Настроечный образец для ультразвуковой дефектоскопии

(5)5 ОСУДАРСТВЕЙНЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР ИЗОБРЕТЕНИ ОП ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ Бюл. М 40оизводствен ное об инен ов И.Н.к нт ля аультрароение,Теория и практик о ро . ММашинос ское свидетельство СС кл. О 01 й 29/22, 198(про 22, где Зи ателя, Ядеф ого дефекения УЗ-кооединения,пр( ) НАСТРОЕЧНЗВУКОВОЙ ДЕ (57) Изобретение разрушающего ко делий, а именно для настройки. Це рение эксплуатац о отраж о реальн ы отраж аницы с .1 ил,обретение относится к области неающего контроля материалов и иза именно к конструкциям образцов для настройки и калибровки ультразвуковых (УЗ) дефектоскопов, и может быть использоано для выявленйя нарушений сплошности оединения двух материалов с различными кустическимии характеристиками УЗ эхо-меодшом.Известен настроечный образец, в котоом плоская поверхность искусственного тражателя(отверстия) имитирует реальный. ефект типа расслоения, отслоения и соотетствует по площади реального дефекта Из разруш делий, Наиболее близким к предложенному является настоечный об)азец для ультразвуковой дефектоскопии, выполненном из, 2,Автор М 1185227 тип). Й ОБРАЗЕЦ ДЛЯ УПТФЕКТОСКОПИИ относится к области нентроля материалов и изк конструкциям образцов ль изобретения - расшиионных возможностей образца. Настроечный образец из термопластичного материала с металлическим искусственным отражателем в виде пластины выполнен из двух соединенных между собой пластин термопластичного материала с различными удельными волновыми сопротивлениями 21 и 22, на соединяемых поверхностях которых выполнены выемки, образующие обьем для размещения отражателя, а последний. имеет площадь, опред+м деляемую из условий Зим - Ядеф - при1 у - и о-В 2122 и Зим = Ядеф - фу+ - площадь искусственн - площадь имитируемо та, ф, о, у- коэффициен лебаний от отслоения, г металлической пластин термопластичных материалов (полимерных, композиционных и т.п.) и содержащий металлический.искусственный отражатель калиброванного размера (2.В настроечном образце с металлическим искусственным отражателем отражатель выполняется калиброванным по размеру, например, в виде плоской пластинки (или другой формы), и амплитуда эхо-сигнала зависит от его площади. Такой искусственный отражатель хорошо имитирует (соответствует по площади) реальное расслоение, поскольку удельное волновое сопротивление газовой среды раскрытого расслоения 2 р много меньше удельного волнового сопротивления материала образца 206, которое, е свою очередь, много меньше удельного волнового сопротивления мате 1772734риала искусственного отражателя (металла) 7Ер ЛобмКоэффициенты отражения УЗ-колебаний по давлению от границ материал образца - отслоение, материал образца - искусственный металлический отражатель практически равны по абсолютной величине хотя и противоположны по знаку), что обуславливает равные амплитуды регистрируемых эхо-сигналов и высокую достоверность контроля.Недостатками данного образца является то, что настроечный образец для ультразвуковой дефектоскопии имеет ограниченные эксплуатационные возможности, т.к. может быть использован только при контроле однородных материалов и непригоден для контроля однородных материалов, многослойных конструкций из материалов с различными удельными волновыми сопротивлениями, в частности, для выявления наиболее типичных дефектов таких конструкций - нарушений сплошности соединения (отслоений), Обусловлено это тем, что при выявлении реальных отслоений и искусственных металлических отражателей одновременно с отражением УЗ-колебаний от отслоения и от искусственного отражателя происходит отражение от участков границы соединения, окружающих их. При этом амплитуды эхо-сигналов будут определяться суммой эхо-сигналов от отслоения и участка границы соединения окружающего его и отражающего УЗ-колебания, а также от отражателя и участка границы соединения. Коэффициенты отражения УЗ-колебаний от отслоения и металлического отражателя имеют противоположные знаки (отражение происходит с противоположными фазами), а значения коэффициента отражения от участков границы соединения по абсолютной величине и знаку зависят от соотношения удельных волновых сопротивлений скрепленных материалов,По укаэанной причине равные по пло. щади реальные дефекты и искусственные отражатели обуславливают различные по амплитуде регистрируемые эхо-сигналы, что делают настроечный образец, принятый за прототип, не пригодным для контроля сплошности соединения двух материалов а различными удельными волновыми сопротивлениями, т,е, имеет ограниченные эксплуатационные возможности.Цель изобретения - расширение эксплуатационных возможностей за счет использования образца для контроля сплошности соединения двух материалов с различными акустическими характеристиками.Поставленная цель достигается тем, чтонастроечный образец для УЗ-дефектоско 5 пии, выполненный из термопластичногополимерного, композиционного) материала и содержащий металлический искусственный отражатель; выполнен из двухсоединенных между собой пластин с раз 10 личными удельными волновыми сопротивлениями Ь и Ег, на соединяемыхповерхностях которых выполнены выемки,образующие обьем для размещения отражателя, а последний имеет площадь, опре 15 деляемую из условий:В+вЗим = Вдеф, -- при Я 1(7 г1/ У)ю -81им яеф при 1)2 г17+2 О Зим - площадь искусственного отражателя;Бяеф - площадь имитируемого реального дефекта.Р, Ц у коэффициенты отражения УЗ 25 колебаний от отслоения, границы соединения, металлической пластины,На чертеже схематично изображен настроечный образец для УЗ-дефектоскопии,содержащей две соединенные между собойЗО пластины 1 и 2, выполненные из материаловс удельными волновыми сопротивлениямиЬ, Ег. В выемках на сопрягаемых поверхностях размещен искусственный отражатель3, выполненный в виде металлической пла 35 стины и имеющий площадь, определяемуюплощадью имитируемого реального дефекта, удельными волновыми сопротивлениямиматериалов пластин 1 и 2, отслоения и металлического отражателя,4 О Предложенный настроечный образецдля УЗ-дефектоскопии работает следующимобразом.Настроечный образец используется приУЭ-дефектосквеи ахо-методом сплошности4 Б Соединения дВух материалов с различнымиудельными сопротивлениями Ь и Ег (например покрытия с основой изделий), Контрольосуществляется при одностороннем доступе к иэделию, например, со стороны мате 6 О риала меньшей толщины (покрытия),имеющего удельное волновое сопротивление 21, величина которогоменьше удельного Войнового сопротивления второгоматериала (основы) 2 г,56 Для настРойки аппаратуры эхо-конторлятаких изделий (контроля сплош ности соединения двух материалов) применяется предложенный настроечный образец,состоящий из двух пластин, одна из которых1772734 Составитель О,Антон Техред М,Моргентал ректор Н,Ревска едак аказ 3843 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4 Ю нат Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 1 1 роизводствен но-издательский соответствует материалу покрытия и имеет удельное волновое сопротивление 21, а вторая соответствует материалу основы издел ия и имеет удельное волновое сопротивление 22 (2122). При настройке 5 аппаратуры УЗ-преобразователь располагают на поверхности пластины 1 и излучают в нее УЗ-колебания. УЗ-колебания распространяются в пластине 1 (показано стрелками на фиг, 1), достигают отражателя 3 и 10 участка границы соединения 4, окружающего отражатель,УЗ-колебания отражаются от искусственного металлического отражателя 3 и уча стка границы соединения 4, распространяются через пластину 1 и достигают преобразователя 5, который регистрирует эхо-сигнал, обусловленный отражением от отражателя и границы сое динения. Для того чтобы искусственный отражатель 3 настроечного образца имитировал реальный дефект, амплитуды эхо-сигналов 25 от них, регистрируемые приемным УЗ-преобразователем 5, при настройке и контроле должны быть равны. Формула изобретенияНастроечный образец для ультразвуковой дефектоскопии, выполненный иэ термопластичного материала и содержащийметаллический искусственный отражатель,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения эксплуатационных возможностей за счет использования образца дляконтроля сплошности соединения двух материалов с различными акустическими характеристиками, он выполнен из двухсоединенных между собой пластин с различными удельными волновыми сопротивлениями 21 и 22, на соединяемыхповерхностях пластин выполнены выемки,образующие обьем для размещения отражателя, который имеет площадь, определяемую иэ соотношенияВ+оЗим = Здеф--у ипри 2122Зим Здеф --о -ду+щпри 2122где Зим - площадь искусственного отражателя;Здеф - площадь имитируемого реального дефекта,3, о, у коэффициенты отражения ультразвуковых колебаний от отслоения, границы соединения, металлической пластины.