Способ ультразвукового контроля тавровых сварных соединений с полным проплавлением стенки

 

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение производительности контроля вследствие исключения операции точной установки ультразвукового (УЗ) преобразователя над осью сварного соединения. На поверхности полки 8 на заданном расстоянии один от другого в линию устанавливаются три идентичных УЗ преобразователя, ориентируется перпендикулярно оси сварного соединения 9. Каждый из преобразователй 1 - 3 соединяется со своим УЗ дефектоскопом и с его помощью излучает импульсы УЗ колебаний. Импульсы УЗ колебаний распространяются нормально относительно поверхности полки 8 и отражаются ее донной поверхностью и дефектом 10. Отраженные УЗ колебания принимаются преобразователями 1-3 фиксируются дефектоскопами. Отсутствие эхо-импульсов хотя бы на экране одного из дефектоскопов свидетельствует об отсутствии дефектов 10 в контролируемом тавровом сварном соединении 9. 4 ил.

С0О3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (gg)g G 01 N 29/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

: gs() 05(т й

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 . (21) 4499319/25-28 (22) 31. 10.88 (46) 23.09.90. Бюл. N 35 (71) Институт электросварки им.Е.О.Патона (72) Ю.Б.Еськов, Н.К.Бондаренко и В.К.Ковбасенко (53) 620.179.16 (088.8) (56) Щербинский В.Г. и Алешин Н,П.

Ультразвуковой контроль сварных соединений строительных конструкций.M.: Стройиздат, 1976, с.127-129.

Алешин Н.П. и Лупачев В.Г.Ультразвуковая дейектоскопия. Минск:

Выш.шк., 1987, с.180-183 ° (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ

ТАВРОВЫХ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ С HOJIHblN

ПРОПЛАВЛЕНИЕИ СТЕНКИ (57) Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является повышение производительности контроля вслед2 ствие исключения операции точной установки ультразвукового (УЗ) преобразователя над осью сварного соединения. На поверхности полки 8 на заданном расстоянии один от другого в линию устанавливаются три идентичных

УЗ преобразователя 1-3. Линия, соединяющая УЗ преобразователи, ориентируется перпендикулярно оси сварного, соединения 9. Каждый из преобразователей 1-3 соединяется со своим УЗ деФектоскопом и с его помощью излучает. импульсы УЗ колебаний. Импульсы

УЗ колебаний распространяются нормально относительно поверхности полки 8 и отражаются ее донной поверхностью и деФектом 10. Отраженные УЗ колеба- @ ния принимаются преобразователями

1-3, Фиксируются дефектоскопами.

Отсутствие эхо-импульсов хотя бы на экране одного из деФектоскопов свидетельствует об отсутствии деФектов Я

10 в контролируемом тавровом сварном соединении.9. 4 ил.

1594415

Изобретение относится к акусти— ческим методам нераэрушающего контроля и может бьггь использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии тавровых сварных соединений с полным проплавлением стенки.

Целью изобретения является повышение производительности контроля в следствие исключения операции точной установки УЗ преобразователя над осью сварного соединения.

На фиг.1 представлено расположение

УЗ преобразователей, вид в торец таврового соединения; на фиг.2 — то же,, Нид на полку таврового соединения; на фиг.3 — схема контроля бездефектНого таврового соединения при различном взаимном расположении УЗ преобРазователей и стенки; на фиг.4 — схе- >О ма контроля дефектного таврового соединения при различном взаимном расположении УЗ преобразователей и стен" ки.

Способ УЗ контроля тавровых сварных соединений с полным проплавлением

Стенки реализуется с помощью трех идентичных УЗ преобразователей 1-3, Электрически соединенных с УЗ дефектоскопами 4-6 соответственно. Кроме того, на фиг .1-4. обозначены стенка

7, полка 8, сварное соединение 9 стенки 7 и полки 8, дефект 10 сварного соединения 9, эхо-импульс 11 от донной поверхности. полки 8 на экране дефектоскопов 4-6 и эхо-импульс 12

35 от дефекта 10 сварного соединения 9 на экране дефектоскопов 4-6.

Способ УЗ контроля тавровых сварных соединений с полным проплавленнем

40 стенки заключается и следующем.

На поверхности полки располагают три идентичных УЗ преобразователя.

Акустические оси преобразователей перпендикулярны поверхности полки и пересекаются с ней в точках, лежащих на перпендикулярной оси сварного соединения прямой, причем расстояние 1 между этими точками выбирают из условия

m+b

У

2 где m — ширина излучаемого преобразователя пучка УЗ колебаний в плоскости, перпендикулярной оси сварного соединения, на глубине, равной. толщине полки;

b — толщина сварного соединения.

Добиваются пересечения акустичес- .. кой оси центрального УЗ преобразователя с осью сварного соединения. Преобразователями одновременно излучают импульсы УЗ колебаний в направлении, перпендикулярном поверхности полки.

Этими же преобразователями принимают отраженные зоной соединения УЗ колебаний. Одна часть преобразователей принимает при этом эхо-сигналы от донной поверхности полки, прилегающей к стенке, а другая - эхо-сигналы от дефекта сварного соединения в случае его присутствия. В ходе контроля перемещают преобразователи вдоль оси сварного соединения и измеряют параметры колебаний, принятых каждым из преобразователей. По совокупности измеренных параметров сигналов с кажцого УЗ преобразователя определяют количество контролируемого сварного соединения.

Способ УЗ контроля тавровых сварных соединений с полным проплавлением стенки реализуется следующим образом.

На полке 8 толщиной Ъ=50 мм устанавливают блок из трех прямых УЗ . преобразователей 1-3, например, типа П211-2,5-К из комплекта дефектоскопа УД-2-12. Преобразователи

1-3 в блоке установлены на одной прямой с расстоянием 1 между их центрами, равным половине суммы ширины ш=30 мм пучка УЗ колебаний на расстоянии h=50 мм от пьезопластины и толщины Ь=36 мм сварного соединения

9 (толщина стенки 7 равна 30 мм), т.е. 1=33 мм, Преобразователи 1-3 располагают на полке 8 так, что их центры лежат на прямой, перпендикулярной оси сварного соединения 9, а центр среднего преобразователя 2 лежит над осью сварного соединения 9. Каждый из преобразователей 1-3 возбуждается с помощью соответствующего УЗ дефектоскопа 4-6, например, типа УД-2-12 и излучает импульсы УЗ колебаниИ в полку 8. Распространяясь в полке 8, УЗ колебания отражаются ее донной поверхностью или дефектом 10 сварного соединения 9 в случае его наличия. Отраженные УЗ колебания поступают.на соответствующие преобразователи 1-3 и отображаются на экранах дефектоскопов в виде эхо-импульсов 11 и 12 соответственно. В ходе контроля блок

5 1.5944 преобразователей 1-3 перемещают вдоль оси сварного соединения 9, в результате чего центр преобразователя 2 может сместиться относительно бси сварного соединения.

При контроле бездефектного участка сварного соединения 9 происходит следующее.

В случае расположения центра преобразователя 2 над осью сварного соединения 9 на экранах дефектоскопов

4 и 6 присутствуют эхо-импульсы 11 от донной поверхности полки 8, а на экране дефектоскопа 5 никаких эхоимпульсов нет, так как все УЗ колебания, излученные УЗ преобразователем

2, уходят в стенку 7 (фиг.3а).

В случае расположения центра пре-образователя 1 над краем стенки 7, 20 что происходит в ходе сканирования при небольшом смещении сварного соединения 9 влево или смещении блока преобразователей 1-3 вправо, на экране дефектоскопа 6 присутствует 25 эхо-импульс 11 от донной поверхности полки 8, а на экранах дефектоскопов

4 и 5 никаких эхо-импульсов нет, так как одна часть УЗ колебаний, излученных преобразователями 1 и 2, уходит в стенку 7, другая часть УЗ колебаний, излученных преобразователями

1 и 2, рассеивается поверхностью сварного соединения 9 в различных направлениях, а третья часть УЗ колебаний, излученных преобразователями 1 и 2, отражается донной поверхностью полки

8 назад к преобразователям 1 и 2, но ,амплитуда этих эхо-сигналов недостаточна для их фиксации на экранах де- О фектоскопов 4 и 5 (фиг.3б).

В случае расположения центра преобразователя 1 над осью сварного соединения 9, что происходит в ходе сканирования при большом смещении сварного соединения 9 влево или смещении блока преобразователей 1-3 вправо, на экранах дефектоскопов 5 и

6 присутствуют эхо-импульсы 11 от донной поверхности полки 8, а на экране дефектоскопа 4 никаких эхоимпульсов нет, так как все УЗ колебания, излученные преобразователем

1, уходят в стенку 7 (фиг.3в).

В случае расположения центра пре образователя 3 над осью сварного соединения 9, что происходит в ходе сканирования при большом смещении

15 б сварного соединения 9 вправо или смещении блока преобразователей 1-3 влево, на экранах дефектоскопов 4 и 5 присутствуют эхо-импульсы 11 от донной поверхности полки 8, а на экране дефектоскопа 6 никаких зхо-импульсов .нет, так как все УЗ колебания, излученные преобразователем 3, уходят в стенку 7 (фиг.3г).

При контроле участка сварного соединения 9 с дефектом 10 происходит следующее °

В случае расположения центра преобразователя 2 над осью сварного соединения 9 на экранах дефектоскопов ,4 и 6 присутствуют эхо-импульсы 11 от донной поверхности полки 8, а.на экране дефектоскопа 5 — эха-импульс 12 от дефекта 10 (фиг.4а).

В случае расположения центра преобразователя 1 над краем стенки 7, что происходит в ходе сканирования при небольшом смещении сварного соединения 9 влево или смещении блока преобразователей 1-3 вправо, на экране дефектоскопа 6 присутствует эхо-импульс 11 от донной поверхности полки

8, а на экранах дефектоскопов 4 и 5—

I эхо-импульс, суммирующий донные эхоимпульсы 11 и эхо-импульсы 12 от дефекта 10 (фиг.4б) .

В случае расположения центра преобразователя 1 над осью сварного соединения 9, что происходит в ходе сканирования при большом смещении сварного соединения 9 влево или смещении блока преобразователей 1-3 вправо, на экранах дефектоскопов 5 и 6 присутствуют эхо-импульсы 11 от донной поверхности полки 8, а на экране дефектоскопа 4 — эхо-импульсы 12 от дефекта 10 (фиг.4в).

В случае расположения центра преобразователя 3 над осью сварного соединения 9, что происходит в ходе сканирования при большом смещении сварного соединения 9 вправо или сме» щении блока преобразователей 1-3 влево, на экранах дефектоскопов 4 и 5 присутствуют эхо-импульсы 11 от донной поверхности полки 8, а на экране дефектоскопа 6 — эхо-импульс 12.от дефекта 10 (фиг.4г).

В ходе контроля эхо-импульсы 12 и 11 стробируют и сравнивают с пороговым уровнем с помощью УЗ дефектоскопов 4-6. Независимо от смещения оси сварного соединения 9 относитель1594415 tO

m + b

35

40 но расчетной или смещения блока преобразователей 1-3 относительно оси сварного соединения 9 по отсутствию эхо-сигналов 11 и 12 хотя бы на одном иэ дефектоскопов 4-6 однозначно фиксируют отсутствие дефекта 10 в контролируемом сварном соединении 9.

При необходимости в качестве. УЗ преобразователей 1-.3 могут быть использованы прямые раздельно"-совмещенные преобразователи.

Способ УЗ контроля тавровых сварньк соединений с полным проплавлением стенки позволяет исключить операций точной разметки реальной оси сварного соединения на поверхности попки пйфед контролем и осуществлять контроль без поперечного сканирования поцки.преобразователем для исключениМ ложного,забракования соединения по;эхо-импульсу от донной поверхности пойки. Данные преимущества позволяют йовысить произвОдительность контроля 25

1 и автоматизировать процесс контроля тавровых соединений, в которых из-эа несовершенства технологии сварки происходит перманентное отклонение реальной продольной оси сварного соединения от расчетной.

Формула из обре гения

Способ ультразвукового контроля тавровых сварных соединений с полным йроплавлением стенки, заключающийся 8 том, что располагают ультразвуковой преобразователь на поверхности

\ полки над зоной сварного соединения, излучают преобразователем импульсы ультразвуковых колебаний в направлении, перпендикулярном поверхности полки, принимают преобразователем ультразвуковые колебания, отраженные в зоне сварного соединения, измеряют параметры принятых колебаний и определяют качество соединения по измеренным параметрам, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения производительности контроля, располагают два дополнительных аналогичных ультразвуковых преобразователя на поверхности полки вдоль линии, перпендикулярной оси сварного соединения, по разные стороны от основного преобразователя на расстоянии 1, одновременно с основным преобразователем излучают и принимают ультразвуковые колебания дополнительными преобразователями, измеряют параметры дополнительно принятых колебаний, качество соединения определяют с учетом дополнительно измеренных параметров, а расстояние 1 меяду акустическими осями основного и дополнительных преобразователей выбирают из условия где ш — ширина излучаемого преобразователями пучка ультразвуковых колебаний в плоскости, перпендикулярной оси сварного соединения, на глубине, равной толщине полки;

Ь вЂ” толщина сварного соединения.

159441 5

Составитель В.Гондаревский

Техред M.Õîäàíè÷

Редактор С.Пекарь

Корректор Т.Малец Заказ 2824 Тираж 505 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101