Способ ультразвуковой дефектоскопии изделий с контролем качества акустического контакта

 

Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля, Целью изобретения является упрощение реализации способа при использовании прямого преобразователя за счет обеспечения возможности визуального восприятия информации. Под конкретное изделие определяют зависимость амплитуды поперечных колебаний, трансформированных при отражении от донной и - м и - д ь й поверхности продольных, и зависимость амплитуды отраженных от стандартного отражателя продольных колебаний, причем этот отражатель задает чувствительность контроля от поперечных размеров активного элемента прямого преобразователя. Необходимый размер активного элемента выбирают по точке пересечения зависимостей . Прямой преобразователь 1 с необходимым размером активного элемента 3 устанавливают на изделие 2 и излучают им импульсы продольных колебаний. Преобразователем 1 принимают как продольные колебания , отраженные изделием 2, так и поперечные, образующиеся в результате трансформации из продольных колебаний при отражении последних от донной поверхности изделия 2, и измеряют их амплитуды. По величине амплитуды принятых продольных колебаний определяют дефектность изделия 2, а по величине амплитуды принятых поперечных.колебаний определяют качество акустического контакта преобразователя 1 с изделием 2. 2 ил. Ч N В /////////// У (Л С ч о VJ о Јь W

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 6 01 N 29/04

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4951163/28 (22) 27.06,91 (46) 23.02.93. Бюл. М 7 (71) Московский машиностроительный завод им. А.И,Микояна (72) В,П.Гондаревский, M.Ë. Кузнецов и

С,Н.Садовников (56) Авторское свидетельство СССР

N 280022, кл. G 01 N 29/04, 1967.

Гурвич А.К. и Ермолов И,Н. Ультразвуковый контроль сварных швов. — Киев, Техника, 1972, с. 373-374. (54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДЕФЕКТОСКОПИИ ИЗДЕЛИЙ С КОНТРОЛЕМ КАЧЕСТВА АКУСТИЧЕСКОГО КОНТАКТА (57) Изобретение относится к акустическим методам неразрушающего контроля.. Целью изобретения является упрощение реализации способа при использовании прямого преобразователя за счет обеспечения воэможности визуального восприятия информации. Под конкретное изделие определяют зависимость амплитуды поперечных колебаний, трансформированных при отражении от донной

„„5U „„1797043 А1 поверхности продольных, и зависимость амплитуды отраженных от стандартного отражателя продольных колебаний, причем этот отражатель задает чувствительность контроля от поперечных размеров активного элемента прямого преобразователя, Необходимый размер активного элемента выбирают по точке пересечения зависимостей, Прямой преобразователь 1 с необходимым размером активного элемента 3 устанавливают на изделие 2 и излучают им импульсы продольных колебаний. Преобразователем 1 принимают как продольные колебания, отраженные иэделием 2, так и поперечные, образующиеся в результате трансформации из продольных колебаний при отражении последних от донной поверхности изделия 2, и измеряют их амплитуды, По величине амплитуды принятых продольйых колебаний определяют дефектность изделия 2, а по величине амплитуды принятых поперечных, колебаний определяют качество акустического контакта преобразователя

1 с изделием 2. 2 ил.

1797043 приема данного сигнала непосредственно от используемого для дефектоскопии активного элемента, необходимо применение специальных электронных блоков, обеспечивающих выравнивание на экране дефектоскопа амплитуды сигналов от дефектов и донного сигнала, поскольку обычно эти сигналы значительно отличаются по амплитуде.

Целью изобретения является упрощение реализации способа при контроле прямым преобразователем за счет обеспечения возможности визуального восприятия ин50

Изобретение относится к области акустических методов неразрушающего контроля и может быть использовано при ультразвуковой (УЗ) дефектоскопии изделий с плоскопараллельными поверхностя- 5 ми, например, плит, поковок и т.п.

Известен способ УЗ-дефектоскопии изделий с контролем качества акустического контакта, заключающийся в том, что ориентируют преобразователь относительно из- 10 делия большой протяженности и малого поперечного сечения так,чтобы возбуждались нормальные волны, возбуждают в изделии импульсы УЗ-колебаний, принимают

УЗ-колебания, распространяющиеся в одну сторону, определяют наличие дефектов, а по.параметрам колебаний, распространяющихся в другую сторону, определяют качество акустического контакта.

Недостатком этого способа является 20 недостаточно широкая область применения вследствие возможности работы только с иэделиями типа проволоки, ленты и т.п, Наиболее близким по технической сущности к заявленному является способ УЗ-де- 25 фектоскопии изделий с контролем качества акустического контакта, заключающийся в том, что вводят в изделие импульсы УЗ-колебаний, принимают отраженные в изделии импульсы УЗ-колебаний, измеряют их амп- З0 литуду, по величине амплитуды донного сигнала оценивают качество акустического контакта и по величине других.эхо-сигналов судят о наличии дефектов, причем используемые для дефектоскопии УЗ-колебания возбуждаются и принимаются одним активным элементом, а используемые для контроля качества акустического контакта продольные УЗ-колебания возбуждают и принимают другим акти вн ым элементом.

Недостатком данного способа является относительно сложная реализация вследствие необходимости использования специального оборудования, Либо преобразователь должен быть снабжен специальным активным элементом, возбуждающим использующиеся для оценки качества акустического контакта сигналы, либо, при возможности формации вследствие использования поперечных УЗ-колебаний, трансформированных при отражении от донной поверхности излучаемых продольных УЗ-колебаний, Поставленная цель достигается предварительным onðåäåëåêèåì зависимости амплитуды поперечных колебаний, трансформированных при отражении от донной поверхности продольных от поперечных размеров активного элемента преобразователя и выбором по этой зависимости требуемого поперечного размера активного элемента.

Сущность изобретения заключается в том, что сначала определяют зависимость амплитуды поперечных колебаний, трансформированных при отражении от донной поверхности продольных, от поперечных размеров активного элемента преобразователя и зависимость амплитуды отраженных от стандартного отражателя продольных

УЗ-колебаний для заданной чувствительности эхо-метода контроля также от поперечных размеров активного элемента преобразователя. Затем по полученным зависимостям выбирают поперечный размер активного элемента преобразователя, соответствующий равенству амплитуд этих зависимостей, После этого приступают непосредственно к дефектоскопии, для чего устанавливают прямой УЗ-преобразователь с выбранным поперечным размером активного элемента на плоскую поверхность изделия и вводят с его помощью в изделие импульсы продольных УЗ-колебаний, Принимают этим же преобразователем отраженные в изделии импульсы УЗ-колебаний и измеряют их амплитуду. О наличии дефектов судят по величине амплитуды зхо-сигналов, время распространения которых соответствует временному интервалу между временем, необходимым продольным колебаниям для преодоления расстояния от активного элемента преобразователя до поверхности ввода и обратно, и временем, необходимым продольным колебаниям для преодоления расстояния от активного элемента преобразователя до донной поверхности изделия и обратно, Качество акустического контакта преобразователя с изделием оцени- вают по величине амплитуды поперечных колебаний, трансформированных при отражении от донной поверхности продольных колебаний.

На фиг.1 представлена схема способа

УЗ-дефектоскопии изделий с контролем качества акустического контакта; на фиг.2— график зависимости амплитуды А поперечных колебаний, трансформированных при отражении от донной поверхности продольных колебаний, от диаметра 0 пьезоэлемен1797043

10

Для заданной толщины Н контролируемого изделия 2 определяют зависимость амплитуды А1 поперечных колебаний, трансформированных при отражении от донной поверхности продольных колебаний, от поперечных размеров, например, диаметра Р активного элемента преобразователя 1. При установке на бездефектный участок изделия 2 или идентичного ему образца прямого УЗ преобразователя 1 излучают им импульсы продольных волн.

Вследствие того, любой прямой преобразователь обладает определенной диаграммой направленности, часть излученных им колебаний падает на донную поверхность под углом и при отражении трансформируется в поперечные колебания, которые возвращаются к преобразователю 1 и принимаются им. Амплитуда принимаемых им трансформированных поперечных колебаний зависит от поперечных размеров активного элемента 3, например, диаметра D дисковой пьезопластины, так как при изменении диаметра D меняется диапазон углов падения продольных колебаний, трансформирующихся именно в те поперечные колебания, которые принимаются преобразователем 1, и, соответственно. необходимо учитывать изменения, обусловленные функцией, описывающей диаграмму направленности элемента 3, и коэффициентом отражения.

Экспериментально полученные результаты на материале 1420 толщиной 30 мм при помощи набора преобразователей фирмы Крауткрамер на частоту 2 Мгц представлены на фиг,2 кривой а. Также для этой толщины Н определяют зависимость амплитуды А2 отраженных от стандартного отражателя про- . дольных колебаний для заданной чувствительности эхо-контроля от диаметра.

D активного элемента 3 преобразователя 1. 5

Для этого тот же набор преобразователей поочередно устанавливается на стандарт20

30

40

45 экране дефектоскопов при стационарном

50 та прямого преобразователя (сплошная кривая а) и график зависимости амплитуды Ар отраженных от стандартного плоскодонного отражателя продольных колебаний отдиаметра 0 пьезоэлемента прямого преобразователя (пунктирная кривая б).

На фиг,2 позицией 1 обозначен прямой

УЗ-преобразователь, позицией 2 — контролируемое изделие толщиной Н, а позицией

3 — активный элемент преобразователя 1.

Способ УЗ-дефектоскопии изделий с контролем качества акустического контакта реализуется следующим образом. ный образец с плоскодонным отражателем

Я 1,2 мм, залегающим на глубине 30 мм. которым и определяется чувствительность эхо-контроля, и измеряется амплитуда А2 эхо-сигнала от отражателя. Результаты представлены на фиг.2 кривой б. Из графика следует, что кривые пересекаются при D=10 мм, что соответствуют типу преобразователя К2, Преобразователь 1 типа К2 устанавливают на поверхности изделия 2, излучают им импульсы продольных УЗ колебаний и сканируют изделие 2. Основная часть продольных колебаний распространяется нормальн6 поверхности ввода и при наличии в изделии 2 дефектов отражается от них и возвращается к преобразователю 1, также как и в донный сигнал продольной волны.

Часть продольных колебаний падает на донную поверхность под углом и, отражаясь, трансформируется в поперечные колебания и также попадает на преобразователь 1.

Преобразователем 1 принимаются все поступившие на него колебания и их наблюдают в виде эхо-импульсов на экране дефектоскопа, О наличии дефектов судят по величинам амплитуд продольных колебаний, принятых преобразователем 1 и лежащих на экране УЗ дефектоскопов между зондирующим и донным импульсами. В случае наличия дефектов амплитуда этих импульсов превышает пороговый уровень, Качество акустического контакта оценивают по величине амплитуды поперечных колебаний, принятых преобразователем 1 и соответствующих по времени прихода сумме времени распространения продольных и поперечных колебаний от активного элемента 3 преобразователя 1 до донной поверхности изделия 2. Об ухудшении качества контакта свидетельствует недостижение амплитуды этих импульсов пороговоro уровня. Вследствие выбора размера D вышеуказанным образом оператор имеет возможность одновременно наблюдать на его коэффициенте усиления по развертке положение импульсов, несущих информацию о дефектах и качестве акустического контакта, относительно порогового уровня.

Можно допустить некоторое неравенство амплитуд А1 и А2 при выборе размера D, если динамический диапазон экрана дефектоскопа позволяет одновременно отслеживать оператору высоту импульсов, несущих информацию о дефектах и качестве акустического контакта, 1797043

Формула изобретения

-50

5 10 Ю gd З,ии

ФУГ 2

Составитель В,Гондаревский

Техред М.Моргентал 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", r Ужгород, ул.Гагарина, 101

Способ ультразвуковой дефектоскопии изделий с контролем качества акустического контакта, заключающийся в том, что вводят в изделие импульсы ультразвуковых колебаний, принимают отраженные в изделии импульсы ультразвуковых колебаний, измеряют их амплитуду, по величине амплитуды донного эхо-сигнала оценивают качество акустического контакта и по величине амплитуды других эхо-сигналов судят о наличии дефектов, о тл и ч а ю щи и с ятем, что, с целью упрощения реализации способа при использовании прямого преобразователя, предварительно определяют зависимость амплитуды поперечных колебаний, трансформируемых при отражениях отраженных от донной поверхности продольных,.от поперечных размеров активного элемента прямого преобразователя и

5 зависимость амплитуды отраженных от стандартного отражателя продольных колебаний для заданной чувствительности эхоконтроля от поперечных размеров активного элемента прямого преобразова10 теля, из которых выбирают поперечный размер активного элемента прямого преобразователя, соответствующий равенству амплитуд, а качество акустического контакта оценивают по величине амплитуды

15 поперечных колебаний, трансформирован- ных при отражении от донной поверхности продольных колебаний.