Устройство для ультразвукового контроля труб

Изобретение относится к акустическим методам цераэрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии труб с переменной кривизной поверхности, в 5 частности изогнутых участков (гибов) трубопроводов, и является усовершенствованием авт.св. Р 932396.Целью изобретения является повышение точности контроля труб с перемен цои кривизной поверхности путем совмещения акустической оси преобразователя УЗ колебаний с точкой ввода, изменяющей свое положение на рабочей поверхности призмы при контроле труб 15 с переменной кривизной поверхности.На.фиг, 1 схематично представлено устройство для УЗ контроля труб с механическим приводом для перемещения преобразователя; ца фиг, 2 - то же, 20 с электрическим приводом; на Фиг, 3 датчик-измеритель локальной кривизны устройства для УЗ контроля труб с элсктрическим приводом для перемещения преобразователя. 25Устройство для ультразвукового контроля труб содержит призму 1 с криволинейной рабочей поверхностью 2 и преобразователь 3 УЗ колебаний с30 рабочей поверхностью 4, акустически связанной с призмой 1, установленный ца призме 1 подвижно в направлении пересечения рабочей поверхности 4 преобразователя 3 с плоскостью,пер 3 пендикулярной рабочей поверхности 2 призмы 1. Позицией 5 на фигурах обозначена контролируемая труба. Устройство также содержит механизм 6 слежения эа изменением радиуса кривизны контролируемой поверхности трубы 5 и связанный с механизмом 6 механический или электрический привод 7 для перемещения преобразователя 3. Кроме того, устройство содержит опорный ролик 8, связанный с призмой 1, радиус которого выбирается с учетом характеристик объекта контроля (трубы 5) иоптимального угла падения УЗ луча на внутреннюю поверхность трубы 5. Радиус кривизны рабочей поверхности 2 призмы 1 выбран большим максимального радиуса кривизны внешней поверхности трубы 5, Устройство также содержит оправку 9, в которой жестко закреплен преобразователь 3, и направляющую 10, установленную ца призме 1 и взаимодействующую с оправкой 9, обеспечивая в ходе контроля перемещение преобразователя 3 под действием привода 7 в заданном направлении, При использова-. нии механического привода 7 последний может включать установленную на призме 1 зквидистацтно ее рабочей поверхности 2 направляющую 11 и установленный ца направляющей 1 ползун 12. Ролики 13 ползуна 12 предназначены для контакта с контролируемой поверхностью трубы 5. Сам механический привод 7 в этом случае включает телескопический стержень 14, установленйый перпендикулярно преобразователю 3, жестко с ним связанный и шарнирно связанный с ползуцом 12, При использовании элект" рического привода 7 устройство дополнительно содержит блок 15 обработки сигнала, а механизм слежения в этом случае включает датчик-измеритель 16 локальной кривизны с электрическим выходом, Датчик-измеритель 16, в свою очередь, содержит П-.образную рамку 17, установленные на ее концах ролики 18 и установленный в середине перекладины телескопический индикатор 19 часового типа,У стройство для контроля труб работает следующим образом.Устанавливают. устройство ца контролируемую трубу 5 так, что ее наружной поверхности касаются ролик 8 и рабочая поверхность 2 призмы 1. Преобразователь 3 излучает колебания и принимает эхо-сигналы, образующиеся в трубе 5. При изменении в процессе сканирования кривизны наружной поверхности контролируемой трубы .5 точка контакта рабочей поверхности 2 призмы 1 (т,е. зона акустического контакта) смещается относительно точки опоры ролика 8 и одновременно происходит перемещение преобразователя 3 по призме 1 в направлении пересечения рабочей поверхности 4 преобразователя 3 с плоскостью, перпендикулярной рабочей поверхности 2 призмы 1, в результате действия привода 7, управляемого механизмом 6. Перемещение преобразователя 3 происходит таким образом, чтобы соблюдалось усХ расстояние от центра ролика 8 до центра преобразователя 3; радиус ролика 8;г - радиус кривизны наружной поверхности контролируемой трубы 5;Е - радиус кривизны рабочей поверхности 2 призмы 1, . 5При использовании механического привода 7 перемещение преобразователя 3 происходит следующим образом.С изменением местоположения точки контакта рабочей поверхности 2 ползун 10 12 за счет роликов 13 перемещается по криволинейной направляющей 11 В зону контакта. Перемещаясь, ползун 12 приводит в движение шарнирно связанный с нцм телескопический стержень 15 14, который в своем движении толкает оправку 9 вдоль направляющей О, Так как преобразователь 3 жестко закреплен в опрапке 9 таким образом,что его центр совпадает с местом крепте1. ния стержня 14 в оправке 9, акустическая ось преобразователя 3 независимо от вариаций крцвизны наружной поверхности контролируемой трубы 5 прц сканировании всегда будет проходить 25 через центральную точку зоны контакта. Поскольку расстояние между роликамц 13 весьма незначительно, высота сегмента короткой дуги окружности наружной поверхности трубы 5 прц вариации З 0 кривизны последней изменяется мало и это практически не отражается на на-. дежности акустического контакта призмы 1 с трубой 5, осуществляемого через слой (не показан) масла на грани це контакта, Стабильность акустического контакта призмы 1 с трубой 5 при вариации кривизны последней также обеспечивается прц плавающе подвеске роликов 13 а ползуне 12 или под4 вижном соединении направляющей 11 с призмои 1.При использовании электрического привода 7 перемещение преобразователя 3 происходит следующим образом, 45При изменении кривизны наружной поверхности контролируемой трубы 5 телескопический индикатор 19, касающийся трубы 5 в точке, расноложенноц между роликами 18 рамки 17, и отстоя щий от каждого цз них на расстоянии Ь, изменяет свою длину на величину д. Датчик-измеритель 16 вырабатывает электрический сигнал, пропорциональ- ный радиусу г крцвцзпы трубы 5, опре деляемому из выражения(2) Сигнал с выхода датчика-измерителя 16 поступает в блок 15 обработки сигнала, в котором Формируется по зависимости (1) сигнал управления приводам 7, пропорциональный расстоянию ,)( от центра ролика 8 до центра преоб-. разователя 3. Электрический привод 7 обеспечивает перемещение преобразователя 3, жестко закрепленного в оправке 9, вдоль направляющей 10 и совпадение акустической оси преобразователя 3 независимо от вариаций кривизны трубы 5 при сканировании с центральной точкой зоны контакта, При плавном изменении кривизны трубы 5 датчик-измеритель 16 может жестко крепиться непосредственно на призме 1, и в этом случае погрешность, обусловленная несовпадением точки измерения кривизны с точкой акустического контакта призмы 1, невелика. При резком изменении кривизны трубы 5 датчик-измеритель 16 может подвижно крепиться на призме 1 посредством механизма (не показан), аналогичного механизму б, слежения при использовании 1механического привода 7, включающего направляющую 11 и ползун 12,что Обеспечивает совпадение точки измерения кривизны с точкой акустического контакта призмы 1.Формула изобретения1. Устройство для ультразвуковогоконтроля труб по авт.св, 11 932396,о т л и ч а ю щ е е с,я тем, что,с целью повышения точности контролятруб с переменноц кривизной поверх-,ности, оно снабжено механизмом слежения за изменением радиуса кривизныконтролируемой поверхности трубы исвязанным с ним приводом для перемещения преобразователя ультразвуковыхколебаний, причем преобразовательустановлен на призме подвижно в направлении пересечения рабочей поверхности преобразователя с плоскостью,перпендикулярной рабочей поверхности призмы,2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что механизмслежения выполнен в виде установленной на призме эквидистантно ее рабочей поверхности направляющей и установленного на направляющей ползунас роликами, предназначенными дляконтакта с контролируемой поверхностью трубы, а привод выполнен в ви 1244582/ч а ю щ е е с ятем, что оно дополнительно снабжено блоком обработки сигнала, привод выполнен электрическим, механизм слежения выполнен в виде датчика-измерителя локальной кривизны с электрическим выходом, а блокобработки сигнала установлен между.датчиком-измерителем и электрическимприводом1244582 Составитель В. Гондаревский Техред Л.Олейник Ко ектор С. Шекмар актор А. Маковск Тираж 778 ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам нэобретений и открытий 13 Ь 35, Москва, Ж, Раушская наб д