Способ ультразвукового контроля сварных соединений изделий

 

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля . Целью изобретения является повышение достовер ности контроля продольных сварных соединений с технологическим непроваром цилиндрических изделий за счет использования информации о распространении четырех типов упругих колебаний вследствие одновременного излучения и приема определенным образом продольных, поперечных и головных ультразвуковых (УЗ) волн. Излучающий 1 и приемньй 2 преобразователи устанавливают симметрично по разные стороны сварного шва 7 с теха (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19l ®U ап (50 1 G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4233508/25-28 (22) 09.02.87 (46) 23.11.88. Бюл. У 43 (71) Институт электросварки им. Е,О.Патона и Дрогобычский долотный завод (72) В.A.Троицкий, С.П.Колодий, Ю.К.Бондаренко, Ю.Б.Еськов, Е.В.Агронская, О.И.Боброва, А.В.Казаков, M.M.Êðàâöèâ и С.С.Кавецкий (53) 6?0.179.16 (088.8) (56) Румянцев С.В. и др. Неразрушающие методы контроля сварных соединений. M.: Машиностроение, 1976, с. 166-167.

Авторское свидетельство СССР Ф 1290157, кл. С 01 N 29/04,28.12.84. (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение достоверности контроля продольных сварных соединений с технологическим непроваром цилиндрических изделий за счет использования информации о распространении четырех типов, упругих колебаний вследствие opíîâðåменного излучения и приема определенным образом продольных, поперечных и головных ультразвуковых (УЗ) волн.

Излучающий (и приемный 2 преобразователи устанавливают симметрично по Ж разные стороны сварного шва 7 с тех- ф л

1439485 нологическим непроваром 8 цилиндрического изделия 6 так, чтобы их -акус"..ические оси совпадали и были перпендикулярны оси шва 7. Над сварным швом 7 устанавливают раздельно-совмещенный преобразователь 3 и ориентируют его акустические оси вдоль плоскости непровара 8. Преобразователем i излучают импульсы поперечных и головных УЗ-волн, а преобразователем 3 — продольных УЗ-волн. ПреI

Изобретение относится к акустическим методам неразру.шающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии сварных соединений изделий.

Целью изобретения является повышение достоверности контроля продольных сварных соединений с технологическим непроваром цилиндрических 10 изделий за счет использования информации о распространении четырех типов упругих колебаний.

На фиг. i представлено устройство, общий вид, реализующее способ УЗ кон- 15 троля сварных соединений иэделий; на фиг.2 — раздельно-совмещенный УЗпреобразователь устройства, поперечное сечение, на фиг.3 — схемы прозвучивания изделий с различными вариантами дефектов и изображения на экране первого канала дефектоскопа устройства в этих случаях; «а фиг.4 схемы прозвучивания изделий с различными вариантами дефектов и изображения на экране второго канала. дефектоскопа устройства.

Способ УЗ вЂ контро сварных соединений изделий заключается в следующем.

ЗО

В изделие излучают импульсы поперечных УЗ-колебаний, направлен. е распространения которых перпендикулярно оси сварного соединения, и принимают прошедшие через изделие поперечные 35

УЗ-колебания, причем соединяющая точки излучения и приема поперечных УЗколебаний прямая совгГйдает с направлением распространения этих колебаобраэователем 2 принимают прошедшие через иэделие поперечные и головные

УЗ-волны, а преобразователем 3 продольные волны, отраженные горизонтальной трещиной О или IIF ðåèçëóченные вертикальной трещиной. Принятые сигналы анализируют с помощью ,цвухканального УЗ-дефектоскопа 11 и определяют дефектность шва 7 изделия 6 по параметрам принятых сигналов. 4 ил. ний и точки излучения и приема поперечных УЗ-колебаний расположены на поверхности иэделия симметрично относительно оси шва. Одновременно с поперечными в тех же точках на поверхности изделия излучают и принимают импульсы УЗ головных волн. Так— же одновременно с поперечными и головными УЗ-волнами в плоскости, совпадающей с плоскостью технологического непровара, под углом к оси шва в диапазоне 75-78 излучают УЗ продольные колебания и принимают продольные УЗ-колебания, отраженные объемной или плоскостной, горизонTcdIbHo ориентированной несплошностью сварного соединения, и продольные

УЗ-колебания, трансформированные иэ падающих на плоскостную вертикально ориентированную несплошность сварного соединения поперечных УЗ-колебапий. Измеряют параметры принятых колебаний-время распространения в материале контролируемого изделия и амплитуду- и по измеренным параметрам оценивают дефектность соединения контролируемого изделия.

Устройство для реализации способа

УЗ-контроля сварных соединений иэделий содержит комбинированный излучающий наклонный преобразователь 1 с углами ввода, например 33 и 54, и идентичный ему комбиниро:3аппый приемный наклонный преобразователь 2 с а углами приема 33 и 54 . Преобразователи 1 и 2 включают пьезоэлементы (не показаны) размерами, например

27 8 мм, нЯ частоту 2,5 ИГц. УстройЗ5

СО зопластину 5 преобразователя 3 может

50 поступать переизлученный сигняч, также

55 ство также содержит рс1зце!1ь11О c o 1111ñ щенный преобразователь 3 с излучающей .и приемной пьезоплястннами 4 и 5 со1 ,GTBQTCTBeIIIIO pBBIiCEJàìH, например

6 6 мм на часто гу 2,5 I:I ц. Контропю подвергается из1 елие 6, ня11р11мер буровое цолото, с продольным сварным швом 7 с конструктивным вертикал-»ным технологическим непроваром 8.

Сварной шов 7 может включать гори— зонталь11ый1 плоскостной или объемный, дефект 9 и «ертикальный плоскостной дефект 10. Акустические оси пьезопластин 4 и 5 греобразователя 3 ориентированы друг навстречу другу и лежат в одной плоскости. ПреобразоваТс Iü 3 ycт янявлив я! "3 . 11а свар и ОЙ ШО в

7 таким образом, "то плоскость„в которой лежат акустические оси пьезопластин 4 и 5, совпадают с плоскостью технологического непроваря 8.

Акустические QCH iibe3OIIJIGCTH?I 4 H 5 .;образуют с осью сварного шва 7-угол 8, величина которого лежит в пределах

75-78, например 8 = 76 . Кроме того, устройство содержит двухканальный

УЗ-дефектоскоп 11, например УД 82.

Дефектоскоп 11 включают экран 12 первого канала и экран 13 второго канала. Выход первого канала дефектоскопа 11 соединен с преобразователем 1, выход второго канала дефектоскопа 11 — с пьезопластиной 4 преобразователя 3, вход первого канала дефектоскопа 11 соединен с преобразователем 2, а вход второго канала цефектоскопа — с пьезопластиной 5 преобразователя 3.

Способ УЗ-контроля сварных соединений изделия реализуется следующим образом.

Преобразователи 1 и 2 устанавливают по разные стороны оси сварного шва 7 таким образом, г1обы их акустические оси поперечных УЗ-колебаний колебаний совпадали, бьли перпендиI кулярны оси сварного я.ва 7 изделия 6 и проходили над технологическ11м непровяром 8 заданного конструкторской документацией размера. Преобразователь 3 устанавливают нац осью сварно7 H B Ji B J I H SI 6 T GK H I"i .О б р " O M

ЧТО ОЫ ЯКУС 1 И.IЕСКИЕ ОСИ ПЪЕЗ ОЗЛЕМЕНтов . и 5 лежали в плоскости, про/, хОдящей через технолОгический непровар 8, С помощью дефектоскопа 11 поцают сигнал на преобразователь, и

-,5

ii i . ."< OI liIctC 1111у -1 р е Обр:1 зг . 111 i BJ1Я:1 Б

У результате чего r-: и целил возбуждаютс11 1пчпульсы продольнь1х (L) попе" (1 1 H Bолов11ых (Г) УЗ

В с 1у 1ае 1;розвучивания бездефектного

1 .-цгл11л 1 1га приемный преобразователь

2 поступают прошедшие через изделие

6 поперечные и головные УЗ-волны, пр111ем время рас11р острая ения их в

;1зце 1ии 1 различно, что позволяет различить 11я экр, но 12 перво1 каня. а цефектоскопа 1! два импульса (ф 1г.3). Л случ".е пгозвучивяния бездефектного:*,зцглня 1 также наблюдается отсутствие УЗ-колебаний, поступаю;1их на пьезоглястину 5 преобразов-TBJIB 3, что регистрируетс — на экране 1 3 второго saiiaJIII дефектос копя

11 (фиг.4). В случае прозвучивяния изделия 1 с тех11ологическим непроваром 8 больше допустимого размера, т.е. с неудовлетворительной глубиной сварного шва 7 или с вертикальным дефектом 10 на приемный преобразователь

2 поступают только прошедшие через изделие 6 головные УЗ-волны, поскольку поперечные УЗ-волны отражаются в сварном шве 7 назад к преобразовате;:iî 1, и на экране 12 первого канала дефектоскопа 11 регистрируется со" ответствующий сигнал (фиг.3). В случае прозгучивяния изделия 1 с техноJroIIIwecким непроваром 8 больше допустимого размера или с вертикальным дефектом 10 на пьезопластину 5 преобразователя 3 падает продольная волна, образованная в результате трансформирования пяпающей па дефект 10 поперечной волны, что регистрируется на экране 3 второго канала дефектоскопа 11 (фиг.4). В случае прозвучиванпя изделия 6 с отсутствием проплава пя преобразователь 2 никаких сигнялов не поступает и экран 12 первбго канала дефектоскопя 11 чист (фиг,3). В случае прозвучивания изделия 6 с отсутствием проплава на пьекак в случае наличия вертикального дефекта 10, что регистрируется экраном 13 второго канала дефектоскопа

11 (фиг.4). В случае прозвучивания изделия 6 с горизонтальным дефектом

9 на преобразователь 2 сигналы поступают также, как и в случае прозвучивания бездефектного изделия (фиг.3) . В случае прозвучивания из5 14 делия 6 с горизонта.1п.ным дефектом 9 на пьезопластину 5 преобразователя 3 по"тупают излученные пьезоплас.тиной 4 преобразователя 3 и отраженные дефектом 9 продольные волны, что регист-. рируется на экране 13 второго канала дефектоскопа 11 эхо-импульсом, местоположение которого отлично от местоположения импульса, вызванного транс-,. формированной дефектом 10 УЗ-волной. Измеряют параметры принятых эхосигналов и по ним оценивают дефектность сварного шва 7 изделия 6.

Выбор угла. 6 раздельно-совмещенного преобразователя обеспечивает аксимальный энергетический вклад ринимаемой переотраженной вертикальной трещиной стального изделия продольной волны и оптимальное соот) ношение сигнал шум при приеме отра-" женной горизонтальнои трещиной продольной волны.

Способ УЗ-контроля сварных соединений изделия позволяет контролировать сварной шов по всему объему за счет использования нескольких типов волн, определять глубину распопожения недопустимых дефектов, контролировать высоту вертикального технологического непровара и глубину проплавления сварного шва íà ego фо39485 б

Hp и классифицировать HbERR:EE.нные дефекты, Ф о р м у л а и з о 6 р е т е и и я

Способ ультразвукового контроля сварных соединений изделий, заключающийся в том, что одновременно излу1Q чают в изделие импульсы продольных, поперечных и головных ультразвуковых волн, принимают прошедшие через изделие и отраженные продольные, поперечные и головные волны, измеряют

15 параметры принятых колебаний и по ним оценивают дефектность соединения изделия, отличающийся тем, что, с целью повьш ения достоверности контроля, продольных свар20 ных соединений с технологическим непроваром цилиндрических изделий, излучение и прием поперечных и головных волн осуществляют в "î÷êàõ, расположенных симметрично относительно оси шва так, чтобы соединяющая эти точки линия совпадала с направлением распространения поперечных волн и была перпендикулярна оси шва, а излучение и прием продольных колебаний

30 осуществляют в двух точках в плоскос— ти, совпадающей с плоскоcòüþ технологического непровара и под углом к оси шва в диапазоне 75-78

1-4 394 8 5

Составитель В.Гондаревский

Техред M.äèäûê Корректор Л.Пилипенко

Редактор С.Патрушева

Подписное

Заказ 6070/43

Тираж 847

В11ИИПИ Г осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4