Способ акустической дефектоскопии многослойных изделий

 

Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля. Целью изобретения является повьшение информативности контроля - вследствие определения глубины залегания дефекта благодаря измерению разности расстояний между излучающим и приемным преобразователями, соответствующих синфазным точкам приема в зоне дефекта. После обнаружения дефекта 11 в многослойном изделии 10 велосиметрическим методом с регистрацией фазы устанавливают в зоне дефекта излучающий 8 и приемный 9 преобразователи на расстоянии L и фиксируют значение фаз ы с помощью регистратора 5. Затем плавно изменяют расстояние между преобразователями 8 и 9 до тех пор, пока фаза вновь не примет зафиксированного значения, и измеряют в этот момент расстояние 1 между преобразователями 8 и 9. Глубину залегания дефекта определяют по разности расстояний L и 1 с физико-механичес-i ких параметров материала контролируемого изделия 10 и рабочей частоты . 1 ил. i СЛ 00 СЛ о О5 о ;о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51) 4 G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4124050/25-28 (22) 10.07.86 (46) 07. 11.87. Бюл. Р 41 (72) 10.Ã.Êóòþðèí, Д.Н.Калинин и Д.Е.Ефимов (53) 620.179.16 (088.8) (56) Приборы для неразрушающего .контроля материалов и изделий, Справочник под ред.В.В.Клюева, кн.2, М.: Машиностроение, 1976, с,260-265 °

Там же, с.265-266. (54) СПОСОБ АКУСТИЧЕСКОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ МНОГОСЛОЙНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к области акустических методов нераэрушающего контроля. Целью изобретения является повышение информативности контролявследствие определения глубины залегания дефекта благодаря измерению разности расстояний между излучаю-! щим и приемным преобразователями, соответствующих синфазным точкам приема в зоне дефекта ° После обнаружения дефекта ll в многослойном изделии 10 велосиметрическим методом с регистрацией фазы устанавливают в зоне дефекта излучающий 8 и приемный 9 преобразователи на расстоянии

L и фиксируют значение фазы с помощью регистратора 5. Затем плавно изменяют расстояние между преобразователями 8 и 9 до тех пор, пока фаза вновь не примет зафиксированного значения, и измеряют в этот момент расстояние 1 между преобразователями 8 и 9. Глубину залегания дефекта определяют по разности расстояний

L и 1 с учетом физико-механических параметров материала контролируемого изделия 10 и рабочей частоты. 1 нл.

1350609

Изобретение относится к акустическим методам нераэрушающего контроля и может быть использовано при дефектоскопии многослойных изделий велосиметрическим методом.

Цель изобретения — повьппение информативности контроля за счет определения глубины залегания дефекта.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего способ акустической дефектоскопии многослойных изделий.

Способ акустической дефектоскопии многослойных изделий заключается в следующем.

На поверхности контролируемого изделия устанавливают пару преобразователей на фиксированном расстоянии L друг от друга. Одним преобразователем возбуждают в изделии иэгибные колебания,,а другим — принимают их. Фазу принятых колебаний измеряют и определяют по ней наличие дефекта. При обнаружении дефекта преобразователи располагают в центре зоны дефекта и фиксируют фазу принятых колебаний. Затем преобразователи перемещают друг относительно друга до тех пор, пока фаза принятых колебаний не примет ранее зафиксированного значения, По достижении фазой принятых колебаний зафиксированного значения измеряют расстояние 1 между преобразователями и определяют глубину h залегания дефекта из выражения

«)LLf

1 2

1 1 и где f - частота возбуждаемых колебаний; плотность материала контролируемого изделия;

,E — коэффициент Пуассона и модуль упругости материа. ла контролируемого изделия в направлении взаимного перемещения преобразователей; разность расстояний между преобразователями, соответствующих синфазным точкам приема.

Устройство, реализующее способ акустической дефектоскопии многослойных изделий, содержит электрически последовательно соединенные генератор 1, фазовращатель ?, формирова20

45 тель 3, фазоизмерительный блок 4 и регистратор 5. Устройство .также содержит электрически последовательно соединенные усилитель 6 и формирователь 7. Кроме того, устройство содержит пару преобразователей 8 и 9.

На чертеже обозначены контролируемое изделие 10 и дефект 11 контролируемого изделия. Вход усилителя 6 соединен с преобразователем 9, а выход формирователя 7 — с вторым входом фаэоиэмерительного блока 4.

Преобразователь 8 соединен с выходом генератора 1., Способ акустической дефектоскопии многослойных изделий осуществляют следующим образом.

Излучающий 8 и приемный 9 преобразователи устройства, например дефектоскопа УВФД-I, после предвари тельной настройки на эталонном образце (не показан) устанавливают на расстоянии L друг от друга на поверхности контролируемого изделия

10. Преобразователь 8 с помощью генератора 1 возбуждает в иэделии 10 иэгибные колебания частотой Г .

Преобразователь 9 принимает возбужденные колебания, которые через усилитель б и формирователь 7 поступают на второй вход блока 4. С выхода генератора 1 колебания поступают через фаэовращатель 2 и формирователь 3 на первый вход блока 4.

В ходе контроля преобразователи

8 и 9, сохраняя фиксированное рас- стояние L между собой, сканируют поверхность изделия 10. При наличии в изделии 10 дефекта 11, например расслоения, скорость распространения изгибных колебаний изменяется и, следовательно, изменяется фаза сигнала, поступающего на второй вход блока 4. Изменение разности фаз сигналов,измеряемое блоком 4, регистрируется регистратором 5. В ходе сканирования определяют границы дефектного участка и оконтуривают дефект 11. После оконтуривания преобразователи 8 и 9 устанавливают на поверхности контролируемого изделия

10 в зоне дефекта 11 на расстоянии друг от друга.

Управляя фазовращателем 2, добиваются совпадения по фазе сигналов с выходов формирователей 3 и 7.

Взаимно перемещают преобразователи

8 и 9 в зоне дефекта 11 соединяющей

1350609

45 где

S0 P) E

Тираж 776 Подписное

ВНИИПИ Заказ 5281/46

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з их линии,т.е.в плоскости чертежа, например, путем плавного удаления приемного преобразователя 9 от излучающего неподвижного преобразователя 8, В ходе перемещения наблюдают за показаниями регистратора 5 и, когда он зарегистрирует вновь совпадение по фазе сигналов с выходов формирователей 3 и 7, оканчивают перемещение и измеряют расстояние 1 меж,ду преобразователями 8 и 9. Вычисляют разность (1-L) расстояний между преобразователями 8 и 9, соответствующих фаэным точкам приема.

Разность (1-1.) равна длине волны изгибных колебаний, возбуждаемых в слое материала контролируемого изделия 10, отделенном дефектом 11.

Глубину h залегания дефекта 11 определяют из выражения (1-L) 1

h = 7

И где f - частота колебаний преобразователя 8;

1 — плотность материала контролируемого изделия 10;

P — - коэффициент Пуассона материала контролируемого изделия 10 в направлении взаимного перемещения преобразователей 8 и 9;

Š— модуль упругости материала контролируемого изделия 10 в направлении взаимного перемещения преобразователей

8и9.

Линию взаимного перемещения преобразователей для анизотропных материалов выбирают совпадающей с направлением, для которого известны модуль Е упру ости и коэффициент р

Пуассона. Для изотропных материалов направление линии перемещения выбирают произвольно.

Например, для изделия из органического стекла (Е = 5,35.10 Н/м

P = 1,2 10 кг/м ; р = 0,35) при работе на частоте f = 10 Гц и при глубине залегания дефекта h =

10 м длина изгибной волны, распространяющейся в отделенном дефектном слое, равна 1,14 10 м.

Для случая, когда линейный размер, имитирующий в расчетах дефект пластины, зажатой по контуру, превышает 3-4 длины волны иэгибных колебаний, может быть принято допущение о безграничности пластины.

10 Таким образом, теоретически глубину залегания можно определить для дефектов, начиная с диаметра 4 10 м.

Однако, на практике вследствие конечных размеров преобразователей глу15 бину залегания дефекта можно опре. делить при условии, что его размеры не менее 2 10 м.

Формула изобретения

Способ акустической дефектоскопии многослойных изделий, заключающийся в том, что устанавливают на по. верхности изделия на фиксированном расстоянии L пару преобразователей, возбуждают одним преобразователем в изделии изгибные колебания, принимают другим преобразователем возбужденные колебания, измеряют фазу

З0 принятых колебаний и по ней определяют наличие дефектов, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения информативности контроля за счет определения также и глубины залегания дефекта, в зоне дефекта взаимно перемещают преобразователи вдоль соединяющей их линии до тех пор, пока фаза принятых колебаний не примет первоначального значения, измеряют

40 расстояние 1 между преобразователями, а глубину h залегания дефекта определяют иэ выражения

h = (1-1) f -)3 (! p ) / ГЕ, частота возбуждаемых колебаний; плотность материала контролируемого изделия; коэффициент Пуассона и модуль упругости материала контролируемого изделия в направлении взаимного перемещения преобразователей.