f24905 7 p ultrazvuk
TRANSCRIPT
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 1/41
1/11/201
ULTRAZVUČNA KONTROLA
SVEUČILIŠTE U ZAGREBU
GRAĐEVINSKI FAKULTET
ZAVOD ZA MATERIJALE
Predmet: Nerazorna ispitivanja7. Predavanje
2
NDT zvučne i ultrazvučne metode
• Povlačenje lanca
• Kucanje čekićem
• Brzina ultrazvučnog impulsa (UPV)
• Udarac i odjek (IE)
• Odziv na impuls (IR)
• Ultrazvučni površinski valovi (USW, SASW, MASW)
• Akustička emisija (AE)
• Prigušenje
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 2/41
1/11/201
3
ZVUK
• Izmjenična promjena fizičkog stanja u materijalu, koja se širi
od mjesta izvora određenom brzinom, može se čuti kao:
– zvuk,
– šum ili
– prasak,
• što ovisi o pravilnosti titraja
Vibracije konstrukcija
Zvuk
Ultrazvuk - NDT
Metoda udarca i odjeka
Frekvencija (Hz)
4
ZVUK
• Zvuk je mehanički val u plinu, tekućini ili čvrstom sredstvu.
• Izvori zvuka su objekti koji titraju (stvaraju poremećaj)u nekom elastičnom sredstvu.
• Titraji u kontaktu sa sredstvom prenosit će titranje na sredstvokoje ga okružuje.
• Najjednostavnije titranje koje materijalna čestica može izvoditi je harmoničko ili sinusoidalno titranje oko položaja ravnoteže.
Zvučni tlak
Val uzrokovan
pomakom čestica
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 3/41
1/11/201
5
ZVUK
• Naš prijemnik zvuka je uho koje detektira zvučne valove
frekvencije 20 - 20 kHz - područje čujnosti. – Za f <20Hz - infrazvuk - zemljotresi ...
– Za f >20kHz - ultrazvuk - naša tijela ne registriraju
• Ultrazvuk je zvuk čija je frekvencija iznad gornje granicečujnosti za normalno ljudsko uho, a koja iznosi 20 kHz (20000herca).
• primjena u medicini:
– dijagnostika 1 - 20 MHz – terapija oko 800 kHz
• rezonancija u unutarnjim organima može izazvatifiziološke smetnje
6
VALNO GIBANJE
• Kada se unutar nekog dijela elastičnog medija dogodi poremećaj on se širi medijem u vremenu kao mehaničkizvučni val vibracijama molekula i atoma. Takav mehaničkival naziva se i elastični val.
• Val je:
– prijenos poremećaja (odstupanja od ravnotežnog položaja) ili
– prijenos energije bez prijenosa mase.
• Podjela valova po prirodi poremećaja:
– Mehanički val - prijenos titraja atoma i/ili molekulatvari (elastičnog sredstva), npr. zvuk
– Elektromagnetski val - prijenos titraja električnog imagnetskog polja (u vakuumu ili u sredstvu)
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 4/41
1/11/201
7
VALNO GIBANJE
• Ovisno o materijalu kroz koji se prenosi energija i ostalim
značajkama, kao što su oblik i dimenzije i općenito stanjematerijala, posebno njegova elastična svojstva, nastat će raznevrste ultrazvučnih valova
• Dvije su osnovne vrste valova:
– Longitudinalni - titranje u pravcu prostiranja vala
– Transverzalni - titranje okomito na pravac širenja
• Realni valovi, npr. mehanički valovi na površini mora,imaju i transverzalnu i longitudinalnu komponentu
8
VALNO GIBANJE
• Longitudinalni val (L-val) (compressional wave, primary
wave) je onaj kod kojeg čestice titraju u smjeru širenja vala.
• L-valovi stoga uzrokuju zgušćenja i razrjeđenja u sredstvukojim se šire.
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 5/41
1/11/201
9
VALNO GIBANJE
• Transverzalni val (T-val) ( shear wave, secondary wave) je
onaj kod kojeg čestice titraju okomito na smjer širenja vala paovi valovi ne uzrokuju zgusnuća i razrijeđenja u materijalu.
10
VALNO GIBANJE
• L-valovi mogu se širiti u sva tri agregatna stanja, dok se T-
valovi mogu širiti samo u krutim sredstvima.
• Interakcijom osnovnih valova s granicama sredstva kroz koja
se šire nastaju različite vrste površinskih valova ( surface wave,
Rayleigh wave).
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 6/41
1/11/201
11
Vrste valova
12
VALNO GIBANJE
• Osnovne fizikalne veličine koje opisuju valove:
– Frekvencija: f [Hz]
– Period vala: T=1/f [s]
– Valna duljina: λ [m] je udaljenost između dvije najbliže točke u prostoru koje titraju u fazi, tj. s istim pomakom u istom smjeru.
VTijekom jedne oscilacije perioda
T val pređe udaljenost λ.
Valna duljina λ povezana je s
brzinom vala V i frekvencijom f
prema jednadžbi
V
f
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 7/41
1/11/201
13
VALNO GIBANJE
• Brzina vala: V=λ / T [m/s]
• Amplituda vala: A – najveći pomak iz ravnotežnog položaja
– U ultrazvučnim ispitivanjima amplituda se izražava u mV (milivoltima)ili dB (decibelima)
• Zvučni tlak
– Kada se sredstvom šire longitudinalni valovi, ultrazvučni tlak djeluje na površinu koja je okomita na smjer napredovanja vala, a kodtransverzalnih valova tlak djeluje okomito na površinu paralelnu sasmjerom širenja vala.
• Intenzitet zvuka
– Je energija koja u jedinici vremena djeluje na jediničnu površinu[W/m2]
• …
p Z A
14
Za izotropni, elastični materijal
L
2G E 1V
1 1 2
T
EV
2 1( )
Brzina longitudinalnog vala
Brzina transverzalnog vala
Brzina Rayleighovog vala
VT=0,62VL
VR=0,56VLR T
0,87 1,12v v
1
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 8/41
1/11/201
15
VALNO GIBANJE
• Na granici dva sredstva val se uvijek djelimično:
• Reflektira - zakon refleksije: α1 = α2
• Refraktira (lomi) - zakon refrakcije: sin α1/V1 = sin α2 /V2
16
Refleksija valova
• Kada ultrazvučni val, koji se širi kroz medij, nailazi na granicus drugim medijem tada dolazi do refleksije (odraza) i
transmisije (prijenosa) ultrazvučne energije.
• Odnos reflektiranog i transmitiranog dijela energije i
amplitude ovisi o akustičnoj impedanciji medija.
Z V
Akustična impedancija
gustoća brzina vala
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 9/41
1/11/201
17
Refleksija valova
12
12
Z Z
Z Z A A irefleksije
12
22
Z Z
Z A A ietransmisij
18
Konverzija modova
• U slučaju kada ultrazvučni val nailazi pod kutem na granicudva medija dio vala se reflektira, a dio vala se transmitira pod
kutem različitim od upadnog kuta što se naziva refrakcijaodnosno lom vala.
• Pri tome ovisno o vrsti medija može doći i do konverzijemodova vala. Konverzija modova je pojava da L-val generira
nastajanje T-vala i obratno.
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 10/41
1/11/201
1
19
Konverzija modova
• L-val koji pod kutem dolazi na granicu dva kruta materijala
generirati nastajanje 4 nova vala (2 L-vala i 2 T-vala)
20
STVARANJE ULTRAZVUKA
• Izvori ultrazvuka koji se koriste u metodama nerazornih
ispitivanja su sonde koje prislanjanjem na objekt ispitivanja ili
uranjanjem u tekućinu prenose titranje u sredstvo s kojim su udodiru.
Ravna sonda
Fokusirajuća sonda
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 11/41
1/11/201
21
STVARANJE ULTRAZVUKA
• Unutar sonde ugrađen je aktivni dio koji se naziva pretvarač.
• Pretvarač titra stvarajući ultrazvučne valove zbog različitihvanjskih poticaja.
• Ultrazvuk se može generirati:
– Pomoću piezoelektričnih pretvarača
– Pomoću magnetostrikcijskih pretvarača
– Mehaničkom pobudom
– Toplinskom pobudom
– Elektrostatski
– Elektrodinamički
22
Načini proizvodnje ultrazvuka
• Elektrostrikcija
– Najrasprostranjeniji generator ultrazvuka je kvarcni generator, čiji jerad zasnovan na tzv. piezoelektričnom efektu.
– To je pojava kada se na nekim kristalima (kvarc, turmalin i dr.), pogodno odrezanima, javlja električna polarizacija kada se silom izvršielastična deformacija.
• Mehaničk o djelovanje na piezoelektrik (širenje ilisabijanje) dovodi do stvaranja električnog napona...
• ... i obratno: vanjsko električno polje dovodi domehaničkih deformacija piezoelektrika.
• Isti piezoelektrik može biti i prijamnik i predajnik.
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 12/41
1/11/201
1
23
Načini proizvodnje ultrazvuka
• Piezoelektrični efekt – shematski prikaz stvaranja naboja
Materijal se
polarizira
Razdvajanje
naboja pod
opterećenjem
Neopterećeni
materijal
24
Izvori i detektori ultrazvuka
Aktivni element, koji je piezo ili fero električnimaterijal pretvara električnu energiju, npr. električniimpuls, u mehaničko titranje.
Poprečni presjek
ultrazvučne sonde
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 13/41
1/11/201
1
25
• Vrste sondi
Ravna
sonda
Kutna
sondaDvostruka
sonda
26
Izvori i detektori ultrazvuka
• Pretvarač je pločica u obliku diska ili kvadra.
• Ovisno o načinu rezanja pločice u odnosu na kristalografskeosi, dobivaju se pretvarači koji različito titraju – proizvode
različite vrste valova
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 14/41
1/11/201
1
27
Magnetostrikcija
o Ova metoda dobijanja ultrazvuka zasnovana je na svojstvunekih materijala da djelovanjem magnetnog polja mijenjajudimenzije (željezo, kobalt, nikal itd.).
o Ovi se materijali u jačem magnetnom polju uglavnomskraćuju, te je ova pojava nazvana magnetostrikcijom(strictura - stezanje, sužavanje).
o Ako se kratak štap od ovih materijala nalazi u promjenjivommagnetnom polju, onda se dovodi u rezonantno logitudinalnotitranje, kad se kroz elektromagnet propušta izmjenična struja
odgovarajuće frekvencije.
Ispitivanje ultrazvukom
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 15/41
1/11/201
1
29
Ultrazvučni uređaji
Ultrazvučni uređaj omogućava:
• aktiviranje sondi električnim impulsima,
• primanje električkih impulsa iz sonde i
• daje prikaz međudjelovanja ultrazvuka i objekta ispitivanja.
30
Ultrazvučni uređaji
• Shematski prikaz ultrazvučnog uređaja
Uzorak
Sonda
Pobudni
impuls
Primljeni
impuls
Generator
impulsa
Pojačalo
Računalo
Zapis
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 16/41
1/11/201
1
31
Ultrazvučni uređaji
• Načini unošenja i prijema signala iz uzorka
32
Ultrazvuk
o Većina ultrazvučnih uređaja radi na frekvencijama od 0,1 do 25 MHz
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 17/41
1/11/201
1
33
Ispitivanje ultrazvukom
o Metode ispitivanja bez razaranja kod kojeg se zrake zvuka
visoke frekvencije emitiraju u materijal s ciljem otkrivanja
o površinskih i dubinskih grešaka
o Zvučni valovi prodiru u materijal i odbijaju se od prelaznih površina (refleksija).
34
Ispitivanje ultrazvukom
o Stupanj refleksije uglavnom zavisi od fizičkog stanjamaterijala na prelazu, a manje od osobina materijala.
o Zvučni signali se skoro potpuno reflektiraju od prelaza metal/plin
o Parcijalna refleksija se javlja na prelazima metal/tekućina ilimetal/čvrsta tijela
o Ultrazvukom se otkrivaju pukotine, delaminacije, pore i drugenehomogenosti.
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 18/41
1/11/201
1
35
Ispitivanje ultrazvukom
• Refleksija ultrazvuka
ULTRAZVUČNA ISPITIVANJA BETONA
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 19/41
1/11/201
1
37
PRIMJENA
• Nerazorno određivanje tlačne čvrstoće betona u konstrukciji u sklopu
naknadnog utvrđivanja kvalitete – Utvrđivanje prisustva segregacija, šupljina i sl.
– Mjerenje dubine površinskih pukotina
– Procjena razvoja tlačne čvrstoće
– Određivanje ujednačenosti betona i procjena oštećenja betona
– Određivanje dinamičkog modula elastičnosti
– Kontrola kvalitete izvođenja radova izgradnje i sanacije
• HRN EN 12504-4: Ispitivanje betona u konstrukcijama-4.dio Određivanje
brzine ultrazvučnog impulsa
38
Ultrazvučna ispitivanja betonskih konstrukcija
• Uređaj “Pundit”( Portable Ultrasonic Non-destructive Digital Indicating
Tester )
• Princip:
Mjerenje vremena prolaska ultrazvučnog impulsa
54 kHz SONDE
Generator impulsa
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 20/41
1/11/201
2
39
PRINCIP ISPITIVANJA
• Generator izaziva impuls napona 1000 V.
• Impuls pobudi titranje pretvarača u sondi. Rezonantnafrekvencija titranja iznosi 54 kHz.
• Longitudinalno titranje se unosi u uzorak prisklanjanjm
sonde preko sloja masti u uzorak, koje poslije prolaza kroz
beton, duljine l, u drugoj sondi prijemniku budu pretvoreni u
električni impuls
• Vremenski interval od trenutka kada impuls napušta sondu
odašiljač, pa do trenutka prijema impulsa u sondu prijemnik, predstavlja vrijeme prolaska impulsa (transit time, time of
flight ).
40
PRINCIP ISPITIVANJA
• Prolaz impulsa može biti
– Direktan
– Poludirektan
– Indirektan
• Kada se brzina ultrazvuka koristi
za određivanje tlačne čvrstoće betona, mjerenje vremena
prolaza ultrazvuka izvodi se
samo direktnim prolazom
impulsa
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 21/41
1/11/201
2
41
Ultrazvučna ispitivanja betonskih konstrukcija
• Brzina prolaska ultrazvučnog impulsa
• Brzina ultrazvučnog vala ovisi o kvaliteti betona 3000 m/s – 5000 m/s
• Direktna korelacija s modulom elastičnosti betona
V l
=t
l
42
Mjerenje dinamičkog modula elastičnosti
• Brzina širenja longitudinalnih valova je povezana s elastičnim svojstvimamaterijala relacijom (1), dok za transverzalne valove vrijedi relacija (2).
(1) (2)
v L - brzina širenja longitudinalnih valova
vT - brzina širenja transverzalnih valova
E - dinamički Youngov modul elastičnosti
G - posmični modul elastičnosti
- gustoća materijala
- Poissonov koeficijent
LE( )
V ( )( )
1
1 1 2 2 1T
G E V
( )
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 22/41
1/11/201
2
43
Ultrazvučna ispitivanja betonskih konstrukcija
• Određivanjem brzine prolaza ultrazvuka:
– Utvrđujemo kvalitetu betona,
– Pratimo očvršćivanje betona,
– Određujemo dinamički modul elastičnosti.
44
MJERENJE DUBINE POVRŠINSKIH PUKOTINA
• Ako se ultrazvuk koristi za
određivanje dubine vidljivih pukotina ili ocjenu uspješnostisanacije pukotina primjenjuje se
metoda površinskog prolazaimpulsa kroz beton
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 23/41
1/11/201
2
45
MJERENJE DUBINE POVRŠINSKIH PUKOTINA
I. postupak – TS - TC metoda
• Odašiljačka sonda i prijemna sonda se postave na uzorak na jednakim razmacima od pukotine (x) te se izmjeri vrijeme
prolaza ultrazvuka TC. Mjerenje se ponovi na dijelu prizme
bez oštećenja sa jednakim razmakom između sondi te seizmjeri vrijeme prolaza TS.
46
MJERENJE DUBINE POVRŠINSKIH PUKOTINA
• Ako je udaljenost sondi na dijelu bez pukotine jednaka =2x
• tada je udaljenost sondi oko pukotine
• vrijeme prolaza vala bez pukotine
• vrijeme prolaza oko pukotine iznosi
• dubina pukotine
2 22 x h
2S
xT
V
2 22C
x hT
V
2
2 1
C
S
T h x
T
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 24/41
1/11/201
2
47
MJERENJE DUBINE POVRŠINSKIH PUKOTINA
II. postupak - T metoda
• T metoda sastoji se od promijene položaja, tj. udaljenosti prijemne sonde od odašiljačke sonde i određivanja zavisnostiudaljenost – vrijeme prolaza
48
MJERENJE DUBINE POVRŠINSKIH PUKOTINA
• Dubina pukotine se određuje prema
2 1
2 1 2
L T T h
T T
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 25/41
1/11/201
2
49
PROVEDBA ISPITIVANJA
• Sposobnost mjerenja vremena prolaza kroz kalibracijsku šipkutreba biti u granicama odstupanja 0,2 s i s točnošću od 2 %
• Primijenjeni elektronički impuls za pobuđivanje predanog pretvarača mora imati vrijeme porasta ne veće od jednečetvrtine svojeg prirodnog perioda. Ovo osigurava nastanakoštrog impulsa.
• Frekvencija ponavljanja impulsa mora biti dovoljno mala da bi
osigurala da je početak primljenog signala slobodan od
interferencije s odjecima
• Prirodna frekvencija sondi (pretvarača) treba biti unutar rasponaod 20 kHz do 150 kHz (uglavnom od 40 do 60 kHz).
50
PROVEDBA ISPITIVANJA
• Ispitivanje se provodi na čistim, ravnim i suhim betonskim površinama, a ako to nije moguće tada se brušenjem ičišćenjem dovodi u takovo stanje.
• Zbog postizanja dobrog kontakta sonda-beton neophodno je
površinu ispitnog mjesta u tankom sloju premazati sredstvomza bolji kontakt (npr. tovatna mast)
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 26/41
1/11/201
2
51
PROVEDBA ISPITIVANJA
• Točnost mjerenja udaljenosti između sondi izvodi se u
granicama 1 %
• Rezultat ispitivanja brzine ultrazvuka mora biti određen na0,01 km/s ili na tri značajne znamenke.
52
UTJECAJI NA REZULTATE ISPITIVANJA
• Temperatura
– Promjene temperature u granicama između 10ºC i 30ºC ne uzrokuju bitnu promjenu brzine ultrazvuka.
– Za temperature izvan ovog područja treba provoditi korekcije mjerenja brzine.
– Ekstremno niske i visoke temperature utječu na rezultate ispitivanja(mikro raspucavanje pri visokim temperaturama, smrzavanje vode pri
niskim temperaturama).
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 27/41
1/11/201
2
53
UTJECAJI NA REZULTATE ISPITIVANJA
• Povijest opterećenja
– Rezultati ispitivanja na elementima koji su bili preopterećeni trebaju seza rezervom uzeti u obzir.
– Pojava mikro raspucavanja pri preopterećenju u prošlosti utječe znatnona rezultate ispitivanja.
– U elementima gdje su naprezanja u uporabi do oko trećine čvrstoćenema značajnog utjecaja na rezultate.
– Kod ispitivanja prednapetih elemenata treba biti oprezan
54
UTJECAJI NA REZULTATE ISPITIVANJA
Međusobna udaljenost senzora
• Udaljenost senzora treba biti dovoljno velika da rezultat
ispitivanja brzine ultrazvuka ne bude pod značajnim utjecajemheterogene strukture betona.
– Za betone maksimalnog zrna agregata 20 i 40 mm
minimalna udaljenost je 100 mm i 150 mm
– Za betonske površine koje nisu u kalupu minimalna udaljenost senzora je 150 mm za direktna mjerenja i 400 mm za indirektna mjerenja
– Udaljenost senzora ovisi i o tipu opreme.
– Kod premalih ili prevelikih udaljenosti između senzora dolazi dosmanjenja brzine ultrazvuka
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 28/41
1/11/201
2
55
UTJECAJI NA REZULTATE ISPITIVANJA
• Oblik i veličina uzorka
– Brzina ultrazvuka neovisna je o veličini i obliku uzorka, osim ako poprečna dimenzija uzorka nije manja od minimalne.
– Najmanja dopuštena poprečna dimenzija uzorka ovisi o frekvencijisondi i brzini impulsa u betonu.
– Ako je poprečna dimenzija uzorka manja od valne duljine razmještajasondi pri indirektnom postupku mjerenja, mijenja se način širenjaimpulsa i rezultat će biti bitno drukčiji.
56
UTJECAJI NA REZULTATE ISPITIVANJA
• Vlažnost
– Brzina ultrazvuka je oko 5 % veća kroz vodom zasićen beton nego krozsuhi beton, ova razlika je veća za obični beton nego za beton visokečvrstoće.
– Uzorak betona zasićen vodom ima veću brzinu prolaska ultrazvuka odsuhog betona, ali i manju tlačnu čvrstoću.
– Problem vjerodostojnosti krivulja brzine ultrazvuka-tlačna čvrstoća naispitivanja na konstrukcijama.
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 29/41
1/11/201
2
57
UTJECAJI NA REZULTATE ISPITIVANJA
• Armatura
– Utjecaj armature je mali ako je smjer šipki okomit na smjer širenjaimpulsa, jer je put impulsa relativno mali u odnosu na ukupni put.
– Ako armatura leži u smjeru paralelno s putem širenja impulsa potrebno je koristiti faktore korekcije.
58
Armiranobetonske konstrukcije
Vijadukt “Stara Sušica” – Autocesta Zagreb-Rijeka
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 30/41
1/11/201
3
59
“Arena” - Zagreb
60
Brana“Modrac” - BiH
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 31/41
1/11/201
3
61
Brana“Piva” – Crna Gora
62
Most na rijeci Tari – Crna Gora
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 32/41
1/11/201
3
63
Most “Krka” – AC Zagreb-Dubrovnik
64
Dubrovački most
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 33/41
1/11/201
3
ISPITIVANJE METALNIH KONSTRUKCIJA
66
• Spajanje vijcima
– Najčešće se korisi kod spajanja konstrukcijskih elemenata visokihzgrada – brzina
Čelične konstrukcije – spajanje elemenata
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 34/41
1/11/201
3
67
• Spajanje zavarivanjem
– Koristi se svuda gdje način gradnje dozvoljava – Kod izrade montažnih elemenata
– Ne koristi se kod rada u nestabilnim
uvjetima
Čelične konstrukcije – spajanje elemenata
68
Čelične konstrukcije - zgrade
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 35/41
1/11/201
3
69
Čelične konstrukcije - mostovi
70
Zavareni spojevi – greške
• Toplinske pukotine (kristalizacijske)
• Javljaju se odmah po zavarivanju, za vrijeme hlađenja taline. Obično su
uzrokovane sumporom i fosforom u čelicima s većim udjelom ugljika.
• Karakteristike:
– Opažaju se samo u rastaljenom metalu kojim se zavaruje
– Pojavljuju se kao ravne linije duž središnje linije zavara, a ponekadse mogu pojaviti i kao poprečne pukotine.
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 36/41
1/11/201
3
71
• Zaostala naprezanja
Zavareni spojevi - naprezanja
Poprečne pukotine u zavaru
Javljaju se zbog toplinskog širenja ilifaznih promjena u čeliku (unošenjenaprezanja).
Kod legiranih čelika ili čelika sudjelom ugljika >0,2% (čelici visokečvrstoće) - formiranje martenzita -
krt pukotine.
Rješavanje problema -
predgrijavanje, a nakon varenja
sporo hlađenje – poskupljuje postupak zavarivanja.
72
Zavareni spojevi – greške
Neprovaren korijen
Nedostatna ispuna
PoroznostGreške vezivanja
Greške vezivanja
Zajeda
Preklapanje
Preveliko nadvišenje lica
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 37/41
1/11/201
3
73
• Zadatak ultrazvučne kontrole – utvrditi što je moguće više grešaka • Jedna od najpogodnijih metoda za nerazorno ispitivanje zavara.
• Jednostavnost primjene, brzina i pouzdanost.
Zavareni spojevi – greške
Vruće pukotine TroskaPoroznost
Greške vezivanja Pukotine u korijenu
Zajeda
Mikro-pukotine
Hladne pukotine
Slojasto trganje
Dvoplatnost
74
• Naprezanja zbog opterećenja
• Na mjestu spoja dvaju nosača javljaju se vlačna, tlačna i smična naprezanja
• Kritična su vlačna naprezanja
• Kvaliteta zavara je jako bitna – Ultrazvuk
Zavareni spojevi - naprezanja
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 38/41
1/11/201
3
75
Ultrazvučno ispitivanje zavara
• Refl eksijska tehn ika
– Tradicionalna tehnika – koristi se vrlo dugo
– Ravna ultrazvučna sonda u kombinaciji s kutnom sondom
– Najprije se ispituje zona u blizini zavara ravnom sondom (longitudinalni
valovi)
– Zona utjecaja topline i u blizini te zone – utvrđivanje laminarnih pukotina.
– Laminarne pukotine se ne mogu otkriti kutnom sondom !
76
• U drugom koraku ispitivanja koristi sekutna sonda kojom se pregledava zavar.
• Obično se koriste transverzalni valovi
• Materijali poput nehrđajućeg čelika(krupne zrnate strukture mogu zahtijevatikorištenje refraktiranih longitudinalnihvalova.
• Pregledom se može uključiti korijen, krunai bočne strane zavara, te zona izloženatoplini.
• Prije pregleda radi se proračun potrebneudaljenosti sonde od zavara
θR – kut loma
T = Debljina materijala
Površinska udaljenost = sinθ R x put ultrazvuka
Dubina = cosθ R x put ultrazvuka
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 39/41
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 40/41
1/11/201
4
79
Praktični primjeri
Poprečne pukotine Prokapljine
Kutni spojNadvišenja korijena
80
Preklopni spojKutni spoj
Sučeoni spoj
8/19/2019 f24905 7 p Ultrazvuk
http://slidepdf.com/reader/full/f24905-7-p-ultrazvuk 41/41
1/11/201
81
“T” spoj
Djelomično
vezivanjeDobro vezivanje,
ali s pukotinom