Способ ультразвукового контроля материалов

(,51) 4 С 01 М 29 ТЕНИ САНИЕ И 1 "( едовательрский инсметаллуреев,Г.Н.ГородБирюков во СССР 1978. СССР 1971. ГОСУДАРСТБЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Всесоюзный научно-иссский проектный и конструкттитут горного дела цветнойгии(57) Изобретение относится к неразрушающим испытаниям акустическим методом и может быть использовано для контроля материалов в строительной и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение достоверности контроля за счет учета зависимости коэффициента прохождения ультразвука в материале от наличия в нем трещин и величины их раскрытия. В предлагаемом способе определяют зависимость коэффициента прохождения ультразвука через образец от амплитуды излучаемой ультразвуковой волны, и выявляют скачкообразные увеличения коэффициента прохождения ультразву- а ка, по которым судят о наличии трещин и величине их раскрытия. 3 ил.Изобретение относится к неразрушающим испытаниям акустическим методом и может быть использовано дляконтроля материалов в строительнойи других отраслях промипленности.Цель изобретения - повышение достоверности и информативности контроляза счет учета зависимости коэффициента прохождения ультразвука в мате Ориале от наличия в нем трещин и величины их раскрытия,На Фиг. 1 представлена блок-схемаустройства для ультразвукового контроля материалов на Фиг. 2 и 3 - 15зависимость коэффициента прохожденияультразвука от амплитуды излучаемойультразвуковой волны соответственнодля образцов с одной и тремя трещи 2 ОУстройство содержит последовательно соединенные генератор 1 возбуждающих импульсов и излучающий электроакустический преобразователь 2, первый пиковый вольтметр 3, вход которого подключен к выходу генератора 1возбуждающих импульсов, приемныйэлектроакустический преобразовательи4 и Второй пиковый вольтметр 5, подключенные к приемному электроакустическому преобразователю 4, последовательно соединенные регулируемыйусилитель б, выход которого подключен к второму пиковому вольтметру 5,блоксравнения, второй вход которого подключен к выходу генератора1 возбуждающих импульсов, и сигнализатор 8 дефектов. Кроме того, начертеже показан исследуемый образец9.с трещиной 10, 40Способ осуществляют следующим об"разом ьГенератор 1 импульсов возбуждаетэлектроакустический преобразователь 2, который излучает в исследуемый образец импульсные акустические сиг- налы. Прошедшие через объект сигналы принимаются электроакустическим преобразователем 4 и усиливаются усилителем б. С помощью первого пикового вольтметра 3 и второго пикового вольтметра 5 измеряют амплитуду излученной В образец и прошедшей через образец ультразвуковых волк.Указанные измерения осуществляют в процессе монотонного увеличения амплитуды излучаемой в образец ультразвуковой волны и определяют зависимость коэффициента прохождения ульт-,развука от амплитуды излучаемой ультразвуковой волны. По скачкообразному увеличению коэффициента прохождения ультразвука судят о наличии трещины в образце материала, а по амплитуде излучаемой ультразвуковой волны, соответствующей скачкообразному увеличению коэффициента прохождения, судят о величине раскрытия трещины. Величину раскрытия трещины (и) вычисляют по Формуле31,О=Аегде А - амплитуда излучаемой ульткрразвуковой волны;- коэффициент затухания ультразвука в образце;1 - расстояние от точкивозбуждения ультразвуковойволны в образце до трещины.С помощью блокасравнения и сигнализатора 8 дефектов может осуществляться автоматическая регистрация дефектных образцов.П р и м е р. Для обнаружения трещины в контролируемом объекте проводят его акустическое прозвучивание и определяют коэффициент Р прохождения ультразвуковой волны при монотонном увеличении амплитуды Ан излучаемой в образец ультразвуковой волны. Получают зависимость Р = К (А). Пример таковй зависимости для .объекта с одной трещиной представлен на фиг. 2, На графике можно выделить три участка.Участок 1, Коэффициент прохождения Р не зависит от амплитуды Ац излучаемой в образец ультразвуковой волны. Величина Р значительно меньше значения коэффициента прохождения для ненарушенного объекта Р.Вывод. Контролируемый объект содержит дефект (дефекты). Достоверно определить характер дефекта и его параметры затруднительно.Участок 2. Коэффициент Р резко возрастает с увеличением амплитуды Ац.Вывод, Контролируемый объект содержит дефект в виде трещины. Увеличение коэффициента прохождения Р обусловлено изменением механизма передачи энергии акустической волны через трещину при амплитудах колебаний, соизмеримых с величиной раскрытия трещины. В этом случае энергия передается в основном не через заполнитель трещины, а непосредствен3 144129 но от одной стенки к другой. Для определения величины б раскрытия трещины вычисляют амплитуду колебаний непосредственно примыкающих к ней час 5 тиц, которая зависит от амплитуды А излучаемой в образец ультразвукокрвой волны и затухания ультразвука 1 ) в .материале контролируемого образца, причем расстояние 1 от излу чателя ультразвука до обнаружения трещины определяется известным способом, например эхо-методом. Величина б может выражаться как в условных единицах (при определении Ас помо щью пикового вольтметра), так и в единицах длины (в этом случае А определяется произведением показания пикового вольтметра Ц и коэффициента К преобразования излучателя). 20крПример расчета, Участок 2 (фиг,2) начался при показании пикового вольтметра Ц = 100 В. Коэффициент преобК-5 равоваиия излучателя К = 2 "10 мм/В. Расстояние от излучателя до трещины 25 1 = 1 см. Коэффициент затухания в обматериале объекта а = 0,05 см-В 0 .5 бЦ К е = 100 В 210 мм/В хцр прх 2 71-0,05 см, 4 см 0 001930Э Ф Способ ультразвукового контроля материалов, заключающийся втом, что в образец материала излучают ультразвуковую волну, принимают проше 1- шую контролируемый образец волну, измеряют амплитуду излученной и принятой ультразвуковых волн и определяют коэффициент прохождения ультразвука через образец, по которому судят о наличии трещины, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности и информативности контроля, монотонно увеличивают амплитуду излучаемой в образец ультразвуковой волны и определяют зависимость коэффициента прохождения ультразвука от амплитуды излучаемой ультразвуковой волны, о наличии трещины судят по скачкообразному увеличению коэффициента рохождения ультразвука, а по амплитуде излучаемой ультразвуковой волны, соответствующей скачкообразному увеличению коэффициента прохождения ультразвука, судят о величине раскрытия трещины. 35 40 Участок 3. Коэффициент прохождения Э практически не зависит от амплитуды Ац. Его величина асимптотически приближается к значению коэффициента прохождения в образце в отсутствие трещин.Вывод. Если Р Р , то объект не содержит дефектов, кроме обнаруженной трещины. Если Р ( Р, то объект содержит еще дефекты, причем если это тоже трещины, то зависимость 74Р = Г 1 Ац) имеет многоступенчатую форму (фиг. 3),Асимптотическое приближение значений Р к Рна последнем участке объясняется тем, что при амплитудах колебаний, превышающих величину раскрытия трещины, практически вся знер" гия без потерь передается от одной стенки трещины к другой, Акустическая волна в этом случае "не чувствует" трещину. Формула изобретения1441 297 Составитель Г.МаксимочкинТехред А.Кравчук Корректор Г.Решетник писно Заказ 6281/47 4 изводственно-полигра ическое предпри рцтдрщпоОэ Тираж ЯА 7 Государственного елам изобретений сква, ЖРауш комитета Си открытиГкая наб.,г. Ужгород, ул. Проектная, 4