Способ обнаружения дефектов в многослойных изделиях

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 21,02,80 (21) 2885306/18-25с присоединением заявки Йо -щ 879428(51) М. Кл.з01 М 25/72 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088.8) Дата опубликования описания 0711810(54.) СПОСОБ ОБНЛРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ В МНОГОСЛОЙНЫХ. ИЗДЕЛИЯХ Изобретение относится к области неразрушающего контроля качества иэ делий и материалов и может быть использовано в авиационной, машиностроительной, химическсл промышленности.Йзвестен способ обнаружения дефектов в многослойных обьектах, заключающийся в нагреве изделия подвижным источником тепловой энергии с последующей регистрацией температурного распределения поверхности подвижным радиометром, перемещающимся со скоростью движения источника с некото рой постоянной задержкой относитель но последнего 1 1.При использовании этого способа для контроля объектов с числом слоев больше двух невозможно определить ту, границу между слоями, на которой на ходится деффект типа отслоения.Наиболее близким техническим решением является способ обнаружения дефектов в многослойных изделиях путем сообщения объекту ноступатель ного движения, локального нагрева, регистрации временного распределения температуры участка поверхности объекта с помощью расположенных над исследуемой поверхностью объекта при с емников тепла, находящихся на различных расстояниях от источника локального нагрева, и суждении о глубине залегания. дефектов по временному рас- пределению сигналов, снимаемых с приемников тепла (2 .При использовании известного способа недостаточно высокая точность существующих механизмов для перемещения объекта (сканирования его поверхности ), погрешности установки и расположения объекта, а также изменения формы объекта вызывают появление биений, люфта, вибраций и других явлений, обусловливающих такое же изменение сигнала приемников тепла, как и наличие дефектов, что снижает точность контроля.Целью изобретения является повышение точности контроля.Поставленная цель достигается тем, что в способе обнаружения дефектов в многослойных изделиях путем сообщения объекту поступательного движения, локального нагрева и регистрации временного распределения температуры участка поверхности иэделия с помощью расположенных над исследуемой поверхностью иэделия при емников тепла, находящихся на различ 879428ных расстояниях от источника локального нагрева, одновременно с регистрацией временного распределения температуры участка поверхности иэделияприемниками тепла регистрируют вдольтой .же линии сканирования изменениерасстояния между приемниками теплаи исследуемой поверхностью объектанетелловыми датчиками расстояния,прикрепленными. к приемникам тепла исканирующими исследуемую поверхность изделия синхронно с приемниками тепла, сравнивают сигналы приемников тепла с сигналами расстояния и по результатам сравнения судят о наличии в объекте дефектов.В качестве приемника тепла исполь.5 зуют радиометр, в качестве нетеплового датчика расстояния используют опти. ческий датчик расстояния на основе лазера, генерирующего излучениев видимом или ультрафиолетовом диапазо- щ не электромагнитных волн, а для перемещения изделия используют транспортер. В качестве источника нагрева может быть использовано как устройство для поверхностного нагрева, например дуговая лампа, так и устройство для внутреннего нагрева, например для изделий из диэлектрических материалов, может. быть использован магнетрон с фокусирующей системой.На фиг.1 изображен процесс контроля трехслойного изделия,.где Т контролируемое иэделие, 2 - источник тепловой энергии, 3 и 4 - приемники тепла, 5 и б - датчики расстояния между приемниками тепла и исследуемой поверхностью иэделия, 7-9 слой изделия, 10 и 11 - дефекты. Стрелкой показано направление движения изделия относительно источника, приемников тепла и датчиков расстоя ния. Приемник тепла 3 и прикрепленный к нему датчик расстояния 5 располагаются от источника 2 на расстоянии , обеспечивающем наилучшую выявляемость дефектов на грани це слоев 7 и 8, а приемник тепла 4 и прикрепленный к нему датчик расстоя. ния б располагаются от источника 2 на расстоянии обеспечивающем наилучшую выявляемость дефектов на границЬ слоев 8 и 9. Датчики расстояний 5 и б регистрируют изменение расстояния Между приемниками теп ла 3 и 4 и исследуемой поверхностью изделия - соответственно 1 и 1 .На фиг.2 и 3 представлены выходные сигналы приемников тепла и датчиков . расстояния: на фиг.4 - предтавлен результирующий сигнал прием- иков тепла и датчиков расстояния.При сканировании нагретой поверх ности изделия приемники тепла зарегистрируют .перепады температуры Т над каждым из дефектов 10 и 11 юдоль линии сканирования Х. Кроме того, при кратковременном изменении рас- Я стояний между приемниками тепла иисследуемой поверхностью изделия,вызванным погрешностями сканирующего устройства, изменится ( при уменьшении расстояния увеличится) выходной сигнал приемников тепла, что вызовет появление локального максимума 12 на кривых б и д фиг.2.Кривые О и д фиг.2 отражают временное распределение температурыучастка поверхности изделия и соответствуют сигналам приемников тепла3 и 4. При сканировании иэделия датчиками расстояния синхронно появитсялокальный минимум 12 на кривых а и Юфиг.З, которые соответствуют сигналамдатчиков расстояния 5 и б. Обнаружение дефектов осуществляют путем срав"нения сигналов приемников тепла идатчиков расстояния. Это сравнениеможно осуществить, например, электронным путем, При этом результирующий сигнал приемника тепла и прикрепленного .к нему датчика расстояния навыходе сравнивающего устройства см.фиг.4) изменяется лишь в случае наличия в изделии дефектов и не изменяется вследствие погрешностей системысканирования, что позволяет повыситьточность контроля. По истинному вре;менному распределению температурыучастка исследуемой поверхности изделия, представленному на кривых О иО фиг.4, можно точно определить туграницу между слоями, на которой находится эффект типа отслоения. Срайнение сигналов можно осуществить также при визуальном анализе сигналовна регистрирующем устройстве, например, с помощью самописца,Б р и м е р. Проводили тепловуюдефектоскопию трехслойной пластины,включающей слои из алюминия, эпоксидной смолы и масляной краски. Пластинупоступательно перемещали с помощьюконвейера, осуществляли локальныйнагрев с помощью фокусированного излучения дуговой лампы и регистрировали временное распределение температуры участка поверхности пластиныдвух радиометров, находящихся на различных расстояниях от источника локального нагрева дуговой лампы 3.Одновременно с регистрацией временного распределения температуры регистрировали вдоль той же линии сканирования изменение расстояния между радиометрами и исследуемой поверхностьюпластины датчиками расстояния, прикрепленными к радиометрам и сканирующими,исследуемую поверхность пластины синхронно с радиометрами. В качестве радиометров использовали радиометры с пироэлектрическим приемникомизлучения ИГ-ЗОЛ. В качестве нетеплоюого датчика расстояния использовали оптический датчик расстояния наоснове лазера, генерирующего ультрафиолетовое излучение с длиной волны0,337 мкм. Сравнение кривых, аналогичных кривым на фиг.2 и 3, позволило получить истинную временную зависимость температуры каждого участка исследуемой поверхности объекта,аналогичную зависимости, представленной на кривых СФ и о фнг.4, и дало возможность точно определить наличие и местоположение дефектов, что подтвер,ждалось при проведении разрушающих испытаний.Использование предлагаемого способа обнаружения дефектов в многослойных объектах обеспечивает повышение точности контроля при использовании механических и оптико-механических систем сканирования,и, тем самым, облегчает как совершенствованиефтехнологии изготовления многослойных объектов, так н устранение обнаруженных дефектов в готовых иэделиях. 20Формула изобретенияСпособ обнаружения дефектов в многослойных изделиях путем сообщения 25 объекту поступательного движения, локального нагрева и регистрации временного распределения температурыЪ участка поверхности изделия с помо-щью расположенных над исследуемой поверхностью изделия приемников тепла,находящихся на различных расстоянияхот источника локального нагрева, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности контроля, одновременно с регистрацией временяого распределения температуры участка поверхности иэделия приемниками тепла регистрируют вдоль той же линиисканиования изменение расстояния междуриемниками тепла и исследуемой по,:.верхностью изделия нетепловымидатчиками расстояния, прикрепленными кприемникам тепла и сканирующими исследуемую поверхность изделия синхронно с приемниками тепла, сравниваютсигналы приемников тепла с сигналами датчиков расстояния и по результатам сравнения судят о наличии вобъекте дефектов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бекешко Н.А. Неразрушающийконтроль соединений тепловым методом."Дефектоскопияф, 1973, Р 5, с.118-121.2. Авторское свидетельство СССРР 699410, кл. 6 01 й 25/72, 1974879428 Составитель А.ХеньшенинаТехред Т.Маточка Корректор Л.Вокш тор Н.КолядаЮЮ филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,4 аказ 9707/11 Тираж 910 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раушская наб., д.4/5