Реализованный способ-прототип позволяет выявить 75% дефектных участков, обнаруженных предлагаемым способом. l5

Формула изобретения

Способ голографической дефектоскопии слоистых материалов, при котором регистрируют двухэкспозиционную голограмму объекта, который между экспозициями нагружают и по картине интерференционных полос обнаруживают дефектные участки, о т л и ч а— ю щ и й. с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей способа. путем увеличения видов обнаруживаемых дефектов, перед первой экспозицией объект приводят во вращение вокруг оси, параллельной плос-. кости регистрации голограммы, а после первой экспозиции меняют частоту вращения объекта, после чего осуществляют вторую экспозицию.