Способ ультразвукового контроля изделий с плоскопараллельными поверхностями

 

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является упрощение реализа-, ции способа за счет обеспечения возможности визуального восприятия информации. Для конкретных условий изделия 3-определяют зависимость амплитуды поперечных колебаний, трансформированных при отражении от донной поверхности продольных колебаний, от расстояния между прямыми преобразователями 1 и 2 и по соответствию этой амплитуды чувствительности эхо-контроля , в частности по равенству амплитуд эхо-сигнала от плоскодонного отражателя, задающего чувствительность, определяют необходимое расстояние. Затем устанавливают на этом расстоянии преобразователи 1 и 2 на изделии 3. Излучают преобразователем 1 импульсы, продольных колебаний и принимают им отраженные продольные колебания . Преобразователем 2 принимают поперечные колебания, трансформированные при отражении из продольных. Измеряют амплитуды принятых колебаний, По величине амплитуды эхо-сигналов, принятых преобразователем 1, оценивают дефектность изделия 3 по эхо-схеме контроля, а по величине амплитуды сигналов, принятых преобразователем 2, оценивают дефектность изделия по зеркально-теневой схеме контроля. 2 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕ1СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 N 29/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4951162 (28 (22) 27.06.91 (46) 23.02,93. Бюл. ¹ 7 (71) Московский машиностроительный завод им. А.И.Микояна (72) В.П.Гондаревский, М.Л.Кузнецов и

Г.В.Твердохлебов (56) Методы акустического контроля металлов. — М.:Машиностроение, 1989. с.12,123.

Авторское свидетельство СССР

N 1280526, кл. G 01 N 29/04,1985. (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОГО КОНТРОЛЯ ИЗДЕЛИЙ С ПЛОСКОПАРАЛЛЕЛЬНЫМИ ПОВЕРХНОСТЯМИ (57) Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля. Целью изобретения является упрощение реализа-, ции способа за счет обеспечения возможности визуального восприятия информации.

Для конкретных условий изделия 3 определяют зависимость амплитуды поперечных колебаний, трансформированных при отра,:„5U„„ 1797042 А1 жении от донной поверхности продольных колебаний, от расстояния между прямыми преобразователями 1 и 2 и по соответствию этой амплитуды чувствительности эхо-контроля, в частности по равенству амплитуд эхо-сигнала от плоскодонного отражателя, задающего чувствительность, определяют необходимое расстояние, Затем устанавливают на этом расстоянии преобразователи

1 и 2 на изделии 3. Излучают преобразователем 1 импульсы продольных колебаний и принимают им отраженные продольные колебания. Преобразователем 2 принимают поперечные колебания, трансформированные при отражении из продольных. Измеряют амплитуды принятых колебаний, По величине амплитуды зхо-сигналов, принятых преобразователем 1, оценивают дефектность изделия 3 по эхо-схеме контроля, а по величине амплитуды сигналов, принятых преобразователем 2, оценивают дефект- С ность изделия по зеркально-теневой схеме контроля, 2 ил.

1797042

Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии изделий с плоскопараллельными поверхностями, например плит, листов и т.п.

Известен способ УЗ-контроля изделия с плоскопараллельными поверхностями, заключающийся в том, что устанавливают на одной плоской поверхности изделия на определен нам расстоянии один от другого два

УЗ-преобразователя, излучают одним преобразователем импульсы УЗ-колебаний в изделие, принимают другим преобразователем. отраженные донной поверхностью изделия импульсы, измеряют амплитуды принятых донных импульсов и с их помощью определяют качество изделия. .Недостатком этого способа является недостаточно высокая чувствительность, обусловленная природой зеркально-теневого метода, хотя он и лишен "мертвой" зоны, Наиболее близким по технической сущности. к заявленному является способ УЗ- 25 контроля изделий с плоскопараллельными поверхностями, заключающийся в том, что устанавливают на одной плоской поверхности изделия на заданном расстоянии один от другого два УЗ-преобразователя, излуча- З0 ют первым преобразователем импульсы УЗколебаний в изделие, принимают первым преобразователем эхо-импульсы, отраженные изделием, принимают вторым преобразователем отраженные изделием, принимают З5 вторым преобразователем отраженные донной поверхностью импульсы, измеряют параметры принятых импульсов и определяют наличие дефектов в изделии по величине амплитуды отраженных как дефектами из- 40 делия, так и его донной поверхностью поперечных колебаний, причем в качестве УЗ преобразователей используют наклонные преобразователи, возбуждающие в изделии импульсы поперечных колебаний. 45

Недостатком данного способа является относительно сложная реализация вследствие практической невозможности визуального восприятия информации с экрана дефектоскопа, что обусловлено большой 50 разнбстью амплитуд донного сигнала прямого прохождения, регистрируемого по зеркальнотеневой схеме вторым преобразователем, и эхо-.сигналов от дефектов изделия, регистрируемых по эхо-схеме первым преобразо- 5 вателем, Данный недостаток мо>кет быть скомпенсирован применением специальных электронных блоков, позволяющих обеспечить на различных участках развертки по экрану неравный коэффициейт усиле-. ния, но необходимость применения специальных электронных блоков также свидетельствует об относительно сложной реализации этого способа.

Целью изобретения является упрощение реализации способа за счет обеспечения возможности визуального восприятия информации вследствие использования поперечных УЗ-колебаний; трансформированных при отражении от донной поверхности, излучаемых прямым преобразователем продольных УЗ-колебаний.

Поставленная цель достигается предварительным определением зависимости амплитуды трансформированных поперечных

УЗ колебаний от расстояния между преобразователями и выбором по этой зависимости требуемого расстояния.

Сущность изобретения заключается в том, что сначала определяют зависимость амплитуды поперечных колебаний, трансформированных при отражении от донной поверхности продольных колебаний, от расстояния между прямыми преобразователями, установленными на одной плоской поверхности изделия, затем по полученной зависимости выбирают расстояние между преобразователями из условия соответствия величины амплитуды трансформированных колебаний заданной чувствительности контроля. После приступают непосредственно к контролю, для чего устанавливают на одной плоской поверхности изделия на выбранном расстоянии два прямых УЗ-преобразователя и излучают изделие первым преобразователем импульсы продольных

УЗ-колебаний. Принимают первым преобразователем отраженные в изделии эхо-импульсы, а вторым преобразователем — отраженные донной поверхностью изделия импульсы и измеряют их параметры. О наличии дефектов судят по величинам амплитуд продольных колебаний, принятых первым преобразователем, и поперечных колебаний, принятых вторым преобразователем, На фиг,1 представлена схема способа

УЗ-контроля изделий с плоскопараллельными поверхностями; на фиг, 2 — график зависимости амплитуды А поперечных колебаний, трансформированных при отра>кенйи от донной поверхности продольных колебаний, от расстояния 1 между преобразователями, На фиг,1 позициями 1 и 2 обозначены соответственно первый и второй преобразователи, пОзицией 3 — контролируемое изделие толщиной Н.

1797042

10

25

45

55

Способ УЗ-контроля изделий с плоскопараллельными поверхностями реализуется следующим образом, Для заданной толщины и контролируемого изделия 3 определяют зависимость амплитуды А поперечных колебаний, трансформированных зависимость амплитуды А поперечных колебаний, трансформированных при отражении от донной поверхности продольных колебаний, от расстояния L между преобразователями. При установке на одной плоской поверхности бездефектного участка иэделия 3 или идентичного ему образца двух прямых УЗ-преобразователей 1 и 2, преобразователь 1 излучает импульсы УЗ-продольных волн, Вследствие того, что преобразователь 1 обладает диаграммой направленности, часть излученных им продольных УЗ-колебаний падает на донную поверхность под углом и при отражении трансформируется в поперечные колебания, которые, распространяясь в изделии 1, доходят до преобразователя 2 и принимаются им. Амплитуда А принимаемых преобразователем 2 поперечных колебаний зависит от расстояния между преобразователями 1 и 2, так как при изменении расстояния меняется угол падения продольных колебаний, трансформирующихся именно в те поперечные колебания, которые принимаются преобразователем 2, и соответственно функция, описывающая диаграмму направленности излучателя и приемника, для измененного угла имеет другое значение, также как и величина коэффициента отражения. Экспериментально полученные результаты на материале АЕ4 толщиной 70 мм с помощью преобразователей типа К2К производства фирмы Крауткремер представлены на фиг.2 сплошной линией (а), Для сравнения там же пунктиром (б) представлены расчетные данные, полученные обычным путем после вычисления коэффициента отражения и определения функции, описывающей диаграмму направленности с помощью диаграмм из книги Гурвич А.К., Кузмина Л.И. "Справочные диаграммы направленностии искателей ультразвуковых дефектаскопов", Киев, Техника. 1980, с.2125. Поскольку для материала АК4 чувствительность контроля определяется плоскодонным отражателем Я 2,5 мм, э для данных условий контроля для преобразователя 1 эта величина соответствует ослаблению дефектоскопов USIP-11-50 дБ, то из графика на фиг.2 следует, что при расстоянии 1. = 20 мм и Lz = 54 мм амплитуда принятых трансформированных поперечных колебаний соответствует чувствительности контроля. Предпочтительна более тесное расположение преобразователей 1 и

2, После определения необходимого расстояния Ll те же преобразователи 1 и 2 устанавливаются для контроля на расстоянии 20 мм один от другого на одной плоской поверхности изделия 3. В ходе контроля преобразователями 1 и 2 сканируют поверхность изделиия 3, сохраняя расстояние между ними. Преобразователь 1 излучает импульсы продольных У3-колебаний в иэделие

3. Основная часть продольных колебаний распространяется нормально поверхности ввода т при наличии в изделии 3 дефектов отражается or них и возвращается без трансформации к преобразователю 1, также как и донный сигнал, Преобразователем 1 принимают поступившие на него сигналы и наблюдают их на экране дефектоскопэ, 0 наличии дефектов, лежащих вне "мертвой зоны прямого преобразователя 1, работающего в совмещенном режиме, судят по величинам амплитуд продольных колебаний, принятых преобразователем 1 и лежащих на развертке между зондирующим и донным сигналами. О наличии дефектов свидетельствует превышение амплитуды этих сигналов порогового уровня

Часть продольных колебаний падает на донную поверхность под углом и, отражаясь, трансформируется в поперечные колебания и попадает на преобразователь 2, Преобразователем 2 принимают поступившие на него сигналы и также наблюдают их на экране дефектоскопа, 0 наличии дефектов, лежащих в "мертвой" зоне преобразователя 1, судят по величине амплитуд поперечных колебаний, принятых преобразователем 2 и соответствующих по времени распространения продольных и поперечных колебаний через толщину Н материала, 0 наличии дефектов свидетельствует недастижение амплитуды этих сигналов порогoBol о уровня.

Вследствие выбора расстояния Е вышеуказанным образом оператор имеет воэможность одновременно наблюдать на экране дефектоскопа, при стационарном его коэффициенте усиления по развертке, положение интересующих его эхо-сигналов относительно порогового уровня, поскольку последний одинаков и для эха-метода и для зеркально-теневого метода контроля, Можно допустить некоторое неравенство амплитуды А принимаемых преобразователем 2 поперечных колебаний заданной чувствительности 9ха-контроля если динамический диапазон экрана дефектоскопа позволяет одновременно отслеживать оператору высоту эхо-сигналов, несущих информацию о дефектах по экс- и зеркально-те евой схемам контроля, 1797042

Составитель В.Гондаревский

Техред M.Moðãåíòàë Корректор О.Густи

Редактор

Заказ 650 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,; 4/5

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

Формула изобретения

Способ ультразвукового контроля изделий с плоскопараллельными поверхностями, заключающийся в том, что устанавливают на одной плоской поверхности изделия на заданном расстоянии два ультразвуковых преобразователя, излучают первым преобразователем импульсы ультразвуковых колебаний в иэделие, принимают первым преобразователем отраженные в изделии эхо-импульсы, принимают вторым преобразователем отраженные донной поверхностью изделия импульсы, измеряют параметры принятых импульсов ультразвуковых колебаний и по их параметрам определяют наличие дефектов в иэделии, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью упрощения реализации способа путем обеспечения возможности визуального восприятия информации. в качестве преобразователей используют прямые ультразвуковые преобразователи, и редварител ьно on ределяют

5 зависимость амплитуды поперечных колебаний, трансформированных из продольных колебаний при отражении от донной поверхности, от расстояния между преобразователями, выбирают расстояние между

10 преобразователями по полученной зависимости из условия соответствия величины амплитуды трансформированных колебаний заданной чувствительности контроля, а о наличии дефектов судят по величинам ам15 плитуд продольных колебаний, принятых первым преобразователем, и поперечных колебаний, принятых вторым преобразователем.