A cikk szerzője:

Posgay György ügyvezető igazgató
Metalelektro Méréstechnika Kft.

Acélszerkezetek új vizsgálati lehetőségei zajimpulzus-analízissel

Az elmúlt években a mágneses Barkhausen-zaj új, impulzus alapú feldolgozásának eredményei jelentek meg a hazai kutatások során. A zajanalízis eredményeiben túlmutat a megkezdett munkán, alkalmazható akusztikus zajokra is, így betonszerkezetek vagy geológiai struktúrák vizsgálatára. Acélszerkezetek állapot-ellenőrzésére régóta alkalmazzák a mechanikai és mágneses úton mért egyes zajokat. Az akusztikus emisszióval a szerkezetben lévő repedések feszültségváltozás hatására bekövetkező terjedését, a mágneses Barkhausen-zaj-méréssel az acélszerkezet feszültségállapotát lehet ellenőrizni. Egy 2005-ben kezdődött, és napjainkban is folyó kutatássorozat olyan új zajmérési és feldolgozási technikák fejlesztésével foglalkozik, melyek az acélszerkezetek vizsgálatában eddig nem alkalmazott megoldásokat eredményezhet.

 

Acélszerkezetbe beépített anyagok rideg-szívós átmeneti hőmérsékletének meg­állapítása hagyományosan a szerkezetből származó próbatesteken különböző hőmérsékleten végzett ütővizsgálatokkal történik.
A kutatás során kidolgozott hőmérsékletfüggő Barkhausen-zaj-vizsgálat ron­cso­lás­mentes megoldást jelenthet az átmeneti hőmérséklet meghatározására.
A vizsgálatok során olyan laboratóriu­mi mérőrendszert fejlesztettünk ki, amely –180 és +100 °C hőmérséklet-tartományban alkalmas a Barkhausen-zaj jellemző paramétereinek meghatározására. A Barkhausen-zaj mérése során sikerült olyan paramétereket találni, amelyek összefüggésbe hozhatók a mintában megfigyelhető szívós-rideg átmenettel.
Az anyag szívós viselkedése elsősor­ban azzal magyarázható, hogy a mik­ro­re­pe­dések körüli diszlokáció* átrendeződés révén a repedés terjedése leáll.
(*Diszlokáció: vonalszerű hiba a fémtani kristályszerkezeten belül, mely a kristálysíkok hibás kapcsolódásával jön létre. A diszlokációk befolyásolják a fémek tulajdonságait, így hatással vannak a képlékenységre is).
A szívós-rideg átmenet során csökken a diszlokációk mozgékonysága, amit elsősorban a szennyező atomok diffúziós mozgásának lelassulása eredményez. A Bark­hausen-zaj feszültségérzékenysége mellett függ a diszlokációsűrűségtől és a szemcsemérettől is.
A fentiek alapján elsősorban a disz­lo­kációkkal kapcsolatos járulékok játsz­hatnak szerepet a Barkhausen-zaj hő­mér­sékletfüggésének és a szívós-rideg átmenet kapcsolatának a kialakulásában.
A 3. ábra három különböző acélon, hagyományos módon meghatározott át­meneti hőmérséklet és a mágneses Bark­hau­sen-zaj-mérésekből meghatározott átmeneti hőmérséklet közötti összefüggést mutatja.
A kutatási eredményeket az alábbiakban foglalhatjuk össze.

3. ábra. A Barkhausen-zaj-méréssel és a Charpy ütőmunka 41 J-os kritériummal megállapított átmeneti hőmérsékletek összehasonlítása

  1. Repedést tartalmazó szerkezeti elemen a repedés terjedése nemcsak akusztikus emisszióval, de mágneses szondával is detektálható, a repedéstől távolabb is.
  2. A mágneses szondán keletkező jel impulzusanalízissel történő feldolgozásá­val megkülönböztethető a repedés rideg vagy szívós jellege, kimutathatók a szívós töréssel lefolyó repedésterjedésben fellépő ridegtörési események.
  3. Az acélok rideg-szívós átmeneti hőmér­sék­lete roncsolásmentesen határoz­ható meg az átmenet során a mágneses Barkhausen-zaj egyes paramétereiben fellépő változásokból.

A kutatástól a műszaki gyakorlatig

A kutatási eredmények műszaki gyakorlatba való bevezetése az elkövetkezendő évek feladata.
A szerkezetintegritás-vizsgálat online mo­nitoringeszközévé válhat az akusztikus emisszió mellett a mágneses zaj mérése.
Az átmeneti hőmérséklet ron­cso­lás­men­tes vizsgálati lehetősége kiterjesztheti a szerkezetek ez irányú vizsgálatát, célirányossá téve a kisminták kimunkálását vagy szerkezeti elemek kivételét ütőmunka-vizsgálathoz.

A cikk folytatódik, lapozás:« Előző12
A teljes cikket megtalálja a folyóirat 2015 / Különszámában.
Ha szeretne rendszeresen hozzájutni a legfrisebb számokhoz, fizessen elő a folyóiratra.
A hozzászólások megtekintéséhez vagy új hozzászólás írásához be kell jelentkeznie!
Sínek Világa A Magyar Államvasútak Zrt. pálya és hídszakmai folyóirata
http://www.sinekvilaga.hu | ©