Способ ультразвуковой дефектоскопии заполненного жидкостью сосуда в форме тела вращения

(51 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ю Г.Хуршудо ля,193-1 ОИ ЛЕФЕКТООСТЬН СОСУк акустиго контяется по фие. г ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Ермолов И,Н, теория и практи ка ультразвукового контро М Машиностроение, 1981, с, 96Ирайбер П.С, Ультразвуковая дефектоскопия, - М,: Металлургия 1965, с. 349.(54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВСКОПИИ ЗАПОЛНЕННОГО ЖИДКДА В ФОРМЕ ТЕЛА ВРАЩЕНИЯ(57) Изобретение относится ческим методам неразрушающе роля, Целью изобретения явл вышение информативности благодаря не только выявлению, но и измерениглубины повреждений по измереннымвременным характеристикам принятыхэхо в импульс, На наружной поверхности сосуда 1 в форме тела вращенияпо его направляющей располагают нафиксированном расстоянии излучающий2 и приемный 3 преобразователи. Излучают импульсы ультразвуковых колебаний и принимают прошедшие череззаполняющую сосуд 1 жидкость 4 колебания, отраженные внутренней поверхностью сосуда 1. Измеряют амплитудыпринятых эхо-импульсов и изменениевремени распространения колебанийотносительно бездефектного сосуда.По измеренным параметрам определяютналичие дефекта 5 и его глубину вслучае эквидистантности его поверхности внутренней поверхности сосуда.1 з и, ф лы, 2 ил.И зо брет ение относится к ак ус тич еским методам нераэрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии заполненных жидкостью сосудов в Форме тела вращения, например при выявлении повреждений коррозией внутренних поверхностей стенок цилиндрических трубопроводов. 10Цель изобретения - повышение инФормативности контроля за счет не только выявления дефекта, но и определения глубины дефекта, эквидистантного поверхностям сосудА, а также 15 определения угла наклона поверхности неэквидистантного дефекта относительно касательной к внутренней поверхности сосуда.На фиг.1 представлена схема конт роля при определении глубины дефекта; на Фиг, 2 - схема контроля при определении угла наклона поверхностидефекта относительно касательной квнутренней поверхности сосуда,25Способ УЗ дефектоскопии заполненного жидкостью сосуда в форме телавращения заключается в следующем,30С внешней поверхности сосуда,заполненного жидкостью, вводят импульсы УЗ колебаний с помощью излучающего преобразователя, принимают с этойже поверхности с помощью приемногопреобразователя эхо-сигналы, однократно отраженные внутренней поверхностью стенки сосуда противоположной стенке, через которую осуществляется ввод УЗ колебаний так, что40точки ввода и приема располагаетсяна одной направляющей на расстоянииЬ. Осуществляют сканирование сосудаи измеряют в его ходе амплитуду ивремя Т распространения УЗ колебаний,По амплитуде принятых колебаний определяют наличие дефекта, а по изменении 51, времени Т относительно времени т распространения в беэдефектном сосуде (ЬС = Т-Т ) определяютглубину Ь эквидистантного поверхностям сосуда дефекта из выраженияЬСС Ь- соэ(- - )р Фгде С - скорость распространения УЗ колебаний в заполняющей сосуд жидкости;Л - наружный диаметр сосуда,Затем дополнительно перемещают точку ввода или приема по направляющей наружной поверхности сосуда до достижения амплитудой принятого эхо-сигнала максимального значения и измеряют расстояние М между точками ввода и приема в этом положении, Угол Ц, наклона поверхности дефекта в точке падения на нее колебаний относительно касательной к внутренней поверхности сосуда определяют из выражения(Ь - М)/Л,Способ УЗ дефектоскопии заполненного жидкостью сосуда в Форме тела вращения реализуется следующим образом.На внешней поверхности сосуда, например трубы 1 трубопровода диаметром 820 мм с толщиной стенки 9 мм, устанавливаются наклонные излучающий и приемный преобразователи 2 и 3 соответственно. Акустические оси преобразователей 2 и 3 ориентируют в различные стороны таким образом, чтобы они лежали в одной плоскости, проходящей через направляющую наружной поверхности трубы 1, и пересекадись на ее внутренней поверхности, минуя центр. Последнее условие обеспечивается при выборе расстояния Ь между точками пересечения акустических осей преобразователей 2 и 3 и с наружной поверхности трубы из условияС, 2 Н СцЬ = 2 П агсз 1 п -- вп( --- +С . Л-Н+ ) 2 Н Ск,где Р - наружный диаметр трубы 1;С - скорость распространенияУЗ колебаний в заполняющейтрубу 1 жидкости 4;С - скорость распространения УЗколебаний в материале трубы 1;Н - толщина стенки трубы 1;угол ввода и приема УЗ колебаний в материал трубы 1,Излучают с помощью преобразователя 2 импульсы УЗ колебаний, которые, пройдя через стенку трубы 1,попадают в жидкость 4, отражаются внутренней стенкой трубы 1 и вновь,пройдя через стенку трубы 1, попадают в приемный преобразователь 3, С по 1490619мощью преобразователя 3 измеряют амплитуду А и время распространения Т УЗ колебаний, Сканируют трубу 1 в продольном и поперечном направлениях с сохранением расстояния Ь между точками ввода и преобразователей 2 и 3.При наличии дефекта 5 уменьшается амплитуда А и увеличивается время Т распространения УЗ колебаний, Глубину Ь дефекта 5, эквидистантного поверхностям трубы 1, определяют с помощью разности Д 1 измеренного времени Т распространения УЗ колебаний и времени Т распространения УЗ колебаний в бездефектной трубе 1 из выраженияД 1 С Ьсов( в в )ВТак при Ь = 314 мм, Л = 820 мм задержка эхо-сигнала Д 1 = 10 с соответствует уменьшению толщины стенки на 4,5-5,0 мм, Затем смещают один из преобразователей, например приемный преобразователь 3, в плоскости, перпендикулярной оси трубы, до тех пор, пока не получат эхо-сигнал от дефекта 5 максимальной амплитуды, Фиксируют положение преобразователей 2 и 3 и измеряют расстояние М между их точками ввода, Угол Ц наклона поверхности дефекта 5 в точке падения на нее пучка УЗ колебаний относительно касательной к внутренней поверхности трубы 1 определяют с помощью разности измеренного расстояния М и исходного расстояния Ь между точками ввода УЗ преобразователей 2 и 3 из выраженияР. = (Ь - М)/Р.Расстояние Ь, как видно из вьппеприведенной зависимости, определяется кроме параметров контролируемого изделия также и угломввода. С практической точки зрения для дефектоскопии трубопроводов использование преобразователей с угломввода более 26 нецелесообразно, так как требует большой площади трубы, освобожденной от изоляции и продуктов коррозии.Погрешность измерения глубины Ь дефекта определяется н основном длиной волны используемых УЗ колебаний, чистотой обработки поверхности осво 1, Способ ультразвуковой дефектоскопии заполненного жидкостью сосуда в форме тела вращения, заключающийся в излучении преобразователем импульсов ультразвуковых колебаний в сосуд с его внешней поверхности, приеме преобразователем с внешней поверхности сосуда эхо-импульсов, однократно отраженных внутренней поверхностью стенки сосуда противоположной стенке, через которую осуществляется излучение импульсов ультразвуковых колебаний, сканировании сосуда преобразователями, измерения в ходе сканирования амплитуды принятых эхо-импульсов и определении по ней наличия дефекта, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения информативности за счет определения глубины эквидистантных внутренней поверхности сосуда дефектов, прием эхо-импульсов осуществляют преобразователем, расположенным на одной направляющей наружной поверхности сосуда с излучающим преобэазо 5 1 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 бождаемой части трубы, плотностьюприжима преобразователей к стенкетрубы и разрешающей способностью исследуемой аппаратуры. Погрешностьизмерения глубины,Ь дефекта при использовании УЗ дефектоскопа УЭУ 0для труб диаметром 300-1000 мм начастоте 1,25 МГц составляетф 0,5 мм,формула расчета угла Р выведена при принятии допущенияМ - Ь Ь. Ланная Формула верна приизменении значений угла Р от 0 до122 с учетом точности определениясмещения преобразователя относительно исходного положения,В ряде случаев при транспортировке по трубопроводу сырой нефти спримесью подтоварной воды в результате скопления воды на отдельныхучастках нижняя часть труб подвергается коррозии, приводящей к уменьшению толщины стенки, Способ УЗ дефектоскопии позволяет не только выявить такие дефекты, но и определитьих геометрические параметры. Наиболее высокий эффект от реализацииспособа УЗ дефектоскопии достигаетсяпри контроле нефтепроводов, проложенных в районах вечной мерзлотыили болотистой местности,Формула изобретения(Т - Т ) Ссов( в ),Г) скорость распространенияультразвуковых колебаний взаполняющей сосуд жидкости;время распространения эхоимпульсов ультразвуковыхколебаний в бездейектном где С -Т сосуде;Р - наружный диаметр сосуда..Черни орре ушен едактор Заказ 3749/52 ВНИИПИ Государственно 11303Тираж 789комитета по изобретеМосква, Ж, Раушск Подпис но еоткрытиям при КНТ СССР наб., д. изводственно-издательский комбинат "1 атент", г.ужгород, ул, Гагарина,101 вателем на расстоянии Ь от него,дополнительно измеряют время Т распространения эхо-импульсов ультразвуковых колебаний, а глубину Ь дефекта,эквидистантного внутренней поверхности сосуда, определяют из выраже 2. Способ по и 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения информативности за счет определе ния наклона неэквидистантных внутренней поверхности сосуда деАектов,приуменьшении амплитуды принятых эхоимпульсов дополнительно перемещаютприемный или излучающий преобразователь по направляющей наружной поверхности соуда до получения максимальной амплитуды, измеряют расстояниеМ между преобразователями в этом положении, а угол Ц наклона поверхнос ти деФекта в точке падения на нее колебаний относительно касательной квнутренней поверхности сосуда определяют из выраженИя