Способ ультразвукового контроля качества листовых изделий

(о1959,зобр к акустичес времен прох женных эхо- бездефектно ение отн м неразр ть испол е(УЗ) дефприменяе участк Фектн ля Фи дефек тостенки" хиос ающая амплиульсов приого участка при выявлении пор розией стенки труЦель изобретен ности определения у донной поверхно использования при л л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(46) 30,09.89, Бюл, У 36 (71) Московский институт нефти и газ им, И,М,Губкина(56) Балаэовский М.Я, Ультразву) вая дефектоскопияМ.: Машгиз, с. 58.Авторское свидетельство СССР Р 794497, кл, С О 1 Ы 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 издели за счет наблюдения формы суперпозиции донных сигналов и измерения их временных параметров, Два наклонных ушающего контроляьэовано при ультрактоскопии листовых ои при выявлениина внутренней позделий, например жений язвенной коропровода.я - повьппение точглубины дефектов ти изделия эа счет измерениях глубины преобразователя с прцзмамц различнойвысоты, обращенных однц к другому,например входящие в стандартный ультразвуковой (УЗ) раздельно-совмещенныйпреобразователь, устанавливают на изделии, Одновременно излучают и принимают преобразователямц импульсыУЗ-колебаний, На бездефектцом участке суперпозиция продетектировацныхчетырех эхо-сигцалов: цэлученцого ипринятого первым преобразователем,иэлученного и принятого вторым преобразователем, излученного первым и .принятого вторым преобразователем ииэлучецного вторым и принятого первымпреобразователем, принимает характерный вид симметричного трезубца,Измеряют время прихода крайних эхосигналов. На дефектном участке формасигнала изменяется, Вновь измеряютвремя прихода крайних эхо-сигналов ис помощью измеренных величин определяют глубину залегания. дефекта, 4 ил. ждения однократно отрапульсов на дефектном иучастках,На фиг1 представлена схема контробездефектного а иэделия; на г,2 - то же, де ого участка изделия; на фиг,3 - огцбтуда принимаемых эхо-имппроэвучивацци бездефектцизде ия; на фиг,4 - то же, при прозвучивании дефектного участка иэде 15 1672Способ УЗ-контроля качества листовых изделий заключается в следующем,На поверхности иэделия устанавливают два ориентированных один навстречу другому наклонных преобразователяс призмами различной высоты, В изделие одновременно излучают обоимипреобразователями импульсы УЗ-колебаний и также одновременно принимают 10обоими преобразователями эхо-импульсы, однократно отраженные донной по"верхностью изделия, Фиксируют времяпрохожденияоднократно отраженныхэхо-импульсов на бездефектном участке изделия. В случае наличия дефектафиксируют время про 1 ождения однократно отраженных эхо-импульсов на дефектном участке. Измеряют разнрстьи Дй зафиксированных времен и опре1деляют глубины Б 4 и Б залегания дефектов под каждым из преобразователейиз выражений:1Б = Б,5 С Д соя ;Б Б -0,5 С Дг.соя 3,где Б ; толщина изделия;Ъ - угол преломления УЗ-колебаний в изделии; 30С - скорость распространенияУЗ-колебаний в материалеизделия,Способ УЗ-контроля качества листовых изделий реализуется следующим об 35 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 ватели 1 и 2, Принятые преобразователями 1 и 2 отраженные импульсы УЗ-колебаний детектируются и поступают на один осциллографический индикатор (не показан) в виде суперпозиции че тырех донных сигналов. Время 1 прихода импульса УЗ-колебаний, иэлученно го преобразователем 1 и принятого преобразователем 2 на бездефектном изделии 3, равно времениприхода им пульса УЗ-колебаний, иэлученного преобразователем 2 и принятого преобразователем 1 на беэдефектном иэделии 3, и определяется из выражения 1+1 21,Сг С. Сгде 1и 1 - пути УЗ-колебаний впризмах преооразователей 1 и 2 соответственно;1 = Ь,/соя ь; 1 =Й./соя Ы; Ь, Ь - высота призмы преобразователей 1 и 2 соответственно;М, - угол ввода УЗ-колебанийв изделие 3;Ь - путь УЗ-колебаний в изделии 3 до донной поверхности 4, излученных преобразователямии 2; Ь = Бсоя (5;Б - толщина изделия 3;угол преломления УЗ-колебаний в изделии 3;С - скорость распространения УЗ- ьколебаний в материале призмпреобразователей 1 и 2; С - скорость распространения УЗколебаний в материале изделия 3,Время 1 прихода импулъаа УЗ-колебаний, излученного и принятого преобразователем 1 на бездефектном изделии 3, определяется иэ выражения1 Ь 2 (- - + - -) С, С Время С прихода импульса УЗ-ко 4лебаний, излученного и принятого преобразователем 2 на бездефектном изде- лии 3, определяется из выражения1 Ь 2( -- + - -) 4 С С Суперпозиция донных сигналов на беэдефектном участке иэделия 3 прини - мает характерный вид симметричного трезубца (фиг,3), Так, пля условий: Ь(=6 мм; Ь =3 мм; Б=20 мм; С, = =2670 м/с; С - 5850 мс;ь =7;=15,3 , времена прихода составляют:е=съ=10,52 10 с;=1,66 10 с;С=9,38:1 О с,В случае падения УЗ-колебаний на донную поверхность 4 изделия 3 с дефектами время й прихода каждого из четырех донных сигналов определяется их выражений:)Уо где Д 1 61- изменения пути УЗ-колебаний в изделии 3 до15донной поверхности 4,излученных преобразователями 1 и 2 соответственно,Д 1., =-ДБ,со,з Р; Д Ь,=ДЯ,Р;Д Б, - изменение толщины иэделия3 в точке пересечения акустической оси преобразователя 1 с донной поверхностью4 изделия 3;6 Б- изменение толщины изделия 3в точке пересечения акустической оси преобразователя2 с донной поверхностью 4 иэделия 3,Суперпозиция донных сигналов на де 30фектном участке изделия 3 принимаетвид, отличный от симметричного трезубца (фиг,4). Факт наличия локального дефекта на донной поверхности4 изделия 3 устанавливают по виду суперпозиции доннык сигналов,Количественную оценку глубины Д Блокального дефекта в зоне контроляпроизводят с помощью измерения разнос"ти времен И, ( -Е) и А =(С -,1)по выражениям:С 1ДБ, --(й - й)соз ф;СДБ = (Й-Т )соз Р. 45Так, в случае прихода сигналов=11,30 10 с и й =9,2010 с глубина дефекта в двух точках контролируемого участка изделия 3 составляет 6 Я=1,01 мм и ДБ =0,51 мм, Инфор 50мативны как абсолютные значения Й Б,и д Б , так и относительные значенияэтих величин в сравнении с толщинойБ, Информативны также среднее значеАБ +ДБ 55ние ". и перепад глубин (ЙБ,-.2 2 6- ДБ). Глубины Б залеганий дефектов определяют как Б =Б-ДБ.Величина разности высот призм преобразователей Ь -Ь выбирается большей возможных значений (ЬБ,-ДБ). Расстояние между точками ввода пре" образователей выбирается минимальным для достижения наибольшей точности определения места расположения ло" кального дефекта, Наличие под нреоб-разователями дефекта значительно легче обнаружить по изменению формы характерного трезубца (Фиг,3,4), чем по нЬбольшому смещению донного эхоимпульса 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 изобретенияСпособ ультразвукового контроля качества листовых иэделий, заключаю" щийся 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 щ и й с я тем, что, с целью повьппения точности определения глубины дефектов у донной поверхности иэделия, высоту призм преобразователей.выбирают различной, измеряют разность ДС, и 61 времени прохождения однократно отраже.ных зхо-импульсов на дефектном и беэдвфектном участках1 изделия., а глубины Б, и Б залегания дефектов под каждым из преобразователей определяют из выражений:Б, = БС М, соз/5;Б Б -05 С дй . созе,где Б - толщина иэделия;- угол преломления ультразву-ковых колебаний в изделии;С - скорость распространенияультразвуковых колебанийв материале иэделия.1 513 672 1 ГЬ1 Ю1Составитель В,ГондаревскийРедактор М,Келемеш Техред М.Моргентал Корректор М,Шароши Заказ 5897/48 Тираж 789 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101