Способ определения конфигурации дефекта в изделии

 

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Цель изобретения - повышение точности за счет измерения индикатриссы рассеяния в нескольких дополнительных точках поверхности дефекта. На поверхности изделия 1 устанавливают преобразователь 2 с переменным углом α ввода. Излучают и принимают преобразователем 2 импульсы ультразвуковых колебаний с фиксированным углом α<SB POS="POST">1</SB> ввода. Сканируют изделие и находят положение, в котором амплитуда эхо-импульса от точки "а" дефекта 3 максимальна. Восстанавливают в точке "а" перпендикуляр к направлению прозвучивания, соответствующему максимуму индикатриссы рассеяния, и определяют две дополнительных точки поверхности дефекта 3 на этом перпендикуляре на расстоянии, не меньшем длины волны и не большим половины ширины пучка ультразвуковых колебаний в материале изделия 1. Сканируют преобразователем 2 изделие 1 с одновременным изменением угла α так, чтобы акустические оси преобразователя 2 в каждом положении пересекались в дополнительных точках поверхности дефекта 3. Измеряют индикатриссы рассеяния дополнительных точек. С их помощью определяют другие дополнительные точки. Прозвучивание дефекта 3 проводят до тех пор, пока амплитуда эхо-импульсов от его крайних точек не упадет ниже регистрируемого уровня. По полученным индикатрисам рассеяния всех измеряемых точек поверхности дефекта 3 определяют его конфигурацию. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И1 (50 4 01 29 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

„1с i .;1:1,4 j

- г

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4254151/25-28 (22) 01,06,87 (46) 23.10,89, Бюл, Р 39 (71) Научно-производственное объединение по технологии машиностроения

"ЦНИИТИАШ" (72) В.F.. Белый, Г.А. Алексеев, В.М. Ушаков н О.В, Фещенко (53) 620.179.16 (088.8) ,(56) Авторское свидетельство СССР

У 1293630, кл, G 01 N 29/04, 1985, International Journal of Nondestructive Testing, 1985, v, 18, 1(I, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНФИГУРАЦИИ

ДЕФЕКТА В ИЗДЕЛИИ (57) Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Цель изобретения — повыщение точности за счет измерения индикатриссы рассеяния в нескольких дополнительных точках поверхности дефекта.

На поверхности изделия 1 устанавливают преобразователь 2 с переменным углом d ввода. Излучают и принимают преобразователем 2 импульсы ультразвуковых (УЗ) колебаний с фиксированным углом c(ввода, Сканируют изделие и находят положение, в котором амплитуда эхоимпульса от точки а дефекта 3 максимальна. Восстанавливают в точке а перпендикуляр к направлению прозвучивания> соответствующему максимуму индикатриссы рассеяния, и оп- ределяют две дополнительных точки поверхности дефекта 3 на этом перпендикуляре на расстоянии, не меньшем длины волны и не большем половины

1516958

10

15 ширины пучка УЗ колебаний в материале иэделия 1, Сканируют преобразователем 2 иэделие 1 с одновременным изменением угла d так, чтобы акустические оси преобразователя 2 в каждом положении пересекались в дополнительных точках поверхности дефекта

3. Измеряют индикатриссы рассеяния дополнительных точек. С их помощью

Изобретение относится к акустическим методам нераэрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии изделий.

Целью изобретения является повыше. ние точности за счет измерения локальных значений индикатриссы рассеяния поверхности дефекта в нескольких точках поверхности дефекта, Ца чертеже представлена схема реализации способа определения конфигурации дефекта в изделии.

Способ заключается в следующем, В изделие излучают пучок УЗ колебаний в одной плоскости под различными углами так, чтобы они пересекались в одной точке поверхности дефекта. Принимают отраженные дефектом

УЗ колебания в плоскости излучения и измеряют индикатриссу рассеяния данной отражающей точки поверхности дефекта, Затем в изделие излучают

УЗ колебания в той же плоскости под различными углами так, чтобы они пересекались во второй точке поверхности дефекта, лежащей на проходящем через первую точку перпендикуляре к направлению максимума индикатриссы рассеяния на расстоянии 1 от первой точки ° Принимают отраженные дефектом УЗ колебания в плоскости излучения и измеряют индикатриссу рассеяния второй отражающей точки поверхности дефекта, После этого в изделие излучают УЗ колебания в той же плоскости под различными углами так, чтобы они пересекались в третьей точке поверхности дефекта, лежащей на проходящем через вторую точку перпендикуляре к направлению максимума индикатриссы рассеяния с противоположной от первой точки стороны на расстоянии 1 от второй точки, Принимают отраженные дефекты

УЗ колебания в плоскости излучения

55 определяют другие дополнительные точки, Проэвучивание дефекта Э проводят до тех пор, пока амплитуда эхоимпульсов от его крайних точек не упадет ниже регистрируемого уровня, По полученным индикатриссам рассеяния всех измеряемых точек поверхности дефекта 3 определяют его конфигурацию. 1 э,п, ф-лы, 1 ил, и измеряют индикатриссу рассеяния третьей отражающей точки поверхности дефекта. Аналогично осуществляют прозвучивание других точек поверхности дефекта до тех пор пока ампли1 туда отраженных дефектом колебаний не будет ниже уровня регистрации.

Конфигурацию дефекта определяют с учетом выполненных измерений во всех проэвученных точках поверхности дефекта, Полученная в этом случае конфигурация дефекта дает воэможность определить форму дефекта в одной плоскости — в той, в которой производятся излучение и прием импульсов УЗ колебаний, При необходимости излучают в изделие УЗ колебания в нескольких дополнительных плоскостях и последовательно повторяют описанные операции, завершающиеся измерением индикатриссы рассеяния нескольких отражающих точек поверхности дефекта в дополнительных плоскостях прозвучивання. После этого конфигурацию дефекта определяют с учетом полученной в ходе измерений дополнительной информации.

Полученная в этом случае конфигурация дефекта дает возможность определить объемную форму дефекта, Расстояние 1 не менее длины волны и не более половины ширины пучка иэл;чаемых УЗ колебаний.

Способ реализуется следующим образом.

Устанавливают на поверхности контролируемого изделия 1 УЗ преобразователь 2, например> с переменным углом ввода и излучают и принимают с его помощью импульсы УЗ колебаний, При фиксированном угле ввода, например с(,, преобразователя 2 сканируют поверхность изделия 1, находят положение (на чертеже положение 1), в котором амплитуда эхоимлульса от де1516958 фекта 3 максимальна, и фиксируют координаты точки > — эпицентра отражения. В точке с> восстанавливают перпендикуляр к прямой, соединяющей точку и точку ввода преобразователя 2 в положении 1, На перпендикуляре на равном расстоянии 1 от точки

a e t o KH b H d, Сканируют поверхность изделия 1 преобразователем 2 при одновременном изменении угла с> ввода таким образом, чтобы акустические оси преобразователя

2 в различных положениях пересекались в точке Ь, Измеряют амплитуды A(a) отраженных дефектом 3 эхоимпульсов и сравнивают ее с амплитудой A (o() эхоимпульсов, отраженных эталонным боковым цилиндрическим отражателем> расположенным на глубине, равной глубине залегания прозвучиваемой точки

b, Находят положение преобразователя

2 (на чертеже положение II), при котором значение разности A(4) -А (с ) максимально, и определяют угол d q ввода в iTQM положении. В точке Ь восстанавливают перпендикуляр к прямой, соединяющей точку Ь и точку ввода преобразователя 2 в положении ТI

На перпендикуляре на расстоянии 1 от точки Ь откладывают со стороны, противоположной точке с>, точку с ..

Сканируют поверхность изделия 1 и изменяют угол Ы ввода преобразователя 2 при пересечении его акустических осей в точке с . Находят положение преобразователя 2 (на чертеже положение II .), при котором значение разности A(o() -A о(d). максимально, что наблюдается при угле Ы ввода.

В точке с восстанавливают перпендикуляр к прямой, соединяющей точку с и точку ввода преобразователя 2 в положении III На перпендикуляре на расстоянии 1 от точки с откладывают со стороны, противоположной точке с, точку f, Прозвучивают аналогично точку f и убеждаются, что при любом угле х ввода амплитуда отраженного эхоимпульса не превьппает принятый уровень регистрации. В этом случае точка f считается крайней точкой поверхности дефекта 3, Затем сканируют поверхность иэделия 1 и изменяют угол o(ввода преобразователя 2 при пересечении его акустических осей в точке d, 10

Находят положение преобразователя 2 (на чертеже положение IV), при котором значение разности А()-Ао(Н) максимально, что наблюдается при угле о(э ввода. В точке d восстанавлива- ют перпендикуляр к прямой, соединяющей точку d и точку ввода преобразователя 2 в положении IV, На перпендикуляре на расстоянии 1 от точки откладывают co cTopoHbl> противоположной точке о> > точку е, Прозвучивают аналогичным образом точку е и убеждаются, что при любом угле ввода амплитуда отраженного эхоимпульса не превышает принятый уровень регистрации, В этом случае точка е считается другой крайней точкой поверхности дефекта 3, Конфигурация дефекта в плоскости прозвучивания определяется путем построения ломаной линии fcbede.

В случае необходимости определения обьемной конфигурации дефекта 3 анало25 гичные измерения производятся в нескольких других плоскостях, Величину расстояния выбирают иэ условия

Я 1 1 ъ Л, где Л- длина волны излучаемых УЗ колебаний в материале иэделия 1; Б — ширина пучка УЗ колебаний, излучаемых преобразователем 2, При определении конфигурации дефекта целесообразно испольэовать в

35 качестве излучаемого пучка УЗ колебаний пучок, размер которого в поперечном сечении не превьппает размера дефекта. Если дефект меньше поперечного сечения УЗ пучка, ослабляется локальньп1 характер отражения, т.е. падает чувствительность к локальным неровностям поверхности дефекта, Чем больше дефект, тем надежнее фиксируют. ся максимумы эхоимпульсов от изломов

45 его поверхности. По полученным точкам поверхность дефекта может быть построена путем аппроксимации, т.е. операции графического или математического усреднения совокупности отрезков (каждая полученная точка соответствует центру элементарной отражающей площадки поверхности дефекта). Способ аппроксимации выбирают в зависимости от требуемой точности опи сания контура дефекта, При выборе

55 расстояния 1 меньше Л процесс измерений усложняется, а точность не увеличивается, что обусловлено волновой структурой поля, Величина расr.тояяия

1516958

Составитель В, Гондаревский

Техред Л.Олийнык

Корректор О, Кравцова

Редактор И. Горная

Заказ 6386/48 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, Ул. Гагарина,!О!

1 сверху ограничивается требуемой точностью построения контура дефекта, поскольку с уменьшением количества определяемых элементарных отражающих площадок уменьшается точность построения, При необходимости данный способ может быть применен для полного дефектоскопического контроля локальных объемов, например участка сварного шва, В этом случае на локальный объем накладывается координатная сетка, Dlar координатной сетки не должен быть меньше величины Л . Проводят сканирование последовательно всех точек — узлов координатной сетки.и определяют в них наличие элементарных отражающих площадок, по которым в конечном счете определяют конфигурацию дефекта, Формул а и з обретения

1, Способ определения конфигурации дефекта в изделии, заключающийся, в излучении пучка ультразвуковых колебаний в иэделие в одной плоскости под различными углами так, чтобы они пересекались в одной точке поверхности дефекта, приеме отраженных дефектом чльтраэвуковых колебаний в плоскости излучения, измерении индикатриссы рассеяния отражающей точки поверхности дефекта и определе5 нии с ее помощью конфигурации дефекта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, пос», ледовательно измеряют нндикатриссу рассеяния в нескольких дополнитель" ных отражающих точках, каждая последующая иэ которых лежит в плоскости прозвучивания на перпендикуляре к направлению максимума индикатриссы рассеяния предыдущей на расстоянии

15 не менее длины волны и не более половины ширины пучка излучаемых ультразвуковых колебаний, а конфигурацию дефекта определяют с учетом реэульТ8ТоВ измерений в дополнительных от-!

2р ражающих точках.

2, Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что последовательно измеряют индикатриссы рассеяния

25 отражающих точек поверхности дефекта в нескольких дополнительных плоскостях, а конфигурацию дефекта определяют с учетом результатов измерений в дополнительных отражающих точ30 как.