Образец для настройки чувствительности дефектоскопической аппаратуры

Полезная модель относится к области ультразвукового контроля качества стыковых сварных швов, в частности к контролю тонких сварных швов по всей их толщине при ограниченной по ширине поверхности ввода ультразвуковых колебаний вдоль шва, и может найти широкое применение в различных отраслях промышленности.

Образец для настройки чувствительности дефектоскопической аппаратуры при ультразвуковом контроле качества стыковых сварных швов выполнен в виде параллелепипеда с рядом глухих цилиндрических отверстий одного диаметра с равномерным шагом между ними, которые выполнены с донышками в виде полусфер на одну глубину со стороны торца параллелепипеда, оси их параллельны друг другу и поверхности ввода ультразвуковых колебаний, лежат в плоскости продольной оси параллелепипеда, вершины полусфер их донышек расположены в плоскости поперечного сечения, перпендикулярной продольной оси параллелепипеда, при этом одно из отверстий выполнено с противоположного торца параллелепипеда соосно с его продольной осью, и вершина его донышка удалена от плоскости поперечного сечения на расстояние равное четырехкратной толщине параллелепипеда.

Предлагаемый образец для настройки дефектоскопической аппаратуры многопараметрового ультразвукового контроля сварных швов, решает поставленную перед ним задачу настройки чувствительности аппаратуры к таким параметрам дефектов как их диаметр, глубина залегания и минимальный зазор между двумя соседними в их цепочке по толщине шва.

1 п.ф., 3 илл.

Полезная модель относится к области ультразвукового контроля качества стыковых сварных швов, в частности к контролю тонких сварных швов по всей их толщине при ограниченной по ширине поверхности ввода ультразвуковых колебаний вдоль шва, и может найти широкое применение в различных отраслях промышленности.

Известен тест-образец (Авт. свид. СССР 549733, кл. G01N, опубликовано 05.03.1973 г.) для ультразвуковой дефектоскопии, содержащий основание в виде клина и размещенные в нем искусственные отражатели, которые расположены на гранях клина, составляющих острый угол.

Тест-образец имеет серьезные недостатки:

- искусственные отражатели выполнены в виде поверхностных углублений;

- искусственные отражатели выполнены со стороны противоположной поверхности ввода ультразвуковых колебаний;

- тест-образец не может быть использован для настройки чувствительности дефектоскопической аппаратуры к расстоянию между соседними дефектами в их цепочке по глубине сварного шва.

Известен также другой образец (Авт. свид. СССР 1280534, кл. G01N, дата регистрации 06.08.1985 г.) для эталонирования ультразвуковых преобразователей, выполненный в виде параллелепипеда с рядом цилиндрических отверстий, оси которых пересекаются с продольной осью параллелепипеда, при этом для определения направления поляризации сдвиговых волн, цилиндрические отверстия выполнены одинакового диаметра с равным шагом по длине параллелепипеда, причем ось каждого последующего отверстия повернута относительно оси предыдущего на заданный угол.

Образец для эталонирования ультразвуковых преобразователей обладает одним преимуществом перед тест-образцом, заключающимся в том, что его искусственные отражатели имитируют внутренние дефекты.

Однако он имеет и свои недостатки:

- искусственные отражатели выполнены в виде сквозных цилиндрических отверстий, перпендикулярных направлению распространения ультразвуковых колебаний, не могут в полной мере имитировать точечные дефекты для настройки чувствительности дефектоскопической аппаратуры к величине таковых;

- рассредоточенность цилиндрических отверстий с равномерным шагом по длине параллелепипеда не позволяет настроить чувствительность дефектоскопической аппаратуры на отличие протяженных дефектов по глубине (по толщине) шва от цепочки точечных дефектов;

- поворот оси каждого последующего отверстия относительно оси предыдущего не позволяет использовать образец при настройке чувствительности дефектоскопической аппаратуры для определения минимального расстояния между двумя соседними дефектами в их цепочке по глубине (толщине) сварного шва.

Несмотря на имеющиеся недостатки, образец для эталонирования ультразвуковых преобразователей, как наиболее близкий аналог по конструкции, принят в качестве прототипа предлагаемой полезной модели.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание образца, обеспечивающего получение технического результата, состоящего в возможности настройки чувствительности дефектоскопической аппаратуры:

- для отличия одиночного дефекта по толщине сварного шва от цепочки точечных дефектов, вытянутых по глубине;

- для определения величины дефекта по его отражательной способности;

- для измерения минимального расстояния между двумя соседними дефектами в их цепочке, вытянутой по толщине шва.

Этот технический результат согласно предлагаемой заявке на полезную модель достигается тем, что:

- образец выполнен с глухими отверстиями одинакового диаметра на одну глубину со стороны торцов параллелепипеда;

- оси отверстий с равномерным шагом расположены в плоскости продольной оси параллелепипеда, параллельны друг другу и поверхности ввода ультразвуковых колебаний;

- донышки отверстий имеют сферическую форму;

- вершины донных полусфер отверстий лежат в плоскости поперечного сечения параллелепипеда, перпендикулярной его продольной оси;

- одно из отверстий выполнено с торца противоположного торцу, со стороны которого выполнены остальные отверстия, и вершина его донышка удалена от плоскости поперечного сечения на расстояние, равное четырехкратной толщине параллелепипеда.

Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, представленными на фиг.1, фиг.2, фиг.3, где:

- на фиг.1 представлен пример выполнения предлагаемого образца;

- на фиг.2 и фиг.3 представлены схемы использования образца при отработке метода и настройки чувствительности дефектоскопической ультразвуковой аппаратуры.

Образец (фиг.1) изготовлен в виде параллелепипеда 1 с рядом глухих цилиндрических отверстий 2 одного диаметра на одинаковой глубине со стороны его торца. Оси 3 отверстий 2 с равномерным шагом лежат в плоскости 4 продольного осевого сечения параллелепипеда 1, перпендикулярной поверхности 9 ввода ультразвуковых колебаний, параллельны друг другу и продольной оси 5. Вершины сферических донышек 6 отверстий 2 располагаются в плоскости 7 поперечного сечения, перпендикулярной продольной оси 5. При этом отверстие 8 выполнено с противоположного торца параллелепипеда 1 соосно с его продольной осью 5, и вершина сферического донышка отверстия 8 удалена от плоскости 7 поперечного сечения на расстояние равное четырехкратной толщине параллелепипеда.

На фиг.2 и фиг.3 представлены схемы использования образца при настройке чувствительности дефектоскопической аппаратуры, где 10 -призматический ультразвуковой преобразователь, 11 - дефектоскопическая аппаратура, L₁, L_2... - расстояние между искусственными отражателями (сферическими донышками) и точками ввода ультразвуковых колебаний на поверхности 9 параллелепипеда 1, h₁, h_2... - глубины залегания искусственных отражателей от поверхности 9.

Настройка дефектоскопической аппаратуры на предлагаемом образце осуществляется следующим образом.

На поверхность 9 образца устанавливают призматический ультразвуковой преобразователь 10, подключенный к дефектоскопической аппаратуре 11 так, чтобы излучение ультразвуковых колебаний происходило в направлении искусственного отражателя в виде сферического донышка глухого отверстия 8. Преобразователь 10 перемещают в сторону искусственного отражателя и наблюдают, когда на экране 12 дефектоскопической аппаратуры появится импульс от искусственного отражателя. При появлении на экране 12 отраженного импульса преобразователь 10 продолжают приближать к искусственному отражателю, слегка поворачивая его в одну - в другую сторону, и наблюдают за возрастанием импульса на экране 12 до момента его уменьшения. Максимальную величину импульса запоминают, она регистрируется в верхней части экрана 12 в цифровом виде. Амплитуду импульса с помощью органов управления уменьшают на 1-2 дБ и на уровне вершины импульса устанавливают строб автоматического сигнализатора дефектов.

В дефектоскопе DIO-562 в верхней части экрана 12 фиксируется величина амплитуды в цифровом виде (х±) дБ, а в левом углу экрана фиксируется глубина залегания искусственного отражателя, которая определяется автоматически по формуле:

h₈=L₈·sin(90°-)

где: h₈ - глубина залегания дефекта;

L₈ - расстояние от отражателя до точки ввода ультразвуковых колебаний;

- угол ввода ультразвуковых колебаний.

Чувствительность дефектоскопа к величине дефекта установлена.

Ультразвуковой преобразователь 10 разворачивают на 180° и начинают его перемещать в сторону искусственных отражателей 2. На экране 12 дефектоскопа 11 появляется один, затем другой и т.д. импульсы отраженных от искусственных отражателей эхо-сигналов. При максимальной амплитуде каждого из эхо-сигналов фиксируют максимальную величину их амплитуды дБ (децибелах) и глубину h _n в мм залегания по экрану 12 дефектоскопа 11. По величине амплитуды (х-) дБ или (х+) дБ, где х - уровень строба в дБ, - отклонение величины амплитуды от уровня строба в сторону увеличения или уменьшения в зависимости от глубины залегания искусственного отражателя, определяют величину диаметра в мм искусственного отражателя. Затем определяют расстояние между двумя соседними искусственными отражателями по формуле:

_n=h_n-h_n-1-d_n-1

где: n=1, 2_... - натуральное число;

d - диаметр искусственного отражателя;

_n - величина расстояния (зазора) залегания между двумя соседними искусственными отражателями n и (n-1).

Величины запоминаются. В процессе ультразвукового контроля стыковых сварных швов, получаемые величины измерения амплитуды и расстояний между импульсами от дефектов с хранящимися в памяти величинами амплитуд и расстояний между импульсами от искусственных отражателей позволяют оценить величины диаметров и зазоров между ними в сварных швах. Сферическая форма искусственных отражателей позволяет более точно определить геометрические размеры таких дефектов как газовые включения в металле сварных швов.

Таким образом, предлагаемый образец для настройки дефектоскопической аппаратуры многопараметрового ультразвукового контроля сварных швов, решает поставленную перед ним задачу настройки чувствительности аппаратуры к таким параметрам дефектов как их диаметр, глубина залегания и минимальный зазор между двумя соседними в их цепочке по толщине шва.

Источники информации

1. Авт. свид. СССР 544908 «Эталон к ультразвуковому дефектоскопу», кл. G01N, заявлено 27.04.1970 года.

2. Авт. свид. СССР 549733 «Тест-образец для ультразвуковой дефектоскопии», кл. G01М, заявлено 15.12.1970 года,

3. Авт. свид. СССР 502313 «Испытательный образец для неразрушающего контроля цилиндрических изделий», кл. G01N, заявлено 01.04.1974 года.

4. Авт. свид. СССР 616586 «Образец акустической нагрузки», кл. G01N, заявлено 25.02.1977 года.

5. Авт. свид. СССР 589578 «Образец акустической нагрузки для записи угла ввода и ширины ультразвукового пучка наклонных преобразователей», кл. G01N, заявлено 01.04.1976 года.

6. Авт. свид. СССР 1280534 «Образец для эталонирования ультразвуковых преобразователей», кл. G01N, заявлено 06.08.1985 года.

Образец для настройки чувствительности дефектоскопической аппаратуры при ультразвуковом контроле качества стыковых сварных швов, выполненный в виде параллелепипеда с рядом глухих цилиндрических отверстий одного диаметра с равномерным шагом между ними, отличающийся тем, что отверстия выполнены с донышками в виде полусфер на одну глубину со стороны торца параллелепипеда, оси их параллельны друг другу и поверхности ввода ультразвуковых колебаний, лежат в плоскости продольной оси параллелепипеда, вершины полусфер их донышек расположены в плоскости поперечного сечения, перпендикулярной продольной оси параллелепипеда, при этом одно из отверстий выполнено с противоположного торца параллелепипеда соосно с его продольной осью, и вершина его донышка удалена от плоскости поперечного сечения на расстояние, равное четырехкратной толщине параллелепипеда.