Устройство для автоматизированного ультразвукового контроля сварного шва

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано при дефектоскопии качества стыковых сварных швов с валиком усиления, например трубопроводов, котельных барабанов. Цель изобретения - повышение качества контроля. Для этого постоянно следят за положением продольной оси шва и продольной оси датчика слежения за швом. Датчик слежения выполнен в виде поперечного корректирующего привода, включающего систему из трех двуплечих рычагов, попарно симметрично размещенных по обе стороны колесной тележки, подпружиненной относительно исполнительного механизма сканирования. Плечи средних рычагов через тяги соединены с одними плечами крайних рычагов, на других плечах которых установлены соответственно ролики, клиновые элементы и сдвигающий узел в виде Г-образных толкателей, установленных на осях вращения роликов и размещенных с возможностью перемещения в пазах клиновых элементов, а фазочувствительный элемент (потенциометр с движком и клеммами) установлен на клиновых элементах и электрически соединен с блоком управления двигателя исполнительного механизма. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 29 /22

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4677592/28 (22) 11.04.89 (46) 15.07.91. Бюл. М 26 (71) Научно-производственное объединение

"АтомкотломаLU (72) А.В,Медведев (53) 620.179.16(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1280530, кл, 6 01 и 29/04, 1980. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ СВАРНОГО ШВА (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано при дефектоскопии качества стыковых сварных швов с валиком усиления, например трубопроводов, котельных барабанов. Цель изобретения— повышение качества контроля. Для этого постоянно следят за положением продольной оси шва и продольной оси датчика слеИзобретение относится к неразрушающему контролю ультразвуковым методом и может быть использовано при дефектоскопии качества стыковых сварных швов с валиком усиления, например, трубопроводов.

Целью изобретения является повыше— ние качества контроля эа счет постоянного слежения эа положением продольной оси шва и продольной оси датчика слежения за швом.

На фиг,1 представлено устройство. общий вид; на фиг.2 — то же. вид сзади.

Устройство для автоматизированного ультразвукового контроля сварного шва содержит транспортную тележку (не показана), механизм 1 сканирования с узлом автоматического слежения. на котором за„„ЯЦ „„1663536 А1 жения эа швом. Датчик слежения выполнен в виде поперечного корректирующего привода, включающего систему из трех двуплечих рычагов, попарно симметрично размещенных по обе стороны Ко лесной тележки, подпружиненной относительно исполнительного механизма сканирования, плечи средних рычагов через тяги соединены с одними плечами крайних рычагов, на других плечах которых установлены соответственно ролики, клиновые элементы и сдвигающий узел в виде Г-образных толкателей, установленных на осях вращения роликов и размещенных с возможностью перемещения в пазах клиновых элементов, а фазочувствительный элемент(потенциометр с движком и клеммами) установлен на клиновых элементах и электрически соединен с блоком управления двигателя исполнительного механизма. 2 ил. креплены ультразвуковые преобразователи2и3.

Узел автоматического слежения соединен с механизмом 1 сканирования через приводной исполнительный механизм, выполненный в виде петлевого шарнира 4 с пружиной 5 и тяги 6, соединенной с ходовой гайкой 7, установленной с возможностью перемещения по ходовому винту 8, закрепленному на механизме 1 сканирования. Ходовой винт 8 соединен с реверсивным электродвигателем 9, который электрически соединен с блоком 10 управления электродвигателем 9.

В узле автоматического слежения между ультразвуковыми преобразователями 2 и

3 установлен датчик слежения за швом

1663536

50.рого ролика 18. В нижней части каждого клинового элемента 20 и 21 выполнен скос

43, по высоте равный 0,2-0,5 высоты валика 55

14 усиления сварного шва 45 контролируемого изделия 46. При этом двуплечие рычаги 13, 14, 15, на которых закреплены ролики

18, выполнены иэ пружинящего материала, например, пружинной ленты и совместно с

Датчик слежения выполнен в виде поперечного корректирующего привода, включающего в себя .установленные по обе стороны корпуса 11 колесной тележки 12 по три двуплечих рь|чага 13, 14, 15, соединенных между собой шарнирами с тягами 16, 17, а на каждом свободном плече двуплечего рычага 13 установлено по ролику 18, и сдвигающего узла в виде закрепленного на осях 19 клинового элемента 20 (21), установленного на каждом свободном плече двуплечего рычага 14, и Г-образного толкателя

22, каждый из которых размещен на соответствующей оси 23 ролика 18, а каждый двуплечий рычаг 13 выполнен из пружинного(упругого) материала. Двуплечий рычаг 13 подпружинен относительно колесной тележки 12 пружиной 24. Двуплечие рычаги

13, 14, 15 установлены на осях 25, 26, 27.

На торцовой поверхности одного клинового элемента 20 установлен движок 28 фазочувствительного элемента, а HB другом клиновом элементе 21 — клеммы 29, 30 фазочувствительного элемента, Движок 28 и клеммы 29 и 30 последнего электрически соединены с блоком 10 управления, Блок 10 управления выполнен в виде мостовой схемы, например, выпрямителя, в два плеча которого включены движок 28 и клеммы 29, 30 фазочувствительного элемента. Выход блока 10 управления электрически соединен с электрическим двигателем 9 исполнительного механизма, Электродвигатель

9 осью 31 соединен с ходовым винтом 8, установленным на стойках 32, 33, закрепленных на механизме 1 сканирования. На этих же стойках установлена направляющая

34 с размещенной на ней с возможностью перемещения тягой 6 исполнительного механизма, Узел автоматического слежения содержит колесную тележку 12 с колесами 35, 36 на осях 37, 38, закрепленных на корпусе 11 с ультразвуковыми преобразователями 2 и

3 на кронштейнах 39, 40. Для уравновешивания каждого иэ клиновых элементов 20 и

21 нв двуплечих рычагах 13, 14, 15 установлен груз 41.На наружной боковой поверхности каждого клинового элемента 20 и 21 выполнен паз 42, в котором размещен с возможностью перемещения Г-образный толкатель 22. установленный на оси 23 каж5

45 клиновыми элементами 20 и 21 и Г-образными толкателями 22 обеспечивают сдвиг поперечного корректирующего привода.

На тяге б пружина 5 закреплена с помощью винта 47, Ультразвуковые преобразователи 2 и 3 соединены с магистралью контактной жидкости (не показана), а их пьезоэлементы 48 соединены с дефектоскопической аппаратурой (не показана), Устройство работает следующим образом.

На транспортную тележку устанавливают подлежащее контролю изделие 46, после чего в зону механизма 1 сканирования подводят контролируемый сварной шов 45 так, чтобы ультразвуковые преобразователи 2 и

3, закрепленные кронштейнами 39 и 40 на колесной тележке 12, устанавливались симметрично по обе стороны валика 44 усиления контролируемого шва 45, Одновременно с этим по линии сопряжения валик усиления — основной металл изделия 46 устанавливаются ролики 18 датчика слежения за положением сварного шва 45. После такой подготовительной работы начинается перемещение контролируемого шва относительно механизма 1 сканирования устройства, например, с помощью транспортной тележки. Это приводит к вращению колес 35, 36 колесной тележки

12, так как они контактируют (опираются) с помощью пружины 5 на поверхность иэделия 46. Эти колеса начинают вращаться в своих осях 37 и 38, закрепленных на корпусе

11 колесной тележки. Для обеспечения акустического контакта в зазор (не показан) между рабочей поверхностью каждого преобразователя 2 и 3 и поверхностью изделия

46 поступает контактная жидкость, а для обнаружения дефектов каждый из пьезоэлементов 48 преобразователей 2 и 3 соединен с дефектоскопической аппаратурой.

Как известно, линия сопряжения валик усиления — основной металл имеет извилистую форму при неизменном положении продольной оси контролируемого сварного шва 45, B этом случае возможен наезд на валик 44 усиления ролика 18 или второго ролика 18, или обоих роликов 18 (при 8-образном искривлении упомянутых линий сопряжения). Как только на валик 44 усиления вьеэжает ролик 18, установленный на двуплечем рычаге 13 с помощью оси 23, рычаг

13 через тяги 16 и 17. двупле ий рычаг 15 устанавливается на оси 25.

Двуплечий рычаг 13 начинает поворачиваться на оси 26 и через тяги 1б. 17, двуплечий рычаг 15 на оси 25 поворачивает двуплечий рычаг 14 так. чго vëèíoâoé эле1663536

10

25

45

55 мент, например, 20 начинает перемещаться к поверхности валика 44 усиления сварного шва 45. При этом по его скосу 43 в пазу 42 начинает перемещаться Г-образный толкатель 22, закрепленный на оси 23 ролика 18, одновременно с этим Г-образный толкатель начинает "сталкивать" ролик 18 с валика 44 усиления на поверхность основного металла за счет упругих свойств, изгибаться в вертикальной плоскости плеча с роликом 18 двуплечего рычага 13, а установить ролик 18 на поверхность издвлия помогает пружина

24 и уравновешивающий клиновой элемент

20 груз 41. Таким же образом работает поперечный корректирующий привод при наезде на валик усиления второго ролика 18.

При 8-образной кривизне линий сопряжения валик усиления — основной металл на валик усиления въезжают оба ролика 18 и так же, как и в предыдущих случаях, начинает работать поперечный корректирующий привод, так как продольная ось шва не изменила своего направления. В описанных случаях поиск дефектов не прекращается, и механизм сканирования или изделие 46 не прекращают своего относительного перемещения.

Если же продольная ось контролируемого шва 45 изменяет свое положение, искривляется, например, влево (фиг.2), в этом случае левый ролик 18 начинает накатываться на валик 44 усиления шва 45. Когда ролик

18 находится на склоне валика усиления на высоте 0,2 — 0,5 от максимальной высоты валика усиления, продолжает работать поперечный корректирующий привод, т.е, Г-образный толкатель 22. скользя па скосу

43 паза 42, опускающегося к поверхности валика усиления клинового элемента 20, пытается опустить поднятый ролик 18 на поверхность изделия, но ему это сделать не удается, так как продольная ось сварного шва продолжает отклоняться влево. В этом случае ролик продолжает накатываться на валик усиления, и уже Г-образный толкатель

22 скользит по вертикальной части паза 42, одновременно с этим клиновой элемент 20 продолжает опускаться все ниже. Находящийся íà его торцовой поверхности движок

28 начинает перемещаться по потенциометру между клеммами 29 и 30, приводя тем самым к разбалансу моста блока 10 управления, в результате на выходе блока 10 управления появляется управляющий сигнал определенной полярности, который обеспечивает вращение вала (оси) 31 электродвигателя в определенную сторону, т,е. вал 31 передает свое вращение ходовому винту 8, который, вращаясь, перемещает ходовую гайку 7 влево по направляющей 34, установленной, как и ходовой винт, на стойках 32 и:..

33 механизма 1 сканирования. Ходовая гайка 7, перемещаясь, начинает перемещать влево узел автоматического слежения, т.е. колеса 35 и 36 колесной гележки 12 будут продолжать вращение со скольжением влево. Это будет происходить до тех пор, пока ролик 18 не съедет с валика усиления и не начнет опираться на поверхность основного металла изделия 46, В этом случае с по- мощью двуплечих рычагов 13, 14, 15 клиновой элемент 20 на своей оси 19 не занимает исходное положение, т.е, устанавливается так,же, как клиновой элемент 21. В этом случае движок 28 занимает на потенциометре между клеммами 29 и 30 среднее положение, т.е, уравновешивается фазочувствительный мост блока 10 управления, так как движок 28 и потенциометр с клеммами 29 и 30 являются его фазочуаствительным элементом. Подобным образом происходит,отслеживание продольной оси шва при ее искривлении вправо, В этом случае датчиком слежения становится второй ролик 18 со стороны колеса 36, В процессе перемещения ходовой гайкой 7 узла автоматического слежения с по мощью тяги б, соединенной петлевым шарниром 4 с колесной тележкой 12, перемещаются в околошовнсй зоне поперек продольной оси шва 45 ультразвуковые преобразователи 2 и 3, закрепленные на колесной тележке 12 с помощью кронштейнов 39 и 40.

Такое выполнение устройства позволяет проводить высококачественный контроль сварных швов изделий с определенной кривизной линии сопряжения валик усиления— основной металл и продольной оси контролируемого шва.

Формула изобретения

Устройство для автоматизированного ультразвукового контроля сварного шва, содержащее механизм сканирования, ультразвуковые преобразователи, связанный с ними узел автоматического слежения за сварным швом, включающий в себя датчик слежения, приводной исполнительный механизм с двигателем, выполненный в виде ходового винта с гайкой, фазочувсгвительный элемент и блок управления двигателем

° исполнительного механизма, о т л и ч а ю щ е", t е с я тем, что, с целью повышения качества контроля, датчик слежения выполнен в виде поперечного корректирующего привода, включающего систему их трех двуплечих рычагов, попарно симметрично размещенных по обе стороны колесной тележки, подпружиненной относительно исполнительного механизма сканирования, плечи средних

1663536 рычагов через тяги соединены с одними плечами крайних рычагов, на других плечах которых установлены соответственно ролики и клиновые элементы, связанные с роликами крайние рычаги подпружинены относительно колесной тележки, и сдвигающий узел в виде Г-образных толкателей, установленных на осях вращения роликов Yi p83Me щенных с воэможностью перемещения в пазах клиновых элементов, а фаэочувствительный элемент установлен на клиновых

5 элементах и электрически соединен с блоком управления двигателя исполнительного механизма, 1663536

Риг2

Составитель Т. Головкина

Редактор К,Крупкина Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий

Заказ 2263 Тираж 393 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям ори ГКНТ СССР

113035, Москва. Ж 35, Раушская наб„4/5

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