ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Каменные породы, шлифовальные круги, уголь и графит из "Ультразвуковой контроль материалов" Уже давно предлагалось прозвучивать автомобильные покрышки в ванне с водой с применением ультразвука колеблющейся частоты [1066, 1067, 907]. [c.620] Из природных каменных пород однородными и приблизительно одинаковыми во всех местах можно считать только плавленые камни вулканического происхождения. Все остальные породы резко различаются по затуханию и скорости звука. Например, по Мелецкому [819], гранит в зависимости от размеров его зерен может иметь скорость звука от 1,7 до 5 км/с в этом же диапазоне располагаются и показатели для многих других каменных пород. Кроме того, на образцах получают другие значения, чем в пласте под землей, что объясняется горным давлением. Однако измерение давления по скорости звука слишком ненадежно, потому что оно колеблется в различных местах. [c.621] Затухание обычно бывает настолько высоким, что для ультразвуковых измереиий могут быть использованы только частоты ниже 500 кГц. В случае слоев песка, суглинка и угля приходится опускаться уже в область слышимых частот, чтобы достичь глубины проникновения около 1 м. К тому же каменные породы нередко содержат небольшие трещины и включения, которые существенно снижают проницаемость для звука [818, 819, 1574]. [c.621] Ввиду плохой фокусировки луча при низких частотах в случае эхо-импульсного способа приходится отказаться от локализации (определения местонахождения) дефектов. Вместо этого в блоках с параллельными поверхностями могут быть выявлены грубые трещины и включения раздельными искателями при импульсном прозвучивании. [c.621] Луч [954] использовал эхо-импульсный способ на частоте 0,5 МГц в плотной породе под землей, чтобы проконтролировать трещиноватость и тем самым несущую способность имевшейся скалы — кварцита, подводного камня (Riffgestein). Для этой цели в гладкий шпур вводили специальный искатель и обеспечивали акустический контакт при помощи масла. Таким способом можно было изучить пространство диаметром в несколько метров вокруг шпура. На глубинах 1—2 м получили многочисленные эхо-импульсы, происходящие от трещин, а на большей глубине изображение на экране получалось четким (чистым). Однако при этом еще можно было четко различить эхо-импульс от параллельного шпура диаметром 40 мм, расположенного на расстоянии 1 м. В кварците были получены скорости звука около 6 км/с и значения затухания около 100 дБ/м при частоте 1 МГц. [c.621] На практике контроль природных каменных пород нашел применение лишь в очень ограниченном объеме. Напротив, измерения скорости звука и затухания на буровых образцах (кернах) для определения упругих констант и прочих свойств материала успешно применяются при фундаментальных исследованиях. На буровых кернах диаметром 20—40 мм и длиной 5— 100 мм можно проводить измерения на частотах 1—4 МГц продольными волнами и на частотах 1 МГц поперечными волнами методом нрозвучивания. В исключительных случаях измерения могли быть проведены также и эхо-импульсным способом на частотах 1 и 2 МГц [1180]. [c.622] Под искусственными камнями в основном понимают огнеупорные кирпичи, для которых и раньше применяли ультразвуковой контроль. Для таких кирпичей, используемых для футеровки печей, ставится проблема выявить трещины, дефекты прессования и внутренние пустоты, а также по измеряемым показателям звука оценить технологические свойства — такие как пористость и прочность на сжатие в холодном состоянии. При умеренной пористости эти материалы достаточно проницаемы для прозвучивания на частотах от 0,05 до 0,5 МГц. Акустический контакт ввиду шероховатой поверхности при этом осуществляется при помощи пластичной смазки или клейстера, причем искатели целесообразно снабдить защитными колпачками из резины, которые лучше подгоняются к шероховатостям поверхности. [c.622] В материалах с умеренной пористостью скорость звука может служить мерой величины пористости. Например, в одном материале с увеличением пористости от 20 до 30% скорость звука изменилась от 3900 до 3400 м/с. [c.622] В случае пористых кирпичей контроль или измерения возможны только по методу прозвучивания напротив, плотно обожженный клинкер и керамические материалы можно контролировать и эхо-импульсным способом на частоте 1 и 2 МГц. а иногда и при 4 МГц. [c.622] Вопросы контроля огнеупорных кирпичей, обожженного кирпича, кафельной и керамической плитки освещаются в работах [518, 1431, 1207, 301, 569, 1681, 27 —разделы К21 и К22]. [c.622] Прессованные угольные и графитовые блоки (материал для электродов и стержней атомных реакторов) резко различаются по прозрачности для звука. В тех случаях, когда вообще было возможно контролировать электродные блоки (на частотах ниже 1 МГц), были обнаружены резко различающиеся скорости звука перпендикулярно и параллельно направлению пластин, а именно от 1,1 до 2,3 км/с и от 3,2 до 3,9 км/с. К тому же прозрачность для звука резко различалась в отдельных местах даже и без наличия крупных дефектов, так что выявление дефектов не всегда было возможным. [c.623] По вопросам контроля угля и графита см. работы [1357, 591, 345, 1091, 262]. [c.623] Вернуться к основной статье