Прибор для измерения механических напряжений ИН-5101А

 

Технические условия ТУ 4363-006-10682495-2005
Разработчик и изготовитель ООО «ИНКОТЕС»


измеритель механических напряжений ИН-5101А



Назначение


      Приборы для измерений механических напряжений ИН-5101А предназначены для измерений мембранных механических напряжений растяжения и сжатия и для измерений временных задержек между отражёнными ультразвуковыми импульсами.


Описание


      Приборы ИН-5101А измеряют:
  • мембранные (усреднённые по толщине объекта контроля) механические напряжения растяжения и сжатия в элементах оборудования и трубопроводов, изготовленных из металлических конструкционных материалов c ортотропными упругими характеристиками, в условиях упругих
    деформаций и локально-плоского напряженного состояния;
  • периоды следования отражённых импульсов (временных задержек между отражёнными ультразвуковыми импульсами).


      Реализованный в приборе ИН-5101А принцип измерений механических напряжений основан на использовании упругоакустического эффекта, устанавливающего связь между скоростями распространения продольной и ортогонально поляризованных сдвиговых объёмных ультразвуковых волн со значениями механических напряжений в условиях одно- или двухосного напряжённого состояния.

      Прибор ИН-5101А обеспечивает возбуждение в контролируемых объектах 3-х видов ультразвуковых объёмных волн (2-х сдвиговых волн взаимно ортогональной поляризации и продольной волны) и регистрацию эхо-импульсным методом времён прохождения генерируемых ими отражённых сигналов (временных задержек).

      Определение механических напряжений в условиях локально-плоского напряжённого состояния по полученным значениям временных задержек выполняется по установленным в ГОСТ Р 52731 уравнениям акустоупругости, с помощью метрологически значимого программного компонента - «Программное обеспечение обработки сигнала», входящего в состав программного комплекса «АРМИД® – Программное обеспечение ПЭВМ».

      Прибор ИН-5101А является 3-канальным специализированным микропроцессорным устройством.

      Прибор состоит из:

  • приёмо-передающих пьезокерамических измерительных элементов (ПИЭ) продольных и сдвиговых объёмных волн ультразвукового диапазона, смонтированных в корпусе преобразователя пьезоэлектрического (ПЭП), предназначенного для установки на поверхность объекта контроля;
  • блока обработки;
  • персонального компьютера (ПК) с установленным программным обеспечением (ПО) комплекса «АРМИД® – Программное обеспечение ПЭВМ».


Область применения прибора ИН-5101А:


  • измерение упругих механических напряжений в элементах технических устройств, конструкций зданий и сооружений, используемых в атомной энергетике и других отраслях;
  • неразрушающий акустический контроль структуры материала металлоконструкций и изделий металлургической промышленности.


      Объектами контроля являются элементы оборудования и трубопроводов, радиус кривизны поверхностей которых не менее 300 мм. Элементы с меньшими радиусами кривизны поверхностей могут контролироваться при выполнении требований по качеству сигналов.


Исполнение прибора ИН-5101А


      01 – общепромышленное исполнение;
      02 – взрывозащищённое исполнение, маркировка взрывозащиты 2Ex nA IIВ T6 Gc X соответствуют требованиям ГОСТ Р МЭК 60079-0 и ГОСТ Р МЭК 60079-15.


Метрологические и технические характеристики прибора ИН-5101А


      Метрологические характеристики приведены в табл.1.
      Основные технические характеристики приведены в табл. 2.


Таблица 1 – Метрологические характеристики прибора ИН-5101А.


Наименование характеристик Значение
Диапазон измерений механических напряжений для сталей (металлов), МПа от - 600 до +600, но не более, чем от -0,8 до +0,8*
Пределы допускаемой систематической составляющей погрешности измерений механических напряжений, МПа:

- в диапазоне от -120 до +120 МПа включительно

- в диапазоне от -600 МПа до -120 МПа и в диапазоне от +120 МПа до +600 МПа %


± 6

± 0,05∙Δσ**
Предел среднего квадратического отклонения (СКО) случайной составляющей погрешности прибора при измерении механических напряжений, МПа 4
Диапазон измерений периодов следования отражённых импульсов прибора (временных задержек между отражёнными импульсами), мкс от 1,6 до 150,0
Пределы допускаемой погрешности измерений периодов следования отражённых импульсов прибора (временных задержек между
отражёнными импульсами):

- абсолютная в диапазоне от 1,6 до 31,0 мкс включительно, нс

- относительная в диапазоне св. 31 до 150 мкс включительно, %


±3,1

± 0,01
* – предел текучести условный металла объекта измерений

**Δσ – измеренное значение механического напряжения


Таблица 2 – Основные технические характеристики прибора ИН-5101А.


Характеристика Значение
Нестабильность (СКО) показаний прибора при измерении механических напряжений без нагружения, МПа, не более. 4
Диапазон установки несущей частоты зондирующего импульса, МГц от 1,525 до 11,25
Напряжение питания от внутренних аккумуляторных батарей (5 шт. типа АА), В от 5,5 до 7,0
Потребляемая мощность, Вт, не более 12,0
Габаритные размеры блока обработки, мм, не более 230х220х80
Масса прибора с аккумуляторными батареями в кейсе для переноски (без ноутбука), кг, не более 8,0
Степень защиты приборов от внешних воздействий по ГОСТ 14254-96.
Средняя наработка на отказ, час, не менее 3000


Сертификаты и свидетельства
Свидетельство Росстандарта об утверждении типа средств измерений.
Сертификат соответствия маркировке взрывозащиты 2Ex nA IIВ T6 Gc X.
Свидетельство об аттестации МВИ «Трубы стальные для трубопроводов. Методика выполнения измерений механических напряжений методом акустоупругости».
Свидетельство об аттестации МВИ «Элементы оборудования АЭС. Методика выполнения измерения механических напряжений, возникающих в результате технологических воздействий, методом акустоупругости».
Свидетельство об аттестации МВИ «Методика измерений механических напряжений в конструкционных элементах магистральных газопроводов методом акустоупругости».
Методика измерений «Монтажные и остаточные сварочные напряжения в трубопроводах атомных электростанций»


Часто задаваемые вопросы (смотреть)


Список нормативных документов и публикаций (смотреть)


Состав прибора


Базовая комплектность поставки приборов ИН-5101А приведена в таблице 3.
Дополнительные к базовой комплектности опции прибора ИН-5101А, поставляемые по отдельному заказу, перечислены в таблице 4.

Таблица 3 – Базовая комплектность поставки приборов ИН-5101А


Наименование
Количество, шт.
Исп. 01
Исп. 02
ПЭП 3-х компонентный П-111-8-3К-001 ИНКО.433640.002 (Частоты преобразования ПИЭ: 7,0÷11,0 МГц)
1
1
ПЭП 3-х компонентный П-111-6-3К-001 ИНКО.433640.002 (Частоты преобразования ПИЭ: 4,0÷7,0 МГц)
1
1
ПЭП 3-х компонентный взрывозащищённый ПВ-111-6-3К-001 ИНКО.433640.002-01 (Частоты преобразования ПИЭ: 4,0÷7,0МГц)
-
1
ПЭП 2-х компонентный П-111-6-2К-001 ИНКО.433640.003 (Частоты преобразования ПИЭ: 4,0÷7,0 МГц)
1
1
ПК в комплекте (покупное изделие)
1
1
Блок обработки ИНКО.468160.003
1
-
Блок обработки ИНКО.468160.003-01
-
1
Кабель длиной 1,5 м для соединения блока обработки с пьезопреобразователем ИНКО.433640.002
1
-
Кабель длиной 3м для удлинения соединительного кабеля ИНКО.685620.049
1
-
Кабель удлинительный ИНКО.100.401-01 длиной 3 м
-
1
Развязка USB – USB ИНКО.303651.005
-
1
Кабель Развязка – ПК SCUAB – 1,5 (покупное изделие)
-
1
Нагрузка 50 Ом ИНКО.100.836 (Используется при поверке)
1
1
Зарядное устройство (покупное изделие)
1
1
Кейс для переноски (покупное изделие)
1
1
Образец для испытаний ГСО 11544-2020
1
1


Таблица 4 – Дополнительные к базовой комплектности опции прибора ИН-5101А, поставляемые
по отдельному заказу (тип и количество согласуется при заказе прибора).


Наименование
Обозначение опции
Примечание
ПЭП 3-х компонентный П-111-Х-3К-001
Опция 1 ИНКО.433640.002
1, 2
ПЭП 3-х компонентный взрывозащищённый ПВ-111-Х-3К-001
Опция 2 ИНКО.433640.002-01
1, 2
ПЭП 2-х компонентный П-111-Х-2К-001
Опция 3 ИНКО.433640.003
1, 2
Коммутатор
Опция 4 ИНКО.303651.005
1
Соединительный кабель 1,5 м
Опция 5 ИНКО.685620.049
1
Удлинительный кабель 3 м
Опция 6 ИНКО.685620.049-01
1
Удлинительный кабель 3 м
Опция 7 ИНКО.100.401-1
1
Внешний источник питания
Опция 8
3
Держатель
Опция 9 ИНКО.301524.004
1



Примечания:
Элемент Х в наименовании ПЭП обозначает диапазон частот преобразования ПИЭ. При заказе
прибора с ПЭП, имеющими частоты преобразования ПИЭ в диапазоне:

  • 1,5÷4,0 МГц, Х заменяется на 3;
  • 4,0÷7,0 МГц, Х заменяется на 6;
  • 7,0÷11,0 МГц, Х заменяется на 8.