Способ обнаружения дефектов на поверхности детали

 

Изобретение относится к оптической дефектоскопии и может быть использовано для обнаружения усталостных трещин, не распознаваемых при статическом нагружении детали. Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем обнаружения периодически раскрывающихся при растягивающей циклической нагрузке усталостных трещин. Цель достигается приложением к детали 7 знакопеременной нагрузки, освещением участка поверхности детали 7 инфракрасным излучением с помощью соответсвующего излучателя 4 и первого световода 2 и анализом амплитудных характеристик получаемого с помощью второго световода 3 и фотоприемника 5 выходного сигнала, при котором в качестве сигнала с бездефектного образца используют сигнал, поступающий с того же контролируемого участка детали 7 в течение полуцикла, на котором на деталь действует сжимающая нагрузка. Использование инфракрасного излучения позволяет повысить разрешающую способность за счет снижения уровня помех от внешнего освещения детали. При наличии усталостной трещины соответствующий полуциклу растяжения полупериод сигнала представляет собой отличающуюся от гармонической функцию, а соотвествующий полуциклу сжатия - гармоническую функцию. Способ позволяет различать трещины длиной 0,2-0,3 мм, не требует предварительной градуировки или точного поддержания заданного расстояния между торцами световодов и контролируемой поверхностью, а также не требует применения экспертных оценок для различения усталостных трещин от других дефектов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (И) 459 А1 (51)4 G 01 В 11/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

4ь

«4

4ь В

Оч сО

Фиа!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHRM

ПРИ ГКНТ СССР

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4283717/25-28 (22) 13,07,87 (46) 23.04,89, Бюл. N 15 (71) Куйбышевский авиационный институт им.акад. С.П.Королева (72) А.В.Кириллов, А.В.Данилов, А.С.Мостовой, М.А.Федоров и А.К.Горяев (53) 531. 715.27 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 741044, кл. G 01 В 11/30, 1977.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1167424, кл. G Ol В 11/30, 1983. (54) СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ДЕФЕКТОВ

НА ПОВЕРХНОСТИ ДЕТАЛИ (57) Изобретение относится к оптической дефектоскопии и может быть использовано для обнаружения усталостных трещин, не распознаваемых при статическом нагружении детали. Цель изобретения — расширение технологических возможностей путем обнаружения периодически раскрывающихся при растягивающей циклической нагрузке усталостных трещин. Цель достигает1474459

20 ся приложением к детали 7 знакопеременной нагрузки, освещением участка поверхности детали 7 инфракрасным излучением с помощью соответствующего излучателя 4 и первого световода

2 и анализом амплитудных характеристик получаемого с помощью второго световода 3 и фотоприемника 5 выходного сигнала, при котором в качестве сигнала с бездефектного .образца используют сигнал, поступающий с того же контролируемого участка детали 7 в течение полуцикла, на котором на деталь действует сжимающая нагрузка.

Использование инфракрасного излучения позволяет повысить разрешающую способность за счет снижения уровня

Изобретение относится к оптической дефектоскопии и может быть использовано для обнаружения усталостных трещин, не распознаваемых при статическом нагружении детали. 5

Цель изобретения — расширение технологических возможностей путем обнаружения периодически раскрываю- щихся при растягивающей циклической нагрузке усталостных трещин.

Предлагаемый способ достигается приложением к детали знакопеременной нагрузки, освещением участка поверхности детали инфракрасным излучением с помощью соответствующего излучате1S ля и первого световода и анализом амплитудных характеристик получаемого с помощью второго световода и фотоприемника выходного сигнала, при котором в качестве сигнала с бездефектного образца используют сигнал, поступивший с того же контролируемого участка детали в течение полуцикла, на котором на деталь действует сжимающая нагрузка.

На фиг.1 показана схема установки для реализации способа; на фиг.2— выходной сигнал, получаемый на выходе фотоприемника при наличии на

30 поверхности детали периодически раскрывающейся при циклической нагрузке усталостной трещины.

Установка содержит подвижную головку 1, в которой закреплены концы двух световодов 2 и 3, инфракрасный 35 излучатель 4, фотоприемник 5, также работающий в инфракрасном диапазоне, помех от внешнего освещения детали.

При наличии усталостной трещины соответствующий полуциклу растяжения полупериод сигнала представляет собой отличающуюся от гармонической функцию, а соответствующий полуциклу сжатия — гармоническую функцию. Способ позволяет различать трещины длиной 0,2-0,3 мм, не требует предварительной градуировки или точного поддержания заданного расстояния между торцами световодов и контролируемой поверхностью, а также не требует применения экспертных оценок для различения усталостных трещин от других дефектов. 2 ил. и устройство 6 отображения на электронно-лучевой трубке выходного сигнала фотоприемника 5 с соответствующей разверткой сигнала по времени.

Способ обнаружения дефектов по поверхности детали осуществляют следующим образом.

Подвижную головку 1 подносят к контролируемому участку поверхности детали 7 на расстояние, необходимое для получения на экране электроннолучевой трубки устройства 6 отображения устойчиво воспроизводимого изображения сигнала с фотоприемника 5. К детали 7 прикладывают знакопеременную циклическую нагрузку от возбудителя (не показан), создающего монотонно изменяющуюся нагрузку с полуциклами растяжения и сжатия, Включают инфракрасный излучатель 4, .по одному световоду 2 направляют поток электромагнитного излучения на контролируемый участок поверхности детали 7, а по другому световоду 3— отраженный от этого участка поток излучения на фотоприемник 5. Так как световоды 2 и 3 пропускают не только инфракрасное излучение, яо и видимый свет, то помехи, связанные с внешним освещением детали, отсеиваются за счет ограничения спектральной чувствительности фотоприемника 5 полосой инфракрасного излучения. Это снижает уровень фоновой засветки фотоприемника 5 и повышает его разрешающую способность. труда

У крывающихся при растягивающей циклической нагрузке усталостных тре25 щин, прикладывают к детали знакопеременную циклическую нагрузку, в качестве потока электромагнитного излучения используют поток инфракрасного излучения, в качестве сигнала с бездефектного образца используют сигнал, поступающий с того же контролируемого участка детали в течение полуцикла, в котором на деталь действует сжимающая нагрузка.

Предлагаемый способ позволяет различать трещины длиной 0,2-0,3 мм и отличается простотой реализации, так как он не требует ни предварительной градуировки аппаратуры по каким-либо эталонным образцам, ни точного поддержания заданного расстояния между торцами световодов и контролируемой поверхности. Кроме того, способ позволяет расширить область применения методов оптической дефектоскопии и (474459

Для распознавания периодически повысить производительность раскрывающейся усталостной трещины на контрольных операциях. проводят сравнительный анализ выходного сигнала с фотоприемника 5 в по- Ф о р м.у л а н з о б р е т е н и я

5 луциклах растяжения и сжатия детали

7. При наличии усталостной трещины Способ обнаружения дефектов на соответствующий полуциклу сжатия по- поверхности детали, заключающийся лупериод сигнала представляет собой в том, что на исследуемый участок гармоническую функцию, а соответст- 0 поверхности детали по одному световующий полуциклу растяжения — функ- воду направляют поток электромагнитцию, отличающуюся от гармонической ного излучения, по другому световод (фиг.2 гармоническая функция сиг- направляют отраженный от этого участ нала в полуцикле растяжения, для ка поток излучения на фотоприемник, бездефектного образца, представлена 15 анализируют амплитудные характериспунктиром). Наблюдение таких функций тики сигнала фотоприемника и по их на экране электронно-лучевой трубки отклонению от характеристик сигнала устройства 6 отображения позволяет с бездефектного образца определяют однозначно идентифицировать усталост- наличие дефекта, о т л и ч а ю— ные трещины и не требует применения 20 шийся тем, что, с целью расширеэкспертных оценок для их различения ния технологических возможностей .от других дефектов. путем обнаружения периодически рас