Устройство для ультразвукового контроля сварных швов продольно-поперечным сканированием

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ,ШВОВ ПРОДОЛЬНО-ПОЙЕРЕЧНЫМ СКАНИРОВАНИЕМ, содержащее направляющую, каретку, шток, под .вижно установленный на каретке, и .закрепленный на штоке преобразователь с механизмом прижима, отличающееся тем, что, с целью повьшения надежности и производительности контроля, оно снабжено установ-, ленной с возможностью вращения на каретке осью, жестко установленными на ней программным диском и зубчатым колесом и упорами, установленными на направляющей и взаимодействующими в ходе контроля с программным диском, .а шток вьтолнен в виде зубчатой рейки , входящей в зацепление с зубчатым колесом, 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что концевые части упоров установлены .с возможностью поворота вокруг своей оси по направлению к центру устройства и на различной высоте, а программный i диск выполнен в виде радиальных лепестков , причем лепестки с четными (Л и нечетными номерами установлены на С различной высоте и каждый лепесток сдвинут относительно предьщущего на угол Kfl , определяемый из выражения о.„ 1Г-ГлС „ где - коэффициент преобразования вращательного движения программного диска в линейное перемещение преобразователя ; -i, величина очередного п -го поперечного щага) п - порядковый номер шага сканирования .

(! 9) (1 I) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5!)4 С 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ каретке осью, жестко установленными на ней программным диском и зубчатым колесом и упорами, .установленными на направляющей и взаимодействующими в ходе контроля с программным диском, .а шток выполнен в виде зубчатой рейки, входящей в зацепление с зубчатым колесом.

2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что концевые части упоров установлены с возможностью поворота вокруг своей оси по направлению к центру устройства и на различной высоте, а программный диск выполнен в виде радиальных лепестков, причем лепестки с четными и нечетными номерами установлены на .различной высоте и каждый лепесток сдвинут относительно предыдущего на угол К, определяемый из выражения где

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

21) 3673692/25-28

22) 09. 12.83 (46) 30.09.85. Бюп. № 36 (72) А.А.Марков, Ю.А.Корольков и А.К.Гурвич (71) Научно-исследовательский институт мостов. Ленинградского ордена Ленина института инженеров железнодорожного транспорта им. акад. В.Н.Образцова (53) 620. 179. 16 (088. 8) (56) Гурвич А.К., Кузьмина Л.И.

Справочные диаграммы направленности искателей ультразвуковых дефектоскопов. - Киев: Техника, 1980, с. 55-64.

Разработка системы и вспомогательных средств для неразрушающего контроля качества сварных соединений при монтаже пролетных строений. Отчет по

НИР НИИмостов ЛИИЖТа. Г.P. ¹ 81041896, 1981. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ СВАРНЫХ, ШВОВ ПРОДОЛЬНО-ПОПЕРЕЧНЫК СКАНИРОВАНИЕМ, содержа-. щее направляющую, каретку, шток, под,вижно установленный на каретке, и закрепленный на штоке преобразователь с механизмом прижима, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и производительности контроля, оно снабжено установленной с возможностью вращения на м.„="-Г 4С и — коэффициент преобразования вращательного движения программного диска в линейное перемещение преобразователя, величина очередного и -ro ч поперечного шага, и — порядковый номер шага сканирования.

Изобретение относится к ультразвуковой дефектоскопии и может быть использовано при контроле продольно-поперечным сканированием сварных швов, в частности, металло- 5 кочструкций.

Целью изобретения является повышение надежности и производительности контроля вследствие автоматической установки заданных параметров сканироваиия, что позволяет точно соблюдать параметры сканирования при сосредоточении внимания оператора на индикаторах дефектоскопа.

На фиг. 1 представлено устройство !5 для ультразвукового контроля сварных швов продольно-поперечным сканированием, общий вид; на фиг. 2 — то же, поперечный разрез, на фиг. 3— конструкция программного диска„ рас- 20 считанного для конкретных параметров сканирования, на фиг. 4 — схема взаимодействия программного диска с упором.

Устройство для ультразвукового 25 контроля сварных швов продольно-по.перечным сканированием содержит направляющую 1, каретку 2 и шток 3, подвижно установленный на каретке 2, а также механизм 4 прижима и установ-Зо ленный в нем преобразователь 5. Механизм 4 прижима, выполненный, например, в виде магнитного прижима,, закреплен на штоке 3, Кроме того, устройство содержит установленную с возможностью вращения на каретке 2 ось 6, жестко установленные на ней программный диск 7 и зубчатое колесо 8, а также упоры 9, установленные на направляющей 1 и взаимодействующие в ходе контроля с программным диском 7.

Иток 3 выполнен в виде зубчатой рейки, входящей в зацепление с зубчатым колесом 8. Концевые части упоров 9 установлены с возможностью поворота вокруг своей оси по направлению к центру устройства и на различной высоте. Программный диск 7 5р выполнен в виде радиальных лепестков. Каждый лепесток диска 7, начиl ная со второго, сдвинут относительнс предыдущего на угол о „, определяемый из выражения 55 где (— коэффициент преобразования вращательного движения программного диска 7 в линейное перемещение преобразователя 5, величина h --ro поперечного шага, n — порядковый номер шага сканирования.

Лепестки диска 7 с четными и не четными номерами установлены на раз1личной высоте.

На фиг. 1 -4 обозначены контролируемое изделие 10, сварной шов 11, траектория 12 продольно-поперечного сканирования.

Упоры 9 установлены на направляющей 1 таким образом, что их концевые части располагаются симметрично на расстоянии а относительно линии, проходящей через ось 6 параллельно оси сварного шва. Величина а должна быть равна или несколько меньше величины

R cos(†-) нос

2 где R — радиус программного диска 7, (до, — угол поворота диска 7 при последнем максимальном шаге поперечного перемещения преобразователя 5.

На фиг. 3 римскими цифрами обозначены порядковые номера лепестков программного, диска 7, рассчитанного для конкретных параметров сканирования. Значения поперечных шагов д.С

Т,h сканирования определяли для случая контроля изделия 10 иэ стали при толщине сварного шва 11 равной 50 мм наклонным преобразователем 5 с углом ввода ультразвукового луча 65 из произведения частоты излучаемых колебаний на радиус пьезопластины 15 ммх х МГц, стрелой преобразователя 15 мм и средним путем ультразвукового луча в призме 11 мм. Выбор коэффициента преобразования производили с учетом условия

Г (=г",/r ьс н

Дпя расчетов коэффициент преобразования принимали равным 3, 1 град/мм.

Результаты расчетов следующие:

1182383

29 43

20

10 31,0 43,4

Порядковый номер шага, п

Величина и-ro поперечного шага сканирования, 6Ct, мм

Угол поворота диска 7 при и-ом шаге сканирования, у„, град

Угол сдвига n-ro лепестка диска 7 относительного (п-1)-го лепестка, К,, град.

Устройство для ультразвукового контконтроля сварных швов продольно-поперечным сканированием работает следующим образом.

Перед проведением контроля определяют параметры сканирования и выби20 рают соответствующий программный диск 7. Затем устанавливают устройство на кон гролируемом изделии 10, выдвигают шток 3 так, чтобы преобразователь. 5 располагался на минимально возможном

25 расстоянии от оси контролируемого шва 11 (передняя грань преобразователя располагается около ближнего края валика усиления сварного шва 11) и отводят каретку 2 к упору 9, предназначенному для взаимодействия с лепестка-ЗО ми диска 7, обладающими четными номерами. После этого устанавливают на ось 6 выбранный диск 7 и фиксируют

его таким образом, чтобы лепесток диска 7 под первым порядковым номе- 35 ром был отклонен относительно нормали к продольной оси сварного шва 11 на величину < в сторону движения

2 в каретки 2 при первом продольном хо- 40 де. Приступая к контролю, перемещают каретку 2 по расположенной параллельно оси сварного шва 11 направляющей 1. Перемещение каретки 2 производится вручную или с помощью электромеханического привода (не показан).

По достижении кареткой 2 установленного на направляющей 1 упора 9 последней взаимодействует с лепестками диска 7 под первым порядковым номером, в результате чего ось 6 и зубчатое колесо 8 поворачиваются на угол (g, . Выполненный в виде зубчатой рейки, входящей в зацепление с зубчатым колесом 8, шток 3 осуществляет линейное перемещение пре,образователя 5 на величину первого

1поперечного шага Ь С „. После переме62 1 900 1334 в

136,6 117,9 90,0 4Ь,6 щения преобразователя 5 каретку 2 еремещают в обратном направлении. ри этом лепесток диска 7 под первым порядковым номером поднимает концевую часть упора 9, с которым он только что взаимодействовал, путем ее поворота вокруг своей оси по направлению к центру .устройства. По достижении кареткой 2 другого упора 9, который расположен на другой высоте и предназначен для взаимодействия с лепестками диска 7, обладающими четными номерами, этот упор 9 взаимодействует с лепестком диска 7 под вторым порядковым номером, в результате чего ось 6 и зубчатое колесо 8 поворачиваются на угол q . 2

Шток 3 осуществляет линейное перемещение преобразователя 5 на величину второго поперечного шага h.С . После перемещения преобразователя 5 каретку 2 опять перемещают в обратном направлении, т.е. в том же направлении, что и при начале контроля. При этом лепесток диска 7 под вторым порядко- вым номером поднимает концевую часть упора 9, с которым он только что взаимодействовал, путем ее поворота вокруг своей оси по направлению к центру устройства.

Таким образом Г при многократном

I перемещении каретки 2 в прямом и обратном направлениях по направляющей 1 преобразователь 5 совершает заданную траекторию 12 продольнопоперечного сканирования. При сканировании надежный акустический контакт осуществляется механизмом прижима 4, а информация, получаемая при эхо-локации преобразователем 5 зоны сварного шва 11 поступает в ультразвуковой дефектоскоп (не показан) и виэуалиэуется на его индикаторах.! 182383

1) 82383

9 èã. 3 при ебратно жди фиг. 4, Составитель В.Гондаревский

Техред Л.Микеш . Корректор С.Черни

Редактор А.Лежнина

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 6097/41 Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5