Образец для проверки настройки дефектоскопа при автоматизированном ультразвуковом контроле (варианты)

Полезная модель относится к области неразрушающих методов контроля качества изделий на отсутствие в них внутренних дефектов, в частности к автоматизированному ультразвуковому контролю (УЗК) качества цилиндрических и конусных крупногабаритных заготовок и кольцевых сварных швов, и может найти широкое применение в различных отраслях машиностроения. Образец для проверки настройки дефектоскопа при автоматизированном ультразвуковом контроле качества цилиндрических и конусных изделий (заготовок, деталей) и кольцевых сварных швов, характеризующийся тем, что выполнен в виде кольца с торцевыми цилиндрическими отверстиями, в которые введены стандартные образцы с искусственными отражателями в виде соосных цилиндрических выемок с плоским дном, или с радиальными пазами, в которых закреплены стандартные образцы в виде параллелепипедов с искусственными отражателями-имитаторами дефектов, представляющими собой сквозные поперечные цилиндрические отверстия, перпендикулярные радиусам кольца, при этом рабочие поверхности стандартных образцов установлены в одной плоскости с рабочей поверхностью кольца. Проверка настройки дефектоскопа перед автоматизированным ультразвуковым контролем качества контролируемых изделий позволяет повысить надежность контроля за счет сравнения выявляемых дефектов с заданными настроечными искусственными отражателями в автоматическом режиме контроля. 2 п. ф., 4 илл.

Полезная модель относится к устройствам для неразрушающих методов контроля качества изделий на отсутствие в них внутренних дефектов, в частности к автоматизированному ультразвуковому контролю, и может найти широкое применение в различных отраслях машиностроения.

Известен эталон к ультразвуковому дефектоскопу, содержащий вкладыш в виде прямоугольного параллелепипеда с искусственными отражателями, одна из сторон которого предназначена для перемещения преобразователя дефектоскопа, и шкалу, закрепленную на стороне, параллельной направлению перемещения преобразователя, при этом искусственные отражатели выполнены в виде отражающих наклонных граней, расположенных по одной на каждой стороне вкладыша, перпендикулярной направлению перемещения преобразователя, и имеющих угол наклона, равный углу ввода в эталон ультразвуковых колебаний (см. авт. свид. СССР №544908 с приоритетом от 27.04.1970 г.).

Эталон имеет ряд недостатков:

- предназначен только для ручного оценочного контроля (по максимальной амплитуде эхо-сигнала) ранее обнаруженных дефектов;

- отсутствует возможность автоматизированного сканирования преобразователя на рабочей поверхности;

- исключено определение шага сканирования преобразователя. Известен также испытательный образец для неразрушающего контроля цилиндрических изделий акустическим методом, состоящий из двух втулок, установленных одна в другой, внутренняя из которых имеет искусственные

дефекты с заданными геометрическими размерами в виде выемок на наружной поверхности, а внутренняя поверхность внутренней втулки концентрична наружной поверхности наружной втулки, при этом втулки выполнены с равным эксцентриситетом (см. авт. свид. СССР №502313, кл. G 01 N, с приоритетом от 01.04.1974 г.).

Испытательный образец имеет серьезное преимущество перед предыдущим эталоном в том, что имеет рабочую поверхность, по которой ультразвуковой преобразователь может сканировать в автоматическом режиме, а искусственные дефекты расположены на различной глубине залегания за счет эксцентриситетов наружной и внутренней втулок.

Однако испытательный образец имеет и свои недостатки:

- невозможность обеспечить глубину залегания искусственных отражателей (п.80 ГОСТ 23829-85) в ближней зоне 3,0 мм, 2,0 мм, 1,0 мм, 0,5 мм;

- невозможность определения оптимального шага сканирования, поскольку искусственные отражатели выполнены в виде сквозных выемок, параллельных оси втулок;

- проблематичность метрологического обеспечения образца по отражательной способности его искусственных отражателей.

Несмотря на перечисленные недостатки, указанное техническое решение, как наиболее близкий аналог, может быть принято в качестве прототипа.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание образца для проверки ручной настройки дефектоскопа при автоматизированном ультразвуковом контроле, обеспечивающего:

- сканирование (перемещение) ультразвукового преобразователя по его рабочей поверхности;

- регистрацию (например, записью на дефектограмме штрихами) искусственных отражателей не менее чем дважды на двух соседних траекториях в процессе сканирования ультразвукового преобразователя;

- поверку стандартных образцов с искусственными отражателями по глубине залегания (п.88 ГОСТ 23829-85) и по отражательной способности (п.87 ГОСТ 23829-85) или по углу ввода (п.60 ГОСТ 23829-85);

- определение оптимального шага сканирования (радиального перемещения) преобразователя по результатам записи искусственных отражателей на дефектограмме.

Этот технический результат согласно предлагаемой заявке на полезную модель достигается тем, что образец для проверки настройки дефектоскопа выполнен в виде кольца, в отверстия или радиальные пазы которого вставлены цилиндрические или в виде прямоугольных параллелепипедов стандартные образцы (п.92 ГОСТ 23829-85) с плоскодонными искусственными отражателями.

На фиг.1, 2, 3, 4 представлены примеры выполнения предлагаемой полезной модели.

На фиг.1 и фиг.2 приведен пример образца для контроля настройки дефектоскопа при автоматизированном ультразвуковом контроле качества цилиндрических и конусных заготовок (вариант 1). На фиг.1 - общий вид образца, а на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.

На фиг.3, фиг.4 приведен пример образца для контроля настройки дефектоскопа при автоматизированном ультразвуковом контроле качества кольцевых сварных швов (вариант 2). На фиг.3 - общий вид образца, а на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3.

Образец, фиг.1 и фиг.2, представляет собой кольцо 1 с отверстиями 2, оси которых параллельны оси кольца и размещены на одинаковом расстоянии от нее. В отверстия 2 вставлены цилиндрические стандартные образцы 4 с плоскодонными искусственными отражателями 5, оси которых совпадают с осями стандартных образцов 4. Рабочие поверхности стандартных образцов 4 при установке их в отверстия кольца 1 с помощью лекальной линейки установлены в одной плоскости с рабочей поверхностью кольца 2 и поджимаются

стопорными винтами 3, при этом все плоскодонные искусственные отражатели размещаются на одинаковом расстоянии от оси кольца 1 на одной круговой линии.

Образец по фиг.3 и 4 представляет собой кольцо 1 с радиальными пазами 2, ограниченными плоскостью 6. В радиальные пазы 2 вводятся стандартные образцы 4, выполненные в виде прямоугольного параллелепипеда с цилиндрическими боковыми искусственными отражателями 5 (п.85 ГОСТ 23829-85), выполненными в виде сквозных цилиндрических отверстий, перпендикулярных радиусам кольца 1, по которым выполнены пазы 2 и установлены на равных расстояниях от оси кольца 1. Рабочие плоскости стандартных образцов 4 выравнены с рабочей поверхностью кольца 1 за счет конструкции радиального паза 2. Стандартные образцы 4 поджимаются в пазу 2 к плоскости 6 накладкой 7 с помощью винтов 3, при этом все искусственные отражатели стандартных образцов располагаются на одинаковом расстоянии от оси кольца 1.

Образец для проверки ручной настройки дефектоскопа в автоматическом режиме работает следующим образом.

Дефектоскопическую аппаратуру с ультразвуковым преобразователем настраивают вручную обычным порядком на образцах 4. После установки стандартных образцов 4 в отверстия или пазы 2 кольца 1, кольцо 1 центрируется на рабочем столе автоматизированной ультразвуковой установки (на фиг.1, 2, 3, 4 она не показана), предназначенном для вращения контролируемого объекта. На рабочую поверхность кольца 1 устанавливают ультразвуковой преобразователь (при контактно-щелевом методе ввода ультразвуковых колебаний) или на требуемом расстоянии от этой поверхности (при иммерсионном методе ввода ультразвуковых колебаний) и юстируют его по максимуму амплитуды поверхностного сигнала. Включают установку, стол с кольцом 1, в котором вставлены стандартные образцы 4, начинает вращаться. После каждого полного оборота кольца 1 ультразвуковой преобразователь смещается

на один шаг к оси кольца 1. Поэтому для того, чтобы ультразвуковой преобразователь прошел через все искусственные отражатели 5, его первоначально устанавливают по радиусу на 5-6 мм от искусственных отражателей 5 в направлении внешнего диаметра кольца 1.

При регистрации искусственных отражателей 5 всех без исключения стандартных образцов 4 дефектоскопической аппаратурой проверка ручной настройки ее чувствительности считается завершенной. Это повышает достоверность автоматизированного ультразвукового контроля.

Шаг радиального перемещения преобразователя определяется по минимальному расстоянию между двумя его траекториями по поверхности вращающегося кольца 1.

Аттестацию стандартных образцов 4 осуществляют обычным порядком, вынув их из отверстий или пазов кольца 1.

Предлагаемый образец для проверки ручной настройки дефектоскопа при автоматизированном ультразвуковом контроле позволяет заменять стандартные образцы 4 с одним диаметром искусственных отражателей 5 на образцы 4 с другим диаметром искусственных отражателей 5.

Таким образом, предлагаемая полезная модель позволяет решить основные задачи: проверять ручную настройку чувствительности дефектоскопической аппаратуры в автоматическом режиме ультразвукового контроля путем регистрации искусственных отражателей, эквивалентных дефектам, которые необходимо выявлять в контролируемом объекте по нормам дефектности на контролируемый объект, и за счет чего повысить надежность ультразвукового контроля, а также обеспечить метрологическую поверку искусственных отражателей в стандартных образцах по их отражательной способности и по глубине залегания, кроме того, определить оптимальный шаг сканирования.

1. Образец для проверки настройки дефектоскопа при автоматизированном ультразвуковом контроле качества цилиндрических и конусных изделий, характеризующийся тем, что он выполнен в виде кольца с торцевыми цилиндрическими отверстиями, в которые введены стандартные образцы с искусственными отражателями, при этом рабочие поверхности стандартных образцов установлены в одной плоскости с рабочей поверхностью кольца.

2. Образец для проверки настройки дефектоскопа при автоматизированном ультразвуковом контроле качества цилиндрических и конусных изделий, характеризующийся тем, что он выполнен в виде кольца с радиальными пазами, в которых закреплены стандартные образцы в виде параллелепипедов с искусственными отражателями - имитаторами дефектов, представляющими собой сквозные поперечные цилиндрические отверстия, перпендикулярные радиусам кольца, при этом рабочие поверхности стандартных образцов установлены в одной плоскости с рабочей поверхностью кольца.