Способ ультразвукового контроля качества листовых изделий

 

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение точности определения глубины дефектов у донной поверхности изделия за счет наблюдения формы суперпозиции донных сигналов и измерения их временных параметров. Два наклонных преобразователя с призмами различной высоты, обращенных один к другому, например входящие в стандартный ультразвуковой (УЗ) раздельно-совмещенный преобразователь, устанавливают на изделии. Одновременно излучают и принимают преобразователями импульсы УЗ-колебаний. На бездефектном участке суперпозиция продетектированных четырех эхо-сигналов: излученного и принятого первым преобразователем, излученного и принятого вторым преобразователем, излученного первым и принятого вторым преобразователем и излученного вторым и принятого первым преобразователем, принимает характерный вид симметричного трезубца. Измеряют время прихода крайних эхо-сигналов. На дефектном участке форма сигнала изменяется. Вновь измеряют время прихода крайних эхо-сигналов и с помощью измеренных величин определяют глубину залегания дефекта. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (11 4 С 01: N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АBTOPCHOMV СВИДЕТЕ,ПЬСТВУ лия:

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4265731/25-28 (22) 22.06.87 (46) 30.09,89, Бюл, Ф 36 (71) Московский институт нефти и газа им, И,М.Губкина (72) В,Н.Приходько, Л,Г,Кириллова, А.В.Кондрашов и С.А,Кузьминский (53) 620.179,16(088,8) (56) Балаэовский М.Я, Ультразвуковая дефектоскопия ° M. Машгиз, 1959, с. 58.

Авторское свидетельство СССР

М 794497, кл. G 01 N 29/04, 1979, (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

КАЧЕСТВА ЛИСТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контро" ля. Целью изобретения является повы" шение точности определения глубины дефектов у донной поверхности изделия за счет наблюдения формы суперпозиции донных сигналов и измерения их временных параметров, Два наклонных

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии листовых изделий, применяемой при выявлении локальных дефектов на внутренней поверхности стенки изделий, например при выявлении поражений язвенной коррозией стенки трубопровода, Цель изобретения — повьппение точности определения глубины дефектов у донной поверхности изделия эа счет использования при измерениях глубины

„„ЯО„„15 1 1672 А 1

2 преобразователя с призмами различной высоты, обращенных один к цругому, например входящие в стандартный ультразвуковой (УЗ) раздельно-совмещенный преобразователь, устанавливают на изделии. Одновременно излучают и принимают преобразователями импульсы

УЗ-колебаний, На бездефектном участке суперпозиция продетектировапных четырех эхо-сигналов: иэлученного и принятого первым преобразователем, иэлученного и принятого вторым преобразователем, излученного первым и -. принятого вторым преобразователем и иэлучепного вторым и принятого первым преобразователем, принимает характерный вид симметричного трезубца, Измеряют время прихода крайних эхосигналов. На дефектном участке форма сигнала изменяется. Вновь измеряют С„ время прихода крайних эхо-сигналов и с помощью измеренных величин опреде- 2 ляют глубину залегания. дефекта, 4ил. времен прохождения однократно отраженных эхо-импульсов на дефектном и бездефектном участках.

На фиг ° 1 представлена схема контроля бездефектного участка иэделия; на фиг,2 — то же, дефектного участка изделия; на фиг,3 — огибающая амплитуда принимаемых эхо-импульсов при проэвучивании бездефектного участка изделия; на фиг,4 — то же, при прозвучивании дефектного участка иэде151 1 672

Способ УЗ-контроля качества листовых изделий заключается в следующем, На поверхности иэделия устанавливают два ориентированных один навстре- чу другому наклонных преобразователя с призмами различной высоты, В изделие одновременно излучают обоими преобразователями импульсы УЗ-колебаний и также одновременно принимают обоими преобразователями эхо-импульсы, однократно отраженные донной по" ! верхностью изделия, Фиксируют время прохождения. однократно отраженных эхо-импульсов на бездефектном участ- 15 ке изделия. В случае наличия дефекта фиксируют время про1 ождения однократно отраженных эхо-импульсов на дефектном участке. Измеряют разнрсть и Дй зафиксированных времен и опре- 20

< < деляют глубины S < и Б залегания дефектов под каждым из преобразователей из выражений:

S< = S -0,5 "С ht cos Р;

S S -0,5 С Дг. ° cos P, где S толщина изделия; — угол преломления УЗ-колебаний в изделии;

С вЂ” скорость распространения

УЗ-колебаний в материале изделия.

Способ УЗ-контроля качества листовых изделий реализуется следующим об35 разом.

Наклонные преобразователи 1 и 2, например, входящие в стандартный раздельно-совмещенный преобразователь, 40 устанавливают на изделии 3. Излучают импульсы УЗ-колебаний преобразователями 1 и 2. Импульсы УЗ-колебаний .отражаются от донной поверхности 4 изделия 3 и вновь поступают на преобразо- !5 ватели l и 2, Принятые преобразователями 1 и 2 отраженные импульсы УЗ-колебаний детектируются и поступают на один осциллографический индикатор (не показан) в виде суперпозиции че- 50 тырех донных сигналов. Время t прихода импульса УЗ-колебаний, иэлученно. го преобразователем 1 и принятого преобразователем 2 на бездефектном изделии 3, равно времени t прихода импульса УЗ-колебаний, иэлученного преобразователем 2и принятого преобразователем 1 на беэдефектном иэделии 3, и определяется из выражения

1- 2

C t + г С где 1 „и 1 — пути У 3-колебаний в призмах преобразователей 1 и 2 соответственно;

1„ = h

h<„ Ь вЂ” высота призмы преобразователей 1 и 2 соответственно; — угол ввода УЗ-колебаний в изделие 3;

Ь вЂ” путь УЗ вЂ колебан в изделии 3 до донной поверхности 4, излученных преобразователями 1 и 2;

L = S/cos P;

Б — толщина изделия 3; угол преломления УЗ-колебаний в иэделии 3;

С вЂ” скорость распространения УЗо колебаний в материале призм преобразователей 1 и 2;

С вЂ” скорость распространения УЗколебаний в материале изделия 3, Время „прихода импульс<а УЗ-колебаний, излученного и принятого преобразователем 1 на бездефектном изделии 3, определяется «э выражения

1» L

2(— — + — -) С С

Время t прихода импульса УЗ-ко4 лебаний, излученного и принятого преобразователем 2 на бездефектном иэделии 3, определяется из выражения

1 L

2(— — + — -) 4

Суперпозиция донных сигналов на беэдефектном участке иэделия 3 прини— мает характерный вид симметричного трезубца (фиг.3), Так, пля условий:

Ь<=б мм; h<=3 мм, S=20 мм; С

=2670 м/с; С вЂ” 5850 м/с; 2 =7 ;

=15,3, времена прихода составляют:

t<=t =10,52 ° 10 с;

t =11, бб ° 10 с;

tq=9 38:10 с, В случае падения УЗ-колебаний на донную поверхность 4 изделия 3 с дефектами время и прихода каждого из четырех донных сигналов определяется их выражений:

151167

+ 1< Ь -Д1.<

+ 2. °

У о

1 L- 61z

2(— -+ — - ), С С

1i + 1г L -hLa

t + 2

2 С С

1 1 Ь- Д1.

2(- +

) С С

) е

S о где hl.» 1 < — изменения пути УЗ-колебаний в изделии 3 до

15 донной поверхности 4, излученных преобразователями 1 и 2 соответственно.

ДL, =-ДБ, /co.s P; h 1.,=ДЯ,/cos f3;

Ь Б, — изменение толщины иэделия

3 в точке пересечения акустической оси преобразователя 1 с донной поверхностью

4 изделия 3;

6 S — изменение толщины изделия 3 о в точке пересечения акустической оси преобразователя

2 с донной поверхностью 4 иэделия 3, Суперпозиция донных сигналов на де30 фектном участке изделия 3 принимает вид, отличный от симметричного тре-. зубца (фиг,4). Факт наличия локального дефекта на донной поверхности

4 изделия 3 устанавливают по виду су- 35 перпозиции доннык сигналов, Количественную оценку глубины Д S локального дефекта в зоне контроля производят с помощью измерения разнос" ти времен b,t, (-t ) и А =(С -t ) по выражениям:

С 1

AS, = — (t>-t>) cosP;

С

4 ф) соз 1" 45

Так; в случае прихода сигналов

=11,30.10 с и t =9,20 10 с глуби на дефекта в двух точках контролируемого участка изделия 3 составляет 6 St =1,01 мм и ДЯ =0,51 мм, Инфор50 мативны как абсолютные значения Е Я, и Д S так и относительные значения этих величин в сравнении с толщиной

Я, Информативны также среднее значеАS +АБО 55 ние и перепад глубин (ЙЯ,-.

2 6 — д Б<). Глубины Я залеганий дефекt тов определяют как S =S-5S.

Величина разности высот призм преобразователей h -h выбирается большей возможных значений (ЬБ,-AS ).

Расстояние между точками ввода преобразователей выбирается минимальным для достижения наибольшей точности определения места расположения локального дефекта. Наличие под преоб- разователями дефекта значительно легче обнаружить по изменению формы характерного трезубца (фиг,3,4), чем по небольшому смещению донного эхо» импульса при работе одним совмещенным преобразователем. Характерная форма трезубца также сохраняется при плавных изменениях толщины иэделия и скорости распространения УЗ-колебаний в нем, что исключает ложные забракования.

Формула изобретения

Способ ультразвукового контроля качества листовых иэделий, заключающийся в установке на поверхности иэделия двух наклонных призматических преобразователей, ориентированных один навстречу другому, одновременном излучении в иэделие импульсов ультразвуковых колебаний и приеме.однократно отраженных донной поверхностью изделия эхо-импульсов каждым из преобразователей, измерении параметров принятых эхо-импульсов и .определении по ним качества иэделия, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения глубины дефектов у донной поверхности иэделия, высоту призм преобразователей.выбирают различной, измеряют разность 4,t, и 5t< времени прохождения однократно отраже. ных зхо-импульсов на дефектном и беэдефектном участках

1 изделия., а глубины S, и Б залегания дефектов под каждым из преобразователей определяют из выражений: !

S = S-0 5 С bti cos f5Я Я-0,5 С Дt . cosp, где S — толщина иэделия; — угол преломления ультразву- ковых колебаний в изделии;

С вЂ” скорость распространения ультразвуковых колебаний в материале иэделия.

1511672

l 51 j 672

1 ГЬ

) 1

Составитель В,Гондаревский

Редактор М.Келемеш Техред М.Моргентал Корректор М,Шароши

Заказ 5897/48 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101