201312_PSpaw_cz3 156 Przegląd sPawalnictwa 12/2013 Jacek Szelążek Rozwój głowic piezoelektrycznych do pomiarów dwójłomności akustycznej development of piezoelectric probeheads   for acoustic birefringence measurements r hab. inż. acek Sze ążek, prof. nadzw. – IPPT PAn Warszawa. abstract The paper describes the development of ultrasonic probeheads, built since 70-ties in Ultrasonic Testing Divi- sion lead by prof. Julian Deputat and than in nondestruc- tive Testing Division IPPT PAn. Presented are applications of acoustic birefringence measurements and the history of development of probeheads equipped with piezoelectric transducers. Described are probeheads with various pi- ezoelements configurations, designed mainly for residua stress evaluation in monoblock railroad wheels. Presented are advantages and disadvantages of various probeheads. Streszczenie W artykule opisano rozwój głowic ultradźwiękowych do pomiarów dwójłomności akustycznej, budowanych od początku lat 70. ub.w. w Pracowni Badań Ultradźwięko- wych prof. Juliana Deputata, a obecnie w Pracowni Badań nieniszczących Zakładu Wytrzymałości Materiałów IPPT PAn. W pracy omówiono różne zastosowania pomiarów dwójłomności akustycznej, a także przedstawiono historię rozwoju głowic wyposażonych w przetworniki piezoelek- tryczne. Opisane głowice budowane były głównie z my- ślą o pomiarach naprężeń własnych w wieńcach mono- blokowych kół kolejowych. Przedstawiono różne układy przetworników, w jakie wyposażano kolejno głowice, oraz zalety i wady zbudowanych głowic. st p W latach 50. ub.w., w czasie badania ultradźwięko- wego monokryształów zauważono, że ultradźwiękowa fala poprzeczna rozchodząca się w anizotropowym materiale ulega w pewnych przypadkach rozłożeniu na dwie fale składowe o wzajemnie prostopadłych kierunkach polaryzacji, rozchodzące się z różnymi prędkościami. Przez analogię do zjawiska rozdwo- jenia promienia świetlnego zwanego dwójłomnością optyczną, zjawisko zmiany polaryzacji fal ultradźwię- kowych zostało nazwane dwójłomnością akustyczną (ang. acoustic birefringence). niebawem stwierdzono, że podobne zjawisko zachodzi również w materiałach izotropowych, jeśli wywołane zostaną w nich napręże- nia. Okazało się, że naprężenie jest źródłem anizotro- pii, co poddało myśl, że badania dwójłomności aku- stycznej, podobnie jak badania elastooptyczne, mogą być wykorzystane do oceny naprężeń i ich rozkładów. Opis zjawiska dwójłomności akustycznej wywołanej w metalu działaniem sił zewnętrznych [1], przedstawio- ny w 1959 r., uchodzi za pierwszą pracę o wykorzysta- niu fal ultradźwiękowych do oceny naprężeń. Początkowo wielu badaczy, chcąc wyznaczyć róż- nice prędkości fal poprzecznych powstałych w wyniku rozłożenia fali poprzecznej na dwie fale o wzajemnie prostopadłych kierunkach polaryzacji i rozchodzących się z różnymi prędkościami, stosowało podobne podej- ścia jak w badaniach elastooptycznych [2]. Mierzona była amplituda fal poprzecznych, spolaryzowanych pod kątem 45o względem kierunku naprężenia. Ampli- tuda była proporcjonalna do przesunięcia fazowego fal powstałych w wyniku rozłożenia nadanej fali na dwie składowe o wzajemnie prostopadłych kierunkach pola- ryzacji. Z przesunięcia fazowego, proporcjonalnego do różnicy prędkości propagacji fal składowych, ocenia- nego na podstawie spadku amplitudy impulsu, oblicza- no wartość naprężenia. Metoda ta okazała się jednak mało dokładna i mało praktyczna. Lepszym sposobem oceny dwójłomności akustycznej okazały się pomiary czasu przejścia fal poprzecznych. Ten sposób znalazł szerokie zastosowanie dzięki rozwojowi aparatury do precyzyjnych pomiarów czasu przejścia (np. technika sing-around). 157Przegląd sPawalnictwa 12/2013 w jłomno ak styczną B oblicza się z zależności: B = BT + BN = 2 V2 - V1 = 2 t1 - t2 = BT + (σ1 – σ2) .(β123 – β122) V2 + V1 t1 + t2 gdzie: BT – dwójłomność wywołana teksturą, wyznaczana doświad- czalnie; BN – dwójłomność wywołana naprężeniami σ1, σ2; V1, V2 – prędkości fal o polaryzacji w kierunkach 1 i 2; t1, t2– czasy przejścia fal o polaryzacji w kierunkach 1 i 2; β1, β2 – współczynniki elastoaku- stycznej. Zaletą techniki opartej na pomiarze dwójłomności jest to, że dostarcza ona informacji uśrednionej na drodze fal poprzecznych, a więc z całej grubości ma- teriału. Do pomiaru nie jest konieczna dokładna znajo- mość grubości elementu. Drugą zaletą jest to, że wynik jest praktycznie niezależny od temperatury obiektu. Te cechy spowodowały, że pomiary dwójłomności znala- zły wiele zastosowań. Pierwsze z nich to pomiary na- prężeń obwodowych w wieńcach monoblokowych kół kolejowych [3]. We Francji badania dwójłomności są wykorzystywane do oceny stanu naprężeń własnych w odkuwkach ze stopów lekkich [4]. Technika ta może być również wykorzystywana do oceny stopnia degra- dacji pełzaniowej stali energetycznych [5]. należy pamiętać, że różnice prędkości fal poprzecz- nych o wzajemnie prostopadłych kierunkach polaryza- cji, będące wynikiem naprężeń lub tekstury materiału, są niewielkie. Przykładowo naprężenie rozciągające w wieńcu koła kolejowego o wartości 100 MPa jest źró- dłem dwójłomności Bn równej jedynie 0,079%. Ocena stanu materiału tą techniką wymaga więc dokładnych pomiarów czasów przejścia fal poprzecznych. Duże kłopoty sprawiała w latach 60. generacja i de- tekcja fal poprzecznych wprowadzonych prostopadle do powierzchni. Problemy te wynikały głównie z bra- ku sposobów przenoszenia drgań ścinania i trudności z operowaniem delikatnymi i stosunkowo mało sku- tecznymi stosowanymi wówczas przetwornikami kwar- cowymi. Początkowo przetworniki przyklejano na stałe do powierzchni próbki [6], później przyciskano je, sto- sując siłowniki hydrauliczne, jeszcze później opraco- wywano specjalne środki zdolne do przenoszenia na- prężeń ścinających, takie jak: salicylany fenylu [7] czy roztwór boraksu w glicerynie. Obecnie głowice normalne na fale SH i specjalne ośrodki sprzęgające znajdują się w katalogach więk- szości producentów sprzętu do badań ultradźwięko- wych. Są to głowice kontaktowe, w których przetwor- nik piezoelektryczny chroniony jest jedynie cienką warstwą ochronną, lub przetworniki z liniami opóź- niającymi wykonanymi z topionego kwarcu (materiału o niskim współczynniku tłumienia fal poprzecznych). W odróżnieniu od głowic normalnych na fale podłużne, w których linie opóźniające są wymienne, w głowicach na fale SH linie te są na stałe połączone (sklejone) z przetwornikami. Teoretycznie do pomiaru dwójłomności akustycznej wystarczy jedna głowica na fale poprzeczne i odpo- wiedni ośrodek sprzęgający. Ocena stanu materiału czy naprężeń na podstawie zmierzonej dwójłomności akustycznej wymaga jednak precyzyjnych pomiarów czasów przejścia fal o różnych kierunkach polaryzacji. Obracanie standardowej głowicy, konieczne do zmia- ny kierunku polaryzacji fal, pociąga za sobą niezamie- rzoną zmianę grubości warstwy sprzęgającej. W pracy opisano rozwój głowic ultradźwiękowych do pomiarów dwójłomności, głównie w wieńcach kół kolejowych, bu- dowanych od początku lat 70. ub.w. w Pracowni Badań Ultradźwiękowych prof. Juliana Deputata, a obecnie w Pracowni Badań nieniszczących IPPT PAn. łowice do pomiar w dw jłomno ci ak stycznej Nadawanie i odbi r fa poprzecznych rozchodzą- cych si prostopad e do powierzchni Do nadawania i odbioru fal SH stosowane są obec- nie przetworniki z ceramiki piezoelektrycznej spolary- zowanej na drgania ścinania. Są to przetworniki wy- konane z takich samych tworzyw jak przetworniki na drgania grubościowe (stosowane w głowicach nor- malnych na fale podłużne). Jedyną różnicą jest to, że kierunek polaryzacji jest styczny, a nie prostopadły do powierzchni przetwornika. Oznacza to, że blok cera- miki musi być spolaryzowany przed pocięciem go na płytki. Ogranicza to maksymalny wymiar przetworni- ków, równy grubości bloku w czasie polaryzacji, prze- ważnie do 12 mm. Inna różnica to prawie o połowę mniejsza grubość przetwornika na drgania ścinania w porównaniu z przetwornikiem na drgania grubo- ściowe o tej samej częstotliwości. Dopasowanie aku- styczne przetwornika do badanego materiału można uzyskać stosując pomiędzy nimi warstwę ćwierćfalową wykonaną z mieszaniny żywicy epoksydowej i prosz- ku wolframowego lub korundowego. Pod względem dopasowania akustycznego grubość warstwy powinna być nieparzystą wielokrotnością 1/4 długości fali w war- stwie. Dla częstotliwości fali równej 2 i 4 MHz, 1/4 dłu- gości fali w materiale warstwy wynosi jedynie ok. 0,15 i 0,08 mm. Jest to grubość zbyt mała, aby warstwa skutecznie spełniała funkcję ochronną. Aby uzyskać możliwie wysoką odporność warstwy ochronnej na uszkodzenia mechaniczne, w opisanych dalej głowi- cach warstwa ochronna wykonana z mieszaniny żywi- cy epoksydowej i korundu była grubsza od ¼ długości fali. Korundowy wypełniacz zwiększa odporność war- stwy na ścieranie i jednocześnie, dzięki dużej prędko- ści propagacji fali w korundzie, akustyczną oporność falową warstwy. W latach 70. wykonano badania wpływu grubości warstwy ochronnej na amplitudę i kształt impulsów fal poprzecznych w badaniach techniką echa. Celem po- miarów było znalezienie grubości warstwy zapewnia- jącej z jednej strony skuteczną ochronę przetwornika, a z drugiej wystarczającą w pomiarach amplitudę im- pulsu. Badania prowadzono pobudzając przetwornik 158 Przegląd sPawalnictwa 12/2013 o częstotliwości rezonansowej 2 MHz, wykonany z ce- ramiki PP9 (CERAD), impulsem o czasie narastania 15 ns. Pomiary wykonano, na stalowej próbce o gład- kiej powierzchni, a grubość warstwy ochronnej zmniej- szano, szlifując czoło głowicy pomiędzy kolejnymi pomiarami. Uzyskano maksima amplitudy (echo dna próbki o grubości 35 mm) dla warstw o grubościach 0,7 i 1,1 mm. Odpowiadają one w przybliżeniu pię- cio- i siedmiokrotnej grubości warstwy ćwierćfalowej. Widoczne było też minimum amplitudy dla grubości warstwy nieco większej od 0,5 mm i ciągły spadek am- plitudy dla grubości większych niż 1,1 mm. Przepro- wadzone doświadczenie pozwoliło na zastosowanie w budowanych głowicach o częstotliwości 2 MHz, bez uszczerbku dla amplitudy sygnału i jego przebiegu cza- sowego, stosunkowo grubej i odpornej na uszkodzenia warstwy o grubości 1,1 mm. łowica jednoprzetwornikowa, obracana Pierwsze głowice, o częstotliwościach 2 i 4 MHz i przetwornikach o bokach od 6 do 12 mm, wykonywane były jako głowice obracane. Aby zapewnić, że pomia- ry dla dwóch polaryzacji będą wykonywane dokładnie w tym samym miejscu, głowice osadzone były w uchwy- tach mocowanych magnesami do badanego elementu. Uchwyty te, wykonane ze sprężystej blachy, miały rów- nież dociskać głowice do powierzchni elementu i tym samym minimalizować grubość warstwy sprzęgającej. Doświadczenia z takimi głowicami pokazały, że zmiany sprzężenia wywoływane obrotem głowicy są powodem rozrzutu wyników pomiarów. Dodatkowo konieczność obracania głowicy spowalniała pomiary. łowica sze cioprzetwornikowa W celu wyeliminowania niedoskonałości obracanych głowic w 1978 r. powstała głowica 6-przetwornikowa, przeznaczona do badania wieńców kół kolejowych. Schemat jej budowy pokazano na rysunku 1. Głowi- ca ta zawierała dwa prostokątne przetworniki nadaw- cze o wzajemnie prostopadłych kierunkach polaryzacji i cztery wąskie przetworniki odbiorcze połączone pa- rami równolegle. Kierunki polaryzacji przetworników zaznaczono na rysunku strzałkami. Podwojenie i usy- tuowanie przetworników odbiorczych po bokach prze- tworników nadawczych, a więc w pewnej odległości od siebie, miało spowodować uśrednianie wpływu lo- kalnych zmian grubości warstwy sprzęgającej na mie- rzone czasy przejścia, a wydłużony kształt zespołu przetworników dobrze wpisywał się w obrys wąskiej po- wierzchni czoła wieńca koła kolejowego. W stalowe bla- chy tworzące boki głowicy wmontowano magnesy stałe przyciągające głowicę do powierzchni koła. Głowica ta współpracowała z aparatem DEBRO-20 i wykorzystana została w pomiarach naprężeń własnych w wieńcach kół monoblokowych wykonanych w Vitry dla Europej- skiej Unii Kolejowej [8]. Badane koła były starannie obrobione mechanicznie i wykonane ze stali pochodzącej z odlewania ciągłego, charakteryzującej się wysoką czystością i jednorodno- ścią akustyczną. nieistotny więc był fakt, że obszary materiału obejmowane przez wiązki fal poprzecznych o różnych kierunkach polaryzacji nie pokrywały się i były rozsunięte w kierunku obwodowym wieńca. natomiast rozdzielenie obszarów penetracji fal o różnych kierun- kach polaryzacji okazało się wadą tej głowicy w czasie pomiarów na elementach wykazujących anizotropię strukturalną (np. odlewanych, staliwnych kołach kole- jowych). Inną wadą tej głowicy, widoczną szczególnie w czasie pomiarów prowadzonych na elementach o chro- powatych powierzchniach, okazały się błędy wynikające z różnic grubości warstw łączących pod sześcioma roz- suniętymi przetwornikami. Okazało się, że powtarzalne wyniki pomiarów dwójłomności uzyskuje się, przyjmując średnią arytmetyczną z dwóch pomiarów wykonanych w tym samym miejscu, dla dwóch położeń głowicy różniących się o 180o. Tak więc, pomimo zastosowa- nia wielu przetworników, nadal najlepszym sposobem pomiaru okazało się obracanie głowicy. Jeszcze jedną praktyczną niedogodnością tego rozwiązania była sto- sunkowo duża powierzchnia styku głowicy z powierzch- nią elementu, co utrudniało szybkie „wyciśnięcie” nad- miaru gęstego środka łączącego spod głowicy. łowica pi cioprzetwornikowa Próbą wyeliminowania wad opisanych wyżej gło- wic, a głównie konieczności obrotu, była zbudowana w 1992 r. głowica 5-przetwornikowa, składająca się z jednego przetwornika nadawczego i kilku małych przetworników odbiorczych [9]. Jej cechą charakterystyczną jest to, że przetwornik nadawczy generuje falę poprzeczną spolaryzowaną pod kątem 45° względem kierunków osi akustycznych materiału. Anizotropia materiału powoduje rozłożenie wytworzonej fali na dwie czyste fale poprzeczne roz- chodzące się z różnymi prędkościami, spolaryzowa- ne zgodnie z kierunkami osi akustycznych materiału. Rys. 1. Układ przetworników (widok z góry) sześcioprzetwronikowej głowicy do pomiaru dwójłomności akustycznej w wieńcach kół monoblokowych ig. 1. Transducer array (top) of six-transducer head to measure the acoustic birefringence monoblock wheel rims 159Przegląd sPawalnictwa 12/2013 Małe przetworniki odbiorcze, ustawione wokół prze- twornika nadawczego, mają parami polaryzacje zgod- ne z kierunkami osi akustycznych. Dzięki temu każdy z nich reaguje jedynie na dochodzącą do niego falę o zgodnym kierunku polaryzacji. Zaletą rozwiązania jest możliwość pomiaru dwójłomności bez koniecz- ności obracania głowicy w czasie pomiaru oraz pene- tracja w przybliżeniu tego samego obszaru materiału falami o różnych kierunkach polaryzacji. Układ prze- tworników w głowicy pokazano na rysunku 2. Badania przeprowadzone na stalowych próbkach wykazały, że wyniki uzyskane tą głowicą są porówny- walne z wynikami otrzymywanymi głowicą obracaną, z pojedynczym przetwornikiem nadawczo-odbiorczym. Głowica taka była z powodzeniem zastosowana w pomiarach naprężeń w wieńcach staliwnych kół odle- wanych [10]. Jej zaletą okazało się wyraźne skróce- nie czasu pomiaru (brak konieczności obracania gło- wicy). Wadą natomiast szczególnie w przypadku kół odlewanych, charakteryzujących się wąską płaską po- wierzchnią po zewnętrznej stronie wieńca, była znacz- na średnica głowicy. Przy zastosowaniu przetwornika nadawczego o boku 12 mm średnica tulei obejmującej wszystkie 5 przetworników przekraczała 28 mm. łowica tr jprzetwornikowa Wynikiem prac nad zmniejszeniem średnicy głowi- cy była głowica trójprzetwornikowa. Dodatkowym po- wodem pracy nad tą głowicą była chęć zmniejszenia liczby przetworników (do każdego z nich trzeba przy- lutować dwa przewody, a stosowane wówczas prze- tworniki prod. CERAD miały elektrody napylane cienką i trudno lutowaną warstwą srebra). nowa głowica pra- Rys. 2. Układ przetworników w nieobracanej, pięcioprzetwornikowej głowicy do pomiaru dwójłomności akustycznej ig. 2. The system of transmitters is not rotating of five- transducers head for measuring acoustic birefringence cowała na tej samej zasadzie co głowica pięcioprze- twornikowa z tym, że zamiast czterech przetworników odbiorczych ustawionych na zewnątrz, zastosowano dwa przetworniki odbiorcze ustawione w otworze wy- ciętym w przetworniku nadawczym. Schemat ułożenia przetworników pokazano na rysunku 3. Przetworniki odbiorcze pochodziły z kółka wyciętego z przetworni- ka nadawczego. Głowica ta wykazała swą przydatność w pomiarach naprężeń w kołach kolejowych i weszła na wyposażenie mierników DEBBIE. Zewnętrzna śred- nica stalowej tulei chroniącej zestaw przetworników została zmniejszona do akceptowalnych 22 mm. Doświadczenia zdobyte w czasie prac nad głowi- cami i ich użytkowaniem wykazały, że głowice wie- loprzetwornikowe wymagają korygowania wyników pomiaru dwójłomności o poprawkę, indywidualną dla każdej głowicy. Wynika to z tego, że przetworniki gło- wicy, wskutek błędów wykonawczych, nie leżą ideal- nie w jednej płaszczyźnie. Jeśli w głowicy pokazanej na rysunku 5 jeden z przetworników odbiorczych leży nieco wyżej (dalej od powierzchni materiału) niż dru- gi przetwornik odbiorczy, to czas przejścia fali do tego przetwornika jest dłuższy. Przykładowo, jeśli różnica ta wynosi 0,05 mm, to czas przejścia fali do wyżej położo- nego przetwornika jest o 35 ns dłuższy. W przypadku pomiaru naprężeń obwodowych w wieńcach kół kole- jowych oznacza to stały, charakterystyczny dla danej głowicy błąd pomiaru równy ok. 20 MPa. Poprawki dla każdej z głowic wyznaczane były początkowo na próbkach o znanej lub bliskiej zeru dwójłomności akustycznej. Obecnie wyznaczane są na izotropowych próbkach szklanych. Rys. 3. Układ przetworników w nieobracanej, trójprzetwornikowaej głowicy do pomiaru dwójłomności akustycznej ig. 3. The system of transmitters is not rotating of three- transducers head for measuring acoustic birefringence 160 Przegląd sPawalnictwa 12/2013 łowice do badania k ł z żytych metodą przep szczania Problemem w pomiarach dwójłomności w skrajnie zużytych kołach kolejowych, o małej grubości wieńca, są odbicia fal od jego bocznych powierzchni. Pokaza- no to schematycznie na rysunku 4. Zmniejszenie rozbieżności wiązki, które mogłoby uchronić od odbić od bocznych powierzchni, można osiągnąć powiększając, wielkość przetwornika i pod- nosząc częstotliwość fal. W przypadku kół zużytych zwiększanie średnicy głowicy nie jest możliwe. nie jest też możliwe, ze względu na wzrost tłumienia fal, wy- starczająco wyraźne podniesienie częstotliwości fal po- przecznych. Jedyną metodą na pomiar dwójłomności w takich kołach wydaje się skorzystanie z techniki prze- puszczania, z głowicą nadawczą połączona z jednym, a odbiorczą z drugim licem wieńca. Wykonano głowicę nadawczą z przetwornikiem spo- laryzowanym pod kątem 45o przyłączoną do szerszej, wewnętrznej powierzchni wieńca i małą głowicę od- biorczą mieszczącą się na wąskim, zewnętrznym licu zużytego koła. Cechą głowicy odbiorczej powinna być niezależność wyniku pomiaru od wzajemnego, nie za- wsze idealnie osiowego ustawienia obu głowic. W tym celu głowica odbiorcza została wyposażona w czte- ry małe, ułożone w szachownicę przetworniki. Układ przetworników w tej głowicy pokazano na rysunku 5. Zewnętrzna średnica tulei chroniącej przetworniki od- biorcze wynosiła jedynie 10 mm. Zakładano, że odbiór fal o wzajemnie prostopadłych kierunkach polaryzacji, przetwornikami ułożonymi pa- Rys. 4. Możliwe drogi fal podczas badania metodą echa koła skrajnie zużytego ig. 4. The possible ways of waves during the test method used echo extreme Wheel rami w szachownicę, uniezależni wynik pomiaru od nieznacznych odchyleń położenia głowicy odbiorczej od osi wiązki nadawanej przez głowicę nadawczą. Po- miary wykonane prototypowym zestawem wykazały, że ze względu na wahania sprzężenia akustycznego pod głowicą odbiorczą (sprzęganą często do nierów- nej, zdeformowanej i wąskiej powierzchni czoła zuży- tego koła) dają wyniki obarczone rozrzutem +/-50 MPa. Znaczny rozrzut wynikał również z faktu, że w techni- ce przepuszczania droga fal w materiale jest o połowę krótsza niż w technice echa. Stąd względna dokład- ność pomiaru czasu przejścia jest dwukrotnie gorsza. łowice w kładzie sandwicz Ciekawą perspektywę w poszukiwaniu układów mało wrażliwych na zmiany sprzężenia akustycznego stanowią przetworniki typu sandwicz. Jeśli przetworniki odbiorcze ułożone zostaną jeden nad drugim, to fala docierająca do każdego z nich będzie przechodziła przez dokładnie tę samą warstwę sprzęgającą. na ry- sunku 6 pokazano w przekroju możliwy „sandwiczowy” układ przetworników w głowicy trójprzetwornikowej. W otworze przetwornika nadawczego o kierunku pola- ryzacji 45o ustawione są dwa okrągłe przetworniki od- biorcze. Dolny o polaryzacji A i górny o polaryzacji B. Ponieważ dolny przetwornik jest warstwą, przez którą fala musi przejść docierając do przetwornika górnego, jego grubość powinna wynosić 1/4 długości fali. Ozna- cza to, że częstotliwość rezonansowa dolnego prze- twornika powinna być dwukrotnie wyższa niż przetwor- nika górnego. Rys. 5. Układ przetworników w miniaturowej głowicy odbiorczej do metody przepuszczania ig. 5. System in miniature sensors to pick-up transmission method Rys. 6. Przekrój przetworników w „sandwiczowym” układzie głowicy trójprzetwronikowej ig. 6. Cross transmitters as sandwich type in the three-transducers head system. 161Przegląd sPawalnictwa 12/2013 Literat ra [1] Benson R., Realson V.G., Acoustoelasticity, Produkt Ingine- ering, nr. 29, 1959. [2] Rollins F.R., Study of Methods for non-destructive Measure- ment of Residua Stress, WADD Technical Report, Part I, 1959, s. 56-69. [3] Deputat J.: Własności i wykorzystanie zjawiska elastoaku- stycznego do pomiarów naprężeń własnych, Prace IPPT, nr 28/1987. [4] Jacquot T., nogues M. and Hofmann U.: Residual stress analy- sis on heavy plates by ultrasonic testing Rev. Met. Paris, n°10 (October 2003), s.1023-1027 [5] Mackiewicz S., Szelążek J., Gutkiewicz P.,: Ultradźwiękowe ba- dania degradacji pełzaniowej stali stosowanych w energetyce, Mat. XIX Seminarium Szkoleniowego „Badania nieniszczące”, Zakopane, 12-15 marca 2013, s.39-60. [6] Crecraft D.I.: Launching Ultrasonic Shear Waves in Solids a normal Incydent by Pressure Coupling, J. Sound Vibr., Vol. 4, 1964, s.381-387. [7] Crecraft D.I., The Measurement of Applied and Residua Stres- ses in Metals Rusing Ultrasonic Waves, J. Sound Vib., Vol 5 (I), 1967, s.173-192. [8] Effect of Frequent Braking on Residual Stress Field in the Wheel Rim, Office of Research and Experiments UIC, B-169 Report 2, Utrecht 1989. [9] Szelążek J.: Głowica ultradźwiękowa do pomiaru dwójłomno- ści akustycznej, Patent nr PL 167941, 22 listopada 1995. [10] Schramm R.E., Szelążek J., Clark, Jr. A.V.: Dynamometer- induced Residual Stress in Railroad Wheels: Ultrasonic and Saw Cut Measurements, nISTIR 5043, Report no. 30, national Institute of Standards and Technology, Boulder, March 1995. Badania prowadzone tak wykonanymi głowicami wy- kazały, że w pomiarach naprężeń w kołach kolejowych o wyraźnej teksturze (znaczna wartość BT we wzorze na dwójłomność) dostarczają one błędnych wartości. Jest to spowodowane tym, że całkowita dwójłomność materiału wieńca koła w znacznym stopniu wywołana jest teksturą stali. W odróżnieniu od dwójłomności na- prężeniowej, wartość dwójłomności teksturalnej jest silnie zależna od częstotliwości. Powodem błędów było więc zastosowanie różnych częstotliwości fal o wzajemnie prostopadłych kierunkach polaryzacji. na- tomiast w pomiarach materiałów o zerowej lub bardzo niskiej teksturze, głowica typu „sandwicz” skutecznie redukuje wpływ sprzężenia akustycznego na wyniki.