Ультразвуковой наклонный преобразователь контроля узла приварки коллектора к парогенератору

Полезная модель относится к устройствам неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля качества сварного соединения, в частности, узла приварки коллектора к парогенератору. Задачей и техническим результатом полезной модели является ультразвуковой наклонный преобразователь, обеспечивающий повышение разрешающей способности контроля, достоверность результатов контроля при снижении уровня акустических помех. Технический результат достигается тем, что ультразвуковой наклонный преобразователь содержит призму и соединенный с ней пьезоэлемент, который размещен над основанием призмы на наклонной поверхности полости, выполненной в теле призмы, причем призма размещена в металлическом корпусе, на боковой стенке которого размещен электрический разъем, электрические вводы которого соединены с пьезоэлементом, а между собой через дроссель, при этом в верхней части призмы выполнена акустическая ловушка в виде полой четырехгранной призмы с вершиной, направленной вниз, а наклонная поверхность с пьезоэлементом размещена под углом 25-30° к основанию призмы. 2 фиг.

УЛЬТРАЗВУКОВОЙ НАКЛОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ КОНТРОЛЯ УЗЛА ПРИВАРКИ КОЛЛЕКТОРА К ПАРОГЕНЕРАТОРУ

Полезная модель относится к устройствам неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля качества сварного соединения, в частности, для выявления вертикальных трещин в металле узла приварки коллектора к патрубку парогенератора.

Известен ультразвуковой наклонный преобразователь, содержащий наклонную призму, на наклонной поверхности которой закреплен пьезоэлемент на равных расстояниях от боковых граней призмы, отличающийся тем, что толщина призмы соизмерима с длиной объемных волн в призме, обеспечивая ее функционирование в качестве резонатора нормальных волн, а угол наклона призмы выбирают из условия преобразования нормальной волны моды S0 в поверхностную.

(RU 2356044, G01N29/22, опубликовано 20.05.2009)

Недостатком известного технического решения является недостаточная разрешающая способность и достаточно высокий уровень акустических помех.

Известен ультразвуковой наклонный преобразователь, содержащий призму и соединенный с ней пьезоэлемент, который размещен над контролируемой поверхностью на наклонной поверхности полости, выполненной в теле призмы.

(SU 1783415, G01N29/22,опубликовано 23.12.1992)

Недостатком известного технического решения также является недостаточная разрешающая способность и достаточно высокий уровень акустических помех.

Наиболее близким аналогом является ультразвуковой наклонный преобразователь, содержащий призму и соединенный с ней пьезоэлемент, который размещен над основанием призмы, при этом призма размещена в металлическом корпусе, на боковой стенке которой размещен электрический разъем, электрические вводы которого соединены с пьезоэлементом, а между собой через дроссель, при этом в верхней части призмы выполнена акустическая ловушка в виде полой четырехгранной призмы с вершиной, направленной вниз.

(Ермолаев И.Н., Ланге Ю.В. «Неразрушающий контроль», Том 3. «Ультразвуковой контроль», Москва, Машиностроение, 2004, стр. 59-60, 157- 160)

Недостатком известного технического решения является невозможность его использования для выявления вертикальных трещин в металле узла приварки коллектора к патрубку парогенератора, в частности, вертикальных трещин в области корневой части сварного соединения, поскольку не оптимальное положение пьезоэлемента не обеспечивает требуемой разрешающей способности контроля и достоверности результатов.

Задачей и техническим результатом полезной модели является ультразвуковой наклонный преобразователь контроля узла приварки коллектора к парогенератору, обеспечивающий повышение разрешающей способности контроля в области корневой части сварного соединения и достоверность результатов выявления трещин в области корневой части сварного соединения. Кроме того, заявленное устройство компактно и технологично в изготовлении.

Технический результат достигается тем, что ультразвуковой наклонный преобразователь контроля узла приварки коллектора к парогенератору содержит призму и соединенный с ней пьезоэлемент, который размещен над основанием призмы на наклонной поверхности, при этом призма размещена в металлическом корпусе, на боковой стенке которой расположен электрический разъем, электрические вводы которого соединены с пьезоэлементом, а между собой через дроссель, а в верхней части призмы выполнена акустическая ловушка в виде полой четырехгранной призмы с вершиной, направленной вниз, причем наклонная поверхность с пьезоэлементом расположена в полости, выполненной в теле призмы, и размещена под углом 25-30° к основанию призмы.

Технический результат также достигается тем, что между призмой и корпусом размещен экран; корпус призмы дополнительно снабжен крышкой; акустическая ловушка размещена напротив полости с пьезоэлементом в верхней части призмы; тело призмы выполнено из органического стекла; один из вводов электрического разъема соединен с корпусом.

Использование ультразвукового наклонного преобразователя по полезной модели можно проиллюстрировать примером с использованием фиг. 1 и 2, где:

1 - призма;

2 - наклонная поверхность полости;

3 - пьезоэлемент;

4 - корпус преобразователя;

5 - крышка корпуса;

6 - электрический разъем;

7 - дроссель;

8 - полая акустическая ловушка;

9 - экран;

10 - герметик;

11 - полость.

Преобразователь по полезной модели работает следующим образом.

Корпус преобразователя 4, снабженный крышкой 5, в котором размещена призма 1, выполненная из органического стекла, устанавливают на поверхность коллектора, соединенный сваркой с парогенератором, и размещенного с наклоном по отношению к парогенератору. При этом пьезоэлемент 3, размещенный на наклонной поверхности 2 полости 11, выполненной в теле призмы, находится в наиболее оптимальном положении под углом = 25-30° относительно контролируемой корневой части сварного соединения и вероятных дефектов (трещины, непровары и т.д.), что обеспечивает повышение разрешающей способности контроля и достоверность результатов выявления дефектов.

От регистрирующего прибора электрический импульс с частотой 5 МГц через изолированные вводы электрического разъёма 6, которые между собой соединены через дроссель 7 поступает на пьезоэлемент 3, возбуждая в ней колебания определённой частоты. Электрический импульс генерируют акустические волны, передающиеся через призму 1 в объект контроля. Высоту расположения пьезоэлемента меняют по результатам стандартных расчетов, исходя из геометрии объекта исследований, требований минимального уровня акустических шумов и получения максимальной чувствительности. Дроссель 7 необходим для редукции электрических помех. Экран 9, размещенный между корпусом 4 и призмой 1 обеспечивает уменьшение паразитных акустических сигналов. Для этих же целей используется комбинированная акустическая ловушка 8, выполненная в виде полой четырехгранной призмы с вершиной, направленной вниз, которая размещена напротив полости с пьезоэлементом 3 в верхней части призмы 1. С одной стороны полость акустической ловушки образована телом призмы, а с другой - вставками, выполненными из герметика 10. При использовании разъемов и двумя изолированными от средства крепления электрическими вводами один из вводов электрического разъема (соединен с выходом дросселя 7) соединяют с корпусом.

Отраженный от дефекта сигнал регистрируется пьезоэлементом 3 и передается в регистрирующий прибор на обработку.

Практическое использование ультразвукового наклонного преобразователя по полезной модели для контроля качества сварного соединения - узла приварки коллектора к парогенератору, показало достижение поставленного технического результата, в том числе требуемого уровня чувствительности выявления трещин на глубине 44 мм при соотношении сигнал-шум не менее 12 дБ.

1. Ультразвуковой наклонный преобразователь контроля узла приварки коллектора к парогенератору, содержащий призму и соединенный с ней пьезоэлемент, который размещен над основанием призмы на наклонной поверхности, при этом призма размещена в металлическом корпусе, на боковой стенке которой расположен электрический разъем, электрические вводы которого соединены с пьезоэлементом, а между собой через дроссель, а в верхней части призмы выполнена акустическая ловушка в виде полой четырехгранной призмы с вершиной, направленной вниз, отличающийся тем, что наклонная поверхность с пьезоэлементом расположена в полости, выполненной в теле призмы, и размещена под углом 25-30° к основанию призмы.

2. Ультразвуковой преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что между призмой и корпусом размещен экран.

3. Ультразвуковой преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что корпус призмы дополнительно снабжен крышкой.

4. Ультразвуковой преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что акустическая ловушка размещена напротив полости с пьезоэлементом в верхней части призмы.

5. Ультразвуковой преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что тело призмы выполнено из органического стекла.

6. Ультразвуковой преобразователь по п. 1, отличающийся тем, что один из вводов электрического разъема соединен с корпусом.

РИСУНКИ